地球科學科

本研究經由實地調查、閱讀文獻及訪問第九河川局工程師後，瞭解離岸堤是目前花蓮海岸最主要的防護工法，且已經有不錯的成果。於是我們實驗模擬現今已養灘成功的化仁海堤，探討其離岸堤對於海岸侵蝕之影響。 實驗研究發現：一、十字塊消波塊在模擬現今與未來的海岸侵蝕情形，效果都優於目前所使用的林克塊消波塊。二、林克塊離岸堤的凸出部位，會增加掃浪帶的侵蝕量。三、使用防消波塊底沙侵蝕工法，可減少林克塊離岸堤底沙侵蝕的情形，但對十字塊離岸堤作用不大。 實驗研究結果：未來改善離岸堤凸出部份，使用十字塊消波塊施作，應較林克塊消波塊好。若要使用林克塊消波塊，則建議以防底沙侵蝕工法施作，可提升林克塊的安定性。

在陽光照射下，若窗簾關閉會導致房間太暗；打開則使房間太熱。因此我想設計隨著陽光強弱改變角度的遮陽簾。看3D電影時，我發現兩片偏光片重疊可改變透光度，若配合黑色吸熱和空氣受熱膨脹原理，就能做出自動調整透光度的遮陽簾。 用燈泡代替陽光進行實驗，可得到【黑色金屬罐溫度上升與照度成正比】、【空氣膨脹量與照度成正比】、【偏光片透光度與夾角成反比】等結論。利用這些結論設計不需外部能源的裝置，此裝置能依據光照的強弱，自動改變透光度，達到無論室外、室內光線如何，照度都維持在舒適的情況。 由於此裝置不需耗費任何外部能源，可被安裝在房屋或汽車的屋頂或窗戶上，隨時保持室內或車內有舒適的照度，進一步達到節省能源的目的。

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。

近年來全球大力推廣太陽能發電，為了能夠更清楚了解，太陽能板為何會發電? 我們從太陽運行軌跡來探討陽光之入射角四季之變化來進行模擬實驗與實際測量進行觀察變化的影響性。 在探訪彰濱太陽能廠及瞭解各種太陽能晶片的種類後，去測試比對各種影響因素(如: 太陽能板傾角變化、溫度、灰塵、遮蔭)，從中尋找太陽能板平均最佳傾斜角度、保持最佳照度量、和影響太陽能板熱衰退的問題。研究發現，當陽光與太陽能板呈垂直照射時，發電量最佳，但是臺灣屬亞熱帶國家，日照時間長，熱能傳導到太陽能晶片後，會使晶片溫度逐漸升高，而引起熱衰退現象，導致太陽能板的發電量降低。 我們想做個輕、薄易攜帶、可折疊、高效率且不怕部分遮蔭的DIY 太陽能板。

學校前面正在興建「夢時代購物中心」大樓，我們從長30m，深度10m的剖面上，採集地層中的泥砂和化石，研究不同深度的泥砂和化石特徵，找到符合台南台地台南層四階段的地質全貌。 到台南黃金海岸挖掘，觀察海浪沖擊沙灘貝殼的方向變化，及保麗龍碎屑在沙灘上留下的排列形狀等，驗證台南的地層特徵及形成原因。 從學校室內的「模擬海浪沖擊實驗」知道海浪的沖擊，可以使沙灘上的泥砂一層層的堆積；也會使貝殼在沙灘上排列有一定的方向性。 這代表著學校前面「夢時代」的地層和5800~7200年前堆積的台南層是一樣的，所以「夢時代」的地層也就是台南層的地層。這讓我們想起著5800~7200年前的台南地區海進海退堆積，也就是我們心目中的「夢的時代」。

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。

研究動機：溪流的水面看似整齊、規律的水紋隨著溪流前進。仔細觀察，有些河流在不同位置就出現不同的波紋。溪流的水紋是怎樣產生？為何形狀不同？水面的水紋可以探知水底下的世界嗎？ 研究結果：溪流水紋受流域之地形、流速及沖擊石頭、不同地形、水流互相沖擊影響，而形成不同形狀之水紋。在同位置，以不同的角度，看到的水紋都不同。樹、山頭、大樓等的陰影，都會影響水紋的觀測。河流上游狹窄、陡峭地形，水流速較快，水紋橫面較窄小；下游水域較寬，流速較慢，水紋橫面較寬。大量水流在較窄的木槽內，碰到木槽撞回來的水流與其他水流互相沖擊，造成極複雜的水紋。流速不同的溪流，流速越快的，出現相同的波紋、水花或小漩渦的頻率也越快。

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。

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。

本研究最主要是在探討卑南溪有效防治風沙的方法，因此經過實地的觀察後顯示，目前相關單位防治風沙的方法，共六種，但是當風沙揚起時，市區還是有風沙。因此，我們針對有效風沙防治進行實驗設計後發現：沙土含水量、風速、沙土的組成是主要揚塵的條件。接著，風切角度大小對沙土搬運作用的影響與沙土粒徑大小有關；我們也發現風對搬運量的多寡與沙土粒徑大小有關。最後，我們設計四種防治方法發現，防治方法以改變風切角度最佳，但是效果會受到導流板切口大小、導流板葉面角度及導流板擺放角度影響，而且導流板與沙土擺放的距離會影響風對沙土的搬運作用，在有效的風沙防治上，只要調整導流板與沙土擺放的距離，能有效減少揚塵，達到防治的效果。