114 地方特考四等 水土保持工程類科 坡地保育概要(包括沖蝕原理) 考古題詳解
第 一 題30 分
試說明山坡地土地可利用限度分類之考量因子。(10 分)
上述分類標準係依據哪個條例訂定?並論述國有林班地是否存在超限利用情形。(20 分)
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一、核心觀念
本題考查山坡地土地可利用限度查定的分類因子、法源與適用範圍。分類因子用來評估土地的立地條件與水土保持風險,再據以判定宜農、牧地、宜林地或加強保育地。
以下法規說明以命題當年(民國 114 年)法規為準。
二、分類考量因子
依《山坡地土地可利用限度分類標準》及查定基準,分類時綜合考量以下四項:
- 坡度:以一筆土地的平均傾斜比表示,分為六級坡。坡度愈大,地表逕流及土壤沖蝕風險通常愈高。
- 土壤有效深度:指土地表面至妨礙植物根系伸展之土層深度。土層愈淺,保水、保肥及植生根系發展條件愈差。
- 土壤沖蝕程度:依土地表面沖蝕徵狀,並參考沖蝕溝寬度、深度及母岩裸露、崩塌等現象,分為輕微、中等、嚴重、極嚴重。
- 母岩性質:依下接母岩對植物根系伸展及農機具施作的影響,分為軟質母岩與硬質母岩。
分類不是只看坡度;須將坡度、土壤深度、沖蝕狀況及母岩條件綜合判斷。例如同為五級坡,土層較深者可利用限度可能較高;土層淺且沖蝕嚴重或下接硬質母岩者,則可能須列為宜林地。
三、法源與國有林班地的適用情形
(一)分類標準依據的條例
《山坡地土地可利用限度分類標準》係依據《山坡地保育利用條例》第 16 條第 3 項訂定。該條第 1 項規定,山坡地供農業使用者應實施土地可利用限度分類,並由主管機關完成宜農、牧地、宜林地及加強保育地查定;土地經營人或使用人不得超限利用。
第 二 題25 分
何謂複合型災害?(10 分)
並請說明崩塌、地滑及土石流之誘發因子與形成過程。(15 分)
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核心觀念
本題考查兩個層次:第一是多種災害之間的連鎖或交互作用,第二是三種坡地災害的致災條件與運動機制。作答時應先界定「複合型災害」,再分別說明崩塌、地滑、土石流,並指出它們可能前後相接、互為因果。
邊坡是否破壞,可用安全係數表示其基本概念:
當降雨、地震或開挖等因素使抗剪力降低,或使下滑力增加,安全係數下降;當邊坡無法維持穩定時,即可能發生坡地破壞。
解題方法
先說明複合型災害的「多種災害相互影響」及「連續、累積或同時發生」特性,再以每種災害的「誘發因子—形成過程」作答。誘發因子可分為地質、地形等先天條件,以及豪雨、地震、人為開發等外在作用;形成過程則依材料是整體崩落、沿滑動面移動,或與水混合後流動來區分。
複合型災害
複合型災害是指單一災害事件直接或間接引發其他災害,或多種災害在同一地區、同一事件期間連續、累積或交互作用,因而擴大災害範圍、強度或損失的現象。其重點不在於災害種類單純增加,而在於災害間存在因果鏈結或相互加乘效果。
例如,颱風豪雨使山坡地發生崩塌,崩落土石進入溪溝形成土石流;土石流淤積河道後,又可能造成洪水溢淹。又如地震先使坡體裂隙擴大、邊坡鬆動,後續豪雨再誘發崩塌或地滑,形成連續性的坡地災害。
崩塌:誘發因子與形成過程
**誘發因子:**崩塌常見於陡峭或地質脆弱的坡面。地層風化、岩體破碎、節理裂隙發達、坡面覆土鬆散、植生不足等條件會降低坡體穩定性。短延時強降雨或長時間累積雨量會使土體含水量增加、孔隙水壓升高,降低有效應力及抗剪強度;地震震動、坡腳遭河流或道路開挖削弱,以及超限利用、排水不良等人為因素,也會促使坡面破壞。
**形成過程:**當坡體材料的抗剪能力不足以抵抗重力下滑作用時,坡面土體、岩屑或岩塊會沿坡面或局部破壞面突然脫離,向下崩落、滑落或翻滾。崩塌通常呈現局部、快速的坡面破壞,材料可能停積於坡腳或溪谷;若崩落物含水量高並進入溪溝,後續也可能轉化或演變成土石流。
地滑:誘發因子與形成過程
第 三 題30 分
試述臺灣坡地常用之水土保持方法。(10 分)
並寫出評估坡地災害風險常用之參數與公式。(20 分)
