全國中小學科展

地球科學科

走出梓官鄉~探索地下水~ 從高雄區地下水導電度延伸,探究淡水泡對鹹化淡水之可逆

我們先從地下水的認識與探勘著手,發現梓官區距離地底下9~10公尺就有地下水,地下水資源豐富(研究一)。藉著行政院環保署 環境資源資料庫,找出梓官區地下水數據,並與其他高雄沿海地區相比,分析導電度、溶氧量、水位,發現導電度與離海遠近影響不大(研究二)。接著自製地下水水箱模型,模擬鹹化地下水、沙石層,從補助及抽取淡水數據,可清楚觀察出淡水泡的形成與回縮,邊緣過渡帶不大,確實可在鹹水層中儲存淡水(研究三)。 本研究以在地觀點出發,關心沿海區地下水鹹化的議題,並研究淡水泡的現象。希望能以簡單易懂的報告,使更多人了解地下水特性,隨時關心水質,以少為人知的淡水泡現象,引入思索,為我們的地下水資源,添加諸多可能性!

螺旋?棒旋?傻傻分不清楚

我們在從眾多星系中選取了M81 與M109 兩個具有相似的傾斜角、且M81的核球占其盤面的比例與M109 之棒狀結構占其盤面的比例相近的星系來進行研究。接著我們利用Mathematica 程式將CLEAN 演算法寫成程式碼,進而使用這個程式來將M81 與M109 放至不同的距離來觀察其影像的變化。我們發現把一個如M109 大小(直徑約15 萬光年)之星系置於約1340Mpc 遠時其棒狀結構將會難以辨識而易誤判為單純的螺旋星系。

氣象百寶袋-以自製氣象預報機觀察與預測天氣

大氣中存在著大氣壓力,因為水氣或天候狀況的不同而形成低氣壓或高氣壓的現象,而高、低氣壓也影響著天氣的情況,高氣壓時天氣一般都比較好,相反的,低氣壓時天氣通常較差,於是我們利用氣壓改變的特性自製了氣象預報機來預報天氣,並配合著溫度與溼度探索天氣變化的祕密,實際預測天氣的情況,其中2~3月的預測率高達84%,這也可以預防下雨時忘了準備雨傘的窘境。

應用3D列印於縮尺建物耐震試驗之可行性探討

台灣對建物安全與結構防災的意識提升,為達到處於地震頻繁的臺灣具有居住安全,目前建案多強調房屋結構中加設制震系統以達到減震效益,因此國震研究中心投入相當成本進行耐,因此國震研究中心投入相當成本進行耐,因此國震研究中心投入相當成本進行耐,因此國震研究中心投入相當成本進行耐震試驗,而透過本專題去探討此一耐震試驗於研究架構之可行性。 本研究目的係利用3D列印技術進行縮尺建物之耐震試驗,並透過數值與實驗模擬不同地震波下,比對3D列印模型之頂層加速度與位移歷時是否有相同之變化趨勢?並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較,藉由結果數據,以「效益值」、「嚴謹度」、「合理性」三點進行討論出耐震試驗之可行性,其結果在長週期之針筒阻尼有顯著之制震結果趨勢,唯利用熔絲製造的3D列印方式較無法達到元件具有理想的結構力學行為。

河邊海邊礫石大不同!~礫石圓度及球度分析與探討

日常活動中,我們發現河邊與海邊的石頭形狀不同,於是開始研究。首先,我們選擇三組地點進行實地觀察並測量河床礫石與海灘礫石,發現海灘礫石的圓度高於河床礫石,而河床礫石的球度則高於海灘礫石。也發現河床礫石會因為河流的水流速度及水量大小,而有不同的搬運方式,而海灘礫石會因為灘面上的沖流與回流,有不同的搬運方式。 我們也設計了設備來進行河床礫石與海灘礫石磨蝕的模擬試驗,模擬河床礫石磨蝕的試驗結果,與我們觀察到河床礫石球度較高的現象相符合,驗證河床礫石主要受到滾動與部分滑動的磨蝕影響。模擬海灘波浪礫石磨蝕的試驗結果,與我們觀察到海灘礫石球度較低的現象相符合,驗證海灘礫石主要受到滑動與部分滾動的磨蝕影響。

生於「優」患,死於「氨」樂-西莒水庫資源調查

(一)菜埔沃水庫停用的原因為水質污染造成,本次研究判斷為垃圾場與軍營汙水流入導致。 (二)由實驗數據可以推斷,水質污染導致水庫優養化,造成微生物大量繁殖,濁度、葉綠素、卡爾森指數皆以超標。 (三)觀察到的微生物有水蚤、線蟲、新月藻、星盤藻、單胞藻、四聯原藻、剛毛藻、團藻、劍水蚤、藍球藻等。

夢幻沙坑

跳遠沙坑本來整理得好好的,經過一個暑假,沙坑的沙變硬,並且有接近一半的地方都長了草。沙坑為什麼會變硬、長草?別的學校、別的場地又是怎樣?怎樣能改善沙坑?怎樣做出一個美麗、鬆軟又好玩的沙坑? 研究結果:經觀察及實驗,發現優良沙坑的沙的沙粒徑大都在0.5080mm與1.1684mm之間,且幾乎沒有細小粉泥和黏土等成分的東西。河沙和海沙加了少數的泥,植草生長良好,但如果加太多的泥,反而因排水不易,植草最先乾枯。學校沙坑的沙不加水則不受影響;加了水的沙會凝結成完整並且硬的沙柱。沙加了泥或黏土就可形成沙柱,最少可以承受640公克以上的重量。實驗沙坑內的純沙雖然每天澆水也不會長草,沙坑外的草不但長得大,還長出新小草。沙堆比人工的減震塑膠護墊減震效果更佳。把海沙、河沙加入彩色圓滑的小礫石等可製作成「夢幻沙坑」。

寒潮溫度溼度之研究-從探空資料分析

我們利用研究台北探空資料、台北地面資料、嘉義地面資料以及校內自行觀測資料,分析並比較個別或相互間的影響及關連。主要分析內容為寒潮通過地面氣溫下降期間,地面溫度和相對濕度的相關性、850百帕露點對地面相對濕度的影響,同時探討地理位置是否影響降溫時間以及地面爆發寒潮期間,高空槽脊氣流和地面溫度的相關。藉由簡單的統計及沿著時間序列前後逐時平移求相關係數的方法,我們得到五點結論。

臺南海邊的前世與今生

我從臺南市嘉南療養院旁的水果園露頭上採集了許多貝殼化石,也到臺南龍崗海邊觀察海浪沖擊沙灘上的泥砂,也採集現生貝殼和挖掘地層中的泥砂。從觀察臺南龍崗海邊採集的泥砂特徵,以及在實體顯微鏡觀察貝殼及有孔蟲,和嘉南療養院旁水果園中的泥砂、貝殼和有孔蟲化石相比較,發現有許多相似的地方,都是屬於淺海環境。這與相關文獻中相吻合,同時證明水果園在5800~7200年前是海岸沙灘環境與現今的龍崗海邊有著相同的生態環境。

當我們連在一起-探討流體連通阻尼器應用於建築物減震分析

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。