109 高普考高考三級 漁業技術 漁具學 考古題詳解

核心觀念

本題測驗《漁具學》中「漁具材料之構造與製造原理」，核心考核點涵蓋：

1. 網線（Netting Twines）與繩索（Ropes）之幾何結構分類：單絲、複絲加撚、編織等型式及其規格界定。
2. 撚合（Twisting/Laying）與編織（Braiding/Plaiting）之工藝機理：從單紗（Yarn）、股（Strand）到成品（Twine/Rope）之加工層次，以及利用反向加撚（S 撚與 Z 撚搭配）達成力矩平衡（Torque Balance）之防扭結原理。
3. 金屬鋼索（Steel Wire Rope）與纖維網線之結構與機能差異：三層次複合結構（鋼絲 $\rightarrow$ 索股 $\rightarrow$ 圍繞索芯撚合）、索芯機能（潤滑緩衝與抗壓支撐）、剛性與結節加工特性的對比。

解題方法

本題為國家考試標準的三段式申論題，作答應採取「定義劃分 $\rightarrow$ 工藝原理剖析 $\rightarrow$ 比較對照矩陣」之切入策略：

1. 結構分類：依製造工法將網線與繩索劃分為「撚製類（Twisted）」、「編織類（Braided）」與「無撚/單絲類（Monofilament/Parallel）」，並點出漁業專用繩（如八股編繩、三股撚繩）之結構特性。
2. 編撚過程：分述「加撚過程（方向轉換與階層式合股）」與「編織過程（載紗錠互繞穿梭）」，強調扭力消除機制。
3. 鋼索與網線之結構比較：從「材料成分」、「構造階層（特別是索芯 Core 的存在）」、「斷面幾何」及「力學剛性」四個構面建立對比，層次分明。

申論題答題內容分析

子題一：漁業用網線及繩索之不同結構

1. 網線之結構分類：

• 撚網線（Twisted Twine）：由單紗（Yarn）合股撚成股線（Strand），再由數股（通常為 2 至 4 股，最常見為 3 股）以相反撚向扭絞合成為線。
• 編網線（Braided Twine）：以偶數根股線（常見為 4、8、12 或 16 股）在編織機上交互交織而成，分為帶有中央受力或填充線的「有芯編線」與中空的「空心編線」。
• 單絲網線（Monofilament Twine）：由合成樹脂經熔融擠出直接成型之粗單絲（如透明尼龍刺網線），具單一實心截面。
• 複單絲網線（Multi-monofilament Twine）：由數根單絲經輕微加撚或並列組合，兼具單絲之挺度與複絲之柔軟度。

2. 繩索之結構分類：

• 三股或四股撚繩（Hawser-laid / Shroud-laid Rope）：漁業最普遍之傳統繩索，三股呈螺旋狀旋繞，斷面呈三角弧形。
• 複撚纜繩（Cable-laid Rope）：由 3 條或 4 條常規三股繩以反向再次合撚而成的大型粗纜，結構密實、抗水性高。
• 八股編織繩（Square Braided / 8-strand Plaited Rope）：由 4 對股線（2 對左撚、2 對右撚）兩兩配對穿插編織，外觀呈四方略圓形。
• 雙層編織繩（Double Braided Rope / Braid-on-Braid）：由編織內芯與編織外層護套組合而成，內外層共同分擔拉力，表面圓滑。

子題二：編撚過程與方法

1. 加撚過程與方法（Twisting and Laying Process）：

• 初撚（Yarn formation）：原絲纖維經牽伸後，以順時針（Z 撚）或逆時針（S 撚）方向旋轉加撚製成「單紗」。
• 中撚（Strand formation）：將數根單紗併合，施加與單紗方向相反的撚向（若單紗為 Z 撚，則股線採 S 撚）進行合撚，製成「繩股（Strand）」。
• 複撚（Rope laying）：將 3 股或 4 股繩股再度反向加撚（轉為 Z 撚）合成為繩索或網線。
• 加撚工藝要點：採用「交互撚向法」（如 $Z \rightarrow S \rightarrow Z$ 普通撚），利用內外層扭轉力矩方向相反的彈性回復力互相抵消，使網線或繩索在自由鬆弛狀態下保持平衡，不致產生旋轉、起圈（Kinking）或自扭打結。

