109 高普考普通考試 水土保持工程 坡地保育概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查山坡地土地可利用限度分類，以及對不宜一般利用、具高度土砂災害風險土地的保育方式。法源為《山坡地保育利用條例》第 11 條、第 16 條及《山坡地土地可利用限度分類標準》。

**以命題當年（民國 109 年）法規為準。**民國 109 年 10 月 6 日分類標準修正，題目命題時適用的標準與修正後條文用語有所差異；現行法已修正，以下依命題當時的分類基準作答。

可利用限度查定會參考坡度、土壤有效深度、土壤沖蝕程度及母岩性質等條件，將土地區分為宜農、牧地、宜林地及加強保育地。加強保育地的判斷重點是土地已有明顯沖蝕或地質不穩定現象，需優先防止災害擴大。

解題方法

作答分成兩部分：

1. 先列出民國 109 年分類標準所指的加強保育地區位。
2. 再依土地問題說明保育方向：穩定坡面、控制地表及地下水、減少土砂流失、恢復植生，並由主管機關指定處理與維護方式。

《山坡地保育利用條例》第 11 條規定，山坡地有加強保育、利用必要者，其水土保持處理與維護應依直轄市或縣（市）主管機關指定方式實施；第 12 條並要求經營人、使用人或所有人依主管機關規定的水土保持技術規範與期限辦理，完成後仍須維護，損壞時應搶修或重建。

加強保育地的區位

依命題當時的分類基準，下列土地屬於加強保育地：

• 土壤沖蝕嚴重的土地：沖蝕溝發育明顯，表土流失嚴重。
• 崩塌地：坡面已發生崩落，或有崩塌危險。
• 地滑地：土體沿滑動面移動，具有持續變形或滑動風險。
• 脆弱母岩裸露地：地表植生及土層缺乏，脆弱母岩裸露，容易受降雨沖蝕或風化破壞。

判定時應看土地的沖蝕、崩塌、地滑及母岩裸露等實際情形，不宜只用坡度級別直接取代分類標準。

坡地加強保育方式

一、限制或停止不適宜利用

核心觀念

坡地治理工程以確保人民生命財產安全、減少土砂災害為基本目的，但工程也可能改變地形、水文、植被及生物棲地。生態友善設計的核心，是在維持必要防災功能的前提下，及早掌握環境特性與生態風險，減少對棲地與生物的干擾，並讓工程融入自然環境。

設計與執行可依序掌握四項原則：迴避、縮小、減輕、補償。先避開重要棲地與敏感區域；無法避開時，縮小工程範圍；再以工法與施工管理減輕衝擊；若仍有不可避免的損失，則採取適當補償或復育措施。

解題方法

本題為申論題，宜依「調查評估—方案規劃—工程設計—施工管理—維護追蹤」的工程生命週期作答，並搭配坡地保育工程的具體措施。作答時應兼顧安全與生態，不能只寫植栽綠化，也不能因追求自然化而忽略工程穩定與防災需求。

生態友善保育工程設計作法

一、規劃階段：先掌握環境與生態風險

1. 蒐集資料並進行現地調查：確認集水區地形、地質、土壤、逕流與土砂特性，並調查植群、野生動物、溪流棲地及周邊土地利用。特別留意保育類物種、重要棲地、繁殖或遷徙區域，以及自然形成的水潭、深流、林蔭等環境。
2. 標示生態關注區域：將重要棲地、老樹、溪流、濕地及生物通道等標示於圖面，作為工程配置與施工管制的依據。
3. 評估替代方案：比較不同治理位置、範圍及工法對防災效益和生態環境的影響，優先選擇能達成治理目的、且環境干擾較小的方案。
4. 及早溝通與資訊公開：邀集生態專業人員、地方居民及相關利害關係人參與，將在地環境知識與關注議題納入規劃。

二、設計階段：依「迴避、縮小、減輕、補償」安排措施

1. 迴避重要環境：工程線位與設施配置盡量避開重要棲地、敏感坡地、自然溪流及具生態功能的植被區；可保留的自然地形與原生植群應予保留。
2. 縮小工程尺度：採必要且適度的治理規模，減少大面積開挖、整地及植被移除，降低棲地破碎化與裸露地增加。
3. 減輕工程衝擊：

• 溪流治理應維持水流連續性，避免全面硬質化及阻斷水域生物通行；在符合安全條件下，保留自然河床、深潭、淺瀨與多樣化水流環境。
• 護岸或坡腳設施可因地制宜採緩坡、粗糙、多孔隙或複合式構造，提供生物躲藏、移動與利用的空間。

核心觀念

本題考查邊坡穩定的「致弱條件」與崩塌的「觸發因子」之區別。地質因素主要控制邊坡原有的抗剪強度與破壞面條件；觸發因子則是降雨、地震或人為擾動等外力，使原本接近臨界的邊坡失穩。