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核心觀念
本題分成兩部分:一是說明坡地水土保持措施的類別與功能;二是說明坡地災害風險評估常用的構成要素、參數與公式。作答時應同時涵蓋坡面沖蝕、邊坡穩定、逕流與土砂移動,以及可能受災對象。
依命題當年(民國 114 年)《水土保持法》第 3 條,水土保持之處理與維護,是應用工程、農藝或植生方法,以保育水土資源、維護自然生態景觀,並防治沖蝕、崩塌、地滑及土石流等災害的措施。以下依法源分類作答,並補充坡地常見設施與管理方法。
解題方法
一、臺灣坡地常用水土保持方法
作答可依「農藝、植生、工程」三類整理,再說明各類主要作用。
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農藝方法:透過土地利用與耕作方式減少逕流、沖蝕及土壤流失。例如等高耕作、輪作與間作、覆蓋作物、敷蓋、草帶或植生籬,以及依坡度、土壤與排水條件規劃農地。核心是降低坡面逕流速度、增加入滲並維持地表覆蓋。
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植生方法:以草本、灌木或喬木覆蓋裸露地,並以根系固土、莖葉截留雨滴、減少地表沖蝕。常見作法包括撒播、噴植、草皮鋪植、植生帶、植生籬及苗木栽植。植生選種與配置應配合坡面環境,並確保初期覆蓋及後續維護。
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工程方法:以設施控制水流、穩定坡體或攔阻土砂,常見如下:
- 排水設施:截水溝、排水溝、坡面縱橫向排水、集水井及地下排水等;將地表水或地下水妥善導排,避免沖刷坡面、滲流增加或孔隙水壓升高。
- 坡面保護與穩定設施:整坡、平台、護坡、擋土牆、土釘、岩錨及格框等;依坡體條件降低崩塌、滑動或局部沖蝕風險。
- 攔砂與溪溝治理設施:沉砂池、攔砂壩、固床工及護岸等;攔阻或沉降土砂、穩定溪床與岸坡,減少土砂向下游移動。
- 施工與管理措施:分期分區施工、裸露地臨時覆蓋、施工排水、維護檢查及災後復建,以降低施工期間及設施失效造成的水土流失。
實務上通常依集水區、地形、地質、降雨及土地利用條件,搭配農藝、植生與工程措施;排水、坡面穩定與植生覆蓋宜整體規劃,並非單靠某一種設施即可處理所有坡地問題。
二、坡地災害風險常用參數與公式
坡地災害風險評估常用三項構成要素:
- 危害度(Hazard, H):災害發生的可能性、強度或範圍。坡地評估常用降雨強度、累積雨量、極端降雨發生機率、坡度、地質條件、崩塌或土石流潛勢等指標。
- 暴露度(Exposure, E):可能受災的對象及其數量或價值。
第 四 題15 分
請說明影響地表沖蝕外力有哪些?(5 分)
並試述坡地水蝕歷程大致可區分為哪幾個階段?(10 分)
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核心觀念
本題考查兩件事:地表土壤受哪些外力作用而沖蝕,以及坡地水蝕如何由初期侵蝕逐步發展成較集中的沖溝。水蝕的基本作用包括土粒分離、搬運與堆積;在坡面上,雨滴打擊與地表逕流是主要作用力。
解題方法
先按外力來源整理地表沖蝕的成因,再依水流由分散到集中的發展順序,說明坡地水蝕的階段。作答時宜將「侵蝕外力」與「水蝕發展階段」分開,避免把外力種類誤當成水蝕階段。
影響地表沖蝕的外力
- 降雨與雨滴打擊:雨滴撞擊裸露地表,使土粒分離、飛濺,並破壞土壤團粒結構;降雨量及降雨強度也影響地表產流。
- 地表逕流:逕流以剪力沖刷、搬運土粒;水流集中後,沖蝕能力增加,容易形成細溝及蝕溝。
- 風力:風可吹起、搬運裸露而乾燥的細土粒,造成風蝕。
- 波浪及水流:河川、湖泊或海岸的波浪與水流會沖擊、淘刷岸坡及岸邊土壤。
- 冰雪作用:冰川移動、冰雪融水及凍融作用,可磨蝕或帶走地表物質。
- 重力作用:土粒、土層或岩屑沿坡面向下移動,常與降雨入滲、坡面沖刷及坡體失穩共同作用。
坡地水蝕最直接的外力為雨滴打擊與地表逕流;坡度、土壤性質、植生覆蓋及土地利用會影響沖蝕程度。