水土保持工程 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級,民國 102~115 年共 14 份試卷、67 題,其中 60 題附參考答題架構。考這一科的類科:水土保持工程。本頁列出歷年全部題目,參考架構只列開頭的「破題」,完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
水土保持與治山防災工程中,防砂壩、節制壩與固床工是野溪治理中的橫向構造物。請詳細說明與比較這三者的基本構造、配置位置與功能定義。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
野溪治理之橫向構造物依治理區段之縱坡度、土砂運移特徵及保全對象,在尺度、配置位置與功能各有明確分工。防砂壩主司流域上游土砂攔截與侵蝕基準面抬升,節制壩側重於中游段階化坡降與推移調節,固床工則以中下游穩定流心與維護護岸基腳為核心。
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- 2
水土保持工程中,土釘(Soil Nailing)、岩栓(Rock Bolt)與地錨(Ground Anchor)皆屬加固抑止工法。請列表詳細比較此三種工法之構造特徵、力學機制、適用時機與相對成本。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
土釘、岩栓與地錨均為邊坡穩定工程常用之深層與淺層加固加勁技術。三者在力學本質上涵蓋被動加勁與主動預應力機制,在結構組成、受錨地質條件及施工造價上展現顯著之階層性差異。
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- 3
請詳述植物根系主要是透過何種力學機制或模型,來提升邊坡土壤的抗剪強度?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
植物根系對邊坡穩定之貢獻兼具水文學與力學效應。在力學範疇上,根系透過深層垂直錨定、表層網結牽引及根土摩擦互鎖,將受拉抗性傳遞至剪切帶,工程上常藉由摩爾庫倫準則修正及經典根系加勁力學模型定量化其抗剪強度增量。
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- 4
在水土保持之崩塌地治理工程中,植生處理常需依據不同地形、交通條件與坡度特徵進行因地制宜的規劃。請詳細說明針對「崩塌裸露地」、「道路邊坡(含不同坡度)」及「陡峭岩壁」等之植生處理方法與施工要點。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
崩塌地植生工程旨在快速抑制地表雨滴打擊侵蝕與片蝕,並引導群落演替以達成邊坡長治久安。規劃須針對立地條件、地質基盤、可及性與坡度陡緩,採取相應之微地形整理、客土基盤附著及耐旱物種混配工法。
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114 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請詳述水土保持工程於設計階段對環境生態友善的實施原則與方法為何?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
水土保持工程在設計階段融入環境生態友善理念,旨在改變傳統以單一混凝土抗阻思維為主的治理模式,落實生態檢核減輕策略,在確保防砂減災與公共安全之前提下,營造多樣化棲地並維護流域自然水文生態連通性。
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- 2
請說明集水區整治的內容,又若治理區域位於其上游或林地時,治理的原則為何?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
集水區整治為自源頭分水嶺至下游出海口所實施之全流域水土資源保育與防砂工程綜合體系。當治理區域位處極具敏感性之上游或森林地帶時,治理重點由傳統末端強勢防禦轉為源頭水土涵養、微地形低擾動與自然演替誘發之保育導向。
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- 3
請說明土石流潛勢溪流各區段地形特徵及其工程措施?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
土石流運動為高濃度水砂混合流體之重力搬運過程,沿野溪縱向運動行為可明確劃分為發生區、流動區(通過區)與堆積區。各區段之地形坡度、水理能量與受力型態迥異,必須依區段特性配置攔阻、導引與沉降沉淤等工程措施。
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- 4
請說明一般工程構造物之植生綠美化原則及依不同目的之建議樹種?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
工程構造物之植生綠美化兼具軟化硬體景觀、調節微氣候、防止構造物風化劣解及強化表土力學抗侵蝕等多重效益。實施應秉持適地適木與安全相容原則,並依邊坡防沖、牆面垂爬、水岸耐沖及生態保育等不同目的精選植物樹種。
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113 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
