114 專技高考高等考試 水土保持技師 植生工程 考古題詳解

114 年・專技高考・高等考試・水土保持技師
試題代碼 植生工程

第 一 題25 分

(一)淨零排放(Net Zero)之意義為何?(10分)

(二)請詳細說明臺灣2050淨零排放路徑。(15分)

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第 一 題

(一)淨零排放(Net Zero)之意義為何?(10分)

核心觀念

淨零排放是指在特定期間內,人為造成的溫室氣體排放量,經由減量與移除後,兩者達到平衡,使淨排放量為零。其概念可表示為:

淨排放量=人為溫室氣體排放量−人為移除量=0\text{淨排放量} = \text{人為溫室氣體排放量} - \text{人為移除量} =0

計算時,通常將各種溫室氣體依其全球暖化潛勢換算為二氧化碳當量(CO₂e)後加總。因此,「淨零」涵蓋的不只是二氧化碳,也包括甲烷、氧化亞氮及其他受管制的溫室氣體。

解題方法與說明

作答時,應掌握三個要點:

  1. 先減少排放:透過節能、能源效率提升、再生能源替代、製程改善及低碳運輸等措施,盡可能減少溫室氣體排放。
  2. 再處理難以避免的剩餘排放:對於技術或經濟上短期難以完全消除的排放,可透過碳捕捉、利用及封存(CCUS)、造林與森林經營等方式移除或抵換。
  3. 使排放與移除平衡:只有在大幅減排後,剩餘排放由相當的移除量平衡,才能達成淨零。

因此,淨零不等於「完全沒有任何排放」,也不等於單靠植樹抵銷排放;其核心是優先減量,並以可信的移除量平衡剩餘排放。

解題技巧與常見陷阱

答題時可用「排放-移除=淨排放」建立架構,再補充先減量、後平衡。常見失分處,是將淨零誤寫為「零排放」,或把購買碳權、植樹等抵換措施當成減少實際排放的替代品。


(二)請詳細說明臺灣2050淨零排放路徑。(15分)

核心觀念與法規基礎

以命題當年(民國114年)法規為準,《氣候變遷因應法》第4條明定,國家溫室氣體長期減量目標為中華民國139年(2050年)達成溫室氣體淨零排放。

臺灣於民國111年公布「臺灣2050淨零排放路徑及策略總說明」,以四大轉型、兩大治理基礎及十二項關鍵戰略作為整體架構,並由各部會推動具體行動計畫,逐步達成減碳與淨零目標。

解題方法:依「總體架構—部門行動—階段目標」作答

一、四大轉型

  1. 能源轉型:擴大再生能源,發展氫能及其他前瞻能源;推動深度節能、電力系統韌性與儲能建置,並以低碳電力供應支援其他部門減碳。
  2. 產業轉型:推動製程改善、能源效率提升及燃料替代,促進產業電氣化與低碳化;發展循環經濟,並以創新技術降低難減排產業的排放。
  3. 生活轉型:推動大眾運輸、運具電動化、節能建築及低碳消費,促使民眾在食、衣、住、行、育、樂、購等生活面向減少排放。
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第 二 題25 分

請詳細說明木本植物(灌木和喬木)的綠化防災功能。(25分)

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核心觀念

本題考查木本植物在坡地、河岸及裸露地綠化中,如何透過「地上部植被」與「地下部根系」共同減輕水土流失、坡面侵蝕及部分淺層崩塌風險。作答重點不在列舉樹木的一般生態效益,而在說明其防災作用的機制與適用限制。

木本植物包括灌木與喬木;喬木通常具有明顯主幹、樹冠較高,灌木則多分枝、近地面覆蓋較密。兩者可與草本植物構成多層次植生。水土保持技術規範要求植生工程依施工地區立地條件、植物種類及植生方法設計;因此,木本植物的防災效益須配合坡度、土層厚度、排水及目標災害選種配置,不能視為任何坡面都可單獨取代工程設施。

