摘要或動機

一、消波塊與實驗簡介本次實驗主題是防波堤的設計。在這次實驗中，我們實驗重點放在消波塊上，實驗的消波塊有四種造型：1.協克塊 2.安卡塊 3.天允塊 4.多十字塊(自創)；實驗採離岸堤形式，並固定振幅在 1cm，週期則在 1 秒或 0.5 秒，且不考慮沈箱和消波塊之間排列方式。消波塊又稱防護塊，在第二次大戰的北非戰線上，法軍為了阻擋德軍坦克的行動，於是丟了菱形塊在戰場上；在戰爭完後，清理戰場將這些塊拋在防波堤周圍，以替代護堤方塊。原本是要廢物利用，不料其消波效果甚佳，隨即由水工試驗所研究證明這些東西的確有消波作用，因其安定性良好，於是取得世界專利；此為各種消波塊的前身，在此之後相繼有各種形式的消波塊推出。消波塊最主要的目的是要防止海岸線被大海給侵蝕，台灣地區海岸線每年被大海侵蝕長達 2~3 公尺，政府為了保護人民的安全，每年在消波塊的花費上非常可觀。不過消波塊也有其他用途，有時候到南濱海岸附近，看到一排排的消波塊矗立在那裡，原來這些消波塊是要防止中共的登陸；又有一次到沒有海岸的田園附近時，也發現一些消波塊，赫然發現這些消波塊居然是要防止小偷的偷竊行為。消波塊其他的妙用還有很多，例如：增加海埔新生地、天然釣魚座椅……等。基於好奇心的驅使，我們著手進行消波塊的實驗。我們模擬海岸的情形，觀察消波塊的造型、消波塊的排數、消波塊的排列方式、消波塊的高度、以及波的週期大小，對防波堤反射率、透過濾、孔隙率、安定性及防止地基掏空能力有何影響。二、模型縮尺由於消波塊必須實際應用至海岸邊，故我們的實驗的第一步就是計算模型縮尺；我們到海洋大學查到實際岸邊海浪及消波塊的條件，再考慮符合我們能力的條件，找出當模型縮尺為 1/50時，適合我們的能力範圍。消波塊的長度方面，我們找到協克塊、安卡塊、天允塊實際長寬的資料；而消波塊重量，會視擺放處地理環境而定，我們採用較常使用的「15 噸重/個」。波浪方面，波高會因季節及地點有不同數值，我們採用台灣東北角平均值 1m；至於海浪的週期以北台灣而言，約在 3~9 秒（不考慮颱風時段），我們採 7 秒作為長週期波、3.53 秒作為短週期波。以下是消波塊與波浪經過換算後，所產生的值：（p 代表實際值；m 代表模型值）（一）消波塊部分長度→ Lp ×1/50＝Lm 實際邊長×1/50＝模型邊長 重量→ Wp ×1/50^3＝Wm（二）波浪部分 波高→ Lp ×1/50＝Lm 1m x1/50=2cm週期→ T p×50＝Tm長週期波→ 7sec.×1/50≒ 1sec.短週期波→ 3.53sec.× 1/50≒ 0.5sec.三、消波塊照片※以下是我們在網路上找到的一些實際消波塊照片及其作用：▲南濱海岸消波用消波塊。 ▲田園中，用來防止小偷入侵的消波塊。▲在南濱海邊，有著冒著生命危險去攀越這些消波塊，真令人替他們捏一把冷汗，要是一個瘋狗浪來了，該怎麼躲？▲位在花東海岸，原先為了保護海灘而丟的消波塊，卻攔截東北季風帶來的大量海沙，變成堆積海岸，增加了許多「消波塊海埔新生地」。（圖中凸起的東西便是消波塊）