112 高普考普通考試 水土保持工程 土壤沖蝕及水土保持概要 考古題詳解

核心觀念

管蝕（pipe erosion，又稱土壤管狀潛蝕）是地下滲流水沿土層中的孔隙、裂隙、根孔或其他較易通水的通道流動時，逐步剝離並帶走管壁土粒，形成並擴大地下管道的內部沖蝕作用。其特徵是沖蝕先在土體內部發生，地表初期可能看不出明顯沖蝕溝。

發生過程

1. **形成集中滲流通道：**降雨入滲或地下水流動，在土層中沿孔隙、裂隙、土層交界面、植物根孔等較易通水處集中流動；坡面或溪岸的出水口也可能成為滲流出口。
2. **土粒開始脫離與流失：**當滲流的水力作用足以克服管壁土粒間的結合力與抗沖蝕能力時，土粒自通道壁面剝離，隨水流向下游或出口搬運。出口附近若先被沖開，沖蝕也會逐步向土體內部上游方向發展。
3. **通道擴大並增加輸砂：**土粒持續流失，使孔道加寬、加深；較大的通道又使水流集中，增加對管壁的剪力與沖蝕，形成「通道擴大、流量與輸砂增加、沖蝕再加強」的發展過程。

核心觀念

本題考查植生覆蓋如何改變降雨侵蝕與逕流侵蝕的過程。土壤沖蝕可概分為雨滴打擊造成的飛濺沖蝕，以及地表逕流剝離、搬運土粒所造成的沖蝕。植生透過地上部覆蓋、地表枯枝落葉與地下根系共同作用，減少土粒被剝離及搬運的機會。

以通用土壤流失公式表示，平均土壤流失量為：

$A=R\,K\,L\,S\,C\,P$

其中 $A$ 為土壤流失量，$R$ 為降雨沖蝕力，$K$ 為土壤可蝕性，$L$、$S$ 分別為坡長與坡度因子，$C$ 為覆蓋與管理因子，$P$ 為水土保持措施因子。植生覆蓋主要降低 $C$ 值；覆蓋越完整、地表裸露越少，通常 $C$ 值越低，預估土壤流失量也越小。

解題方法

作答可依「減少雨滴打擊、削弱逕流、提高土壤抗蝕性、攔截泥砂」四個層次說明，並補充植生效果取決於覆蓋位置與時期。

一、減少雨滴打擊與飛濺沖蝕

葉片、莖枝及地表枯枝落葉可攔截降雨，降低雨滴直接撞擊土壤的能量，減少土粒解體、飛濺及表土孔隙被封閉結皮的情形。土粒較不易分散，便能降低後續被逕流搬運的材料來源。

二、減緩逕流與坡面沖蝕

草莖、枯枝落葉及植株殘體增加地表粗糙度，使坡面水流減速並分散流路，降低逕流剪應力與搬運能力。植生覆蓋也能延緩地表水匯集，減少細溝沖蝕形成與發展；地表凹凸處及植生間隙則有助於沉積物暫時停留。

三、增加入滲並改善土壤結構

核心觀念

節制壩是設於蝕溝中的橫向構造物，主要功能是抑止溝床及溝岸沖蝕。依民國 112 年《水土保持技術規範》第 51 條，其作用包括調整溝床坡降、穩定流向、攔阻泥砂及安定蝕溝。本題考查節制壩的功能，以及如何選擇能發揮功能、且壩體不易遭沖刷或破壞的地點。

本題涉及法規條文，以下以命題當年（民國 112 年）法規為準。作答時宜先依條文明列目的，再從地形、地質、水流及上下游影響說明壩址原則。

解題方法

將題目分成兩部分作答：

1. 設置目的：依技術規範所列功能，逐項說明其治理效果。
2. 壩址選定：說明壩址需具備穩定的基礎與兩岸條件，並能配合水流方向及上下游治理需求。

一、節制壩設置之目的

1. 調整溝床坡降 節制壩抬高壩上游溝床，形成淤積坡面，使原本較陡的溝床坡降減緩，降低水流流速與沖蝕能力，減少溝床下切。

2. 穩定流向 透過壩體及溢洪口的配置，使水流集中通過預定位置，減少亂流及偏流，降低水流直接沖擊溝岸或不穩定坡面的機會。

3. 攔阻泥砂 壩體可攔蓄部分上游沖蝕土砂，減少泥砂向下游輸送；淤積形成後，也可增加溝床穩定性。

4. 安定蝕溝、抑止溝床及溝岸沖蝕 壩上游淤砂可支撐溝床與溝岸坡腳，減少溝床下切、溝岸崩塌及溝頭向上游溯源侵蝕，達到穩定蝕溝的效果。

二、壩址選定原則

1. 選在地形適宜、壩體易穩定的河段 宜選擇溝床較穩定、兩岸地形可供壩翼銜接的地點。河谷適度狹窄且兩岸坡面穩定，通常有利於縮短壩長並降低施工量；但仍須確認壩體及壩翼有足夠的安全條件。

2. 基礎與兩岸地質應良好 壩址宜有堅實、穩定的基礎，避免設於鬆軟、破碎、易滲漏或容易沖刷的地層；

核心觀念

本題比較兩種沿等高方向配置的坡地農地水土保持工法。兩者都能縮短坡面逕流流程、降低流速與土壤沖蝕，也都可配合植生及安全排水；主要差異在於斷面形狀、作物栽植位置，以及集水排水方式。

• 山邊溝：在坡面上每隔適當距離，沿等高方向構築的淺溝，常見為淺三角形或反坡式斷面。主要攔截坡面逕流、縮短坡長，也可兼作田間作業通道；作物通常種在溝間坡面。
• 平台階段：在坡面上每隔適當垂直距離，沿等高方向構築連續的階段，將坡面整理成階梯狀平台。平台供作物栽植與農事作業使用，藉由減緩坡面水流、配合排水設施，降低沖蝕。

本題是設施設計比較與示意圖題，沒有特定計算公式或法條要求。尺寸、間距及排水配置應依坡度、土層厚度、作物行株距、作業機械及現地排水條件決定。

解題方法

依序比較「設施形態、作物位置、主要功能、集排水方式、施工與適用條件」，再用坡面剖面圖呈現兩者的斷面差異。圖中標示等高方向、集水位置及排水去向，就能清楚說明設計概念。

功能與設計差異