地球科學科

研究發現農塘會變成泥塘，主要是北、東和西邊的地層都非常不穩定，地形陡峭，高度往湖裡遞減，泥岩邊坡的紋溝和泥裂發達，還有小斷層，特別容易發生泥流。農塘西邊山頂的厚層砂岩就有許多蜘蛛網狀的構造，是小斷層的證據。 西邊山頂的厚層砂岩在風化後，由小溪流流到牛埔農塘和埤底溝，因泥砂顆粒稍大，是屬於砂質泥岩，造成的個別泥裂面積也比較大，但泥裂最大深度並不超過1公尺，泥裂下為沒乾的泥漿，計算後發現飽和的泥漿含水量約有17座游泳池。另外，鹽度並不影響泥裂，但影響含水量。泥塘雖沒有土壤液化的潛能，但表層比較粉砂質的泥岩震動後會發生液化。很少見的泥裂崩塌，因受重力的影響，下面的泥漿也出現爆漿的奇妙現象。

本研究透過資料蒐集了解台灣的水庫現況，其中的13座民生水庫，平均淤積量已超過三分之一，因此，水庫的清淤刻不容緩。 經設計實驗探究發現：自然的水流不易帶走泥沙，需要大量的水流或攪動，比較容易透過水流帶走泥沙，達到排沙效果。 另外，發現運用洩降排沙時，壩體底孔開啟的閘門應該選擇接近泥沙和水的交界處，再使用適量的水就能達到較佳的排沙效果；並發現移動式虹吸的排沙方式，排沙效果較佳，是一項簡易方便的清淤工法，如果能再配合攪動泥沙的方式進行虹吸，排沙效果應該會更好。 最後提出建議：可以增加排沙道長度，讓不同工法排出的泥沙可在排沙道上流動一段時間，泥沙因沉降作用而分離出泥沙和水，再將較乾淨的水源導引至水庫內再利用。

本研究目的在了解埔里地區的氣候型態及對於在地作物的關聯性。經2年的觀察、紀錄和野外調查，野外調查，埔里盆地埔里盆地的平均溫度約17至28度，四季相對濕度約75%，年雨量約，年雨量約1612mm，降雨季節性變化大。日月潭及埔里盆地同屬副熱帶氣候，因此溫度、濕和氣壓的季節性變化有相同趨勢，但由於地理環境不同，影響兩地在溫度、濕氣壓上的差異。另外，兩盆地同樣受地勢阻擋及季節風向的影響，外來天氣系統帶汙染不易擴散，讓以第一、三級產業為主的埔里、日月潭，雨水呈弱酸現象。埔里盆地的土壤種類多元，植物生態豐富，加上適宜的天氣條件，而成為絲瓜、百香果和筊白筍的盛產地；但季節性的天氣變化也會影響這些農作物的生長，造成產量減少，市場價格上揚。

本研究主要目的為探討柔性葉片環圈是否能有效減緩橋墩周圍侵蝕，並在何種條件下效果最佳；本研究運用自製的水道模型，等比例縮小碧潭大橋及柔性葉片保護工，設置不同的葉片形狀、不同環圈排列方式及三角形排列時不同的頂角，會對流速、橋墩周圍侵蝕及周邊地形造成何種影響，最後拿實驗中最好的比例來和消波塊比較效果。 由研究結果可知，柔性葉片環圈能有效減緩橋墩周圍侵蝕，且當選用三角形的葉片時，其效果較佳，而安置環圈時，將其排成頂角面對水流的三角形，成果較佳，且其成效也較消波塊好，推測可能可以產生分流的效果；叧三角形排列的夾角，應與橋墩之間存在特定比例關係，而非越大越好或越小越好，以結果來看，60度夾角最佳。

本研究探討不同結構補強建築物的抗震能力與不同基礎建築物的抗土壤液化能力，最後合併出最能夠抗震及抗土壤液化的建築物型式。 我們測試地面以上不同結構補強的建築物以及地面以下不同的基礎，並將不同結構補強搭配不同基礎，分別測試其抗震及抗土壤液化能力。 本研究主要發現: 一、 單斜撐結構補強的抗震能力比加裝阻尼球好。 二、 樁基礎的抗土壤液化能力優於筏式基礎。 三、 單斜撐搭配樁基礎的建築物抗震效果較佳。 四、 使用砂石改善土壤，能使筏式基礎建築物提升抗震效果。

