114 高普考高考三級 水土保持工程 坡地保育規劃與設計（包括沖蝕原理） 考古題詳解

核心觀念

本題考《山坡地保育利用條例》第五條對「山坡地保育、利用」的定義，以及如何把法條中的目標落實為具體方法與效益。作答時要同時呈現「防災保土、保護生態、涵養水源、經濟有效利用」，不能只寫成坡地防災工程。

以命題當年（民國 114 年）法規為準。《山坡地保育利用條例》第五條規定，山坡地保育、利用係指依自然特徵，應用工程、農藝或植生方法，以防治沖蝕、崩坍、地滑、土、石流失等災害，保護自然生態景觀、涵養水源等水土保持處理與維護，並為經濟有效之利用。

解題方法

先將條文拆成「方法、直接目標、整體效益」三層：

1. 方法：依坡地自然特徵，採工程、農藝或植生方法。
2. 直接目標：防治沖蝕、崩坍、地滑及土石流失，並保護自然生態景觀、涵養水源。
3. 整體效益：維持土地與水資源功能，降低災害及其對居民、公共設施和下游環境的危害，並使土地能經濟有效利用。

重要性在於坡地地形、地質與降雨條件容易使土壤沖蝕、邊坡失穩及逕流集中；若利用不當，災害會由坡面擴大至聚落、道路、河川與下游土地。妥善保育可同時維持坡地生產力與生態功能，減少土砂災害，並增進水源涵養。

三項具體方法及正面效益

核心觀念

本題重點在說明崩塌、地滑與土石流防治，如何將邊坡穩定工程與生態截導水、護坡及植生保育整合，形成兼顧安全、排水與環境維護的整體策略。作答宜依「調查評估、源頭減災、工程穩定、坡面保育、監測維護」的順序，說清楚各措施的功能與配合關係。

崩塌與地滑常與坡體抗剪強度不足、地下水位升高、坡腳遭淘刷或開挖有關；土石流則常由強降雨引發，將崩塌土砂、河床堆積物與水流共同挾帶下移。因此，防治不能只在坡面種植，也不能只靠擋土牆；必須同時控制水、穩定坡體、減少土砂來源，並管理下游風險。

解題方法

採取「先判斷致災機制，再配置相應措施」的切入方式。先調查地形、地質、土層、地下水、集水區與既有排水，再區分主要問題是坡體滑動、坡面沖蝕、坡腳淘刷，或上游土砂集中。依調查結果選擇工程與生態措施，並透過監測及維護確認措施持續有效。

一、調查評估與整體規劃

1. 掌握坡地條件：調查坡度、坡高、地層與節理、風化程度、地下水、地表逕流、坡腳河流侵蝕、既有崩塌範圍及土地利用。
2. 確認災害路徑：辨識崩塌源區、輸送路徑與下游堆積或受災區，並檢視土石流潛勢溪流、道路及聚落等暴露對象。
3. 依風險分級配置措施：高風險且需立即穩定的坡段，以安全可靠的工程措施為主；坡面沖蝕或淺層破壞區則加強截排水、地表保護及植生；下游另配合避難、警戒與土地使用管理。

二、工程穩定：以擋土及排水降低失穩風險

1. 擋土牆或其他支擋設施：在坡腳支撐土體、提供抗滑阻力，或保護受河流淘刷的坡腳。設計須配合地質與滑動範圍，檢核牆體及地基承載、滑動、傾倒與整體邊坡穩定，並妥善處理基礎埋置與牆背排水。
2. 截排水與地下排水：在坡頂截水、坡面導排，必要時設置盲溝、水平排水孔等地下排水設施，以降低入滲與孔隙水壓。擋土牆若沒有可靠的牆背排水，雨水滯留將增加側向水壓，可能使牆體失效。
3. 坡面與坡體整治：依地質及破壞型態，採用削坡減載、分階整坡、地錨或其他適當工法；避免未經評估的坡腳開挖、堆載與集中排水，以免改變原有穩定條件。

三、生態截導水護坡：控制逕流並減少表土流失

1. 截水與導水：在坡頂及適當位置設截水溝、排水溝，將逕流安全導至穩定出口，避免水流集中沖刷坡面或直接灌入裂縫。排水出口應消能並防止下游沖蝕。
2. 坡面保護：依坡度、土質及沖蝕程度，採用植生、植生毯、灌木或草本覆蓋等方式，增加地表覆蓋、減緩雨滴打擊及地表逕流，降低表土沖蝕。