野溪治理時,考量安全、生態及節能減碳,同一治理橫斷面常涉及不同工程材料之使用,試說明水理分析時如何處理。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
野溪治理因兼顧通洪安全、生態多孔隙及節能減碳,常於同一斷面複合使用石籠、乾砌塊石、混凝土及植生草坡等多種材料。因不同材料之曼寧粗糙係數差異極大,水理分析不可直接套用單一均勻糙率公式,須採用分區水理計算或等效粗糙係數加權法進行精確評估。
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- 2
防砂壩具有攔蓄及調節河道砂石、減緩溪床坡度、穩定流心、防止沖蝕、崩塌或抑止土石流之功能,試說明其設計分析時考慮之安定條件。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
防砂壩為野溪治理中承受巨大泥砂、水流推力與地震力之重力式水工構造物。其設計分析須依常時(滿砂前)、洪水時(滿砂溢流)及地震時等各種載重組合,嚴格檢核抗滑動、抗傾覆、基底承載力及壩體內部應力四大核心安定條件。
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- 3
植生前期作業乃為了造成適合植物生長、繁殖與植生演替之立地環境,試說明其工作項目。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
植生前期作業為水土保持植生復育工程之成敗關鍵,旨在苗木栽植或種子播種前,透過地形整修、水文排水控管、坡面機械固土及土壤理化性狀改良,徹底改善嚴酷之劣地環境,為植物種子發芽與演替建立安定的生長基盤。
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- 4
試說明植生演替、臺灣山坡地崩塌裸露後之植生演替變化過程及如何應用在植生方法對崩塌進行復育。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
植生演替為植物群落結構與組成隨時間推移由先驅相向極盛相動態轉變之生態歷程。臺灣山坡地崩塌裸露後具備特殊之微氣候與劣地演替特徵,工程復育須順應演替規律,透過基盤營造與草灌喬種子混配技術,加速跳躍漫長之初生演替,達成穩定次生林之永續固坡目標。
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112 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
集集地震之後,政府推動「生態工法」 ,其後為了解新建工程所造成的生態影響,又積極推動「生態檢核」 ,近年來因應世界潮流及氣候變遷等挑戰,將「自然解方(NbS)」也納入工程調適範疇,請說明三者的定義以及在水土保持工程的融合方式。(20分)
(20 分)
參考架構・破題
集集地震後臺灣工程思維由傳統剛性結構防禦演進為兼顧生態多樣性之系統工程。生態工法立足於微觀構造材料友善,生態檢核貫徹工程生命週期之程序管理,自然解方(NbS)則提升至全流域生態系服務與氣候調適之巨觀戰略,三者在水土保持工程中展現層次遞進與相輔相成之融合架構。
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- 2
颱風強降雨引發土石流形成之堰塞湖與地震崩塌所造成之堰塞湖在形態上有何不同?堰塞湖的潰決有那些方式?其減災工法有那些?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
堰塞湖為地體劇烈運動堵塞河道蓄水形成之天然水庫,誘發成因直接決定天然壩體之物質組成、密實度與幾何外觀。瞭解降雨型與地震型堰塞湖之形態差異,並掌握溢流沖刷、管湧與滑動三大潰決機制,是即時擬定減災應變工法之核心依據。
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- 3
開發一集水區,開發前後的地貌變化如下表所示,50年重現期的降雨強度456 n 0.6 L0.6公式假設為 I (mm/hr),集流時間公式假設為tc (min),(tc 1.9)0.45 S 0.3請問開發後流量增加多少?除了興建滯洪池外,還有那些地貌因子可以降低因開發所增加的流量?氣候變遷會在那個環節影響流量?(20分)逕流係數C 坡長L 坡度S 曼寧係數n 面積A開發前 0.6 200 m 0.05 0.1 10 ha開發後 0.9 200 m 0.05 0.04 10 ha
(20 分)
參考架構・破題
本題是合理化公式(Q=CIA/360)的典型計算:開發後逕流係數C變大、地表曼寧係數n變小使集流時間縮短、降雨強度I變大,兩者疊加使洪峰流量增加。先算開發前後的tc、I、Q求差值,再從公式中的每個因子反推「可降低流量的地貌因子」,最後說明氣候變遷影響的是降雨強度(IDF)這一環。
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- 4
開闢山坡地道路常見的土砂災害有那些?如何妥善設計山區道路系統?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