解題方法:依「截雨、減流、固土、調水、緩衝」說明

建議先從植株地上部談到地下部,再補充植生群落與配置上的防災作用。每一項均依「作用部位—作用機制—防災效果」說明,並區分灌木與喬木常見的功能特色。

一、截留降雨,減輕雨滴打擊與坡面沖蝕

喬木樹冠、枝葉及灌木枝葉可攔截部分降雨,降低雨滴直接撞擊土表的能量,減少土粒飛濺與表層土壤剝離。被截留的雨水可暫存在葉面,再逐漸滴落或蒸發,因而延緩降雨抵達地表的時間。

灌木枝葉較接近地面,枝葉與地表枯落物可形成近地表遮蔽;喬木則提供較高層的冠層截留。喬木與灌木搭配,可形成不同高度的植被層次,改善坡面覆蓋。

二、減緩地表逕流,降低沖刷與泥砂輸送

枝條、草灌植被及地表枯落物會增加地表粗糙度,阻滯坡面逕流、降低流速並延長逕流通過時間,使部分雨水有較多機會入滲。逕流流速降低,可減輕坡面細溝發育、土壤沖蝕及泥砂向下游輸送。

灌木植株常形成較密集的近地表阻滯帶;喬木樹冠與林下植被共同作用,則有助於維持坡面涵養與覆蓋。其效果仰賴植被連續性及地表覆蓋,不能只以零星栽植取代完整的坡面保護。

三、根系加筋固土,增加土體抗剪能力

木本植物根系穿插土壤,可纏結土粒、增加土體整體性,並對根系分布範圍內的土層提供加筋作用。深根性植物的根系若能伸入較穩定土層,還可提供錨定效果,有助於降低表層土體滑移及淺層崩塌的風險。

不同植物的根系深度、密度及分布型態各異。灌木根系常有利於坡面表層土壤的網結;部分喬木根系較深,能提供較深層的加筋或錨定作用。選種時須考量土層厚度、基岩位置及坡面條件,避免只憑樹木高度推定其固土能力。

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第 三 題25 分

請詳細說明當崩塌地裸露坡面超過臨界坡度時,應如何進行該坡面之植生綠化工作?(25分)

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核心觀念

本題考查崩塌地坡面植生復育的基本原則:坡面超過自然復育的臨界坡度時,不能只靠撒播種子等待植被自行恢復,必須先改善坡面穩定與植物生育條件,再配合適當的植生工法。

崩塌地復育常以坡度約 35° 作為自然復育的參考臨界值。坡度超過此值時,坡面土壤容易受逕流沖刷或重力作用移動,種子與客土不易停留,幼苗也較難扎根。因此,處理目標須同時包括:

  1. 穩定坡面、控制水流與沖蝕。
  2. 建立適合植物生長的基盤。
  3. 以適地、適種的植生方式恢復地表覆蓋。
  4. 施工後持續養護並檢視復育成效。

坡度是坡面垂直高差與水平距離的比值換算為角度;若以百分比表示,坡度百分率為 100×垂直高差/水平距離100\times\text{垂直高差}/\text{水平距離}。題目所稱「超過臨界坡度」,重點是應採取工程與植生相結合的處理,而非單純播種。

本題法規依據以《水土保持技術規範》等相關規定為原則,以命題當年(民國 114 年)法規為準。

解題方法

作答時依「調查評估 → 坡面與排水處理 → 植生基盤建置 → 植生施工 → 養護管理」的順序說明,並指出植生綠化不能取代必要的邊坡安全處理。

一、調查崩塌地與確認安全條件

施工前先調查坡面範圍、坡度與坡長、地質及土壤、地下水與滲流水、地表逕流路徑、崩塌活動狀況、周邊植被及可利用的表土。並確認坡面是否仍在活動、是否有危石或不穩定土體,以及坡頂、坡腳或鄰近設施是否有受災風險。

若有持續滑動、深層破壞或重大落石風險,應先進行必要的穩定工程與安全處理;植生主要提供坡面保護、減少表面沖蝕及促進生態復育,不能單獨承擔深層邊坡穩定功能。

二、先整理坡面並處理排水

移除危石、鬆動土塊及妨礙施工的材料,整修坡面突起、凹陷與沖蝕溝,使坡面較均勻且利於植生材料附著。整坡時應保留可利用的表土與既有原生植被,避免過度擾動。

排水處理包括坡頂截水、坡面截導水及必要的坡腳排水,避免坡外逕流流入崩塌區,也避免水流集中沖刷植生區。截、導水設施應妥善銜接至安全出水處,不能把水集中排向不穩定坡面。

