一個國家的土木工程發展史與其社會文明的演進息息相關，其土木工程的建設內容主要是因應社會發展的需求，而土木工程演進的過程則是伴隨工程材料、施工技藝、設計理論、交通運輸及災害教訓等因素持續進化，茲從不同面相角度探討臺灣土木工程的發展史。

一、社會發展需求

「臺灣」地名的稱呼在歷史上最早可追溯到16世紀葡萄牙航海探險家馬可・波羅的航海日誌，當時該日誌有記載一座名為「Formosa」的島嶼指的就是臺灣，在葡萄牙語中是「美麗島」的意思；17世紀荷蘭人在臺灣建立殖民地，荷蘭東印度公司在公元1624年抵達臺灣，並以「Tayouan」來稱呼臺灣；17世紀後期鄭成功於公元1662年接管臺灣，並以「臺灣府」稱之，公元1683年明鄭王朝歸順清朝後，即以「臺灣」稱呼；公元1895年甲午戰爭清朝戰敗後，將臺灣割讓給日本，日本人仍沿用「臺灣」稱呼；公元1945年第二次世界大戰日本戰敗後，中華民國政府接管臺灣迄今。

綜觀臺灣近400年的發展史，因為經歷了多個不同國家的統治與管理，因此土木工程的建設內容係依據不同時期的社會需求，而有著不同的建設重點與發展方向：

1.荷治時期(公元1624-1662年)：

荷蘭東印度公司在公元1624年抵達臺灣後，即在臺灣北部地區建立了許多城堡、堡壘、商館、住宅、教堂、營舍、學校等各類建築，以增強其殖民地的防禦和交通。

2.清領時期(公元1662-1895年)：

清朝統治臺灣後，派遣土木工程師在臺灣全島進行大規模的開發和建設，包括灌溉系統、堤防、港口及橋梁等公共設施，主要以民生及貿易需求為主；清朝臺灣首任巡撫劉銘傳於公元1887年成立全臺鐵路商務總局，並舖設基隆至新竹路段鐵路，為臺灣最早興建的客貨運鐵路，開啟了臺灣的鐵路建設，也間接發展了橋梁建設。

3.日治時期(公元1895-1945年)：

在日本殖民統治下，臺灣土木工程得到了更多的發展，日本政府投資大量資金修建了現代化的基礎建設，包括道路、橋梁、鐵路、港口、水力發電廠等。這些工程在當今臺灣仍然可見，對後續臺灣的現代化和經濟發展有著深遠得影響。

4.戰後重建時期(公元1945-1960年)：

第二次世界大戰對臺灣造成了巨大的破壞，包括城市、港口、道路、橋梁等基礎設施的毀損，因此戰後臺灣首要工作為積極進行基礎建設的修復和重建，以恢復社會經濟的正常運作，同時亦進行大規模的土木工程，以擴大基礎建設及促進經濟的發展。

5.經濟奇蹟時期(公元1960-1990年)：

臺灣在1960年代經濟逐漸好轉，工業建設加速成長，對外貿易也開始蓬勃發展，但是公共設施及重要原料已無法適應需求，導致經濟發展面臨瓶頸，因此為改善臺灣的基礎設施及產業升級，乃於公元1973至1980年推動完成一系列重大基礎建設工程-「十大建設」，包括中正國際機場(臺灣桃園國際機場)、臺中港、蘇澳港、中山高速公路、北迴鐵路、鐵路電氣化、大煉鋼廠、中國造船廠、石油化學工業及核能發電廠等，十大建設的成果帶領臺灣走出能源危機，並加速了當時的經濟及社會的發展；公元1988年臺灣開始興建第一條捷運-臺北捷運，並於公元1996年開始營運，為日後臺灣捷運工程奠下了良好的基礎。

6.永續發展時期(公元1990年迄今)：

隨著環境意識的抬頭，臺灣的土木工程除了一般的民生基礎工程持續進化升級外，也逐漸轉向環保與永續發展，包括廢水處理廠、垃圾焚化廠和再生能源發電廠(水力發電、太陽能光電、風力發電、地熱能、生質能與廢棄)等，許多工程項目更加注重降低對生態環境的影響，例如營造綠色環境(生態綠化、基地保水、降低噪音等)、採用綠色工法(施工自動法、結構輕量化、構件預鑄化等)、選用綠色材料(高性能混凝土、高強度鋼材、可重複使用建材等)。

以上為臺灣自公元1624年荷治時期至今約400年的土木工程發展史，這期間也正是世界土木工程發展最為迅速、最為多元的時代，臺灣恰躬逢其盛，近400年來亦已建造出許多民生所需的土木工程設施，包括水管橋、公路橋、鐵路橋、各式建築物、水利設施、港灣設施、機場設施、能源設施及地下設施等。

