113 地方特考四等 水土保持工程 坡地保育概要（包括沖蝕原理） 考古題詳解

核心觀念

臨時性滯洪池是在山坡地開發期間，暫時蓄存開發區降雨逕流，再以受控制的方式排出，以削減洪峰、延後洪峰到達時間，降低下游排水系統負荷及開發期間的淹水風險。它通常配合整地、道路或建築工程分期設置，於永久排水與滯洪設施完成並發揮功能後，依核定計畫拆除或改作其他用途。

本題重點是交代「設置位置、設計流量與容量、進出水設施、安全及施工期間維護」等規劃設計原則。滯洪池重點在調節洪峰；若兼具沉砂功能，還須配置沉砂空間及清淤管理，不能以滯洪容量取代沉砂需求。

涉及法規及技術規範者，以命題當年（民國 113 年）法規為準。規劃設計應依當時適用的《水土保持法》及其相關子法、審查規範與水土保持技術規範辦理；個案採用的設計雨量、重現期及放流限制，應以核定計畫與適用規定為準。

解題方法

可依「先定控制條件，再定池址與容量，最後檢核設施及施工管理」作答：

1. 調查集水區與開發分期 劃定滯洪池的集水範圍，調查地形、地質、排水路、地下水及下游承受水體，並配合施工分區及進度，確認每一施工階段的逕流會流入哪一座池。

2. 決定設計雨量與逕流量 依核定計畫及適用規範選定設計降雨條件，分別估算開發前、開發後的逕流量或洪水歷線。小集水區可依規範採合理化公式估算尖峰流量： $Q=CIA$ 其中 $Q$ 為尖峰流量，$C$ 為逕流係數，$I$ 為設計降雨強度，$A$ 為集水面積。集水區較大、蓄滯效果或洪峰歷線變化不可忽略時，應採適當的降雨逕流及水理演算方法。

3. 設定放流控制與滯洪容量 放流口須使開發後洪峰受到控制，並符合核定計畫與下游排水系統的容許條件。池體所需容量應以入流與出流的差額演算，不宜只用單一尖峰流量乘上任意時間估算。其基本概念為： $\frac{dS}{dt}=I(t)-O(t)$ 其中 $S$ 為蓄水量，$I(t)$ 為入流歷線，$O(t)$ 為出流歷線。演算期間所需的最大蓄水量即為滯洪需求；設計水位以上仍須保留安全超高，且須另行考量沉砂等用途所需空間。

4. 配置池址及進出水設施 池址宜設於可收集開發區逕流、便於重力排水及施工維護的位置，並確認池體安全與地基條件。進水處應避免沖刷，必要時設消能或沉砂設施；出水口應設計適當的控制構造、消能及防止淘刷措施，並配置不易阻塞的溢流或緊急排洪設施。

規劃設計原則

一、位置與配置

核心觀念

本題考查大規模崩塌潛勢區如何分類，以及颱風豪雨期間紅、黃色警戒的發布依據與流程。以命題當年（民國 113 年）法規及作業指引為準；發布制度應掌握兩個層次：先依保全住戶與土石流保全住戶的重疊情形分型，再依雨量及現地監測資料研判警戒。相關作業依據包括《農業部土石流及大規模崩塌防災疏散避難作業規定》及《大規模崩塌警戒發布與解除作業指引》。

解題方法：先分兩類，再分別說明發布方式

大規模崩塌潛勢區分為兩種類型：

1. 第一類型：保全住戶與土石流潛勢溪流保全住戶有重疊。 警戒與土石流警戒整合發布，通常依該處土石流雨量警戒值作為雨量參考，並納入大規模崩塌現地監測資料綜合研判。

2. 第二類型：保全住戶與土石流潛勢溪流保全住戶沒有重疊。 因無相對應的土石流警戒值可供參考，故獨立發布大規模崩塌警戒，依該潛勢區的大規模崩塌雨量警戒值，並參考現地監測資料綜合研判。