核心觀念

土壤沖蝕量測要先分清楚量的是「坡面上被移除或重新分布的土量」，還是「隨逕流輸出到坡腳、溪流或集水區出口的泥砂量」。前者較接近原地沖蝕；後者量到的是輸砂量，已受坡面沉積、河道搬運及泥砂滯留影響，兩者不能直接視為相同。

考題沒有指定地形、沖蝕型態或量測尺度，作答時可採三種具代表性的現地方法：沖蝕針法、標準逕流沖蝕試區法、集水區泥砂輸出量測法。三者分別反映定點地表變化、坡面沖蝕及集水區尺度輸砂。

解題方法

依量測尺度由小到大，說明各方法的實施方式、優缺點及適用區域，並指出所得數據的代表意義。這種寫法能完整回應題目，也能避免把局部地表沖蝕量與集水區出口輸砂量混為一談。

三種常見沖蝕量測方法

一、沖蝕針法（erosion pins）

**實施方式：**在代表性坡面布設多支沖蝕針，將針固定於土中並記錄初始地表位置；經歷降雨或指定期間後，量測各針露出地表的長度變化。針露出增加代表地表降低，露出減少則表示該點可能有土砂堆積。多點平均可估計觀測區的地表高程變化；若需換算土重，須再乘以代表面積及土壤容積重。

**優點：**設備簡單、成本低、容易重複觀測，可追蹤沖蝕或沉積隨時間的變化，適合在坡地布設多個樣點。

**缺點：**只量到針所在位置的高程變化，結果受布點代表性與空間變異影響；若土壤膨脹、乾縮、踩踏、耕作或針體鬆動，也會影響讀值。它不會直接量得外輸泥砂量。

**適用區域：**坡面局部沖蝕明顯且位置可布點的地區，例如裸露坡地、林地或草地坡面、牲畜踩踏路徑，以及沖蝕與沉積交錯的坡面。耕作頻繁、表土常受翻動的農地，需審慎解讀。

二、標準逕流沖蝕試區法（runoff plot）

**實施方式：**在坡面劃設已知長、寬及坡度的試區，於側邊設隔板，並在下坡端設集水槽、導流槽及集水桶或沉砂槽。每場降雨後收集逕流水與泥砂，量測逕流量及泥砂量；將泥砂乾燥秤重，再除以試區面積及觀測期間，即可求得單位面積土壤流失量。若採分流器或取樣器，須依其分流比例換算總量。

若某試區在期間 $\Delta t$ 收集到乾泥砂重量 $M_s$，面積為 $A$，則單位面積土壤流失量可表示為：

核心觀念

土壤沖蝕是土壤顆粒受雨滴、逕流、風力等作用而剝離、搬運及沉積的過程。坡地沖蝕會帶走富含有機質與養分的表土，降低土壤肥力、蓄水能力及植生生長條件；被搬運的泥砂則可能淤積河道、水庫，增加水質混濁、洪水與坡地災害風險。因此，土壤沖蝕不只影響農業生產，也牽動水資源、氣候調適、陸域生態與生計等面向，與多項永續發展目標（SDGs）相連。

本題是概念與應用題，重點在於從「表土流失」及「泥砂移動」兩條影響鏈，說明土壤沖蝕如何妨礙 SDGs 的達成。以下列出五項直接相關目標。

解題方法與五項 SDGs

1. SDG 2 消除飢餓

土壤沖蝕會移除肥沃表土及其中的養分、有機質，降低土壤生產力與農作物產量；長期沖蝕也會使農地退化，增加糧食生產的不穩定性。這與 SDG 2 的糧食安全、永續農業及改善土壤品質目標相違。

2. SDG 6 淨水及衛生

沖蝕泥砂進入溪流、水庫及灌溉水路後，會提高水體濁度、造成淤積，影響原水處理、供水與灌溉功能；泥砂附著的養分或污染物也可能隨逕流進入水體，降低水質。故控制坡地沖蝕有助於維護水資源品質及流域管理。

3. SDG 13 氣候行動

土壤沖蝕會帶走土壤有機質，削弱土壤儲存碳的能力；坡面裸露及土壤退化也會降低土地面對強降雨、乾旱等氣候衝擊的韌性。