隨著人類社會文明的進步與發展，土木工程已經演變成為大型且多元性的工程學科，由於專業領域範圍廣泛，涉及到各種不同的工程項目和專業技術，且不同領域的專業要求各不相同，因此為能更專注於特定專業領域的研究，從而提高各專業領域的技術和效率，現代土木工程已趨向專業化，並細劃分為多項分項工程學科，常見的分科如結構工程、大地工程、水利工程、交通工程、測量工程、營建管理等，這些都是在面對新時代的挑戰，土木人所需學習且需具備的專業知識。以下為土木工程各分科內容的概略介紹：

一、結構工程

結構工程是規劃、分析、設計和建造各種建築物、橋梁和其他結構物的工程學科，以確保各種建築物及結構物在施工及使用過程中，具有足夠的強度、鋼度和穩定性，並能滿足安全性和功能性的要求，相關學習內容如下：

▌結構元素：學習各種結構物組成的元素，如建築物(梁、柱、版等)。

▌結構材料：學習各種結構材料的性質和特點，包括鋼材、混凝土、木材、複合材料等。了解不同材料的使用範圍和限制，以及在不同結構中的應用方式。

▌結構分析：研究力學基礎(如靜力學、動力學、材料力學、結構學等)，了解力、彎矩、剪力、位移等結構反應和受力情形，再透過分析方法與分析程式進行靜力、動力和有限元素分析，以確保結構物的安全性及穩定性。

▌結構設計：研究結構設計理論和方法，根據建築物或結構物的用途和功能需求，選擇合適的結構體系、材料和尺寸，且結構設計應符合國家相關規範及標準。

▌結構施工：了解結構物施工過程中的各種工藝和技術，確保結構按照設計要求進行建造，如鋼結構焊接、混凝土澆築、預應力構件的張拉等。

▌結構檢測和監測：研究結構物健康監測和安全評估方法，確保結構物長期使用的安全。

▌結構維修和加固：研究結構物維護、修復和加固的方法，延長結構物的使用壽命。

二、大地工程

大地工程是研究土壤、岩石和地下水行為，及在工程應用中相互作用的工程學科，並應用工程知識與技術解決問題，確保工程的穩定性及安全性，包括進行現場調查、實驗室試驗、數值模擬與分析設計等，並遵守相關工程規範和標準。相關學習內容如下：

▌工程地質學：了解地球結構、岩石形成、地層特性和地質歷史，以利評估土地的穩定性和工程適用性。

▌土壤力學：研究土壤的物理特性、應力-應變行為和變形特性，以利進行土壤穩定性和結構物基礎設計。

▌岩石力學：研究岩石的機械特性，如岩石的強度、應力分佈和岩石質量，以利評估隧道、礦山和坡面穩定性等。

▌地下水流：了解地下水的運動和水壓分佈，以利地下結構物的設計和地下水管理。

▌基礎工程：研究結構或工程設施的基礎設計，確保在不同地質條件下的穩定和安全性。

▌地下工程：研究地下結構物的設計和施工，例如地下隧道、地下室、地下儲存設施等。

▌地質工程：將地質學應用於工程領域，例如地質調查、災害評估和地質風險分析。

三、水利工程

水利工程是研究水資源管理、水利設施建設、防洪排水、水力發電等領域的工程學科，其主要目標是在合理利用水資源的基礎上，確保水資源安全供應，同時預防洪水、蓄水調節、防止水土流失、保護水域環境等。相關學習內容如下：

▌流體力學：研究水流運動的原理，包括流速、流量、水壓等基本理論，以利水利設施的設計和營運。

▌水文學：研究降雨量、蒸發、地下水及河川流量等自然水文條件，進行水文資料收集、分析及預測，以瞭解水資源的變化。

▌水資源規劃與管理：評估水資源供需狀況、制定合理的水資源規劃，實施水資源管理措施，確保永續發展。

▌水利工程設計：學習水壩、水庫、引水渠道、排水系統等水利設施的設計原理和方法。

▌水利工程施工：了解水利工程的施工過程及相關技術，掌握監督及管理施工的要點。

▌水利工程管理：探討水利工程的營運及管理，確保其安全運行及有效運用水資源。

四、交通工程

交通工程是規劃、設計、操作和管理交通系統的工程學科，以改善交通流動性，增加運輸效率和安全性，減少交通工具排放廢氣對環境的影響，並提供更便捷的交通選擇。相關學習內容如下：