山坡地道路開闢涉及大規模開挖與填土,破壞既有邊坡平衡與自然排水體系,易引發切坡崩塌、路基滑動與排水沖蝕等土砂災害。健全之山區道路系統設計須兼顧環境定線、擋土結構穩定、立體化截排水配置及坡面綠美化加固。
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- 5
若將擋土牆劃分為硬性結構(如:懸臂式、重力式、扶壁式等)及柔性結構(如:蛇籠、箱籠、加勁等),請問兩者的適用範圍?假若要合併設計,應有怎樣的組合原則?(20分)
(20 分)
參考架構・破題
硬性擋土結構以混凝土剛性與結構強度承受側向土壓力,柔性結構則藉內部延展變形適應地層沉陷並由多孔隙消散孔隙水壓。二者在工程地質條件與受力機能上各具利弊,若進行複合合併設計,須依循「下剛上柔、變形協調、排水連續」之三大核心準則。
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111 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試分別說明水土保持之意義、土石流發生必備條件、何謂平台階段(Bench terrace)及何謂生態工法。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題綜整水土保持學科之四大基礎範疇,涵蓋水土保育之上位核心定義、重大山坡地土砂災害之發生力學機制、坡地水土保持農藝技術,以及人與自然共榮之生態工程理念。
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- 2
山坡地內的修築農路、改善既有道路、開挖整地(整坡)、採取土石、開發建築用地及農業設施,試說明在何種條件下其水土保持計畫得以簡易水土保持申報書代替。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
為落實簡政便民並提升水土保持審查效率,水土保持主管機關依開發行為性質、擾動規模及環境敏感度進行風險分級管制。針對地表擾動輕微且規模在特定門檻以下之案件,得以「簡易水土保持申報書」代替完整水土保持計畫。
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- 3
擋土牆是用以攔阻土石所構築之構造物,試說明擋土牆之種類及高度適用範圍。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
擋土牆為支承邊坡土石、防止土體崩塌位移之基本支撐工法。工程實務依材料組成、受力機制與自重抗力劃分為重力式、半重力式、懸臂式、扶壁式、加勁式與箱籠等類型,各型擋土牆依材料力學效能與經濟造價具備不同之合理高度適用區間。
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- 4
排 水 系 統 擬 設 計 一 條 對 稱 梯 形 渠 道 , 渠 底 寬 B 1.0 m , 渠 床 坡 度S0 0.01 ,渠岸坡度為 45 度,渠道曼寧粗糙係數 n 0.02 。當渠流流量Q 3.0 m 3 /s 時,試用曼寧公式推求此渠流的正常水深 y0(Normal depth) 、水力半徑 R(Hydraulic radius)、水力深度 D(Hydraulic depth)及水流福祿數 Fr(Froude number)。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題是梯形渠道均勻流計算:以曼寧公式試誤求正常水深y0,再依幾何關係求水力半徑R與水力深度D,最後以Fr=V/√(gD)判斷流況。渠岸坡度45度即邊坡比z=1(1:1)。
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- 5
試說明何謂溪流整流工程,並舉例說明幾種可能採用的方法及其目的。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
溪流整流工程指運用水工構造物導正紊亂游移之水流方向、拘束流心於設計河槽、消除橫向紊流及穩定深潭淺灘平衡之治理技術。其核心宗旨在於減緩水流對兩岸山腳與護岸基腳之直接衝擊,防止野溪河道蛇行擴大造成土砂災害。
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110 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
由於山坡地不當開發利用水土資源而致生水土流失,試說明水土流失對環境可能衍生的負面衝擊。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題核心在於探討山坡地因人為不當開墾、整地與利用,導致水土資源破壞後,在水文循環、坡地地質、河道與生態環境所引發之連鎖負面衝擊。作答應以空間尺度由上游集水區現地、中下游受體環境至整體生態系,循序展開系統性論述。
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- 2
已知一地面植被極為裸露之集水區面積為 64 ha,其溪床平均坡度為 9∘ 。當設計降雨強度達 129 mm/hr時,試計算該溪流發生土石流時之平衡泥砂體積濃度及其相應洪峰流量?(已知泥砂單位重 = 2.3 N/m3;水單位重 = 1.0 N/m3;內摩擦角= 38∘;靜止土體最大泥砂體積濃度 = 0.75)(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題為土石流力學與集水區水文整合計算題,核心考點在於高橋保(Takahashi)平衡泥砂體積濃度公式之應用,以及結合合理化公式推求清水洪峰流量後,進一步推估土石流相應洪峰流量之計算流程。
