114 高普考普通考試 水土保持工程 水土保持概要（包括植生工法） 考古題詳解

核心觀念

本題考查把自然解方（Nature-based Solutions, NbS）應用於水土保持集水區經營與氣候調適的策略。依國際自然保育聯盟（IUCN）的定義，NbS 是保護、永續管理及復育自然或受改變的生態系統，以有效且具調適性的方式回應社會挑戰，同時增進人類福祉與生物多樣性的行動。

集水區策略因此不應只著眼於單一工程設施，而要以流域整體為尺度，辨識洪水、乾旱、坡地災害、水資源短缺及生態退化等課題，運用保育、復育與永續利用自然系統的措施，提升集水區韌性。必要時可與工程措施搭配，但工程措施應配合自然系統與環境條件。

解題方法

作答可由「集水區願景與課題 → 自然調適措施 → 共同效益與治理 → 監測調整」逐層說明。如此能同時呈現策略內容與 NbS 的核心要求：回應社會挑戰、改善生態、帶來多重效益，並由利害關係人共同參與、依成效調整。

水土保持集水區經營調適策略

1. 先確立集水區願景與優先課題 整合地形、地質、土壤、植生、水文、災害潛勢、土地利用及社區需求等資料，找出洪峰快速集中、坡地崩塌與沖蝕、枯旱缺水、水質惡化、棲地破碎等問題及其成因。以集水區為整體規劃尺度，確認上、中、下游及不同土地利用之間的影響關係，再訂定調適目標與優先區位。

2. 保育森林與坡地，降低產砂及逕流風險 保全森林、原生植被及敏感坡地，避免不當開發與植生破壞；針對退化坡地辦理植生復育、崩塌地穩定及適地造林，減少土壤沖蝕與土砂進入河道。既有治理設施應檢視其與地形、生態及河川連通性的相容性，必要時搭配生態友善工法，避免形成新的環境衝擊。

3. 增加保水、滯洪與涵養能力 推動「保水於土、藏水於農」等措施，恢復土壤入滲與蓄水功能；

核心觀念

本題考查的是：水土保持工程如何在維持防災、保育及使用功能的前提下，於規劃設計階段減少工程全生命週期的溫室氣體排放，並增加碳匯。作答可依「先估算、再減量、兼顧增匯與生命週期管理」的順序說明。

水土保持法規要求水土保持之處理與維護兼顧安全、經濟、自然生態及節能減碳；命題年度為民國114年，以下依當年規範及「水土保持工程減碳參考指引（規劃設計階段）」說明。

工程碳排放量可概括表示為：

其中，$E$為工程碳排放量，$Q_i$為各工項或材料的工程數量，$EF_i$為相對應的碳排放係數。規劃設計階段應先盤點工程量與主要排放來源，再比較方案、材料及工法，檢討減碳空間。

解題方法與規劃設計減碳作法

本題屬申論題，宜沿工程生命週期思考，並將作法分為工程必要性、設計方案、材料工法、碳匯及維護管理等面向。

1. 從源頭檢討工程需求及規模 依集水區整體治理與風險評估，確認工程必要性、位置及治理目標；避免不必要的設施，並檢討工程範圍與構造物尺寸。在符合安全及功能要求的前提下，採合理設計，減少混凝土、鋼筋等高碳排材料用量。

2. 比較不同方案及工法的碳排 對可行方案進行工程量與碳排估算，將碳排納入方案比較。設計時可依地形、地質、水理及生態條件採用適宜工法，例如以植生、透水或自然溪流復育等方式，減少大規模硬式構造物；採自然解方時仍須符合防災安全及工程功能。

3. 選用低碳、再生及在地材料 在符合結構強度、耐久性與施工品質的前提下，優先使用低碳材料、再生材料及再生綠建材；善用現地適用土石，並選擇鄰近來源材料，以減少原料製造及運輸排放。必要時可評估預鑄構件等適宜材料與工法，降低現場作業及材料耗損。

核心觀念

植生工程不是單純「把植物種上去」，而是依據工程目的與基地條件，選擇適當的植物材料、植生工法及前期穩定措施，逐步形成能發揮預期功能的植物群落。規劃時要兼顧水土保持、生態保育與景觀需求，並考量植物生長所需的立地環境。