2. 編織過程與方法（Braiding Process）：

• 載線錠（Bobbin/Carrier）運動：編織機盤面設有導軌，將載線錠分為順時針與逆時針兩組相反方向運行的軌道（呈「8」字形穿梭循行）。
• 交織成形：兩組線錠在交會處相互上下穿插、疊壓交織成管狀結構；若中央引入芯線，則同步包覆芯線牽引引出。
• 編織工藝要點：編織結構天生具有左右對稱互消之幾何角度，不具殘留自轉扭力，受張力拉伸時不會自發旋轉，且斷裂伸長均勻。

子題三：一般鋼索之結構與網線之不同

1. 材料基礎差異：

• 網線：採用合成纖維（如聚醯胺 PA、聚乙烯 PE、聚丙烯 PP、聚酯 PES）或天然纖維，材質柔軟、比重小（約 $0.91 \sim 1.14$）。

核心觀念

本題評量考生對漁具力學（Fishing Gear Mechanics）與延繩釣具構造設計原理之掌握程度。設計漂流式延繩釣（如鮪延繩釣）的幹繩（Mainline）與支繩（Branch line）強度時，核心考點在於**「負荷力學分析」、「安全係數（Safety Factor）」以及「強度階層保護原則（幹強支弱）」**。

1. 基本強度設計公式： $T_B \ge S \times T_{\max}$ 其中：

• $T_B$ 為繩索材料之計算破斷強力（Breaking Strength）。
• $T_{\max}$ 為作業中預估承受之最大外力負荷（Maximum Working Tension）。
• $S$ 為安全係數（Safety Factor），通常取 $3 \le S \le 5$。

2. 結節強力折減（Knot/Joint Efficiency）： 材料在打結或壓接套筒後強度會折減，設計破斷強度必須計入折減係數 $k$（一般取 $0.6 \sim 0.8$）： $T_{\text{effective}} = k \times T_B$
3. 強度階層關係（弱面設計原則）： $T_{B(\text{幹繩})} > T_{B(\text{支繩})}$ 確保在遭遇超載（中巨魚、纏繞、掛底）時，支繩先於幹繩斷裂，避免全組漁具漂失。

解題方法

本題為申論題，答題架構應從「幹繩強度設計」、「支繩強度設計」以及「兩者之匹配關係」三個面向條理化論述：

一、幹繩（Mainline）強度之考慮與設計

幹繩在漂流式延繩釣中承載整體釣組結構，其強度設計重點在於抵抗系統合成外力與揚繩作業張力：

1. 外力負荷分析（$T_{\max}$ 的組成）：

• 揚繩作業拉力（Hauling Tension）：揚繩機（Line Hauler）捲收時所施加之張力，為作業中最主要的靜態與動態負荷來源。
• 水動力流阻（Hydrodynamic Drag）：長達數十浬之幹繩在水流與風壓漂移過程中所受的總摩擦阻力與形狀阻力。
• 波浪運動與船體動態衝擊（Shock Load）：海況惡劣時，母船縱搖（Pitching）與橫搖（Rolling）傳遞至幹繩上的瞬間衝擊拉力。
• 中魚負載與下沉重量：多尾目標魚同時上鉤產生的下沉重力與掙扎合力，以及釣組本身的沉降負載。

2. 安全係數與破斷強度選定：

• 幹繩破斷強力設計通常取安全係數 $S = 3 \sim 5$。
• 現代單絲（Monofilament, 如 Nylon）幹繩破斷力通常設計為 $200 \sim 400 \text{ kgf}$（約 $400 \sim 900 \text{ lbs}$）；複絲合繩（如維尼綸 Vinylon、聚酯 Polyester）則視作業規模設計更高強力，以吸收長期疲勞載重。

