114 港務人員升資考試佐級晉員級 技術類(選試港埠工程概要)-臺灣港務公司 港埠工程概要 考古題詳解

核心觀念

防波堤設計的核心，是在設計波浪與水位條件下，確保堤體及其基礎安全，同時控制越波、堤後波高與港內波浪反射。極端波浪及氣候變遷會改變設計外力與使用年限內的風險，因此設計不能只沿用歷史平均波況，還要納入極端事件、海平面上升與不確定性。

本題為工程規劃與設計申論題，無須援引特定法條或進行定量計算；作答應依序說明「外力如何調整、結構如何因應、港內寧靜度如何維持，以及海岸環境如何兼顧」。

解題方法

以「外力評估—結構安全—港內性能—環境影響—調適管理」作為作答主軸。先交代設計條件如何因極端波浪與氣候變遷而更新，再說明防波堤的穩定、越波及使用性能，最後提出港內波浪控制與海岸環境保護的整合措施。

設計應調整之要點

1. 更新設計水文與波浪條件 採用較新的長期波浪、風暴潮與水位資料，檢討設計波高、週期、波向及重現期。極端事件不能只以平均波況代表；對資料有限或極端值推估不確定的場址，應納入安全裕度與敏感度分析。

2. 納入海平面上升與複合水位 設計水位應考量海平面上升，以及風暴潮、天文潮與波浪增水等因素可能同時發生的情境。水位升高會減少堤頂相對高程、增加越波，亦可能改變堤前水深與波浪破碎位置，因此不能只把堤頂加高視為唯一調整。

3. 檢核堤體與基礎穩定 依修正後的波浪及水位條件，檢核護面塊體穩定、堤身滑動與傾覆、基礎承載、淘刷、沉陷及堤趾沖刷。斜坡式堤防應檢視護面塊體重量、層數、堤趾保護及濾層；直立式或複合式防波堤則應檢核波力、基礎與地盤穩定。必要時調整斷面、材料、堤趾保護或基礎處理。

4. 將越波與韌性納入性能設計 依港區用途設定可接受的越波量及堤後波高，檢討堤頂高程、堤頂寬度、斜坡與消波設施。重要設施應採性能導向設計：極端事件中即使局部構件受損，仍須避免堤體整體失穩或港區發生重大損害；並預留檢修、加高或補強空間，以利分期調適。

兼顧港內寧靜度與海岸環境

核心觀念

重力式碼頭與樁式碼頭的主要差別，在於抵抗土壓與其他外力的結構機制：

• 重力式碼頭以厚重的牆體或沉箱自重抵抗牆後土壓、水壓及其他水平力，主要檢核整體滑動、傾覆、地基承載力與沉陷。
• 樁式碼頭以樁基礎支承上部梁板或平台，將垂直荷載傳至較深土層，並由樁身彎曲、樁群作用及上部結構承受水平荷載；後方通常另設擋土設施。

本題為工程原理題，無須援引特定法條或進行數值計算。回答時依序比較結構行為、施工方式、適用條件，再補充兩者共同須考慮的環境荷載與繫泊力。

解題方法

可用「如何抵抗水平力—如何施工—適合何種地盤與水深」作為比較主軸。環境荷載部分，先列荷載來源，再說明其作用方向與設計影響；繫泊力則說明船舶繫纜力如何傳至繫船柱及碼頭結構。

環境荷載與繫泊力

核心觀念

航道淤積是泥砂進入航道後，因輸砂能力降低或水流、波浪條件改變而沉降累積，使水深不足、影響船舶安全通航的現象。答題時應掌握「泥砂從哪裡來、如何進港、為何沉降」三個環節，再分別提出源頭控制、輸砂路徑控制、構造物改善及疏浚管理措施。

本題屬工程與環境管理申論題，無須列計算公式或特定法條；重點是能說明成因和措施如何對應，並兼顧疏浚對水質、棲地及鄰近海岸的影響。

解題方法

先將成因分為「泥砂來源」與「水動力、港灣條件」兩類；再將對策分為「減少泥砂進入或滯留」及「妥善執行必要疏浚」兩類。這樣可以避免只談疏浚，卻沒有處理造成回淤的原因；也能完整回答題目要求的工程措施與環境管理。

（一）航道淤積之主要成因

1. 河川與集水區輸砂

河川將上游侵蝕、崩塌、土石流及河床沖刷產生的泥砂帶到河口與港區。豪雨、颱風及洪水期間輸砂量通常增加；河口流速降低或河道突然展寬時，泥砂容易沉降，之後再被潮流或近岸流帶入航道。

集水區土地開發、坡地裸露及水土保持不足，也會增加泥砂來源。相對地，水庫、攔砂設施或河川砂石開採則會改變供砂量，使鄰近海岸的泥砂收支失衡，造成局部沖淤變化。

2. 沿岸漂砂及波浪輸砂

波浪斜向入射海岸會形成沿岸流，推動泥砂沿岸移動。港口防波堤、突堤等構造物可能攔截沿岸漂砂，使泥砂堆積在港口一側；另一側則可能因供砂減少而侵蝕。波浪也可使海床泥砂再懸浮，經潮流或近岸流帶入航道後沉降。

3. 潮流、河口流及海流作用

潮汐往復流、河口環流與沿岸流會搬運懸浮質及底床質。若流場將泥砂導向港口，或流速在航道、河口及港池內降低，泥砂便容易落淤。河口鹽淡水交會、潮流匯聚或渦流區也可能促進細粒泥砂聚集。

