地球科學科

我們的家住在臺南縣北門鄉永華村，是一個靠近海邊的村落。放假時，我們都喜歡三五成群的去海邊玩，撿貝殼，挖文蛤，夏天時還可捉花跳魚來賣，幫爸媽賺些錢，但是有時候帶著工具跑到海邊一看，一片汪洋！不是還沒退潮，就是已經在漲潮了。於是，不是再等就是只好望洋興嘆了。因此，我們常想：「用什麼方法才能夠立刻知道海水甚麼時候漲，甚麼時候退呢？」恰好上學期自然第十一課有上到潮汐，於楚我們就請教老師指導，研究一種簡單實用的方法。

突堤為突出海岸之海岸保護工程，具有攔截沿岸漂砂、控制海灘地形、改變海岸線方向、阻擋沿岸流或改變潮流方向的功能。本實驗係使用一大水槽，模擬突堤效應的發生，觀察它對堤前、堤後的影響，並藉由外海堆沙圖形，來觀察分析出水流繞射過堤岸後之情況。並控制變因，改變突堤長度或波的入射角，發現當堤長愈長或入射角愈大時，在堤後的侵蝕會增加，且侵蝕距離越遠。另外還推廣至形狀上的差異。L 字型，凹處堆積現象最多，且堤後侵蝕最少；T 字型，堤前、堤後的凹處皆可堆積，且可應付不同的入射波。為了佐證實驗上得到的結果，確定得到的結果與真實情況是否相同或相似。藉由探究於實地探察來驗證，以得更多深入的探討。然而，海岸工程如果單以堤防做防堵泥沙或波浪的思考，往往過於簡化，在堤防附近的海岸常引起意想不到的嚴重淤沙或侵蝕。因此海岸工程設施影響海岸波浪的沉積與侵蝕作用對海岸地形的改變可謂牽一髮而動全身，的確是不可不提防啊！

今年參加地球科學科展作品計四十四件，較往年稍有增加。參展主題以「地質災害類」最多，計十六件，此乃因去年九二一集集大地震所引發之興趣。此外尚有「天文類」、「氣象類」等。作者大部份均能利用鄉土材料從事有系統之觀察、模擬、與推論。天文類中有部份作品水準甚佳，有碩士班研究生之程度，此誠難能可貴。大部份作者均表達順暢，有少部份作者某些觀念不是十分正確，初小組部份作品教師參與成份偏高。大部份作品均由作者三人至四人合作完成，均能發揮團隊精神。

本校去年十二月舉辦自強活動經過大屯山區，看到許多噴泉於是引起探求噴泉發生的原因，製作模型加以解釋。

第三十屆中小學科展，地球科學科評審綜合意見 一、地球科學科今年參展作品件數增加，品質也提高，其中高小及國中兩組已可與物化生數及應用各科組並駕齊驅。但高中及初小兩組件數過少，只達其他各科組之１／３至１／２。 建議：1.加強中學地球科學教學正常化。2.資助大學相關科系加強儀器設備。3.鼓勵同學多利用由科展直升大學相關科系管道。 二、就地取材之作品，筆錢進步，多能培養關心四周環境之觀念，亦方便時地考察，以促進地科研究之普遍，值得推廣。 三、長期觀測研究之作品，多能促進團隊精神，值得鼓勵，但資料累積集龐大者，一精選後加以應用為妥。 四、一般而言，老師與家長參與成分過高，尤以小學部分為甚，指導者應多留意。 五、環保作品，如涉及生物生長，其實驗應符合參展之安全規定。 六、金馬地區參展作品有所提升，但因作者未能到現場說明，影響成績。建議今後能資助其旅費及協助其交通工具。 七、參展作品之參考文獻，應詳列清楚，重要觀念及方法，出自作者本身或他人，應有明示。應用參考文獻時，應了解其含意，不宜僅照原本複印展出。

