112 高普考高考三級 景觀 景觀工程 考古題詳解

■ 核心觀念

本題考核「地形改造與坡度控制」（grading & slope management）的基礎設計理論。景觀設計師必須依據基地坡度、動線需求、無障礙法規、排水邏輯與視覺美學，選擇適當的坡度改變設施。五種設施各有其適用坡度區間、服務對象與工程限制，考生須能清楚區分其用途差異並說明設計關鍵考量。

本題為「非計算型問答題」，評分重點在於：定義精確、功能說明清楚、設計考量面向完整（含法規、坡度數值、安全、材料、排水等）。

■ 解題方法

採逐項展開法：對每一種設施，依「①定義與用途 → ②適用情境 → ③關鍵設計考量」三層次展開，確保答題架構一致、不遺漏評分點。

以命題當年（民國 112 年）適用法規為準，主要參照：

• 建築技術規則建築設計施工編（無障礙坡道、樓梯規定）
• 無障礙設施設計規範（內政部頒佈）

■ 各設施詳解

一、階梯（Stairs）

定義與用途

階梯是以水平踏面（tread）與垂直踢面（riser）交替疊砌，用來克服垂直高差的步行設施。適用於坡度較陡（通常超過 $10\%$ 至 $12\%$ 以上）、坡道已不符合工程或空間條件之處。在景觀設計中，階梯除了解決高差，亦具有強烈的視覺儀式感與引導性。

設計考量

1. 踏面與踢面比例：一般採用「兩倍踢面加踏面等於常數」的經驗公式： $2R + T = 63 \sim 66 \text{ cm}$ 其中 $R$（riser）為踢面高度，$T$（tread）為踏面深度。景觀階梯踢面建議 $R = 10 \sim 18\ \text{cm}$，踏面 $T \geq 28\ \text{cm}$，以確保步行舒適。

2. 無障礙法規：依無障礙設施設計規範，公共建築物應設置替代坡道；階梯本身踢面高不得超過 $18\ \text{cm}$，踏面深不得小於 $26\ \text{cm}$。

3. 連續段數與休息平台：每段階梯連續級數建議不超過 18 級，超過者須設置中間休息平台，平台深度不得小於 $120\ \text{cm}$。

4. 防滑處理：踏面邊緣應設防滑條或採粗糙面處理，尤其在濕潤氣候或戶外環境中。

5. 扶手設置：高差超過 $75\ \text{cm}$ 或超過三級以上，應依規設置扶手，高度 $75 \sim 85\ \text{cm}$。

6. 排水：踏面應有向前 $1\% \sim 2\%$ 的洩水坡，避免積水。

7. 材料選擇：景觀階梯常見材料包含天然石材、混凝土、磚、防腐木。選材需考慮耐候性、防滑係數及與周邊環境的協調性。

二、坡道（Ramps）

定義與用途

坡道是以連續斜面取代高差的設施，最大優點在於可服務輪椅使用者、推車、腳踏車及行動不便者，是無障礙環境設計的核心元件。適用坡度通常在 $1:12$（約 $8.33\%$）以下。

設計考量

1. 坡度限制：依無障礙設施設計規範：

• 一般無障礙坡道：坡度不得超過 $\dfrac{1}{12}$（即約 $8.33\%$）
• 特殊情形（空間不足）：最大不超過 $\dfrac{1}{8}$（約 $12.5\%$），但長度須限制

2. 坡道寬度：無障礙坡道有效寬度不得小於 $90\ \text{cm}$，雙向通行者不得小於 $150\ \text{cm}$。

3. 坡道長度與休息平台：每段坡道水平投影長度不得超過 $900\ \text{cm}$，超過者須設水平休息平台，平台深度不得小於 $150\ \text{cm}$。