▌交通流理論：研究車輛、行人和其他交通參與者在道路上運動的原理和規律，以及交通流的特性和模型。

▌交通調查和分析：學習各種交通調查方法，如交通計數、調查問卷和交通模擬等，以及如何利用這些方法進行交通分析。

▌道路設計：學習道路設計的基本原則和標準，包括道路標誌、標線和交通信號等。

▌交通管理：學習交通管理的基本概念和方法，包括交通管制、停車管理和運輸規劃等。

▌交通安全：學習交通安全的基本概念和方法，包括事故分析、風險評估和交通安全法律等。

▌公共交通：學習公共交通的基本概念和方法，包括公共汽車、地鐵和輕軌等。

▌交通環境：學習交通對環境的影響和永續交通的發展。

 

五、測量工程

測量工程是測量、地理空間資訊、地理資訊系統等領域的工程學科，主要是收集、分析和解釋地球上和空間中的資訊，以支援各種工程、建築、環境監測、土地開發和其他相關領域的決策和設計。相關學習內容如下：

▌測量方法：學習測量方法的基本概念，如全站儀、測距儀和水準儀等。

▌測量誤差：學習測量中的誤差和精度，並介紹如何進行誤差分析和消除誤差。

▌地形測量：學習地形測量的基本概念和方法，包括地形地圖、地形模型和地形測量技術等。

▌工程測量：學習工程測量的基本概念和方法，包括建築測量、道路測量和橋梁測量等。

▌GIS 和遙測：學習 GIS 和遙測的基本概念和應用，包括地理信息系統、衛星影像和機載 LiDAR 等

六、營建管理

營建管理是指在建築、工程和建設項目中，負責規劃、組織、控制和監督各項工作流程的工程學科。這個學科涵蓋了多個方面，包括營建項目管理、契約管理、成本管理、品質管理、時間進度管理、風險管理、安全管理、法律與法規等。相關學習內容如下：

▌營建項目管理：學習如何制定項目目標、編製項目計畫、資源分配、執行和控制各種建設項目。

▌營建契約管理：了解建築項目契約的條款和條件，學習契約的簽訂、履行和管理。

▌營建成本管理：了解項目成本的控制和預算管理。學習成本估算、成本控制技術和財務管理等。

▌營建品質管理：學習確保項目達到預期標準，包括品質計畫、品質保證和品質控制。

▌時間進度管理：學習如何有效地安排項目時間表，包括控制進度、識別關鍵路徑和處理時間延遲等。

▌營建風險管理：了解項目風險評估和風險應對策略，以減少不確定性對項目的影響。

▌營建安全管理：學習確保工地和工作人員的安全，包括執行安全政策、事故預防和應急措施等。

▌營建法律和法規：學習營建法規及相關標準，確保營建項目的合法性。

七、土木與電腦

土木工程與電腦科學的合作為土木工程領域帶來了更多創新和發展的機會，並可以提供更精確，高效率的方案，來解決更複雜的工程問題。這種跨學科的結合將有助於應對現代社會所面臨的挑戰，並促進更加創新工程項目的實現。相關學習項目如下：

▌電腦輔助設計(Computer-Aided Design,CAD)：學習CAD的基本概念、應用場景和優點，以及如何使用CAD進行土木工程項目的設計。

▌數值模擬：學習使用數值方法和電腦模擬土木工程問題，有利於理解和預測工程系統的行為，優化設計方案，並評估可能的風險和挑戰。

▌電腦繪圖：學習運用CAD技術來輔助土木工程設計和繪圖，提高工作效率和準確性。

▌建築資訊模型(Building Information Modeling,BIM)：BIM是一種整合數位資訊和建築、土木工程的協同作業工具，學習BIM可以幫助設計師、工程師和承包商在工程項目全生命周期中共享資訊，包括設計、施工和運營階段，同時可增加工程項目的透明度，減少設計錯誤和成本超支

▌人工智慧在土木工程的應用：學習透過人工智慧改善工程項目的設計、施工、監測和維護等方面，提高效率、降低成本，並增強工程的安全性。

八、土木與環境

在環保意識優先的社會，各種土木工程的推動必須將環境保護因素納入設計、施工和維護等階段，以確保工程活動對環境的影響最小化，達到維護生態平衡並能保護地球資源的目標。相關學習項目如下：

