高考申論題
114年
[港灣工程] 港灣工程
第 一 題
📖 題組：
二、(一)海岸工程所應用之消波塊應具有那些特性？(二)而設置消波塊時其設計重量係如何計算求得？(三)若擬以某一消波塊型塊設計防波堤。而已知堤前設計波高為 4.0 m，其堤體坡度為 1：1.5，被覆之型塊塊石單位體積重量為 2.3 ton/m³，試求堤身之被覆型塊塊石重量應為多少？（安定係數 KD = 8.5）（15 分）
二、(一)海岸工程所應用之消波塊應具有那些特性？(二)而設置消波塊時其設計重量係如何計算求得？(三)若擬以某一消波塊型塊設計防波堤。而已知堤前設計波高為 4.0 m，其堤體坡度為 1：1.5，被覆之型塊塊石單位體積重量為 2.3 ton/m³，試求堤身之被覆型塊塊石重量應為多少？（安定係數 KD = 8.5）（15 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
海岸工程所應用之消波塊應具有那些特性？
思路引導 VIP
看到消波塊的特性，應聯想其在防波堤上的物理作用與工程實務需求。思考面向可切分為四個維度：消波能力（孔隙率、糙率）、結構穩定性（互鎖能力）、耐久性（抗海水侵蝕、抗碰撞）以及施工經濟性（易於澆置、搬運與吊放）。
小題 (二)
而設置消波塊時其設計重量係如何計算求得？
思路引導 VIP
看到「消波塊設計重量」，必須立刻反射出海岸工程中最基礎且核心的「哈德遜公式 (Hudson Formula)」。答題時除了寫出完整數學式，務必逐一條列說明公式中各個參數的物理意義及常用單位，特別是安定係數 (KD) 與比重 (Sr) 的定義。
小題 (三)
若擬以某一消波塊型塊設計防波堤。而已知堤前設計波高為 4.0 m，其堤體坡度為 1：1.5，被覆之型塊塊石單位體積重量為 2.3 ton/m³，試求堤身之被覆型塊塊石重量應為多少？（安定係數 KD = 8.5）
思路引導 VIP
看到防波堤被覆塊石重量計算，應立即聯想到哈德遜公式（Hudson Formula）。解題關鍵在於正確代入堤前波高、消波塊單位重、坡度及安定係數，並需特別注意寫出海水單位重（通常假設為 1.025 或 1.03 t/m³）以求得正確之相對比重（Sr）。
消波塊設計與哈德遜公式
💡 運用哈德遜公式計算消波塊重量並掌握其結構與安定特性。
🔗 哈德遜公式設計計算流程
- 1 蒐集設計參數 — 確認波高(H)、坡度(cotθ)及塊石單位重(wr)
- 2 選定安定係數 — 依據型塊種類（如方塊或鼎型塊）查表決定KD值
- 3 代入公式運算 — 計算(Sr-1)三次方與分母項，確保單位一致性
- 4 求得設計重量 — 產出單顆型塊所需最小重量W，作為施工依據
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🔄 延伸學習：延伸學習：KD值受型塊連鎖程度、波浪破碎狀態及容許損毀率影響。