3. 材料物理力學特性考量：

• 彈性與伸長率（Elasticity & Elongation）：幹繩須具備適度彈性，利用彈性伸長吸收波浪浪湧與機械啟動時的突發峰值張力。
• 耐疲勞與耐磨耗性：經由揚繩機捲輪壓磨及長期反覆受拉，材料必須具備極佳的耐摩擦與抗疲勞強度。

二、支繩（Branch line）強度之考慮與設計

支繩直接連結釣鉤與目標魚，設計重點在於目標魚種掙扎衝擊力與作業實用性（漁獲率）之平衡：

核心觀念

1. 目標魚種生態與集群習性： 鯖魚（在台灣海域主要為白腹鯖 Scomber japonicus 與花腹鯖 Scomber australasicus）屬於大洋表中層洄游性魚類，具緊密集群游動、游速快、趨光性強及季節性洄游之生物特性。
2. 漁法原理與選擇： 針對中表層高速群游魚類，最有效率的作業方式為「圍網（Purse seine）」或台灣主流之「扒網（Light purse seine，俗稱三腳虎）」。其基本原理是利用燈光將分散魚群誘集成高密度群體，隨後以高速放網包圍、收絞下綱（包圍封底），防止魚群向下方或水平逃逸。
3. 網具水動力與力學平衡： 圍網作業成敗取決於網具下綱沉降速度是否快於魚群下潛避網速度。下綱配重與網身剪裁需精確計算，滿足浮力與沉降力之平衡比值，且網布縮結係數 $E$（Horizontal Hanging Ratio）需配置適當以確保網身立體展開展開良好： $E_1 = \frac{L}{L_0},\quad E_2 = \sqrt{1 - E_1^2}$
4. 現代漁船「機、網、儀、船」一體化規劃： 船型需具備高機動性與抗浪性，配置高照度水上/水下集魚燈；甲板需整合大型揚網機（Power Block）、起環絞機（Purse Winch）及吸魚泵（Fish Pump）；魚艙必須配備冷卻海水系統（RSW, Refrigerated Sea Water）以防止鯖魚體內組胺酸迅速轉化為組織胺。
5. 法規遵循（以命題當年民國 109 年法規為準）： 必須符合行政院農業委員會訂定之《鯖鰺漁業管理辦法》，包含指定作業海域、禁漁期（農曆春節期間及 6 月管制期）、作業船隻噸位限制及漁獲申報規定。（現行主管機關已升格為農業部，法規內容亦有微幅修正，解題仍以命題當年為準）。

解題方法

本題為高考專業科目《漁具學》中極具代表性的申論實務規劃題。解題必須立足於「船長（具備航海、輪機、漁具水動力學及漁撈組織實務決策者）」的宏觀身分，不可僅單向條列網具規格，而應採「作業需求導向系統設計法」逐步推進：

1. 確立場景與漁法：依台灣鯖鰺漁業常態，選定「單船附屬燈艇」或「單船式現代化高速鯖鰺扒網船」為核心載台。
2. 漁船結構與船機規劃：依作業海域、續航力、抗風浪等級、集魚供電需求及魚艙保鮮系統進行配置。
3. 漁具規格與剪裁設計：依鯖魚體長、游速與下潛逃逸速度，計算網長、網高、網目尺寸、沉降配重與縮結率。
4. 漁撈機械與助漁儀表整合：依照「搜索探測 $\to$ 誘集 $\to$ 包圍放網 $\to$ 束網起環 $\to$ 揚網集魚 $\to$ 吸魚保鮮」的標準作業程序（SOP），完整規劃艦橋助漁儀器與甲板自動化動力機械。

選項分析

本題為申論實務設計題，並非選擇題型，故無選項對錯分析。答題關鍵在於必須涵蓋題目指定的「漁船」、「漁具」與「漁撈設備」三大核心構件，不可有所偏廢，各部分的設計參數與工程理由均需嚴謹推導與陳述。

