113 地方特考四等 水土保持工程 水土保持概要(包括植生工法) 考古題詳解

113 年・地方特考・四等・水土保持工程
試題代碼 水土保持概要(包括植生工法)

第 一 題25 分

請寫出合理化公式(Rational Formula),並說明公式內參數之定義,及依據「水土保持技術規範」進行合理化公式計算時,降雨分析之原則。

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核心觀念

本題考查合理化公式的用途、參數定義,以及依《水土保持技術規範》選定設計降雨強度的原則。合理化公式以集水區的設計降雨強度、集水區面積及逕流係數估算洪峰流量;在規範所列條件下,無實測資料且集水區面積在一千公頃以內時,可採用此法。

依命題當年(民國 113 年)法規為準。

解題方法:列式並說明參數

《水土保持技術規範》第十七條規定合理化公式為:

Qp=1360CIAQ_p=\frac{1}{360}CIA

式中:

  • QpQ_p:洪峰流量,單位為立方公尺/秒(m3/s\mathrm{m^3/s})。
  • CC:逕流係數,無單位,表示降雨形成直接逕流的比例;依集水區地形、土地利用及開發狀況選定。開發中之 CC 值以 1.01.0 計算。
  • II:設計降雨強度,單位為公釐/小時(mm/hr\mathrm{mm/hr})。
  • AA:集水區面積,單位為公頃(ha)。

係數 1/3601/360 是配合上述單位換算而來:11 公頃等於 10,000 m210{,}000\ \mathrm{m^2},每小時換算為每秒需除以 3,6003{,}600,故 10,000/3,600=1/0.3610{,}000/3{,}600=1/0.36;再將降雨強度的毫米換為公尺,即乘 0.0010.001,合併後為 1/3601/360。

降雨分析原則

合理化公式所用的 II,應採與集流時間相應的設計降雨強度。依《水土保持技術規範》第十六條:

  1. 降雨延時採集流時間:以集流時間 tct_c 作為降雨延時,並依所採重現期距求得相應的降雨強度。集流時間是逕流自集水區最遠一點到達計算地點所需時間。
  2. 依規範估算降雨強度:降雨強度推估值不得小於規範所列無因次降雨強度公式的推估值:
ItTI6025=(G+Hlog⁡T)A(t+B)C\frac{I_t^T}{I_{60}^{25}} =(G+H\log T)\frac{A}{(t+B)^C}
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第 二 題25 分

為促進水土資源永續利用而進行集水區治理,其方法與目的有哪些?

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核心觀念

本題考查「集水區整體治理」的治理尺度、方法及目標。集水區是地表逕流匯集至同一出口的區域;治理時應以整個集水區為單元,兼顧上、中、下游及坡地、溪流間的水土連動,不能只處理單一崩塌地或河段。

以命題當年(民國 113 年)法規為準,《水土保持法》第 9 條規定,各河川集水區應由主管機關會同有關機關進行整體治理規劃,並就水土資源保育及土地合理利用的需要,擬定中、長期治理計畫,核定後由相關機關、機構或水土保持義務人分期分區實施。《水土保持技術規範》第 3 條指出,水土保持處理與維護應以工程、農藝或植生方法單獨或配合運用;第 4 條列明集水區治理的目的。

解題方法

依題意分成「治理方法」與「治理目的」兩部分作答。方法先說明規劃原則,再依工程、農藝、植生三類列舉;目的則依《水土保持技術規範》第 4 條完整列出,並補充其對水資源與生態環境的效益。

集水區治理方法

  1. 整體調查與規劃:以集水區為單元調查地形、地質、土壤、水文、植生、土地利用、災害潛勢及保全對象,分析水土問題與治理需求。依集水區特性安排治理次序,擬訂中、長期計畫,再分期分區推動,並辦理後續維護與管理。

  2. 工程方法:針對溪流與坡地問題施作適當設施,例如治山防砂、固床、護岸、排水、沉砂、滯洪及崩塌地處理等,以穩定坡面與河床、控制土砂移動、改善排水並降低洪水及土砂災害風險。

  3. 農藝方法:配合土地利用與耕作方式降低地表沖蝕,例如等高耕作、覆蓋、輪作、草帶或梯田管理等;並依土地可利用限度合理利用,避免超限利用。

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第 三 題25 分

試說明野溪清疏時,平時清疏其斷面之設計原則。

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核心觀念

本題考「平時清疏」與「緊急清疏」的設計目的不同,以及平時清疏深槽斷面的法定設計基準。

依命題當年(民國 113 年)有效的《水土保持技術規範》第 65 條之 2,平時清疏應設計足以排放重現期距二年至五年降雨強度的深槽斷面,並得視需要漸次擴大通洪斷面;緊急清疏則以疏通為原則。

解題方法

作答時可依序說明設計目標、設計依據及斷面配置:

  1. 以水文、水理分析決定清疏斷面:依集水區條件分析降雨、逕流及通洪需求,據以規劃清疏排洪斷面。
  2. 先設計深槽:深槽須足以排放重現期距二年至五年降雨強度所形成的流量,作為平時清疏的基本斷面。
  3. 按需要逐步擴大:視通洪需求及現地條件,漸次擴大通洪斷面,不以一次全面拓寬為必要。
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第 四 題25 分

就坡度而言,請說明植物自然入侵之界線及其與山坡地土地可利用限度之關係。

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核心觀念

本題考查坡面坡度對自然植生恢復的限制,以及「植物自然入侵界線」和「山坡地土地可利用限度」分級之間的關係。

植物自然入侵界線是指坡面陡到一定程度後,周圍植物自然傳播、定著與繁殖的能力明顯受限的坡度界線。水土保持實務上常以約 35° 作為判斷值;坡度超過此界線,自然植生恢復較慢,坡面較難僅靠自然入侵形成穩定覆蓋。

「山坡地土地可利用限度分類標準」所稱坡度,則以一筆土地的平均傾斜比表示,單位為百分比。兩種表示法不可混淆:角度坡度換算為百分比坡度,公式為

坡度(%)=tan⁡(坡角)×100坡度(\%)=\tan(坡角)\times 100

因此,35∘35^\circ 約相當於 70%70\% 的坡度。

解題方法

先指出自然入侵界線的坡度,再將角度換算成百分比,與山坡地土地可利用限度的坡度分級比較。

命題當年(民國 113 年)適用的「山坡地土地可利用限度分類標準」將坡度分為六級:一級坡為 5%5\% 以下;二級坡為超過 5%5\% 至 15%15\% 以下;三級坡為超過 15%15\% 至 30%30\% 以下;四級坡為超過 30%30\% 至 40%40\% 以下;五級坡為超過 40%40\% 至 55%55\% 以下;六級坡為超過 55%55\%。

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