4. 港灣與航道地形及構造物影響

防波堤、航道疏浚、港池擴建等會改變波浪與流場。港區水域通常較外海平靜，流速降低後懸浮泥砂較易沉降；防波堤間隙、堤頭繞射區及港池死角也可能形成滯砂區。若構造物透砂、越波或配置不當，泥砂仍可能進入港內並累積。

5. 底床再懸浮與人為活動

強浪、颱風、船舶螺槳及大型船舶通行可擾動底床，使原有泥砂再懸浮並重新分布。若港區底床含有較多細粒泥砂，這類擾動會加重局部回淤。

（二）減少淤積與疏浚影響之工程與環境管理措施

1. 源頭減砂與流域管理

在集水區推動水土保持、坡地植生復育、裸露地管理及崩塌地整治，降低泥砂沖入河川；配合河川治理與攔砂設施維護，減少大量泥砂在洪水期間下移。

核心觀念

港灣工程施工品質管理的重點，是把設計要求轉成可檢查、可量測、可追溯的施工管制項目，並在缺失尚可修正時及早發現。品質檢核通常涵蓋材料與設備、施工前條件、施工過程、完成成果，以及檢驗紀錄與缺失改善。

本題沒有指定特定工程規範或契約允許差，沉箱定位及垂直度的驗收數值應以命題當年適用的契約圖說與施工技術規範為準。以下說明通用的控制方法；涉及法規或規範引用時，以命題當年（民國 114 年）規定為準。

港灣工程常見品質檢核項目與控制方法

1. 材料與構件品質 檢核混凝土、鋼筋、鋼材、塊石、回填料及預鑄構件的規格、強度、尺寸、外觀與出廠證明。依規定辦理取樣試驗；不合格材料應標示、隔離並禁止使用。

2. 施工前條件與測量基準 檢核施工基準點、水準點、施工平台、基床高程、地盤狀況及施工水深。測量儀器須校正，基準點須妥善保護；重要水下部位可配合水深測量或潛水檢查確認。

3. 施工程序與作業條件 檢核施工方法、設備狀態、人員資格、施工順序及海象條件是否符合施工計畫。港灣作業受潮汐、波浪、海流與能見度影響，應訂定作業限制與停工條件，避免在不適當條件下進行吊放、拖航或安裝。

4. 施工過程品質 依施工計畫及檢驗停留點檢查模板、鋼筋、混凝土澆置、焊接、吊裝、基床整平與水下回填等工序。以現場檢查、試驗、測量及施工紀錄確認各項工序符合要求；發現偏差時應先停止相關作業，查明原因並完成矯正後再續作。

5. 完成成果與功能檢查 檢核構造物的位置、高程、尺寸、軸線、垂直度、接縫、外觀及水下構造狀況；依設計或契約要求辦理必要的功能性檢查。檢驗結果須符合允許差與驗收標準。

6. 紀錄與缺失改善 保存材料證明、試驗報告、測量成果、施工日誌、查驗紀錄、照片及缺失改善紀錄。紀錄應能對應施工日期、位置、檢查項目與判定結果，便於驗收及日後維護追蹤。

解題方法：以沉箱施工說明定位與垂直度控制

沉箱定位與垂直度須從「基床準備、吊放定位、著床下沉、完成複測」連續管制。只在沉箱完成後量一次位置，無法及時修正拖航偏移、受流漂移或不均勻下沉造成的誤差。

一、施工前確認基床與測量基準

• 依設計位置放樣沉箱縱、橫向軸線及前沿線，設置並保護測量基準點。
• 以經校正的全站儀、經緯儀、水準儀等量測設備，確認測量基準可靠。
• 檢查基床高程、平整度、承載狀況及有無回淤、局部高低差或障礙物。必要時以水深測量及潛水檢查補充確認。
• 基床若有局部凸起或沉陷，應先整平或處理。基床不平會使沉箱著床後產生傾斜，單靠上部牽引調位無法根本排除。

二、沉箱拖航與吊放時控制平面位置

核心觀念與解題方法

本題考查港埠與海岸工程中常見的水理現象，以及地盤滲透破壞。作答時先辨明現象的成因，再交代其表現及工程影響；其中「越波量」與「波揚」都和波浪爬升有關，但前者是水越過構造物頂部的水量，後者是波浪沿岸坡或構造物表面向上爬升的現象。

（一）越波量

波浪爬升至防波堤、海堤或海岸構造物頂部以上，越過堤頂流向背海側的水量，稱為越波量。波浪爬升高度超過堤頂超高時，便可能發生越波。

越波量可按單位堤長、單位時間表示為平均越波流量 $q$，單位常用 $\mathrm{m^3/(s\cdot m)}$；也可表示單次越波的水體積。它會受波高、週期、水位、堤頂高度、堤坡形狀與表面粗糙度等因素影響。設計上須控制越波，以避免堤後淹水、沖刷或港區設施受損。

（二）風暴潮

風暴潮是颱風或強烈低氣壓等天氣系統影響下，海面水位相對於正常天文潮位的異常上升。其主要成因包括強風將海水推向岸邊，以及低氣壓使海面承受的大氣壓力降低，造成海面抬升。

風暴潮會與天文潮及波浪共同作用，增加沿岸淹水、越波與海堤受力的風險。作答時應把風暴潮理解為氣象因素造成的海面增水，與月球、太陽引力造成的天文潮區別。

（三）海嘯

海嘯是海底地震、海底山崩或火山活動等造成大量海水突然位移，所形成的長週期、長波長波列。海嘯在深海傳播時，波高可能不明顯，但接近淺海與岸邊後，因水深變淺、波速降低而波高增大，可能造成快速淹水與強烈沖刷。

海嘯與一般由風生成的短週期海浪成因不同；它也不能與風暴潮混為一談，後者主要由強風及低氣壓引起海面異常上升。

（四）波揚