解題技巧

1. 結構切入訣竅（魚性 $\to$ 網具 $\to$ 船型 $\to$ 機械/儀器 $\to$ 作業與保鮮）： 答題時由生物特性（游速、趨光、逃逸）推導出網具設計（沉降率、網目），再由網具阻力推導出漁船動力與甲板機械規格，邏輯環環相扣，能獲得閱卷委員最高評價。
2. 數值具體化，切忌空泛： 說明規格時切勿僅寫「大馬力」、「適當網目」，必須給出公認合理的專業數值（例如：主機 $800\sim 1200\text{ PS}$、囊網網目 $3.0\sim 4.0\text{ cm}$、縮結係數 $E_1 \approx 0.65\sim 0.70$、金屬鹵素燈規格等）。
3. 常見失分陷阱：

• 誤將鯖魚規劃為底拖網或延繩釣：鯖魚為高度聚集的表中層洄游魚類，商業捕撈以圍網/扒網為主。
• 忽略魚艙保鮮設備：鯖魚易腐敗，只談捕撈不談保鮮（如 RSW 系統）在實務考題中會被嚴重扣分。
• 遺漏法律規範：未列入漁業主管機關針對鯖鰺漁業之管理規範（如網目管制與禁漁區）。

【答案】

以現代化單船作業「鯖鰺燈光圍網（扒網）」船長身分，針對目標魚種鯖魚之捕撈作業，進行漁船、漁具及漁撈設備之整體規劃設計如下：

一、 漁船規劃與艙區配置

1. 船體規格與動力：

• 船型與材質：選用高耐波性、寬船尾、低乾舷（便於起網）之鋼質或高強度玻璃纖維（FRP）漁船，船長約 $30\sim 40\text{ m}$，總噸位約 $80\sim 100\text{ GT}$。
• 推進主機：配備 $800\sim 1200\text{ PS}$ 柴油主機，最大航速達 $11\sim 13\text{ knots}$，巡航船速 $10\text{ knots}$，確保能迅速追趕魚群並在 $2\sim 3\text{ minutes}$ 內完成快速放網包圍。
• 輔機與電力容量：配置 2 組 $200\sim 300\text{ kW}$ 輔機發電機組，提供集魚照明、冷凍機組及全船高負載液壓動力系統之充沛電力。

2. 甲板佈局：

• 採船尾作業型配置（Stern Ramp / Working Deck），後甲板平整寬敞，設有網庫（Net Bin）存放網具；甲板上方安裝起網吊臂（Boom）與動力滾輪；船舯設有水合物吸魚管道直通魚艙。

3. 魚艙與保鮮系統：

• 設有冷卻海水系統（RSW, Refrigerated Sea Water），維持水溫於 $-1^\circ\text{C}\sim 0^\circ\text{C}$，容積約 $80\sim 120\text{ m}^3$。
• 鯖魚死後自溶速度快，傳統碎冰冷藏易壓傷魚體，RSW 能使高產量鯖魚在 $30$ 分鐘內迅速冷卻均勻，抑制組織胺生成，確保外銷加工品質。

核心觀念

本題考網片規格判讀，以及縮小網地時，如何依網目尺寸、網地尺度與網線直徑的比例，換算網目數與網線規格。

依題目比例，網目尺寸 $\lambda$ 縮為原來的 $1/4$；網地長度與深度縮為原來的 $1/2$。同一方向的網地尺寸變為一半，但單一網目尺寸變為四分之一，因此網目數須加倍：

網線直徑 $D$ 縮為原來的 $1/2$。同材質網線的線密度（denier）與截面積成正比，而截面積與直徑平方成正比，因此：

（一）$A_1$ 圖中各數字文字的意義

• 上緣的 200：網片上緣網目數。
• PE：網線材質為聚乙烯。
• 380 Td/60：網線規格；以 380 denier 單絲構成 60 股的網線。
• MS 100 mm：網目尺寸為 100 mm。
• 下緣的 180：網片下緣網目數。
• 右側的 40：網片深度方向的網目數，共 40 目。

（二）縮小後網地 $N_2$ 的各項數據

網目尺寸縮為原來的四分之一，網片長度與深度縮為原來的一半，所以各網片上、下緣網目數及深度網目數均加倍。

核心觀念

本題旨在測驗考生對於**「環境友善漁具技術」（Environmentally Friendly Fishing Gears）在「運動型拖曳漁具」（Mobile Towed Gears，以底拖網 Bottom Trawl、桁拖網 Beam Trawl 為代表）**上的設計與工程改良應用。