4. 邊緣防護：坡道兩側若有高差，應設緣石（curb）或護欄，防止輪椅滑落。

5. 地面材料與防滑：坡道面需具足夠摩擦係數，禁用拋光石材，建議採用洗石子、壓花混凝土或防滑磚。

6. 排水：坡道橫坡不得超過 $2\%$，以防排水不良同時避免輪椅橫向滑動。

7. 景觀坡道的彈性運用：在景觀設計中，坡道可結合種植帶、燈柱、導引標誌，兼顧功能與美觀。

三、階台（Terraces）

定義與用途

階台（又稱台地）是將自然坡地切割或填築成多層連續水平台面的地形處理手法。每層台面之間以陡坡、矮牆或斜坡相接。目的在於：將陡坡轉化為可使用的平坦空間（如種植平台、戶外活動場、觀景平台），同時減緩地表逕流速度、防止土壤侵蝕。

設計考量

1. 台面寬度與高差比：每層台面應保有足夠使用深度（一般最小 $3 \sim 5\ \text{m}$ 以上），相鄰台面高差視土壤穩定性與使用目的決定，通常單級高差不超過 $1.5\ \text{m}$。

2. 排水設計：每層台面需設橫向排水坡（$1\% \sim 2\%$），並於台面後緣設截水溝，避免雨水滲入坡腳造成滑動。

3. 邊坡穩定：台面前緣常以擋土牆、砌石坡或護坡植生加以穩定（詳見「擋土牆」項）。

4. 土方平衡：階台設計需同步進行挖填方計算（cut and fill balance），減少廢棄土外運，降低工程成本與環境衝擊。

5. 植栽配置：台地邊坡應種植深根性護坡植物，台面可依需求種植喬木、灌木或草坪。

6. 結構整合：若台地位於建築基地旁，需考量基礎安全距離，避免開挖影響既有結構物。

四、擋土牆（Retaining Walls）

定義與用途

擋土牆是用來抵抗牆背土體（或水體）側向土壓力、維持牆兩側地面高差的構造物。在景觀工程中廣泛用於階台邊緣、道路切坡側、建築基礎保護及地形塑造。

設計考量

核心觀念

本題考核「基地保水設計」的系統性理解，命題依據為《建築技術規則》建築設計施工編第17章「基地保水」相關條文，以及《都市計畫法》、《水土保持法》、《建築基地保水技術規範》等配套法規與技術準則（以命題當年民國112年法規為準）。

基地保水的核心目的在於：維持或恢復開發前基地原有之土地自然滲透與蓄水能力，延緩逕流尖峰、補注地下水、緩解都市熱島效應與洪峰集中問題。

《建築技術規則》建築設計施工編第298條規定，建築基地之保水設計，應使基地內雨水就地滲透，其保水量不得低於法定最低保水量（$S \geq S_0$）。

保水量計算基本公式：

$S = \sum_i A_i \times F_i$

其中：

• $S$：基地設計保水量（$\text{m}^3$）
• $A_i$：各工法設計面積（$\text{m}^2$）
• $F_i$：各工法對應之保水係數（$\text{m}^3/\text{m}^2$，查規範附表）

法定最低保水量：

$S_0 = \left(1 - \frac{A_s}{A}\right) \times F_g \times A$

其中：

• $A$：基地面積
• $A_s$：法定空地面積
• $F_g$：基地所在地區之自然土地保水係數

兩大類設計之比較與解析

一、直接滲透設計（Direct Infiltration Design）

設計考量

直接滲透設計的核心概念是讓雨水就地穿透地表，直接下滲至土壤層，不做額外的地下貯集，依賴土壤本身的滲透能力完成保水目標。

適用條件判斷：

適用狀況

• 法定空地、庭院、低密度住宅區
• 非地下室範圍上方之地坪
• 公園綠地、道路側帶與植栽帶
• 停車場地面層（非地下停車場頂板上方）

設計手法與設計重點

1. 透水鋪面（Permeable Pavement）

• 材料包含：透水瀝青混凝土、透水磚（Porous Paver）、碎石格柵（Gravel Grid）、連鎖磚留縫填砂
• 設計重點：
• 面層透水率須符合規範（$\geq 1.0 \times 10^{-3}\ \text{m/s}$）
• 須設置透水基底層（碎石底層厚度 $\geq 15\ \text{cm}$）作為緩衝
• 若下層土壤滲透性不足，需設穿孔排水管（Perforated Drain Pipe）導流
• 定期清除孔隙堵塞（Clogging），維護保水效能