嘉南大圳 (1930) (由未知-http://taipics.com/dams.php,CC BY-SA https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=3382592)
石門水庫 (1964) (https://shihmen.wranb.gov.tw/main-facilities/shimen-daba)
德基水庫大壩 (1974) (https://file.wra.gov.tw/wra_ext/tech/AA/AA-033.htm)

第三核能發電廠 (1984) (由Jnlin-自己的作品, CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1851380)

台北國際航空站 (1936) (由勤岸-自己的作品,CC BY-SA 3.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20783687)
臺灣桃園國際機場 (1973) (由RaySwi-hymn from Sijhih-Taipei,Taiwan –20181104_TPE-CTS_4237, CC BY-SA 2.0,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=80939936)

雪山隧道 (2006) (https://www.freeway.gov.tw/NorthArchives/History.aspx?C=4)

工程材料創新

土木工程也從公元1624年至1945年第二次世界大戰結束期間，土木工程材料由早期以木材、石料、磚瓦為主，逐漸發展到廣泛使用鑄鐵，其後在公元1824年英國人阿斯普丁發明水泥、公元1856年英國人貝斯麥發明了底吹酸性轉爐煉鋼法生產大量廉價鋼材、公元1849年法國園丁約瑟夫·莫尼爾發明了鋼筋混凝土(RC)及公元1928年法國工程師E.弗雷西內提出採用高強度鋼絲和高強度混凝土製作預力混凝土(PC)，使土木工程材料的發展有顯著的進步。

第二次世界大戰結束後，現代土木工程材料更是不斷地推陳出新、材料性能朝向輕質、強化及容易施工等方向發展，如輕質混凝土(LC)、自充填混凝土(SCC)、超高性能混凝土(UHPC)、新型高強度鋼筋混凝土(New RC)，並開發出多種複合材料，如碳纖維強化聚合物（CFRP）、玻璃纖維強化聚合物（GFRP）、碳纖維增強混凝土（CFRC）、纖維增強土壤（FRC）等，由於這些新材料的開發，可以有效增強結構的強度、改善耐久性、減輕結構的重量等，同時也提供了更多的設計彈性和應用可能性。

三、施工技藝提升

公元1776年英國人詹姆士・瓦特(James Watt)成功生產第一批新型蒸汽機後，蒸汽機幾乎成為所有機器的動力，由於蒸汽機逐漸應用於抽水、打樁、開挖、壓路、起重等作業，土木工程也開啟了電器化和機械化的進程；公元1860年比利時工程師艾蒂安·勒努瓦發明以天然氣為燃料的內燃機，及公元1870年比利時人格拉姆發明直流發電機後，製造出起重運輸、材料加工、現場施工等各式專用機械和配套機械，可實現難度較高的工程並加速完工；第二次世界大戰結束後，土木工程施工技藝不斷地成熟提升、大型及自動化施工機具不斷地開發推出，使得土木工程建造速度加快，營建規模也持續擴大。

四、設計理論進展

由於工程經驗的累績，在17世紀中葉至20世紀前後期間，土木工程的基礎理論如雨後春筍相繼發表，包括理論力學、材料力學、結構力學、土壤力學、流體力學、空氣動力學等設計理論等逐步成熟並突飛猛進，加上計算機及超級電腦的迅速發展，包括3D設計、VR、AI、大數據、雲端等技術均已為土木工程所使用，使得土木工程建設日新月異，同時也確保了工程結構的安全和人力物力的節省。

▌公元1638年義大利學者伽利略出版《關於力學和運動兩種新科學的談話》，論述工程材料的力學性質與梁的強度，並首次用公式說明梁的設計理論，是材料力學領域中第一本著作，也是彈性力學的開端。

▌公元1687年英國物理泰斗艾薩克·牛頓在巨著《自然哲學的數學原理》裏，提出三個運動定律，使經典力學形成系統的理論，迄今仍是土木工程設計理論的基礎。

▌公元1757年瑞士數學家萊昂哈德·歐拉提出了細長理想柱在不挫屈的情形下，可以承受的最大軸向壓縮力，迄今仍是在分析工程結構物彈性穩定的理論基礎。

▌公元1773年法國物理學家夏爾·奧古斯丹·庫侖提出矩形斷面梁彎曲時中性軸的位置和內力分布，並提出土壤的抗剪強度準則（莫爾-庫侖定律），被認為是古典土壤力學的基礎，有“土壤力學始祖”之稱。