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- 3
排水工程是坡地土砂災害治理之重要技術方法。
(一)試說明地滑地(landslide)排水治理為何需要採用地表及地表下排水聯合運用?(5 分)
(二)地滑地之地表下排水有盲溝(french grain)、橫向排水管(transverse collecting conduit)、集水豎井(drainage well)及排水廊道(drainage tunnel)等常用工法。試說明各工法在地滑地排水治理之選用原則。(10 分)
(三)在容許的條件下,構築草溝(grassed dicth)是較理想的襯砌溝面,屬於生態溝渠,尤其在水庫集水區具有促滲減淤之效果。試從水土保持觀點說明草溝之優、缺點。 (10 分)
(25 分)
- 4
已知防砂壩有效壩高 6.5 m、原溪床坡度 5%及溪流平均寬度 25 m。當壩體上游淤砂坡度為原溪床坡度之 1/2,則:
(一)試計算防砂壩貯砂量。(10 分)
(二)若年內發生 3 次颱風豪雨,使得防砂壩上游發生規模很大的土砂運移,試計算年內該防砂壩之土砂生產調節量。(15 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題為防砂工程之經典幾何與土砂動態運移計算題,核心考點在於掌握防砂壩「固定貯砂量」之幾何回水推算,以及深刻理解防砂壩在滿砂後藉由動態淤砂坡度變化所發揮之「土砂生產調節量」防災機能。
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109 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
野溪治理目標首重控制水流及土砂運移,以恢復溪流之穩定。
(一)分別說明防砂壩與潛壩於野溪治理之設置目的及功能。(10分)
(二)計畫淤砂坡度為防砂壩重要設計參數,請說明計畫淤砂坡度如何決定。(5分)
(三)繪製簡圖來說明防砂壩防護範圍與計畫淤砂坡度之關係。(5分)
(20 分)
參考架構・破題
野溪治理的核心在「控制縱向侵蝕、調節土砂、穩定溪床」。防砂壩著重攔蓄、調節土砂並抬高溪床,潛壩著重固床、防止下刷。兩者功能要分清楚,再接計畫淤砂坡度的決定方式與防護範圍示意圖。
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- 2
擋土牆為水土保持工程中整地挖填工程及整坡作業常用之工程設施。
(一)說明擋土牆之設計步驟。(10分)
(二)以懸臂式RC擋土牆為例,繪圖(含牆身、踵部底版、趾部底版主筋位置)說明設計時應考慮之各種作用力。(10分)
(20 分)
- 3
植生對邊坡水土保持及穩定性有重大影響。請說明下列:
(一)植生之水土保持功能為何。(10分)
(二)植生能提升邊坡穩定性之力學機制為何。(10分)
(20 分)
參考架構・破題
植生對邊坡的作用分成「水文」與「力學」兩條路:水文上減少沖蝕、調節水分;力學上靠根系補強、錨定與拱效應提高抗剪強度。第一小題寫水土保持功能,第二小題聚焦力學機制,並提醒負面效應。
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- 4
請說明泥岩之特性以及泥岩邊坡適用之整治工法。(10分)
(10 分)
- 5
請分別說明箱籠(石籠)、加勁兩種擋土牆之適用時機,以及加勁材料之類型。(15分)
(15 分)
- 6
某開發基地面積共1.5公頃,年平均降雨量P = 2020 mm,集流時間t = 5分鐘。
(一)採用合理化公式計算基地開發後重現期距T = 25年之洪峰流量Q25。 (逕流係數C = 0.95)(5分)
(二)開發後基地坡度約3%,設計矩形排水溝斷面,使其足以排放開發後之洪峰流量Q25。 (10分)本題可參考公式如下:無因次降雨強度公式:ItT A G H logT I 6025 (t B)C 2 2 2式中, I P P P 、C 、A 、 25.29 0.094P 381.71 1.45P 189.96 0.31P 2 2 P P G 、 B 55 、 H 42.89 1.33P 65.33 1.836P 曼寧公式:1 23 12 A V R S R n P式中,n =曼寧粗糙係數,本題採用n = 0.012,A=通水斷面積(m2),P =潤周長(m)
(15 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
108 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
擋土牆如下圖高 6 m,不考慮埋入深度,若擋土牆背後有地下水位,水位以上和以下砂的單位重分別為 16 kN/m3 和 18 kN/m3,砂的有效應力摩擦角 30°。試估算作用在擋土牆的力(kN/m) 。若此擋土牆與建築物共構,牆未傾斜或移動,試估算作用在擋土牆的力(kN/m)。說明擋土牆與建築物共構的優點與缺點。(20 分)3m Sand 3m Sand
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 2