核心觀念聚焦於兩個層面：

1. 底質物理衝擊機制：底拖網作業時，網板（Otter board）、沉子綱（Ground gear / Footrope）及曳綱（Warp）等重型構件對海床產生刮切、壓實、剷平微生境（Micro-habitat）及揚起大量懸浮沉積物（Suspended sediments）。
2. 生物衝擊機制：傳統拖曳漁具多屬非選擇性濾水作業，易導致非目標物種兼捕（Bycatch）、幼魚混獲（Discard）、海龜與軟骨魚類等脆弱物種傷亡，以及底棲無脊椎生物受碾壓破碎。
3. 設計準則與國際規範：依據聯合國糧農組織（FAO）《負責任漁業行為守則》（Code of Conduct for Responsible Fisheries），現代漁具改良須兼顧「降低海床接觸壓力」與「提升漁獲選擇性（Selectivity）」。

解題方法

本題為高普考典型之申論題型，答題切入點應採**「對策分類法」，將漁具改良技術清楚劃分為兩大主軸，並結合「漁具結構部位」**逐一提出對應之工程技術方案：

1. 海床底質衝擊減緩技術（物理破壞抑制）：從「網板懸浮化」、「沉子綱輕量化與滾輪化」、「水力／電氣替代機械接觸」等構件改良切入。
2. 生物衝擊與兼捕減緩技術（生態選擇性提升）：從「網目形態改善（網囊選擇性）」、「物理分選格柵（Bycatch Reduction Devices, BRDs）」、「行為差異分離技術」切入。

此種由外而內、由物理結構到水動力與行為學的分類方式，架構邏輯完整，能向閱卷委員展現考生具備漁具物理力學與生物行為學的整合應用能力。

選項分析（題型評析與考點診斷）

本題為高考三級之申論分析題，並非客觀選擇題。閱卷評分之關鍵在於專有名詞之精確度與技術原理解說之深度，常見之考生回答良窳對比如下：

• 薄弱答法（失分點）：
• 僅回答抽象原則（例如：「加大網網目」、「減慢拖曳速度」、「不要在珊瑚礁區拖網」），缺乏具體的漁具工程設計名詞。
• 混淆漁具類別，將定置網或延繩釣之技術（如避鳥繩、防鯊磁鐵）套入運動型拖曳漁具中。
• 高分答法（給分標準）：
• 精確列舉國際認可之技術裝置名稱，如「半離底／離底網板（Semi-pelagic / Flying Otter Boards）」、「越岩型滾輪底綱（Rockhopper Gear）」、「海龜逃脫裝置（TED）」、「諾德莫爾分選格柵（Nordmøre Grid）」、「T90 轉向網目與正方眼網囊（Square Mesh Codend）」。
• 逐一說明各技術的「工作力學機制」與「生態保護效益」。

解題技巧

1. 答題結構化模板： 採「構件名稱 $\rightarrow$ 技術原理 $\rightarrow$ 對海床／生物之具體保護成效」三段式鋪陳。
2. 掌握受力幾何觀念： 說明網目變形時，傳統菱形網目（Diamond mesh）在拖曳張力 $T$ 作用下側向張角 $\theta$ 趨近於零而閉合；改用正方眼網（Square mesh）或 T90 網目，張角能恆定保持 $90^\circ$，此為說明幼魚釋放機制時的必殺得分點。
3. 嚴禁籠統名詞： 提及減緩海床接觸時，不要只寫「改輕一點」，應明確寫出「增加水動力揚力以取代負重」或「利用高強力聚乙烯（UHMWPE / Dyneema）細線化以降低系統總阻力」。

【答案】

針對運動型底層拖曳漁具（如底拖網、桁拖網），為降低底層作業時對海底底質及生物之衝擊，可設計並導入以下兩大面向之技術方法：

一、 減輕海底底質物理衝擊之漁具工程技術