114 專技高考高等考試 水土保持技師 水土保持工程 考古題詳解

核心觀念

本題考查兩件事：辨認擋土牆的受力型式，以及透過現場勘查蒐集判斷牆體安全與坡地穩定所需的資料。

• 重力式擋土牆：主要靠牆體自重及牆背填土重量抵抗土壓，例如乾砌石、漿砌石、混凝土重力牆、蛇籠牆。
• 非重力式擋土牆：主要靠構件的抗彎、抗剪、拉力或錨定作用抵抗土壓，牆體自重不是主要抗力來源，例如懸臂式或扶壁式鋼筋混凝土牆、板樁牆、錨定式擋土牆。

鑑定時須把現場狀況連結至常見破壞型態：滑動、傾覆、基礎承載力不足、整體坡體滑動、牆身破壞，以及牆背水壓或排水失效。題目未要求引用特定法條；鑑定仍應依委託目的及相關水土保持技術規範辦理。

解題方法與示意圖

先依「主要抗力來源」分類，再依牆體、基礎、牆背排水及周邊坡地逐項記錄。現場紀錄不只是描述外觀，也要留下可供後續量測、比對與分析的尺寸、位置和變化資料。

重力式擋土牆

 牆背填土
 ↓ 土壓
 /////////
 /////////
 │ /
 │ /
 │ / ← 厚重牆身
 │ /
 │ /
 └──/──────── 基礎
 ↑
 主要靠牆體自重抵抗滑動與傾覆

非重力式擋土牆：懸臂式鋼筋混凝土牆

 牆背填土
 /////////
 /////////
 /////////
 │
 │ 立牆（受彎）
 │
 ┌────┴────────┐
 │ 後趾 前趾 │ 底版
 └─────────────┘
 以立牆、底版構件作用抵抗土壓

非重力式擋土牆：錨定式擋土牆

 牆背填土
 /////////
 /////////
 │＼
 │ ＼──── 錨碇
 │
 │ 牆面構件
 └──────── 地面

現場勘查應記錄項目

一、位置與周邊環境

• 擋土牆所在位置、座標、地形地貌及周邊土地使用情形。
• 牆前、牆後及兩端的地形高程、坡度、坡向；牆上方是否有道路、建築物、堆置物或其他載重。
• 鄰近排水路、溪溝、邊坡、擋土構造物及可能影響牆體的開挖、填土情形。
• 近期豪雨、洪水、地震或施工紀錄，以及牆體是否曾修補、加固或發生災害。

二、牆體型式與幾何尺寸

• 牆體型式、材料、施工形式及大致年代；例如重力式、懸臂式、扶壁式或錨定式。
• 牆長、牆高、頂寬、底寬、牆面坡度及基礎外露情形；有分段、轉角或伸縮縫時，記錄位置與間距。
• 牆體與地形、道路、建築物及其他構造物的相對位置。
• 可見的基礎型式、埋置深度線索，以及牆趾是否遭沖刷或淘空；無法由外觀確認者應註明。

核心觀念

本題考查連續不同縱坡度路段的坡長限制，以及單車道農路避車道配置。

以命題當年（民國 114 年）法規為準，《農路設計規範》第十一點區分四級農路：一級設計速率為每小時 25 公里、二級 20 公里、三級 15 公里、四級 15 公里；第十八點規定應視路況及交通量，每間隔 150 至 400 公尺設置一處避車道，寬 2.5 公尺、長 20 公尺為原則。各級農路附表進一步列有避車道最大間隔：一級 400 公尺、二級 300 公尺、三級 150 公尺、四級 150 公尺。

題目給的縱坡長度限制公式為：

其中 $L$ 為該坡度的限制長度，$G$ 為縱坡度百分比。連續不同坡度路段須以「實際長度與該坡度限制長度之比」累計判斷，累計值不得超過 1。

解題方法

先求 6%、7% 與 5% 縱坡各自的限制長度：

已知 6% 與 7% 坡段各長 100 公尺，已使用的坡長比例為：

因此可供後續 5% 坡段使用的比例為：

核心觀念

本題考查颱風豪雨後野溪大量土砂淤積、阻塞水路時，如何依現況採取「清淤」或「疏通」，恢復通洪能力並避免清疏施工引發二次災害。

以命題當年（民國 114 年）法規為準，《野溪淤積土石清疏作業要點》所稱清疏，包含兩種作業：

• 清淤：以工程手段將淤積土石清離溪床。
• 疏通：整理或暢通堵塞水路，恢復通洪能力的維護作業。

《水土保持技術規範》亦以清淤或疏通作為野溪清疏的工程方式。清疏的目的，是改善妨礙排洪、威脅道路、橋梁、公共設施或聚落安全的淤積與瓶頸，並非單純追求挖除土石量。

解題方法

作答可先依現況判斷工程目標，再分述工程手段與施工管理：

1. 判斷淤積是否縮減通洪斷面、堵塞原有流路，及是否威脅保全對象。
2. 若主要問題是淤積土石占據溪床，採清淤；若主要問題是水路被局部堵塞，優先疏通。
3. 依集水區、水文水理、溪床縱坡及上下游河道條件規劃斷面與流路。
4. 施工期間管制開挖範圍、深度及土石處理，並監測水流與邊岸安全。