▌18世紀與土木工程相關的振動理論與彈性理論相繼產生，使土木工程的發展更深更廣。

▌公元1825年，法國工程師與物理學家克洛德·路易·馬里·亨利·納維建立了結構設計的容許應力分析法。

▌19世紀末許多國家工程師與學者共同提出鋼筋混凝土理論，並套用了極限平衡的概念。

▌20世紀前後鋼筋混凝土彈性方法被普遍採用，各國開始制定了各種類型的設計規範。

▌在超靜定結構計算方法不斷地演進完善，且彈性理論成熟的同時，塑性理論、極限平衡理論也有顯著的進展，工程設計理論漸趨成熟。

五、交通運輸需求

隨著人類文明發展的演進，人們對於快速移動、貨物運輸及國際交流的需求日益增多，也因此對於增進陸運、海運、空運等運輸需求的土木工程也應運而生。

▌自公元1913年美國工程師亨利・福特引進生產線觀念大量生產汽車後，各國對於汽車行駛的道路需求日益增加，德國首先於公元1932年完成從科隆到波恩的雙向4車道汽車專用公路，為世界上第一條高速公路，其後美國和歐洲其他一些國家也相繼效法興建高速公路。臺灣則是在公元1974年完成第一條高速公路-中山高速公路。

▌由於跨越河川、港灣、海峽的交通運輸需求，跨海(港)大橋、碼頭港口等設施的建設也日益重要與增多。臺灣第一個國際商港高雄港係於公元1858年開埠通商；臺灣第一座跨港大橋，是公元1934年完工聯絡八尺門與社寮的跨港大橋，至今當地人還是稱為「八尺門」；臺灣第一座跨海大橋是公元2022年完工的金門大橋，跨越金門海峽。

▌公元1903年萊特兄弟試飛飛機「飛行者」成功後，帶領人類進入航空時代，「飛行者」飛機幾經改良後，性能及品質獲得美國陸軍及海軍肯定，軍用及民用航空需求也與日增多，因此機場工程的技術及需求也迅速發展，臺灣則是在公元1936年啟用第一座機場-臺北松山機場。

六、汲取災害教訓

公元1906年4月18日美國舊金山發生芮氏規模7.8的地震災害(舊金山大地震)；公元1923年9月1日日本關東平原發生芮氏規模8.1的地震災害(關東大地震)；公元1995年1月17日日本關西地方發生芮氏規模7.3的地震災害(阪神大地震)；公元2011年3月11日本東北地方發生芮氏規模9.0的地震災害(311大地震)並引發海嘯，這些地震災害均造成嚴重的人命傷亡及財產損失。公元1940年美國塔科馬海峽吊橋在通車四個月後遭遇風速約每小時67公里之風力作用下，因空氣顫振導致橋梁毀壞而道路中斷。

舊金山大地震震後舊金山市區
(由Still Picture Records LICON, Special Media Archives Services Division (NWCS-S), National Archives at College Park. [1],公有領域,https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=69951)

日本311大地震引起海嘯對福島縣磐城市的破壞 (由ryuki_a_g-IMGP9754,CC BY 2.1 jp,https://
commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=14838340)

塔科馬吊橋在低風速下破壞 (由無法識別作者。根據版權聲明推斷作者為Nopira。-無法識別來源。根據版權聲明推斷為其自己的作品。, 公有領域,https:// commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1839248)

臺灣在公元1996年遭逢百年強颱賀伯颱風侵襲後，又接連遭遇多次強颱及地震等天然災害無情的摧殘，其中在公元1999年9月21日發生芮氏規模7.3的集集大地震是臺灣戰後時期傷亡損失最嚴重的自然災害，除人員傷亡慘重之外，許多道路與橋梁等交通設施、堰壩以及堤防等水利設施，以及電力設備、維生管線、工業設施、醫院、學校、政府機關等公共設施遭到震毀，更引發大規模的山崩與土壤液化災害，災情相當慘烈；公元2016年2月6日發生芮氏規模6.6美濃地震，是臺灣在921大地震後最嚴重的震災，也是成臺灣有史以來單一建築物倒塌之罹難人數最多的災害(台南市維冠大樓倒塌死亡115人)；在美濃地震發生二周年的2018年2月6日發生芮氏規模6.2花蓮地震，造成17人罹難及172所各級學校受災的災情。

這些自然災害的教訓推動了地震工程學、結構動力學、空氣動力學以及災害防制技術的發展，這時期臺灣土木工程在汲取國內外災害的教訓及經驗後，土木工程更加注重防洪、抗風及耐震等領域的防災工程，以增強臺灣社會對天然災害的抵禦能力。