邊坡是否穩定，可用安全係數概念表示：

當抗剪力減少、下滑力增加，或孔隙水壓升高使有效應力下降，$F_s$ 便會降低；當其降至臨界值以下，即可能發生崩塌。本題為地質與坡地災害概念題，無須套用特定法條。

解題方法

作答時分成兩層：先列出會長期削弱邊坡的地質條件，再列出會促使邊坡在特定時刻失穩的觸發因素。部分因素會互相影響，例如降雨入滲會沿地質弱面增加孔隙水壓；分類重點在於說明其作用方式，而非把每項因素視為彼此完全獨立。

一、造成邊坡穩定性下降的地質因素

1. 岩性與材料強度較弱：軟弱岩層、風化岩、鬆散堆積層或黏土質材料抗剪強度較低，較容易沿坡面或層面滑動。
2. 風化與節理、裂隙發達：岩體風化會降低強度；節理、裂隙與破碎帶則使岩體完整性變差，形成潛在滑動面，也利於水分入滲。
3. 地質構造面不利：層面、片理、劈理、斷層或剪裂帶若朝向坡外傾斜，且其傾角與坡面幾何條件配合，容易成為滑動面。地層順向坡尤其須注意層面出露於坡面的情形。
4. 岩層或岩體的不均質與差異風化：軟硬岩層交互分布、軟弱夾層或不同材料接觸面，可能形成局部弱面；差異風化也會造成坡體局部掏蝕與支撐減少。

核心觀念

本題重點是把「沉砂」與「滯洪」兩種功能整合在同一座混凝土構造物中：池體須降低流速，使泥砂沉降；同時提供足夠的蓄水空間，削減出流洪峰、延緩洪峰到達時間。設計時須兼顧攔砂、排洪、結構安全、清淤維護與下游安全。

法規與設計依據以命題當年（民國 109 年）法規為準，主要參照《水土保持技術規範》及相關水土保持計畫規定。涉及的基本水理概念與公式包括：

• 洪峰流量估算：小集水區初步估算常用合理化公式 $Q_p=\frac{CIA}{360}$ 其中 $Q_p$ 為洪峰流量（$\mathrm{m^3/s}$）、$C$ 為逕流係數、$i$ 為設計降雨強度（$\mathrm{mm/hr}$）、$A$ 為集水面積（$\mathrm{ha}$）。實際設計應依規定的設計降雨、集水區特性及適用水文方法辦理。
• 滯洪量：由入流與出流歷線差額決定，概念上為 $V_s=\int_{t_1}^{t_2}\bigl(Q_{\mathrm{in}}-Q_{\mathrm{out}}\bigr)\,dt$ 式中 $V_s$ 為所需滯洪容積。出流不得超過核定的容許排放量或下游安全排洪能力。
• 沉砂原理：沉砂效果與顆粒沉降速度、池內流速、水深、停留時間及有效沉降面積有關。理想化估算可用表面負荷概念 $Q/A_s\leq v_s$，其中 $A_s$ 為有效沉降面積、$v_s$ 為目標泥砂粒徑的沉降速度。實際池體尚須考量短流、紊流及進出流配置，不能只以理想公式決定尺寸。

解題方法與設計流程

一、調查基地與設定設計條件

先確認集水區範圍、土地利用、坡度、土壤與地質、地表覆蓋、排水系統、下游渠道及可能淹水位置；再確認設計降雨、洪水頻率、容許排放量、目標攔砂粒徑、預定清淤方式及使用年限。設計條件須與水土保持計畫及相關規範一致。

二、估算洪水量與泥砂量

依集水區規模及規範選用適當水文方法，推求設計入流量或入流歷線；小集水區可先以合理化公式估算洪峰，再依洪水歷線進行滯洪分析。另估算施工期間及營運期間的泥砂來源與淤積量，據以配置沉砂空間及清淤週期。

泥砂估算不可只看單一場降雨：開發期間裸露地的產砂量通常較大，宜依分期施工與集水區實際狀況檢討。

三、配置池體並計算有效容量

池體總容量至少應分辨下列用途：

1. 沉砂容量：容納預期淤積泥砂，並保留可清淤空間。
2. 滯洪容量：容納洪峰期間入流與受控出流的體積差。
3. 操作與安全餘裕：避免淤積或水位波動使有效功能提前喪失。

依入流歷線、出流設施的水位流量關係進行洪水演算，確認最高水位、滯洪容積及退水時間。沉砂與滯洪可共用部分池容，但計算時須確認淤積後仍保有要求的滯洪功能，不能把同一容積重複計入而高估容量。

四、設計進出流與沉砂設施

進水口應避免集中水流直接沖擊池底或池壁，可設消能、導流或分散進水設施。池內流路宜平順，避免局部高速流、死水區與短流；必要時設置導流牆或隔板，使水流充分利用池體有效面積。

出水口應能穩定控制排放量，並避免泥砂未沉降即被帶出。可依設計採用溢流口、孔口、管路或其他適當設施，並檢核各水位下的出流量、堵塞風險及維護可及性。