110 高普考普通考試 水利工程 水資源工程概要 考古題詳解

核心觀念

地下水安全出水量（Groundwater safe yield），是指在一定的水文與管理條件下，地下水系統可長期、持續抽取而不致造成不可接受之水位下降、地層下陷、海水入侵或水質惡化等不利影響的抽水量。

傳統上常將安全出水量解釋為「不超過地下水補注量的抽水量」，但這種看法過於簡化。地下水抽取除了消耗補注量，也會減少地下水向河川、濕地、泉水等地表水體的排出，或增加河川向含水層的滲漏。因此，安全出水量不是單由年補注量決定，還須考量抽水對整體水文系統及環境的影響。

解題方法

本題為名詞解釋兼影響因素題，可先界定安全出水量的「長期可持續」與「不造成不可接受影響」兩項核心，再依地下水抽取可能改變的水量、水位、地質及水質現象分項說明。

地下水系統的水量收支可概念化表示為：

其中，$\Delta S$ 為地下水儲量變化，$R$ 為補注量，$Q_{\mathrm{in}}$ 與 $Q_{\mathrm{out}}$ 分別為地下水流入與流出量，$P$ 為抽水量。長期抽水若使地下水儲量持續減少，或造成流出量及水文環境產生不可接受的改變，即不能只因抽水量小於估計補注量，就認定為安全。

推估時應注意的現象

1. 地下水位持續下降與儲量耗減：觀察抽水後地下水位的長期趨勢、季節變化及回復情形。若水位逐年下降、抽水井水位過低或使其他用水井失去取水能力，表示抽水可能超出可持續範圍。

核心觀念

本題考查洪水風險管理，以及防洪工程措施與非工程措施的整合。洪澇災害不只由降雨量決定，也受河川與排水系統容量、土地利用、地勢、海潮頂托、預警時間及民眾應變能力影響。因此，政府應以流域為單位，兼顧「降低洪水發生與溢淹機率」及「減少暴露人口、脆弱度與災害損失」。

防洪工程有設計保護標準，超過標準仍可能發生溢淹，故不能只仰賴堤防、水庫或抽水設施；須搭配土地管理、洪水預警、疏散避難、救災資源整備及災後復原，形成完整的災害管理循環。

法規說明以命題當年（民國 110 年）法規為準。《災害防救法》規定各級政府應辦理災害防救計畫、整備及應變等事項；本題重點在將法定整備責任轉化為具體的水災防救作為。

解題方法

採「流域防洪減災措施」與「防洪減災整備」兩層作答。前者說明平時如何降低洪水危害及受災風險；後者依災害發生前、發生時及災後的時間序列，交代政府如何預作準備、執行應變及恢復重建。如此能同時回應題目中的「具體措施」與「整備」。

具體防洪減災措施

一、工程措施

1. **流域整體治理：**上游辦理集水區水土保持、坡地植生與崩塌地治理，減少土砂及洪峰逕流；中下游整治河道、改善瓶頸河段及橋梁通洪能力，並檢討堤防、護岸與出海口排水設施。
2. **蓄洪與分洪：**設置水庫、滯洪池、蓄洪池、分洪道或洪水調節設施，適時削減洪峰、延後洪峰到達下游的時間。
3. **都市排水與抽排：**改善雨水下水道、區域排水、箱涵及排水閘門，並配置抽水站與移動式抽水機；低窪且受潮汐影響地區，須整合閘門操作與抽排能力。
4. **保護脆弱設施：**提升重要道路、橋梁、醫院、電力、供水及通訊設施的防洪能力，設置防水閘板、備援電力或替代管線，降低淹水造成的連鎖中斷。

二、非工程措施

1. **洪水平原與土地使用管理：**依淹水潛勢及災害風險圖限制高風險地區新增開發，保留河川行水區、滯洪空間及排水通道；必要時採取建築物抬高、地下室防水或高風險聚落遷建。
2. **逕流管理與海綿城市：**推動透水鋪面、雨水貯留、綠地保水、屋頂貯留及低衝擊開發，降低都市地表逕流尖峰，分散排水系統負荷。
3. **洪水預報與警戒：**整合氣象預報、雨量站、水位站、淹水感測器及水文模式，發布雨量、水位或淹水警戒，提供地方政府與民眾足夠的避難時間。

