地球科學科

記得民國六十六年十二月初，當我們在五年級的時候，自然課上完第八課「氣象報告」，和第九課「我們怎樣觀測天氣」，老師將全班同學每二人分成一組，利用學校的設備，在第一節下課時間的九時三十分，輪流負責觀測紀錄當天的天氣，並按月統計，把它公布出來，供大家參考。一年多以來，無形中對天氣的變化，發生了興趣，自己也設計、製作了一些簡使的用具，又剪貼報紙上的天氣資料，對照觀測，覺得很有意思，現在將這些心得整理出來，敬請指教！

潛堤能消散部分波能，控制海灘侵蝕達到保護海岸，但現有潛堤皆是實心的結構物，研究者從海蝕洞的特殊景觀聯想嘗試應用孔洞在潛堤結構，讓不透水式潛堤成為有孔透水式，故使得研究者想了解透水式潛堤其消波能力、堤後渦流強度與分布到底和不透水式潛堤有何差異？因而引發本研究之動機。由於實際潛堤之結構相當龐大，因此本研究嘗試設計透水潛堤之模型，再進行模擬，實驗中針對（1）透水性潛堤（編號：A 結構物，進6 出4）、（2）透水性潛堤（編號：B 結構物，進8 出4）、（3）不透水性潛堤（編號：C 結構物）等三種潛堤加以試驗，根據所得的資料分析潛堤之特性，其中包含消波能力（反射率）、堤後渦流分布與本體穩定性。由實驗研究結果發現（1）潛堤對不同波長的入射波會有不同的消波效果，在這其中會對某一特定波長產生最佳的消波能力（最大反射率）且將潛堤改成透水式潛堤則其反射率會降低，再者入水口孔徑愈大，反射率會愈低、（2）研究中所設計的透水式潛堤在水平出水口處會產生射流，有削減堤頂上方透射波所形成之渦流的功能，但射流如過大反而會形成更大之渦流強度、（3）渦流的產生會引起侵蝕，而堤頂壁的侵蝕會造成上方結構被破壞，其中以C 結構物最嚴重；而堤腳的侵蝕會造成潛堤傾倒，偏離原位置，失去原始功能，其中也以C結構物最嚴重、（4）透水式潛堤，其水平入、出口之孔徑比例如不超過3/2，則會在本體之穩定性表現較佳、堤後產生之渦流強度較低與渦流影響範圍會較小。海岸防禦之施工方法選用何種結構物來保護海岸，應慎重考慮其立即性及長期性之影響，避免保護施工方法選擇不當，長期後反而更難保護；此外在設計上除要求結構物本身安全並發揮最大保護效果外，應使其對鄰近海岸之影響降至最低，就潛堤而言，因其承受巨大的能量，所以壽命也十分有限，故在消波效果、潛堤壽命長短與生態保育等方面取一平衡，是相當重要的。

(一)過去我國師責教育未設地質科學課程，以致今日為師，每當教學岩石、礦物教材時，即深感無往善盡傳道、授業、解惑之貴，乃下決心充實地質科學知能。(二)參觀各處陳列之岩石、礦物標本，只有名稱標示，對參觀者而言，要進一步瞭解岩石、礦物幫助不大；若閱讀書籍，又苦於學理、實物無法相印證，遂想設計一套更完善之岩石、礦物陳列系統。(三)自然科學新舊課程，均列有地質科學單元，想必有許多教師與作者有相同的教學困擾，乃決意把東奔西走所蒐集的資料，所討教的心得，整理出來奉獻科學教育同好們，共同為我國科學教育盡一份心意。

金門的西北岸， 有種含鐵質豐富的石頭， 外表坑坑洞洞， 顏色呈騂紅色， 而凹凸不平的外表也造就了它俗名的由來， 當地人俗稱「貓公石」， 是種少見的沉積岩。本項研究於93 年5 月至94 年5 月， 觀察的地點從慈湖海堤沿岸至古寧頭的海岸。就金門西北角海岸貓公石的分布、成分及環境進行調查。貓公石在經過海水沖蝕之後硬度極高， 根據觀察發覺人為的建設和強勁的東北風的風蝕， 對於貓公石數量的減少造成極大的影響。