(一)鬆砂的壓密排水試驗與壓密不排水試驗何者強度較小?為什麼?(8 分)
(二)試說明砂土和黏土兩種土壤受到應力改變狀況下,如何指定三軸排水試驗或不排水試驗來描述土壤行為?分別以靜態的荷重與動態的地震力作用下等兩種狀況說明之。(12 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考三軸試驗排水條件的選擇。鬆砂剪動時體積收縮,不排水時會產生正的超額孔隙水壓、有效應力下降,所以不排水強度較小。第二小題要用「載重速率與排水速率的相對快慢」來決定試驗條件。
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- 3
試分別以⑴正向應力與剪應力間之關係,⑵最大與最小主應力間之關係說明 Mohr-Coulomb 破壞準則。這兩個式子的物理意義為何?如何以室內試驗求得土壤的強度參數?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
Mohr-Coulomb破壞準則說明土壤在破壞面上的剪應力與正向應力呈線性關係,可用τ–σ形式或σ1–σ3形式表示,兩者是同一條包絡線在不同座標的寫法。最後說明直剪與三軸試驗如何求c、φ。
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- 4
(一)山崩與地滑地質敏感區的劃定範圍包括那些?若開發基地有全部或一部分位於這類地質敏感區內者,應如何處理?(10 分)
(二)若岩坡強度由弱面控制,在只考慮弱面摩擦角的情況下,試以立體投影圖說明造成楔形破壞的條件。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
第一小題考地質法體系下的山崩與地滑地質敏感區劃定範圍及開發處理程序;第二小題考岩坡楔形破壞的運動學分析(Markland test),以立體投影圖表示。
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- 5
臺灣有許多台地與河階出露卵礫石層,卵礫石層的組成和力學性質與一般土壤或岩石有何不同?如何評估其強度?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
卵礫石層介於土壤與岩石之間:顆粒粗大、級配寬、膠結程度不一,常規小尺寸試驗無法代表其行為。作答先比較組成與力學性質差異,再說明現地大型試驗與間接評估方法。
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107 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
無論是在坡地或較緩的平地,凡是進行開發都要考量沉砂與滯洪問題,特別是滯洪空間的規劃更是水土保持排水工程的重要項目,請說明滯洪池規劃設計應考慮的項目。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
開發使不透水面積增加、集流時間縮短,洪峰流量變大且挾帶泥砂。滯洪池的目的是削減洪峰、使開發後不增加下游負擔,並與沉砂設施配合。作答依「水文、容量、出流、結構、維護」逐項列出。
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- 2
請說明水土保持之擋土牆種類及適用範圍。(10 分)並請說明擋土牆之安定條件。(10 分)
(20 分)
- 3
水土保持之排水與河溪整治工程經常會採用曼寧公式(Manning’s formula)進行計算,請列出公式並說明之。(10 分)並請說明其中之粗糙係數要如何決定?(10 分)
(20 分)
- 4
請列出土石流之分類方法並說明之。(10 分)並請說明土石流的治理對策。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
土石流可依發生地形、組成材料、流動特性與誘發原因分類;治理則依發生區、流動區、堆積區分區配置工程,並搭配非工程的預警與土地管理,形成「分區治理+減災管理」的架構。
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- 5
請分別說明河川野溪與水庫集水區的治理權責分工。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
集水區治理涉及水利、水土保持、林業、國家公園及地方政府等多機關,本題要說明「河川、野溪、水庫集水區」三種空間範圍各由誰主管、如何分工與協調,避免治理斷層。
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106 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
2009 年莫拉克颱風在高雄小林村誘發大規模崩塌,造成重大人員傷亡之慘劇,大規模崩塌遂成為國家重要防災對象。但一般而言,大規模崩塌之滑動面並不會突然形成,而是經過長期的演化過程,在此過程中會在地表留下一些地形徵兆,我們常可利用這些徵兆來判釋大規模崩塌之潛勢地點:
(一)請問依據中央地質調查所之定義何謂大規模崩塌?(10 分)
(二)請問大規模崩塌潛勢地點之可能的地形徵兆為何?(10 分)
(20 分)
- 2