2. 植草磚／草格磚（Grass Paver）

• 混凝土格框或塑膠格框內填土種草，硬質支撐與入滲兼顧
• 設計重點：
• 格框孔隙率建議 $\geq 35\%$
• 適用停車場、緊急車道等有承載需求但不頻繁使用之場所
• 草種選擇以耐踩踏、耐旱為原則（如百慕達草、假儉草）

3. 植生入滲溝（Bioswale / Infiltration Swale）

• 設置於道路或廣場邊緣的線型低窪植生帶，集中地表逕流後使其緩慢入滲
• 設計重點：
• 縱坡 $1\%$–$5\%$ 為佳；超過 $5\%$ 須設置滯留堰（Check Dam）
• 溝底寬 $\geq 0.6\ \text{m}$，邊坡 $\leq 1:3$（H:V）
• 介質土壤建議為砂質壤土，並混入有機質改善滲透性
• 需預留溢流出口，防止積水超過 $24\ \text{h}$ 造成植物根系受損

4. 雨水花園／生物滯留槽（Rain Garden / Bioretention Cell）

• 局部下凹的植栽槽，集雨水於槽中，透過多層介質過濾後入滲
• 設計重點：
• 典型剖面由上而下：積水空間（蓄水深 $15$–$30\ \text{cm}$）→ 覆蓋層（Mulch，$5\ \text{cm}$）→ 種植介質層（砂質壤土 $60$–$90\ \text{cm}$）→ 過渡層（粗砂）→ 礫石排水層
• 匯水面積（Drainage Area）與槽面積比約 $5:1$ 至 $20:1$
• 蓄水清空時間（Drain Time）設計為 $24$–$48\ \text{h}$
• 植物選擇須耐短暫淹水又耐旱，根系深淺不一以增強介質結構

5. 透水性植草坪（Open Turf）

• 維持自然草坪狀態，保留土壤原有入滲能力
• 設計重點：
• 保水係數最高，但需確保土壤不被壓實（Compaction）
• 施工期間須保護表土層（Topsoil），完工後定期深耕曝氣（Aeration）

二、貯集滲透設計（Storage & Infiltration Design）

設計考量

貯集滲透設計的核心概念是先將雨水貯存於地下或地面的蓄水構造物中，再緩慢向周圍土壤滲透，以人工構造物「延長」入滲時間，克服現地土壤滲透能力不足或地面不透水的問題。

適用條件判斷：

核心觀念

本題考查：

1. 依指定坡度建立設計完成面高程。
2. 以完成面高程扣除鋪面厚度，求土方工程的基層（或路床）設計高程。
3. 既有地形與設計面比較，判斷挖方、填方。
4. 表土清除及混凝土鋪面厚度對土方量的影響。

基地東西向長 $100\ \mathrm{m}$，南北向寬 $50\ \mathrm{m}$。A 點位於北側邊界中點，且完成面高程須為 $110.00\ \mathrm{m}$。

「向西向下傾斜 $2\%$」表示向東每增加 $1\ \mathrm{m}$，高程增加 $0.02\ \mathrm{m}$。

一、各角點完工後高程

以 A 點為基準：

• A 點至西側邊界距離為 $50\ \mathrm{m}$
• A 點至東側邊界距離為 $50\ \mathrm{m}$

高程差為：

因此：

• 西側完成面高程：

• 東側完成面高程：

因為設計面僅向東西方向傾斜，南北方向高程相同。

二、鋪面基層設計高程

混凝土鋪面厚度為 $20\ \mathrm{cm}=0.20\ \mathrm{m}$，因此基層高程為完成面高程減去 $0.20\ \mathrm{m}$。

三、挖填深度判定

1. 未扣除表土時，既有地面至基層

既有高程高於基層高程，因此四角均為挖方，沒有填方。

2. 先清除表土後

表土厚度為 $0.20\ \mathrm{m}$，清除後地面高程如下：

與基層高程比較後，表土以下的土方挖深為：

核心觀念

本題綜合考查都市暨場地排水設計三大核心：

1. 合理化公式（Rational Formula）：用於小流域尖峰逕流量估算，為景觀工程排水設計最常用之方法。
2. 設計暴雨強度之選取原則：集流時間（Time of Concentration, $t_c$）與降雨延時（Duration）的對應關係。
3. 曼寧（Manning）公式：計算滿管或明渠流之流速，再由連續方程式求流量，進而反推管徑。