三、設置坡面保護與植生基盤

坡度陡、坡面裸露或基材容易滑落時,先以適當的坡面保護材料提供固定與保土作用,再施作植生。例如依坡面條件使用打樁編柵、植生網、透水網布、植生毯、土壤袋或植生袋等;坡面破碎、土層薄或岩盤裸露時,可配合錨定、局部客土、植生穴或植生槽,增加基材與植物的附著及扎根空間。

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第 四 題25 分

請詳細舉例說明河川護岸植生有哪些可行方法與材料?(25分)

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核心觀念

河川護岸植生的目的,是利用植物地上部減緩水流、遮蔽地表,並以根系固結表層土壤;同時配合石材、木材、蛇籠或地工材料,保護岸坡免受水流沖刷。植生可改善景觀與棲地,但不能取代必要的結構安全設計。

設計時應先分辨岸坡位置與受力條件:常水位以下長期浸水,常水位附近反覆淹水、沖刷,洪水位以上主要受降雨逕流侵蝕。各處應選擇能適應淹水、流速與土壤條件的工法及植物。

解題方法

本題適合依「直接植生、植物材料構築、植生與工程材料複合」三類作答。每一類說明施工方式、材料及適用位置,再補充選用原則與限制,即能完整回答「方法與材料」。

可行方法與材料

一、直接播種、植苗與草皮鋪植

在坡度較緩、土壤條件良好且不受強烈水流直接沖擊的岸坡,可直接播種、植苗或鋪植草皮。

  • **草種材料:**選用適合當地氣候、耐淹或耐濕且根系發達的草本植物;坡面可採混播,以兼顧快速覆蓋與長期穩定。
  • **灌木、喬木材料:**可於較高岸坡或河岸緩衝帶種植原生灌木、喬木,形成多層次植被;常見構想包括柳類、蘆葦及其他適合當地水文條件的原生植物。
  • **施工方式:**播種後覆土、覆蓋稻草或纖維材料並適當固定;草皮鋪植則須密接、壓實,避免草皮被逕流或洪水掀起。

此法施工簡單、景觀自然,但初期抗沖刷能力有限,適合流速較低、岸坡穩定且有植生養護條件的區域。

二、活枝扦插、柳枝工法與枝條編柵

利用具有發根或萌芽能力的枝條作為活植物材料,使護岸構造逐漸與植生結合。

  • **活枝扦插:**將柳類等適合扦插的活枝插入岸坡土中,枝條發根後可固定表土。可沿等高線分列插植,並搭配草本植生。
  • **柳枝束、枝條編柵:**將活枝束沿岸坡等高線排列,以木樁固定;也可在木樁間編綁枝條,形成透水的低矮柵體。柵後填土或堆置土砂,促進植生建立。
  • **材料:**活枝、木樁、麻繩或其他適當綁材,以及填土、草籽等。

此類工法適合中低流速、可取得枝條且岸坡具適當土壤的河段。施工時須使枝條與土壤密接,並將枝條埋植或固定妥當;若水流過強,活枝尚未生根前容易被沖失。

三、植生毯、植生網與纖維材料覆蓋

在新整坡面、土壤易被雨水沖蝕,或需要保護草籽與表土的岸坡,可先鋪設可供植生的覆蓋材料,再播種或植苗。

  • **材料:**椰纖毯、稻草蓆、黃麻網、天然纖維網及適當的地工合成網材。
  • **施工方式:**坡面整平後播種,鋪設網毯並以木樁或錨釘固定;毯材搭接處與坡頂、坡腳須妥善固定,避免被水流掀起。
  • **作用:**減少雨滴打擊與表土流失、維持土壤濕度、固定種子,並在植生尚未成長前提供暫時保護。

天然纖維毯會逐步分解,適合植生建立初期使用;合成網材耐久性較高,應注意其與環境、生物及後續維護需求是否相容。

四、塊石護岸與孔隙植生

在坡腳或水流沖擊較明顯處,可採塊石、砌石或拋石護岸,並利用石間孔隙填土、植草或插植植物,使工程防護與植生共同作用。

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