核心觀念

感潮河川是指河口以下游河段為主，河川水位、流速或流向受海洋潮汐週期性影響的河川。受潮汐影響的河段稱為「感潮河段」，其上游界限稱為潮汐影響界限；此界限會隨潮差、河川流量與河道條件而變動，並非固定不變。

感潮作用主要由潮汐波沿河道向上游傳播而形成；海水鹽分是否侵入，則是另一項現象。潮汐影響範圍通常可比鹽水入侵範圍更上游，因此感潮河川不必然全段都是鹹水或半鹹水。

感潮河川與河流地形的關係

河流地形會影響潮汐波傳播的距離與強弱。感潮河川多位於河川下游的低平地區，河床坡度小、河道較寬且水深較大，潮汐波較容易向上游傳播；狹窄、淺化、坡度較陡或有急流、堰壩等阻隔時，潮汐影響通常較快衰減。

反過來，潮汐也會改變河道地形。漲潮與退潮形成往復潮流，與河川向海的逕流共同搬運泥砂，影響河床沖淤、河口沙洲、潮灘及河道形態。河川逕流較強時，通常有利於泥砂向海輸送；潮流較強時，則可能增加泥砂向上游搬運或在河口、河道內沉積的作用。河道沖淤改變後，又會影響潮汐與鹽水的傳播，形成水流、泥砂與地形彼此作用的關係。

感潮河川的一般特徵

1. 水位週期變動：水位隨漲潮升高、退潮降低，並呈現日潮、半日潮等週期變化。潮波往上游傳播時，振幅通常逐漸衰減，且相位會延遲。

2. 流速與流向改變：漲潮時潮流向上游，退潮時潮流向下游；兩者與河川逕流疊加。河川流量較大時，水流可能仍持續向海，但流速會隨潮汐增減；漲潮作用較強時，下游河段也可能短暫逆流。

核心觀念

地下水人工補注，是以工程設施或操作方式，將地表水導入地下含水層，增加地下水儲量。方法選擇主要看三項條件：地表至含水層間的地層透水性、含水層深度與型態，以及補注水量與水質。

人工補注可分為直接補注與間接補注。直接補注把水經地表入滲或水井注入含水層；間接補注則透過河岸抽水等方式，誘使河川或湖泊水滲入含水層。本題不涉及特定法條。

解題方法與各種方式

作答時依「水從哪裡進入地下」分類，再說明各方法所需的地層條件及適用情況。

一、地表入滲法

將水引至地面，以重力經土壤入滲，再向下補注含水層。常見方式如下：

• 滲流池、滲流盆地或蓄水池：將水蓄於池內，增加水與地面的接觸時間。適用於地表具有較厚、透水性良好的砂礫層，且有足夠土地可設池的地區。若表層細粒土壤厚、入滲能力低，補注效率較差。
• 漫淹法：將水均勻漫流於平坦土地，使水分逐漸入滲。適合地形平緩、土壤透水且土地可供利用的區域；若地面坡度大或土壤黏滯，較不適用。
• 渠道、溝渠或田間灌溉入滲：利用渠道、灌溉溝及農田增加入滲面積。適用於灌溉區或既有渠道沿線，且渠底與田土具有良好透水性的地區；渠道襯砌或土壤滲透性太低時，補注效果有限。
• 河道整治與河床補注：以攔水、擴大河床入滲面積或改善河床條件，增加河水下滲。適用於有穩定河川水源、河床透水且下方連通含水層的地點；須留意泥砂淤積會堵塞河床孔隙，使補注量下降。

二、注入井法

以注水井將水直接注入地下含水層，可穿越地表黏土層等低透水地層。適用於深層含水層、地表入滲不易到達含水層，或可利用土地有限的地區。

此法須有足夠透水且可接受注水的含水層，並要求補注水經適當處理；水中懸浮物或生物性物質容易堵塞井體及含水層孔隙，維護成本也較高。