以命題當年（民國 114 年）法規為準，《水土保持技術規範》第 57 條將植生方法界定為以水土資源保育為前提、以環境綠化為目的所採取的工法；植生作業包括前期作業、植生導入及必要的維護管理。同規範第 58 條要求規劃設計考量植物固土護坡、生態保育，以及快速形成自然調和的植物群落；植物材料原則上採本地或原生植物，大面積裸露地、需快速覆蓋或景觀植栽地區，得依種子取得及生態適應性考量，使用馴化種或水土保持草種。

解題方法

題目以「不同目的」為主軸，宜先說明通用的規劃程序，再分述各種目的的設計重點。作答時可依序交代：

1. 確立植生工程的主要目的及預期成果。
2. 調查坡度、坡向、土壤、地質、排水、氣候、既有植被與周邊生態等立地條件。
3. 依目的選擇植物種類、配置方式及導入工法。
4. 先處理排水、坡面安定與土壤改良，再導入植生；完工後安排維護管理。

其中，坡面尚不穩定或排水不良時，不能只靠植物處理，須配合適當工程措施，提供植物生長及坡面穩定所需的基礎條件。

不同目的之規劃原則

一、水土保持與固土護坡

主要目的在減少雨滴打擊、地表逕流沖蝕及坡面土砂流失，並利用植物根系固土。規劃時應：

• 優先處理坡面排水及必要的坡腳、坡面安定措施，避免逕流集中沖刷植生區。
• 依坡度、土壤厚度與沖蝕程度，選擇能迅速覆蓋地表、根系發達且適應當地環境的草本、灌木或木本植物。
• 在需要快速覆蓋的裸露坡面，可採播種、噴植、植生帶等方法；需要較強固土或局部加強時，可配合栽植、打樁編柵等方式。
• 坡面沖蝕較強或立地條件較差時，應先做表土處理、客土或土壤改良，並配合鋪網、階段或其他安定設施。

二、邊坡防災與坡面復舊

主要目的在降低崩塌、沖蝕等災害風險，並恢復裸露地的植被。規劃時應先查明崩塌原因、坡面與地下水狀況、地質及土層條件，再設計排水、整坡及安定措施。

核心觀念

本題考查溪流的「輸砂供需失衡」與溪床沖刷防治。水流挾砂能力是特定流量、水深、流速、坡度及河床條件下，水流所能搬運的泥砂量；實際輸砂率則是當時水流中實際通過的泥砂量。

當上游供砂量小於水流挾砂能力時，水流仍有能力搬運更多泥砂，便會從河床或河岸取得泥砂，造成床面沖刷、河床下切，嚴重時也會引發岸坡淘刷與崩塌。這種水流常稱為「飢餓水」或「清水沖刷」。

可用輸砂連續概念表示：

其中 $z_b$ 為河床高程，$q_s$ 為單位寬度輸砂率。沿程輸砂量增加時，河床泥砂被侵蝕補足，河床因而下降。

解題方法

作答分成兩部分：先列出造成供砂減少或挾砂能力增加的原因，再說明如何穩定河床、減輕溪段沖刷。防護措施應兼顧溪床縱向坡降、河岸穩定及上游泥砂來源，避免只在局部堆砌構造物，卻讓沖刷轉移到上下游。

導致實際輸砂率小於水流挾砂能力的原因

1. 上游泥砂來源減少：集水區植生恢復、坡面與崩塌地治理、土砂防止或攔阻設施等，使進入溪流的泥砂量下降。
2. 水庫、攔砂壩或其他攔阻設施截留泥砂：下游水流仍有輸砂能力，但可供搬運的泥砂減少。
3. 來水量或流速增加：洪水流量增大、坡降變陡或渠道束縮，都會提高水流挾砂能力；若上游供砂未同步增加，溪流便從床面取砂。
4. 河道整治改變水理條件：河道截彎取直、護岸束縮或局部落差增加，可能造成流速與剪應力上升，使局部沖刷加劇。