地球科學科

因雲林縣古坑鄉華山地區為一熱門觀光景點，同時也發生過土石流災情經整治後近年雖未有災情傳出，但我們想要了 解目前華山溪土石流風險程度。故我們透過GIS系統分析數值地形模型，了解華山溪的地形特徵並實考察河道整治、崩塌規模集水區植被覆蓋與災害保全對象等現況。結果顯示，集水區目前不屬於高度侵蝕狀態但河道兩側谷的坡度偏高，而且區內岩層屬於疏鬆砂、頁與礫石堆積等故仍有潛在崩塌之疑慮。又集水區植被覆蓋良好、 崩塌地規模小河道整治狀況佳，惟土石流災害影響範圍內的民宅、商店和設施很多，因此整體評估的結果華山溪目前雖不是高度風險但仍屬於中等風險等級，需要持續監控。

因著對潮汐的好奇，我們透過到海邊的實際觀察，請老師幫我們申請外埔、淡水、東港及花蓮等潮位站的海象資料來進行數據分析，最後根據研究時的推論設計實驗，加以驗證。研究結果發現： 一、剛開始退潮時的前三小時，海水水位下降速度會越來越快。二、海水水位會在地球背月處鼓起的可能原因為地球自轉產生的離心力、月對地與對海水的引力不同、及地月繞共同質心旋轉時產生的離心力。三、一天中的海水水位，以月過中天的時刻較高。四、農曆初一、十五附近，滿潮水位比較高。五、在外埔地區，農曆日期（x）與滿潮時刻（y）的關係可用方程式 y=0.8404x－2.4759表示。六、不同的海岸地形會使得水位產生高低不同的變化。

我們的研究主要由「海嘯的形成原因」、「不同海底地形對海嘯的影響」、「日本與台灣地區的海底地形與海嘯發生的關係」這三面向進行探討。實驗中，我們發現斷層錯動情形與高度都會影響海嘯波的形成；不同水深會影響海嘯波前進的速度；不同的海底地形，也會影響波浪形成的高度。此外，海岸形狀部分，我們模擬峽灣地形，來瞭解不同的灣口夾角大小對波浪的行進或高度是否有影響。最後，我們藉由「Google Earth」，來觀察日本與台灣地區附近地海底地形，針對日本311大地震出現巨大海嘯的地點進行分析，以進一步實際模擬台灣海底地形發生海嘯時的情形，希望藉此了解發生大地震時，台灣附近海域出現巨大海嘯的可能性，並分析可能造成的影響及潛在危機。

本研究主要在了解興達港地區氣候變化與烏魚洄游的關係，並找出本烏魚為什麼不來的原因。透過學校百葉箱，自製海水面表溫度測量器等儀器，每天固定觀測記錄百葉箱內儀器所顯示氣象資料，並採期間觀測方式，收集海水表面溫度。藉著校園氣象站?計的資?及行政院農委會水產試驗所公佈之「台灣週邊海域衛星海面水溫速報」、烏魚漁況速報並經過Excel 軟體分析，研究本區冬至前後十天氣溫變化、水溫變化與烏魚洄游的關係，我們發現本地區沿海海水表面溫度正逐漸升高，加以南方暖流增強向北推進阻擋大陸沿岸冷水流南下，大陸沿岸寒冷海流減弱，烏魚不易越過雲彰隆起南下產卵。所以興達港地區的烏金已不在後昔日。

因為桃園區會稽里轄內靠近虎頭山具有2條土石流潛勢溪流，透過實地考察與資料收集，瞭解桃園區土石流潛勢溪流之成因。模擬「降雨時於表土土壤石礫空隙下產生之水流」觀測土壤含水量與水流侵蝕土石量之關係，與模擬「發生部表土狀態」，觀測土壤含水量與發生部坡度之關係。實驗結果發現，當土壤含水量越達飽和時，此時土壤黏性越高較不易因水流而沖刷，發生部崩塌坡度也大，較不易崩落與滑動。但土壤含水量一超過飽和，黏滯性下降，大量崩塌滑落的發生部坡度快速下降，表示此時的土石因泥水下滑力容易滑動且造成土石流。