本題屬「計算題」，需依序完成三個子題，後一子題的輸入值來自前一子題，環環相扣，計算過程不得跳步。

一、尖峰逕流速率估算

合理化公式

$Q = C \cdot I \cdot A$

各符號定義如下：

單位換算提醒：合理化公式在台灣常見兩種單位制。本題直接以 SI 制處理，降雨強度需由 $\mathrm{mm/hr}$ 換算為 $\mathrm{m/s}$： $I\ (\mathrm{m/s}) = I\ (\mathrm{mm/hr}) \times \frac{1}{1000} \times \frac{1}{3600}$

二、設計降雨強度之選取與原因

選取原則

合理化公式的核心假設：當降雨延時等於集流時間（$t_c$）時，全流域同步產流，出口流量達到最大值（尖峰）。

• 集流時間 $t_c$：逕流由流域水力最遠點流至排水口所需時間。
• 選取規則：設計降雨延時 $= t_c$，對應之降雨強度即為設計強度 $I$。

本題判斷

題目已知逕流由水力最遠點流至排水口需 25 分鐘，故：

$t_c = 25\ \mathrm{min}$

對照題目所給三組資料：

應選用降雨延時 25 分鐘、強度 140 mm/hr。

原因說明：若採用延時 15 min（強度較大），流域遠端逕流尚未抵達出口，出口累積流量反而未達最大；若採用延時 35 min（強度較小），雖全域產流，但強度已降低，亦非真正尖峰。唯有延時恰等於 $t_c$ 時，兩個條件（全域同步到達 + 最大有效強度）同時滿足，尖峰逕流量最大。

三、計算尖峰逕流速率

步驟 1：換算降雨強度

$I = 140\ \mathrm{mm/hr} = \frac{140}{1000 \times 3600}\ \mathrm{m/s} = 3.889 \times 10^{-5}\ \mathrm{m/s}$

步驟 2：代入合理化公式

$Q = C \cdot I \cdot A = 0.25 \times 3.889 \times 10^{-5}\ \mathrm{m/s} \times 45{,}000\ \mathrm{m^2}$

$Q = 0.25 \times 1.750\ \mathrm{m^3/s} = 0.4375\ \mathrm{m^3/s}$

驗算（以工程慣用之「公制合理化公式」直接代入）：

$Q = \frac{C \cdot I \cdot A}{360} \quad \text{（$I$ 單位 mm/hr，$A$ 單位 ha，$Q$ 單位 m}^3\text{/s）}$

集水面積換算：$45{,}000\ \mathrm{m^2} = 4.5\ \mathrm{ha}$

$Q = \frac{0.25 \times 140 \times 4.5}{360} = \frac{157.5}{360} = 0.4375\ \mathrm{m^3/s}$

兩種算法結果一致，互相驗證正確。

$\boxed{Q = 0.4375\ \mathrm{m^3/s}}$

四、計算排水管最小所需內管徑

解題思路

已知：

• 尖峰逕流量 $Q = 0.4375\ \mathrm{m^3/s}$（排水管須能全數承載）
• 管道坡度 $S = 5\% = 0.05$
• 曼寧粗糙係數 $n = 0.015$
• 斷面形狀：圓形涵管（滿管流為最小管徑設計基準）

對圓形滿管，水力半徑 $R$ 以管徑 $D$ 表示：

$R = \frac{A}{P} = \frac{\dfrac{\pi D^2}{4}}{\pi D} = \frac{D}{4}$

步驟 1：以曼寧公式表示流速

$V = \frac{1}{n} R^{2/3} S^{1/2} = \frac{1}{0.015} \left(\frac{D}{4}\right)^{2/3} (0.05)^{1/2}$

計算各常數：

$S^{1/2} = \sqrt{0.05} = 0.22361$

$\frac{1}{n} = \frac{1}{0.015} = 66.667$

故：