▌環境監測和評估：學習如何通過監測和評估來追蹤土木工程項目對環境的影響，並根據需要調整管理策略。

▌水和廢水處理：學習如何設計和實施永續的水資源管理方案，包括雨水收集系統、污水處理和河流修復等。

▌空氣污染控制：學習如何減少土木工程項目對大氣中排放物的負面影響，包括污染控制措施和碳排放減少策略。

▌固體廢棄物管理：學習有效處理土木工程產生的固體廢棄物，包括減少、回收和安全處置等方法。

▌環境法律和政策：了解相關的環境法規和政策，包括環境保護法、土地使用法規、水資源管理和廢棄物處理法規等。學習如何在土木工程項目中遵守這些法規和政策，以確保工程活動不會對環境造成負面影響。

▌永續發展和綠色工程：研究環保型基礎設施的設計和應用，例如綠色屋頂、雨水花園等，以改善城市環境質量。

九、土木與防災

台灣因位於太平洋板塊與歐亞板塊交界處，地震、颱風、山崩、土石流等天然災害發生頻仍；加上地少人稠，一旦發生火災亦將造成嚴重的災害。土木工程的目標就是要確保建築物、基礎設施等之安全，降低各種災害對人類的影響。相關學習項目如下：

▌地震工程與防災：學習結構物的耐震能力分析、減震措施、健康監測、補強方法，以及早期預警系統、地震風險評估等。

▌防洪工程：學習防洪工程以防止洪水對人類和財產造成損害，包括河道、堤壩和水閘等基礎設施的設計和建造，以及洪水預報和警報系統的開發。

▌防颱工程：學習針對颱風和颱風引發的風暴潮和海嘯等災害的防治方法，包括海防工程、潮汐預報和警報系統、建築物和基礎設施的防颱措施等。

▌防火工程：學習針對建築物和基礎設施的防火措施，以減少火災對人類和財產的傷害，包括煙霧控制系統、火災報警系統、自動滅火系統等。

▌災害管理：學習災害管理以減少災害對人類和財產的影響，包括建立預警系統、制定災害應對計畫、開發災害後的復原和重建計畫等。

十、土木與能源

為達成2050年淨零排放的政策目標，各國均積極推動綠色能源的開發，如風力發電、太陽能發電及水力發電等，以及綠色交通的推展，以降低二氧化碳等廢棄的排放。然而這些綠色能源及綠色交通的基礎建設都有賴土木工程來完成。相關學習項目如下：

▌風力發電：學習風力發電場的設計和建設，包括風力機及變電站的等。

▌太陽能發電：學習太陽能發電場的設計和建設，包括太陽能板支撐結構設計、發電站結構與基礎設計等。

▌水力發電：學習水力發電站的設計和建設，包括水壩設計、水車發電機結構設計等。

▌綠色建築：學習綠色建築的設計和建設，包括結構設計、能源效率設計、再生能源使用設計、綠色材料選擇等。

▌綠色交通：綠色交通是指通過使用電動汽車、混合動力汽車等低碳交通工具來降低碳排放。土木工程學科可以學習綠色交通基礎設施的設計和建設，包括電動汽車充電站的建設、智能交通系統的設計等。

十一、政府採購法

早期土木工程行業較屬工藝製作及師徒傳承方式，其後因應社會經濟及政府制度的發展，世界各國陸續制訂了相關的品質管控及採購法規。政府係於西元1998年5月27日公布政府採購法，並於公布一年後開始實施，其目的是要建立公平、透明、高效和符合法律規範的工程採購流程，以確保公共工程的品質、成本控制和社會效益的最大化，為社會提供更好的基礎設施建設和服務。相關學習項目如下：

▌政府採購法的架構及原則：學習參與工程採購案的規劃、設計、監造、施工時，可能涉及的規範以及責任。

▌招標決標程序：學習各種招標決標程序，以協助業主選擇最合適的廠商來執行相應的工程項目。

▌政府採購契約：學習工程執行過程中，與招標機關間的權利義務關係。

▌履約爭議調解與申訴：學習採購法發生爭議時的救濟途徑。