噸以上施用於酸性土壤則因銅、鋅之毒害而抑制大豆及燕麥生長。 Mery在 1959 年則發現 224 噸／公噸的污泥施用量尚無毒害大麥的現象。 Kelling等人在 1977 年以低於 60噸/公噸的污泥施用量進行刻田間實驗，發現污泥的施用，增加土壤中 DTPA 一抽取的鋼、鋅、鎘和鎳，且這四種金場在裸麥、玉米、芻秣和玉蜀泰四種作物植護內的濃度也都增加，但都還低於對作物產生毒害的濃度範圍。可見污泥雖產生多量重金屬，只要施用量適當，加以妥善管理以減低金屬的有效性，則可避免重金屬的堆積毒害現象。本責驗即在探討土壤在水田與早田之不同水分狀況下，施用廢水污泥後，士壤中重金屬之形態和有效性濃度的變化，此項探討結果，可做為污泥施用於農地時之施用量與管理上之參考，並期待能利用此廢水污泥在減低其重金屬毒害作用下，發揮其氮肥效果將有助於農產成本之降低。

空氣污染是目前最緊迫的環境問題之一。而PM2.5的相關研究更說明了其對人體的危害，這引起了我們高度的好奇心。依據環保署過去3年資料分析發現臺灣PM2.5南部>中部>東部，夏季的PM2.5較低。晴天PM2.5高於雨天。透過定時擷取空氣盒子臺中市PM2.5值資料分析發現地形會影響PM2.5值的遷移與濃度分布：盆地區>海線區>山區，另海線區與盆地區一天中PM2.5最低是在15時、18 ~24時最高；但山線區此現象不明顯。令人訝異的是工業區與非工業區的PM2.5無明顯差異!實地測量學校的PM2.5發現：校門口>其他區域>教室。廟宇、吸菸室、炒菜烤肉時，都會產生大量PM2.5。若想預防PM2.5可選擇口罩、負離子機，但不同品牌效果差異大。室內植物以粉黛葉、彩葉椒草等表面具凹凸構造者PM2.5下降率較佳!

隨著工業進展的腳步愈來愈快，人類的生存環境也產生了或多或少的變化，溫室效應即為其中的要項，它的嚴重性已引起了各界的關注，而最近在宜蘭地區也常可聽到老一輩的人說：「現在的冬天和我們小的時候實在差太多了，那時候才真是冷啊！不像現在 … … 」之類的話，我們不禁納悶，宜蘭地區的氣溫是否真的升高了呢？或有無其他的異常現象出現呢？於是，我們開始對蘭陽地區長期的氣溫變化作了以下的研究，也藉此對自己所生長的環境多一分瞭解與認識。

本研究在得知學校建物耐震補強事由展開了探究。透過資料蒐集了解學校建物較常見的補強工法有擴柱、增設RC翼牆及剪力牆補強。 經實驗探究發現不同耐震補強方式都能改善建物的穩固性，通常補強樓層越多，耐震效果就越好。研究中補強效果較佳的方式是翼牆補強，其次是剪力牆補強與斜支撐補強方式。另外，發現擴柱和增設剪力牆補強方式，補強3層和補強4層效果差異不大，未來設計如有特殊考量，可在安全無虞下減少最高樓層的補強。也發現斜支撐補強可增加建物的穩固性，其中以W字形及具彈簧的V字形結構補強效果較佳。 最後提出建議：對於學校建物的長方形結構，當地震振動方向與建物短邊同方向時會影響劇烈，應該特別注意建物短邊結構的補強。

本研究主要是研究城市直下型地震抗震的方法，並利用自製振動台來測試建築制震器的抗震能力，結果顯示黏滯阻尼器、斜撐式制震器效能較佳，類彈簧式、制震壁式則成效較差，同時亦發現軟弱地層厚度越高，到達共振情形越明顯，對P波、 S波震波實驗結果得知，S波對建築物傷害更甚，岩層實驗結果可知火成岩(安山岩)抗震能力較佳，大理岩則略差，軟弱地層則對震波有放大效果，得知只要建築物在岩盤上，安全性較佳。