可行水土保持工程手段

一、清淤

1. 機械開挖、裝運清離：以挖土機等機具分段挖除阻洪淤積土石，運至核准地點處理；注意保留必要施工通道，避免機具擾動溪床及兩岸。
2. 恢復通洪斷面：依現況測量及水理分析整理溪床，改善嚴重淤積段、橋梁上下游及河道瓶頸段的通洪能力。清疏範圍、深度應以設計及現地樁位控制，避免超挖。
3. 整出深槽與主流路：在適當位置整理連續深槽，使低水流路清楚、上下游銜接順暢；避免全幅、均勻挖深，造成河床過度降低、岸坡掏刷或下游沖刷。
4. 配合固床與護岸措施：若清淤後溪床容易沖刷，可依地形及流況採固床工、護岸、護底或塊石等措施，穩定溪床與岸坡。工程配置須與上下游河段銜接，避免把沖刷問題轉移至下游。
5. 清疏土石妥善利用或處置：可依土石性質及工區需求，就近作整坡固灘、溪床整理、構造物背填、流失土地回填或供公共工程使用；不能就地利用者，依規定運送、暫置或處理。暫置區不得影響排洪，也須防止土石再被洪水沖回溪道。

二、疏通

1. 開挖或整理導流水路：針對被土砂堵塞的流路，開挖導流溝或整理既有水路，讓水流回到適當河道位置，恢復連續通水。

核心觀念

曲流是河溪受側向侵蝕與河床沖積共同作用形成的彎曲河道。彎道水流受離心力影響，流速較大的主流偏向外彎，沖刷外岸；流速較低處則較易堆積，形成內彎的淺灘或砂洲。因此外彎通常較陡、較深，也較容易出現岩層出露。

河溪治理除須穩定岸坡與河床，也要盡量保留自然底質、流速差異與岸邊植生空間，以營造魚蝦棲地及植被生長環境。

解題方法

已知曲流半徑約 $30\,\text{m}$、長度約 $40\,\text{m}$、溪寬約 $10\,\text{m}$。題目提供幾何尺度，重點在辨認彎道水流的沖刷側：主流偏向彎道外側，外側受較強沖刷；內側流速較低，較易淤積。故若曲流段僅一側有岩層出露，應出現在外彎側。

治理工法則從兩項生態需求判斷：護岸要能穩定岸坡，同時保有孔隙及植生空間；固床工要能穩定縱向河床，並維持水流連續及水深、流速的變化。

工法配置與理由

核心觀念

本題考查崩塌地堆積區的坡地排水配置、挖填平衡整地量，以及排水溝的水理設計。配置原則是先截取場外來水，再安全輸送場內逕流，經沉砂後排出；排水路線須配合地形，避免水流集中沖刷不穩定坡面。

排水溝斷面先以設計流量決定，再用曼寧公式檢核流速及通水能力：

其中 $C$ 為逕流係數、$i$ 為設計降雨強度、$A$ 為集水面積。明渠通水量可用曼寧公式估算：

其中 $n$ 為粗糙係數、$S$ 為溝底坡降、$A$ 為過水斷面積、$P$ 為潤周。砌石溝另須符合題給安全流速上限 $4.5\ \mathrm{m/s}$，並預留適當超高。

處理單元配置與理由

依附圖標示的洩水方向，排水系統由上游攔截、場內導排，接至下游出口；沉砂池設於排水出場前。各處理單元可依下列原則配置：

1. 山邊溝兼作業道：設於計畫範圍上方、鄰接崩塌地下陷區的一側，沿地形適當坡降布設。先攔截上方來水，避免逕流進入堆積區；兼作業道則便於施工及後續巡查維護。
2. 永久性沉砂池：設於場內排水匯集後、接近計畫範圍下游出口處，讓挾帶土砂的水流先沉澱再排出。池位須便於清淤，並配置安全溢流路線。
3. 波浪型鋼板溝：用於需快速導排的坡面排水段或局部陡坡段，銜接上游集水溝與下游排水設施。出口處須避免水流直接沖刷坡面，必要時設消能及防沖措施。
4. 砌石溝：設於需穩定輸送集中逕流的溝線，例如地形轉折、坡面匯流處或通往沉砂池的主要排水段。題給溝底及深度為 $0.2\sim0.3\ \mathrm{m}$、邊坡比 $1:2$、$n=0.025$，應按設計流量選斷面，並檢核安全流速不超過 $4.5\ \mathrm{m/s}$。
5. L 型溝：沿編號農路的路側布設，銜接農路邊溝，攔截路面逕流，避免道路水流漫入茶園或沖刷路基；排水應接入場內安全排水系統。
6. 乾砌石護坡：配置於切填方坡面、坡腳、排水出口及易受水流沖刷處，以保護坡面並利於排水。若位於崩塌或高度不穩定地段，護坡不能取代必要的邊坡穩定工程。

各溝線以順地形、短而直接、避免急彎及不必要集中為原則；溝渠交會處與出口均須檢查沖刷及消能需求。

挖填平衡整地量