雨水經坡面入滲,遇不透水層造成間隙水壓之升高,這種現象是坡面土體滑動的原因之一。以圖一所示之無限邊坡為例,試推求水深(h)為多少時,土體開始呈現不穩定之現象?假設: (20 分)
(一)坡面與不透水層面平行,其坡度為 30°。
(二)坡面及不透水層間為 10 公尺厚之非黏性砂土,其內摩擦角為 36°,土壤孔隙率為35%,土砂比重 Gs = 2.65。圖一 假設 D = 10 公尺θ θ =30°
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 3
依據水土保持技術規範第 65 條之規定,在估算野溪之設計洪水量時,若為土石流潛勢溪流則應考量土石流之影響。請問,土石流對設計洪水量之估算有何影響?假設土石流之土石濃度 Cd 為已知時,如何由設計洪水量估算土石流流量?(20 分)
(20 分)
- 4
山崩或土石流常導致堰塞湖,請問:
(一)何謂堰塞湖?(10 分)
(二)其處理原則為何?(10 分)
(20 分)
- 5
傳統的重力壩在規劃時,若為了防止壩基礎的淘刷,常會利用下游的壩來保護上游的壩基礎,如圖二所示,假設:(20 分)
(一)兩壩之有效壩高皆為 h = 7 公尺。
(二)河床原始坡度為 θ 0 = 10° ,壩間距離 S 應為多少,才能發揮前述功能?壩S壩h圖二θ0
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
(一)某一基地因為開發設置一滯洪池,請以開發前、中、後之洪峰流量繪製三角單位歷線圖,並說明如何估計永久與臨時滯洪池的體積。(15 分)
(二)若滯洪池與沉砂池垂直共構,請繪一滯洪沉砂池剖面示意圖,標示入流口、出水口、溢洪口、沉砂深度與滯洪深度。(5 分)
(20 分)
- 2
擋土牆的移動與側向土壓力有何關係?(6 分)若擋土牆背填材料為砂性土壤,根據郎金(Rankine)土壓力理論繪莫爾圓(Mohr circle),並說明靜止土壓力、主動土壓力與被動土壓力的意義。(14 分)
(20 分)
- 3
根據水土保持技術規範所定義的順向坡、逆向坡與斜交坡,某一地區為砂頁岩互層,層面位態 N30ᵒE/20ᵒE。若已知沿層面滑動的摩擦角,忽略凝聚力,說明:
(一) A 邊坡位態 N20ᵒE/40ᵒW,為何種坡?探討可能的岩層破壞模式與破壞潛勢。(10 分)
(二) B 邊坡位態 N45ᵒE/30ᵒE,為何種坡?探討可能的岩層破壞模式與破壞潛勢。(10 分)
(20 分)
- 4
(一)一般而言砂土與黏土在強度、變形性與滲透性有何差異?(6 分)
(二)說明三軸試驗常見的種類。(6 分)
(三)舉例說明三軸排水與不排水試驗結果如何應用在實務中砂土與黏土的行為分析。(8 分)
(20 分)
參考架構・破題
砂土與黏土的差異源自顆粒大小與透水性:砂土排水快、強度靠摩擦;黏土排水慢、超額孔隙水壓消散需時間。三軸試驗依壓密與排水條件分為 UU、CU、CD,用以模擬短期與長期行為。
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- 5
(一)說明為何降雨後邊坡容易有崩塌的情形發生?(10 分)
(二)有那些水土保持工程方法可以用來處理邊坡崩塌的問題?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
降雨使邊坡孔隙水壓上升、有效應力與基質吸力下降,同時增加下滑力,安全係數因而降低;處理崩塌應從「排水降壓、減少下滑力、增加抗滑力、坡面保護」四方向配置工法。
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104 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
依水土保持手冊所指坑溝(gully)一詞,坑溝之形成為地形夷平過程之濫觴,試論述此等說法之意義何在?且何以坑溝整治單靠植生方法難收成效,必須配合工程方法以達穩定效果?試申論之。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
坑溝是集中逕流下切形成的侵蝕溝,是片蝕、細溝蝕演進到溪谷的關鍵階段,代表地形朝侵蝕基準面夷平的開始;其水力與邊坡破壞力大,單靠植生無法抵抗,須先以工程穩定溝床與溝頭,再以植生長期覆蓋。
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- 2
土石流流動之防止,可用防砂壩設置因應之,惟流動中之土石流沖擊力遠大於清水流,如何改善防砂壩構造物之設計以防止土石流對防砂壩之破壞,並說明原因。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
土石流含巨礫且流速高,對防砂壩除靜水與土壓力外,另有動水衝擊力與巨礫撞擊力,並造成溢洪口磨損與下游淘刷;設計改善應從「降低衝擊、強化壩體、保護基礎、選擇適當壩型」著手。
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- 3
試論述野溪設置防砂壩對環境之影響如何?並評述防砂壩拆壩之可能影響。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
防砂壩可攔蓄土砂、穩定河床、減緩坡降,但也截斷土砂與生物的縱向連續性;本題要先寫設壩對環境的正負影響,再評述拆壩可能帶來的效益與風險,最後提出評估與配套原則。
