112 公務人員升官等薦任 水土保持工程 坡地保育規劃與設計 考古題詳解

核心觀念

本題考查坡地開發時，如何將地表水及地下水安全、有效地導引或排除，降低逕流沖刷、邊坡滑動、淤積及下游洪患風險。作答宜依「調查集水區與排水路徑、估算設計流量、配置排水設施、檢核水理與防災、維護管理」的順序，說明規劃設計原則。

相關法源為《水土保持法》及《水土保持技術規範》，以下依命題當年（民國112年）法規說明。當年《水土保持技術規範》於112年5月4日修正部分條文；本題所涉坡地排水系統的核心規定，可依技術規範第82條至第90條作答。

坡地排水系統依技術規範第82條，係利用工程或其他方法，將上游地表水或地下水引導、分流或排除，以減輕或避免災害。其規劃重點不只在「把水排出去」，還要兼顧排水安全、坡地穩定、泥砂控制及下游承受能力。

解題方法與規劃設計原則

一、先調查集水區與既有排水系統

規劃前應調查基地地形、地質、坡度、土地利用、地表逕流方向、地下水狀況、既有溝渠及下游排水出口，確認集水區範圍與可能的匯流路徑。並應掌握開發前後排水條件，避免任意截斷、改變自然排水系統，造成基地內外積水或將災害轉移至下游。

排水規劃應配合開挖整地、道路、建築物及其他水土保持設施整體配置；施工期間也應設置臨時排水設施，並與永久性排水系統妥善銜接。

二、採分區、分級方式配置排水路線

排水系統宜依集水區及地形分區規劃，將水流由坡面、平台或道路側溝逐級導入排水溝、集水井、涵管或下游排水路。配置時應避免水流漫流沖刷裸露坡面，也應避免水流集中後直接沖擊邊坡、填方區、構造物基礎或下游土地。

對可能遭上游逕流沖刷的開發區或構造物，宜於上游設置截水溝或截流設施，先截導外來水，再安全排入適當的排水路。排水設施原則上應避免設在填土區；確有需要時，須加強基礎處理，避免沉陷、滲漏或破壞。

三、依適用重現期距估算設計洪水量

依技術規範第83條，坡地農地內排水系統的設計洪水量，原則採重現期距10年降雨強度計算；其他非農業使用，原則採重現期距25年降雨強度計算。計算時須依集水區面積、逕流係數及設計降雨強度等資料，估算各排水設施的設計流量。

集水區面積在一千公頃以內且無實測資料時，可依技術規範第17條採合理化公式：

其中，$Q_p$為洪峰流量（立方公尺／秒），$C$為逕流係數，$I$為降雨強度（公釐／小時），$A$為集水區面積（公頃）。有實測資料時，得採單位歷線分析。設計時應依開發前、開發後及施工中的地表狀況合理選用逕流係數；技術規範並規定開發中的逕流係數以1.0計算。

四、斷面與流速應同時檢核

排水溝渠斷面須能安全通過設計流量，並考量坡地排水常伴隨泥砂、漂流物及局部沖淤，因此斷面應參酌泥砂含量加大。水理計算可用曼寧公式估算平均流速：

核心觀念

本題考查邊坡崩塌潛勢的控制因子，以及各因子如何改變邊坡穩定性。崩塌通常不是單一原因造成，而是坡體本身的地形、地質與水文條件形成易致災環境，再由豪雨、地震或人為擾動等外力觸發。

邊坡穩定可用安全係數表示：

$F_s$ 越低，代表穩定程度越差、崩塌潛勢越高。以摩爾－庫侖強度概念表示，土體抗剪強度為：

其中 $c'$ 為有效凝聚力、$\phi'$ 為有效摩擦角、$\sigma$ 為總應力、$u$ 為孔隙水壓。降雨入滲使孔隙水壓上升，會降低有效應力 $(\sigma-u)$ 與抗剪強度；坡面開挖或載重增加則可能增加下滑剪應力。兩者都會使 $F_s$ 降低。

解題方法

作答時可依「坡體條件—水文條件—外在觸發—人為改變」分類，逐項說明因子如何影響抗剪強度、下滑力或坡體幾何形狀。如此能同時涵蓋形成崩塌潛勢的內在條件與誘發崩塌的外力，避免只列出豪雨、地震等觸發因素。

