地球科學科

十一月一日「象神」颱風過境，帶來的豪雨，使得多處地方有「水患及土石流」，造成人民和國家極大的損失和傷痛，不禁讓我想起，為什麼每一次颱風來襲，即使風颳的不算大，但只要氣流帶來豪雨，必定會有「土石流」，帶給人們莫大的災害，使得人人「聞雨變色」，因此，藉由這次的科展，我們幾個同學相約，要來對沙、土、石的凝聚力和流失及崩落的情形做認真的研究。並去九份堪察土石流的現場，及訪問當地居民土石流發生前後經過的情形。

台灣的土石流災害非常嚴重，土石流下游危險氾濫區範圍的規劃是很重要的課題，而防災壩體以「透過式防砂壩」為現代的趨勢，我藉由地形坡度、梳子壩體高度、間距寬度、柵面角度等條件，來探討兩種防砂壩的防災效益，並嘗試提出改良型壩體設計。實驗結果顯示： 1. 危險氾濫區的堆積範圍會隨坡度和供水量的增加而變大，供水量小或流動區的地形坡度小時，堆積最高點出現在渠槽出口處。 2. 梳子壩的間距增大，其壩前堆積長度和高度皆呈現下降的趨勢。而採用「雙層間距梳子壩體」雖然攔阻率比較低，卻可使自我排砂的調節功能增加。 3. 透水柵的總攔阻效果以平行渠床架設法優於順坡架設法，但採用順坡架設法有助於分流功效及柵面土石的清除，使用上要小心評估。

本校自民國六十年一月一日設立兒童氣象觀測園地以來，至今已通六年。這六年來，有兩次大水災，農作物秋收，人民生命財產受到了很大的威脅，有談水色變之感，這降雨量、蒸發量與每年水份的收支情形是否有所謂「週期」的現象，對農作物之栽培、缺水、剩水時期是否可預測預防？這個問顯激發了我們研究的興趣。

台灣是一個海島，四面環海，每個人多多少少總會有機會去海邊，成到漁村去走走。我們常有機會駐足拾取一個貝般，欣賞大自然所賦予它的炫麗光彩。貝殼，它曾是貨幣、是飾物、是建築材料，是我們生物研究及探集的好對象。只類的探集常不受時間和空間之限制，可隨時隨地進行，我們老師平時教學活動中之一項，帶我們做野外觀察，採集時，貝類也是常見的教材之一。老師為了充實學校教具設備，餒使我們了解鄉土教材，進而培養學生愛護鄉土之情操，曾帶我們在台南近郊做貝類之採集與調查，包括安平近郊、海灘及被挖走泥土建高速公路的台南地層（約五千年）等發現了不少類似之貝類。

本研究探討三種日晷：水平式、赤道式以及半球面式之製作及觀測，並分析實驗數據所代表的意義，進一步歸納造成誤差的變因，以求做出準確的日晷。計畫的步驟如下：一、從理論探討日晷的運作原理二、製做並研究不同形式的日晷三、測量不同形式日晷之準確度四、分析並減少導致誤差的變因五、探討日晷所具有的延伸功能六、討論不同日晷的應用與發展水平式是製作、觀測最容易的日晷型式。我們發現測量所得數據精密度高，其誤差值的範圍十分固定，應是系統性誤差所致。赤道式日晷十分準確。影子成等角速度轉動，只要知道影子轉動之角度即可轉換為經過的時間，堪稱基本的日晷型式，水平式、垂直式、圓弧式、半圓柱面式、圓柱面式、極式日晷乃至變心日晷在理論上皆要借助於它。半球面式日晷的功能最廣泛，可說是集日圭與日晷於一身的天文儀器。特色之一為將白日等分。球面本身可對應到天球，位於球心的影子位置即太陽在天球上的位置。只需知道兩晷針的影子與子午、卯酉兩大圓交點位置，以及所在地緯度，就能求出日期。無論使用哪一種日晷，都須經經差補正及時差補正才能得到手表時間。三種日晷雖然樣式各異，基本原理卻都是相近的，都能將太陽在天球上的運動完整地投影到面盤或球面上。

「雙角轉輪蟹」外殼的兩側轉輪吸引我們投入這次的研究，翻閱專家學者研究報告和瀏覽資料後，僅瞭解雙角轉輪蟹的些許奧秘，仍無法揭開所有的神秘面紗。藉由專家提供標本和帶領實地野外採集化石，觀察印證現生標本及化石外觀構造特徵差異，驚異地發現化石背甲有菱形及橢圓型兩種不同形狀。經查閱網路資料和參觀螃蟹博物館後，發覺還有外觀和其非常相似之「同科異屬」的艾氏飛輪蟹背甲兩側也有轉輪，但在化石的外觀上卻不容易區別。本研究利用背甲殼寬與殼長的比值分別雙角轉輪蟹與艾氏飛輪蟹，正確率達89%；另外，若採用分群判別的改進方法，正確率更提高為96%。期待這兩個分類方法，可以有效協助對於這二種螃蟹化石有興趣的人做出快速且正確的判別。

旗津海灘的砂子以黑色最多；白砂灣海灘砂子顏色以白色最多。高雄往南至楓港溪以北沙灘是灰黑色；墾丁沿岸的沙灘全是白色。高屏以南的山區以灰黑色頁岩與砂岩較多，而旗津海岸的砂子來自高屏的山區；恆春半島沒有河流，白砂灣的砂子來自墾丁海底貝殼砂。

自接觸天文幾年以來，對於太陽特感興趣，從前我以望遠鏡拍攝太陽頂多只能記錄到黑子、白斑之類的現象。但是，去年我在日本的天文雜誌上見到許多業餘天文學者攝下了只在日全蝕才可見到的日珥，一時倍感興趣，決定要以我現有的儀器拍到日珥，且要研究關於日珥的特性，這才不失天文攝影之意義。

最近在電視新聞報導中，看見一些化工廠因為排放廢棄與廢水，而被衛生單位下令停工。從報導中我又知道政府正計劃在八里鄉淡水河岸設置污水處理廠，來淨化河水。我心裡覺得很納悶，工廠所排出來的廢水，對我們人類到底有什慶影響呢？在上自然課時，我就提出這些問題請教老師，老師聽完後，便帶我鬥到學校附近的淡水河下游，我們所看見的是一條佈滿垃圾而且有臭味的污水，使我們很想知道乾淨的水，與受污染的水，對生物有何影響？