本研究實驗探討，海水經過各式消波塊及各種形狀蚵殼生態人工礁，用不同形式排法之離岸堤，來觀察沙灘流失變化及流失量最大值，進而了解離岸堤上消波塊與蚵殼人工礁應如何排列，提高蚵殼生態人工礁來當離岸堤之可行性。 首先自製起波器，波浪週期5秒、沙灘斜角10度來實驗，實驗過程發現，一字堆疊排法離岸堤以協克塊消波效果最好；天允塊一字形、弧形堆疊排法離岸堤效果差不多；分段堆疊離岸堤以協克塊圓形堆疊效果最佳。各式消波塊，離岸距離較近，消波效果較好。 最後協克塊與蚵殼人工礁消波比較，蚵殼人工礁效果較佳，若要以一字排法來當離岸堤，以圓形蚵殼人工礁消波效果最佳，若要以分段排法來當離岸堤，以斜45度橢圓形排法消波效果最佳。

石頭火鍋為阿美族的傳統美食，石頭火鍋的烹煮方式稱為石煮法，石煮法顧名思義是將石頭加熱後置入水中加熱，為阿美族人的生活智慧，因為有這種熟食方式，讓阿美族人出門在外無須攜帶任何餐食，只要找到烹煮材料，便可以就地炊事，是十分重要的傳統文化。 本研究試用了九種不同種類的岩石進行實驗，分別是蛇紋岩、花崗岩、石英岩、安山岩、片岩、玄武岩、大理岩、白雲母片岩及板岩，再以溫度、TDS、PH和加熱後變化等方面來比較這些石材，針對各種實驗的結果，進行分析及探討，並找尋出哪一種石材最適合加熱石頭火鍋。經過分析及整理，蛇紋岩的加熱速度，溫續、水質、碎裂情形等，大部分優於其他岩石，是九種岩石中，最適合用來烹煮石頭火鍋的石材。

大地震發生時經常伴隨著土壤液化(soil liquefaction)的發生。土壤液化是在地震過程中，震動讓砂土重新排列、減小期間的空隙 ，使地下水被擠壓而出，導致水土混雜、呈現泥漿的狀態造成建築物沉陷、傾斜，地表噴砂、噴泥等災情，改變土壤結構以及其所包含的一些成分，讓土質不穩定。 經實驗發現，當消防沙的體積為5000cm3時，發生土壤液化的臨界水量是2000cm3。土壤液化的出現，不同的砂土會有不同的最短發生時間，消防砂需要20秒，紅土需要30秒。其中各種砂土液化情形不同，消防砂出水現象較明顯；紅土液化後出水不明顯，呈現膠狀；培養土則較不容易、甚至是完全不會發生液化。希望後續的研究，可以找出防治土壤液化的方法。

因為六上第三單元「大地的奧秘」以及參觀地震博物館的關係，對於地震儀產生濃厚的興趣。我們利用自然科教具、樂高機器人組(Lego Mindstorms EV3)及日常生活中的用品製作自動化地震儀，分別設計重量實驗(3台兩重量最佳)、力道(嚴重力道振幅2.69cm、中等力道1.35cm、輕微力道 0.325cm)、距離實驗(距離45公分振幅2.02cm、距離90公分振幅1.7cm、距離135公分振幅1.58cm)、以及頻率實驗(5級震度下的地震平均振幅0.321667公分、6級震度下的地震平均振幅0.724583公分、7級震度下的地震平均振幅1.430811公分)等實驗檢驗準確性，並分析各組振幅對應地震學原理，發現我們的地震儀可以應用在檢驗地震強度、地震距離、規律震動等情形下，是一臺檢測精密、紀錄數據客觀的地震儀。

校園中東大門向東南方望去，山群間有一排流動的雲，那是東眼山上的「雲瀑」美景。為何東眼山會出現如此奇景？利用自製雲霧的方式來證實山上易形成雲霧的大氣條件，再透過搜集資料及踏查東眼山，調查其大氣條件、地理位置及生態。探究東眼山為何得天獨厚能出現如此美麗的雲瀑，發現東眼山林相、溫度、濕度使得雲霧容易形成，其山勢走向使得冬季東北季風能順勢帶入，讓雲霧流動而為雲瀑，以上的探究結果再以自製東眼山模型，並在模擬雲瀑形成的大氣條件下呈現出來。