紅、黃色警戒發布機制

核心觀念

本題考查雨滴打擊、地表逕流與坡面水流集中如何造成土壤剝離與搬運，以及坡面逕流由分散流轉為集中流時，沖蝕型態和動力條件的差異。

• 層狀沖蝕（sheet erosion）：雨滴打擊與薄層、分散的地表逕流共同作用，使坡面表土呈片狀或均勻削除。實際侵蝕常不是完全均勻，而是由許多微小的土粒剝離與搬運累積形成。
• 紋溝沖蝕（rill erosion）：地表逕流沿微小凹槽集中流動，水流剪應力增加，切割出淺而狹窄的溝槽，並沿溝槽搬運土粒。紋溝通常可用一般耕作方式填平，與規模較大、通常無法以一般耕作消除的蝕溝（gully）不同。

解題方法：依逕流集中程度比較沖蝕過程

先由「分散流」說明層狀沖蝕，再由「集中流」說明紋溝沖蝕，最後以水流剪應力、流速與水深等動力條件比較。判斷重點是：坡面逕流是否已集中到足以在局部形成切溝的程度。

一、層狀沖蝕的過程與特性

1. 土粒剝離：雨滴撞擊裸露土面，使土粒鬆動、飛濺，並破壞土壤團粒。
2. 薄層逕流搬運：降雨強度超過土壤入滲能力，或坡面產生其他地表逕流時，分散的薄層水流將鬆動土粒帶走。
3. 坡面表土削除：土粒沿坡面被搬運，造成表土逐步變薄、土壤肥力降低。由於侵蝕分布較分散，初期常不易以肉眼辨識。

層狀沖蝕以雨滴動能和薄層逕流的分散作用為主，通常尚未形成明顯、連續的溝槽。其侵蝕量受降雨特性、坡度、坡長、土壤抗蝕性、地表覆蓋及逕流量等因素影響。

二、紋溝沖蝕的過程與特性

1. 逕流匯集：坡面微地形使分散逕流逐漸匯入局部低處。
2. 局部沖刷：匯集後的水流流量、水深及流速增加，對溝底和溝壁施加較大的剪應力。
3. 溝槽發展與輸砂：當水流作用足以克服土壤抗剪強度，便剝離溝底或溝壁土粒，形成淺小紋溝；紋溝會隨逕流持續沖刷而加深或延伸。

核心觀念

本題考查農地水土保持方法中的覆蓋（cover）：以植物或其他材料覆蓋地表，減少雨滴直接打擊土壤與逕流沖刷。解題需說明覆蓋的定義、目的與設計原則，再以通用土壤流失公式（USLE）指出覆蓋如何降低土壤流失量。題目未要求特定法條，無須引用法規。

USLE 為：

其中 $A$ 為單位面積平均年土壤流失量；$R$ 為降雨沖蝕指數；$K$ 為土壤沖蝕性；$L$ 與 $S$ 分別為坡長及坡度因子；$C$ 為作物與管理因子；$P$ 為水土保持處理因子。

解題方法

作答時先界定「覆蓋」是以何種材料保護地表，再依序說明其防蝕目的及配置原則。最後將覆蓋效果對應至 USLE 因子：覆蓋主要降低 $C$；若搭配等高耕作、草帶或其他坡面處理，亦可影響 $P$。

定義與目的

**定義：**覆蓋是將作物、殘株、草生植物、敷蓋物或其他適當材料配置於土壤表面，使地表維持一定程度的覆蓋，避免土壤裸露。常見方式包括保留作物殘體、種植覆蓋作物、草生栽培，以及使用稻草、枝葉等敷蓋材料。

目的：

1. **減少雨滴打擊：**覆蓋層攔截雨滴、降低其到達土面的能量，減少土粒飛濺與團粒破壞。
2. **減緩逕流沖刷：**降低地表逕流速度與流量，減少土壤剝離、搬運及坡面沖蝕。
3. **改善土壤狀態：**增加入滲、維持土壤水分，並藉有機質分解改善土壤團粒與地力。
4. **減少裸露時間與地表劣化：**抑制雜草、降低表土受日曬與風蝕，並減少養分及土壤流失。

設計原則

1. **覆蓋應連續且足量：**依坡度、降雨、土壤沖蝕性與作物生育情形，維持足以保護土面的覆蓋率；坡陡、土壤易沖蝕或降雨強烈處，應提高覆蓋程度。
2. **掌握作物生長與裸露時段：**安排播種及輪作，使覆蓋作物在易受侵蝕季節能及時生長；收穫後保留適當殘株，避免長時間裸地。