我們自製「氣壓式的可回收水流裝置」以節水的方式來探討『水車扇葉和水流速』的關係得知不管水流速大小，8 支的扇葉水車設計轉數均較低扇葉的為佳。在設計可實際帶動發電機轉動的水車模型中，我們以作圖及計算在水流速度為 118cm/s下，水車的最適力柄大小為 27.3cm 長。實地以自製設計的『水車及發電機組做葫蘆墩圳的水力發電』測量時，我們所設計的水車其發電情形也令人滿意。所以，我們證明了：『只要流動中的水均可以設計合適的水車帶動發電機來發電』。在能源短缺的今天，妥善運用這種「取之不盡、用之不竭」的大自然力量是最值得推廣的水力發電方式。

當颱風侵襲台灣時，或多或少都會造成災害和損失，本篇研究是利用氣象資料探討各類\r 侵台颱風路徑對台灣降雨、風力及焚風分布的影響，再利用各縣市土石流潛勢溪流及產業結\r 構的客觀資料與各類路徑造成的降雨、風力及焚風分布互相交叉分析，推估不同路徑可能所\r 造成的災害。研究結果顯示，影響降雨分布最主要的因素為颱風路徑，加上地形，造成迎風\r 面比較容易降雨；影響風力大小分布的因素為靠近颱風路徑的縣市，風速都較大；影響焚風\r 出現地區的主要因素是位於背風面且位置離山脈較近。而由資料所推估的可能災情，以第二\r 類及第六類路徑所帶來的災害較為嚴重。未來可先判定颱風的侵台路徑，再利用我們的災害\r 推估結果當做參考，針對各縣市作災害防範措施。

近年來，由於人口增加，都市及社區擴大，以及工礦業發展結果，各種不同性質的廢棄水漫無管制地相率排入圳路、排水溝或附近河川中，廢水量急劇增加，遠超過原有埤圳及河川水量自然淨化能力，因此許多地區之灑溉水質已漸早惡劣，其危害生產與生活環境，隨污染擴散程度而日趨嚴重，甚至已達公害地步。因此，如何減少污染，以維生產及生活安全，是目前經濟建設的首急之務。

暑假時，我到南部外婆家玩，有一天，小舅舅要到菜園去，因為好奇，我就跟了去，很奇怪！隔壁稻田裡的泥土都裂開了。我問舅舅：「是不是沒有灌水呢？」舅舅點點頭。又問：「是不是太陽太熱呢？」他說：「是」但當我又跑到其他的稻田去看，田裡雖然沒有水份怎麼不會裂開呢？我一直問了舅舅很多問題，他很行都回答了，於是我就請王老師指導我們研究這個問題。

世界上最壯觀迷人的景觀莫過於火山之噴發，其噴發時，岩漿冷凝後形成的岩石有玄武岩、安山岩、流紋岩等，其噴發出的產物有火山灰、火山彈、火山玻離(黑曜岩)，而岩漿在較深層固結而成的岩石稱為深成岩，如花崗岩、橄欖岩等、經由一連串的地科課程、火山影片之觀賞，以及實驗課程中火成岩礦石標本之分類辨認，使我們便深愛我們這個深具動態之活生生的地球，其中沉積岩較具層理及砂粒性(為火成岩與變質岩風化之產物)而火成岩其結晶顆粒大小與形式更是迷人，使我們賞玩好奇不已，更激起能深入研究火成岩結晶大小變因的一連串科學活動

假日時，父母帶我去太魯閣遊玩，父親不時為我介紹:「這兒叫布洛灣，是河階地形、這是曲流、這是U型河谷…這一切都是由立霧溪切蝕、堆積而來。」不過我十分懷疑:一條小小的溪流怎能雕塑出如此壯觀的景象?何況，太魯閣內岩層大部份為堅硬的大理岩及片麻岩，若只靠溪水的沖刷，真能造成如此深的河谷?而高聳的布洛灣、酉寶河階又是如何成形?為了更清楚知道太魯閣地形的形成概況，於是便誠著設計一些實驗來探討。