影響因子及其影響

1. 地形因子 坡度越陡，下滑分力通常越大；坡高增加，也會提高坡體自重與潛在滑動面的受力。坡面凹凸、坡腳受溪流或海浪淘刷，以及河谷下切，會改變坡體支撐條件，使坡腳失去支撐、穩定性降低。順向坡的岩層或不連續面若向坡外傾斜，且傾角小於坡面傾角，容易形成沿層面滑動的條件。

2. 地質與土壤因子 岩性、風化程度、土層厚度及土壤強度會影響坡體抗剪能力。破碎、強風化、膠結差或遇水軟化的岩土層，凝聚力與摩擦阻力較低。節理、層面、片理、劈理及斷層等不連續面若密集、連通，且方向有利於坡體滑動，便容易成為滑動面。軟弱夾層、厚層崩積土及土岩界面也可能形成抗剪強度較低的弱面。

核心觀念

本題考查岩體中弱面（如層面、片理、節理、斷層）與坡面的空間幾何關係。弱面上的抗剪強度通常低於完整岩石；當弱面傾向坡外，且其走向、傾角與坡面條件使岩塊能沿弱面滑出時，邊坡穩定性會降低。判斷重點是弱面是否形成可出露於坡面的潛在滑動面。

解題方法

先比較弱面與坡面的走向、傾向及傾角，再判斷弱面是否朝向坡外並能在坡面出露：

• 平面滑動：弱面大致與坡面平行，傾向與坡面相同，且弱面傾角小於坡面傾角、又大於弱面摩擦角，弱面便可能向坡外出露並形成滑動。
• 楔形滑動：兩組弱面交線朝坡外傾伏，且交線傾角低於坡面傾角、足以克服沿交線的抗剪阻力，岩楔可能滑出。
• 傾倒破壞：陡傾弱面傾向坡內，岩柱或岩板受重力作用而朝坡外傾倒；弱面若陡直、間距與岩塊形狀適合，較不利穩定。
• 順向坡：岩層或層面傾向與坡面相同，層面向坡外傾斜並在坡面出露時，容易沿層面發生順向滑動。

不利邊坡穩定性的弱面方位

核心觀念

本題考《水土保持技術規範》第 92 條泥砂生產量估算，以及臨時性、永久性沉砂設施的設置目的差異。泥砂生產量以通用土壤流失公式（USLE）估算；臨時性設施按 USLE 估算值的二分之一計算，並受各類土地狀態的最低估算量限制。

解題方法

先將條文分成「USLE 估算值」與「最低值」兩層，再比較臨時性及永久性設施的規定是否一致。依題目所述，完成水土保持處理或未開挖整地部分，兩者的最低值都是每公頃 30 立方公尺；這會讓臨時性設施的二分之一規定，在估算值較低時受到最低值限制。

例如，若該部分 USLE 估算值為每公頃 40 立方公尺，臨時性設施按二分之一估算為 20 立方公尺，但套用 30 立方公尺最低值後，實際仍須以 30 立方公尺計。此時「二分之一」的計算結果不再影響設計基準。

不合理之處及修正方向

1. 臨時性設施的減半原則被最低值削弱 臨時性沉砂設施的泥砂生產量既規定按 USLE 估算值二分之一計算，完成水土保持處理或未開挖整地部分也應採較低的最低值，才能使減半原則在估算值偏低時仍具實際作用。若兩類設施一律採每公頃 30 立方公尺，臨時性設施的計算結果常會被最低值取代。

2. 未開挖整地部分套用高於其實際狀況的基準，欠缺土地狀態區分 未開挖整地部分沒有施工擾動；完成水土保持處理部分則已採取水土保持措施。

核心觀念

本題考查依土石流發生、輸送、沉積的不同階段，選擇適當工法並沿溪流分區配置。土石流不是單純洪水，而是泥、砂、礫及巨石等物質與水混合後，以重力作用為主、水流作用為輔的流動體；防治須同時處理土砂來源、運移過程及下游堆積危害。

依命題當年（民國112年）《水土保持技術規範》第69條，土石流為泥、砂、礫及巨石等物質與水之混合物；第70條列出抑制、攔阻、疏導、淤積、緩衝等防治方式，必要時得視現況進行監測。以下依命題當年法規為準。

整體配置可掌握三個原則：上游減少土砂供給，中游控制土砂運移，下游降低堆積與溢流對保全對象的危害。

解題方法：依溪流縱向分區說明工法

作答時先交代溪流可概分為上游發生段、中游輸送段及下游沉積段，再依各段地形與土石流特性說明工法及目的。

沿溪流的配置順序