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器，將連通阻尼器配置在低樓層模型屋，用手機APP軟體偵測震動加速度，檢驗減震效果。研究結果：（一）連通阻尼器最佳阻尼強度：流體濃度5~20%，強度700～1500公克力。（二）連通阻尼器最佳配置：阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。（三）建物結構與震動大小的影響：模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時，減震效果越佳。（四）連通阻尼器的減震效果：最大加速度平均減震百分比為32.5%，平均減震值為107.6gal；平均加速度平均減震百分比為25%，平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳，可作為製作速度型阻尼器的參考。

為了分析颱風是否受到台灣地形影響而改變風場，本研究分析近20年間29個西行颱風，以全台20個測站風向資料，繪製流型圖，將颱風在不同位置時的環流特徵進行分類，也製作氣流裝置搭配保麗龍沙模擬各種流型。我們一共分出12種颱風流型，選擇路徑1~5號西行颱風進行流型分析，颱風離台灣較遠時（123.5∘E），有尾流區或背風渦旋產生；離台灣較近時（122∘E），不同位置有顯著的流型差異；過山後（120∘E），在其餘位置也都有地形效應；1號路徑颱風，氣流主要由南沿山往北吹；5號路徑，氣流主要由北沿山往南吹。實驗模擬，用乾式氣流場搭配保麗龍沙在直進型、螺旋型氣流場中觀察滯流區及尾流區等結構，使用熱線式風速計，並繪製等風速圖獲得與實際流型資料相似結果。

本研究針對台南草山、牛埔與高雄田寮等三處月世界，透過野外調查與空拍露頭，分析南部月世界地形的特性。實驗發現有日曬作用的剝蝕率是無日曬的三倍，也發現了酸液會對泥岩產生極嚴重的剝蝕作用，推測如果繼續空氣汙染，所產生的酸雨會加速對泥岩特殊地貌的破壞。 實驗以千分表與電子顯微鏡可觀察到滲水衝頂的現象，也推想高速公路-中寮隧道北口外的路面災害，是跟泥岩滲水衝頂現象有關，該區域因斷層的推擠使泥岩區產生的裂縫，與夾層砂岩間的縫隙，都是提供了極佳的滲水路徑，也發現震動是會加速泥岩的滲水速率，因此高速公路每天大量車輛經過所產生的震動與該區域的裂縫，都會加速泥岩滲水衝頂的產生，這也是該區域災害的形成原因之一。

抑制揚塵是一項重要環境議題，本實驗嘗試利用含不同比例(0%, 3%, 10% w/w)樹葉粉的紅土磚，探討其抑制揚塵之效果。由抑制揚塵實驗得知，三種土磚塊，均展現良好的抑制揚塵效果。三種磚塊的平均密度(g/cm3)依序為：1.78±0.091、1.88±0.081及1.63±0.065，而在流量4 L/min、20分鐘的沖刷試驗中，其沖刷前後平均重量變化比例依序為：-25.30%、-2.79%及-0.64%。由各式土磚分析可知，含10%樹葉粉的紅土磚對雨水沖刷具有相對較好的抗性；此結果在植草試驗中，亦得到進一步驗證，可供後續實務施作參考。

台灣位於地震帶上，常常會有地震發生，我們自由創作、設計耐震的房子，然後進行一系列有關耐震屋的研究。結果發現： 一、模型屋中樑柱結構：樑柱分段的振動時間>不分段振動時間，房屋樑柱不分段較快停止振動。 二、模型屋中振動時間長短：模型屋Ⅱ>模型屋Ⅲ>模型屋Ⅳ。相同面積下，愈接近正方形的模型屋震動時間較長。 三、模型屋在垂直振動下：不管是幾層屋，樓層越高，振動時間越長。 四、模型屋在水平振動下：四層屋以上，樓層越高，振動時間越長；三層屋以下，樓層越高，振動時間越短。 五、減震效果：X型減震器>滾珠型減震器>阻尼器型減震器。 六、根據研究最佳耐震屋：房屋樑柱不分段、X型減震器、三層屋以下是頂樓；四層屋以上是一樓。