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- 4
令在防砂壩壩頂之流速為 V,壩高為 H,試推導一從壩頂落至壩底平面之水平距離L 的公式。且已知 V = 3 m/sec,H 為 6 m,試設計該防砂壩壩體下游面之坡降不得緩於多少?(20 分)
(20 分)
- 5
假設山坡地開發有下圖所示兩小集水區串連與並聯之配置方式,已知各小集水區面積分別是 5 ha,各小集水區中之主排水路長度為 300 m,其縱斷面高程差為 30 m,開發前逕流係數 0.8, 開 發 後 逕 流 係 數 0.95, 25 年頻率 1 分 鐘 降 雨 強 度 為100 mm/hr、2 分鐘降雨強度為 95 mm/hr,50 年頻率 1 分鐘降雨強度為 110 mm/hr、2 分鐘降雨強度為 98 mm/hr。在不考慮漫地流之集流時間,而基期時間為 1 小時,及忽略出水高與滯洪量安全係數之條件下,試依水土保持技術規範之規定,推算該兩種區位之滯洪池應如何配置,以設計最小之滯洪量及其出口銜接區外排水渠道之最小設計流量為多少?(20 分)並聯 串聯
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
103 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
岩石風化成土壤,形成定積土或運積土,試說明其種類與差異,並說明其力學特性。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
土壤依生成後是否搬運分為定積土(殘積土)與運積土;搬運營力不同造成粒徑、級配、結構與工程性質差異。作答先分類說明,再比較其力學特性與對水土保持工程的意義。
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- 2
土壤之剪力強度一般採用之理論為何?作圖來說明其破壞狀態,及排水與不排水狀態之差異。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
土壤剪力強度一般採莫爾–庫倫(Mohr-Coulomb)破壞準則;要畫莫爾圓與破壞包絡線說明破壞狀態,並以有效應力觀念比較排水與不排水條件下的強度表現。
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- 3
坡地排水的水理計算中,常用曼寧公式計算其流速,寫出曼寧公式,並說明各因子代表的意義及其單位,並說明如何應用在蝕溝控制的規劃上。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
曼寧公式是明渠均勻流的經驗公式,坡地排水溝、草溝與蝕溝的斷面設計都靠它求流速與通水量;作答要寫公式、因子與單位,再說明如何用於蝕溝控制的斷面、坡度與構造物規劃。
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- 4
如圖所示,擋土牆所受之土壓力如何估算?作圖說明庫倫(Coulomb)及郎金(Rankine)土壓力公式及其適用的條件。(20 分)α主動土壓力作用方向H δ Pa
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 5
說明土壤之滲透係數的定義及各種可行的量測方法。(20 分)
(20 分)
102 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試述坑溝整治工法,並說明整治時應注意事項。(20 分)
(20 分)
- 2
試述遊憩區開發所造成之水土保持問題與防治對策。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
遊憩區多位於山坡地,開發需大量整地、鋪面與道路,會增加逕流、引發沖蝕崩塌與下游淤積;作答依「開發階段問題」與「營運階段問題」分析,再以規劃、工程、植生、管理四類對策回應。
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- 3
試述水土保持工程臨時防災措施之設計原則,並說明施工時應注意事項。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
臨時防災措施是在永久性水土保持設施完成前,防止施工期間土砂流失與災害的配套,原則是「先做排水沉砂、再開挖」;作答先寫設計原則與主要設施,再寫施工注意事項。
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- 4
試述擋土牆與排水溝在施工時應注意事項。(20 分)
(20 分)
- 5
試述木樁擋土牆、木排樁護岸的適用範圍與設計原則。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
木樁擋土牆與木排樁護岸屬生態工法中的輕量構造物,以木材就地取材、透水並可結合植生;但承載力有限、木材會腐朽,作答要寫清楚適用範圍、設計原則與耐久性考量。
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其他等別的「水土保持工程」
- 水土保持工程(地方特考三等)(61 題)
題目來源:考選部考畢試題查詢平臺(政府資訊公開資料);參考架構為本站自撰,僅供準備方向參考,非官方標準答案。最後更新:。