臺大氣候變遷與永續發展中心
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土壤液化之工程面向

12/22/2016

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(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系 楊翔文

​土壤液化之工程面向 (Soil liquefaction from engineering aspects)

土壤液化 (soil liquefaction) 如其名就是土壤從本來固化狀態轉化成液化,失去原有的承載力,造成噴沙、流沙、地陷等現象,使建築物損毀、下陷,大多是因地震造成,1999 年發生的 921 大地震,台中縣、彰化縣、南投縣及雲林縣皆發生大規模土壤液化事件。
當沙質(sand)土壤排列鬆散且中間的空隙都充滿著水,我們稱這種土壤為飽和疏鬆沙質土壤,在此狀態下,有兩種應力作用其間,一為沙粒與沙粒間接觸所產生的摩擦力,稱為有效應力 (effective stress),其為穩固土壤結構的關鍵,另一水存於土壤結構間,受到沙粒擠壓所產生的壓力,稱之為孔隙水壓力 (pore water pressure),其兩力之合,稱之為總應力 (total stress),其數值不隨地震而改變,為一定值,上述應力關係可表示成下列恆等式:
F effective stress+F pore water pressure=F total stress

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認識浮動住宅

11/24/2016

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(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
​國立臺灣大學土木工程學系 宋爾軒

​認識浮動住宅 (Introduction of floating houses)

荷蘭是眾所皆知的低地國,共有超過四分之一的國土低於海平面,過去荷蘭政府因為過剩的人口填海造陸,因為需要不斷的抽取海水,耗費了許多能源以及排放大量溫室氣體,對環境造成不小衝擊,引起環衛人士的反彈,也因此逐漸有建築師開始研究水上住宅的可能性,發展至今荷蘭已經有數十個水上社區,其中又以 IJburg 水上住宅群為代表(如圖一所示)。

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臺灣風力發電現況

10/27/2016

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(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系專任研究助理 楊政玹​

​臺灣風力發電現況 (The Present Situation of Wind-power Electricity Generation of Taiwan)

臺灣因為受到東北季風的影響,其中陸地風速大於每秒 5 m/s 的土地面積有 2070 平方公里、離岸水深 5-15 公尺的面積達到 700 平方公里,十分適合發展風力發電[1]。因此我們在行經臺灣西部濱海公路時,常常可以看到那一支又一支的白色巨大風力發電機矗立在海邊(圖一)。

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認識拱壩以及其簡易分析

9/29/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系四年級 陳鵬元
認識拱壩以及其簡易分析(Introduction and simple analysis of arch dams)

儘管年平均降雨量高達 25002500 毫米而高居全球排名第 1313 名,水資源看似不虞匱乏,台灣卻是全球排名第十八缺水的國家。這是因為台灣的地勢陡峭,使得河川的河床比降極大,且因台灣東西狹長,河流又多為東西流向,使得河流短促,造成大部分的降水進入河流後都迅速流入海洋,無法有效儲存。再加上台灣的降雨時間較集中,無法一下儲存這麼龐大的水量,只能任由其流入海中。又因地狹人稠,導致台灣每人每年可分得的水資源大約只有 40004000 立方公尺,僅約世界平均的五分之一。

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堤防與生態 

8/25/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲
堤防與生態 (Levee and Ecology)
為了保障河流沿岸居民的安全,往往會在河岸旁建造人工堤防,以防止豪雨或颱風期間大量雨水匯入河流造成氾濫,然而這些由水泥與土石建造的堤防視覺上缺乏變化,同時因透水性差使得生物難有生存空間,加上堤防阻隔降低了河道到兩岸的連接性,將河岸環境棲地破碎化,帶給河岸棲地生態不少衝擊 [1]。近年來因生態保育意識抬頭,如何應用生態工法建造與環境共存的堤防已漸漸成了趨勢。(有關堤防更多介紹,可參考 [2] )

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自己的家園自己救—認識水患自主防災社區

7/28/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心博士後研究員 洪五爵
自己的家園自己救—認識水患自主防災社區(Flood-Prone Communities)
「中央氣象局預估 XX 颱風明日發布陸上颱風警報,請民眾做好防颱準備…」、「XX 颱風適逢大潮,呼籲沿岸低窪地區慎防淹水…」,每年颱風季節,總是能看見新聞呼籲民眾做好防颱準備,你是否也曾經看過呢? 到底防颱準備要準備什麼? 除了堆沙包、固定玻璃、囤青菜,我們還能做什麼呢? 今天就來告訴大家,我們可以為我們的家園做些什麼,避免颱風對我們造成生命安全的影響。

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就地取材的 CSG 工法

6/26/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心專任助理 陳沛煊
​國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心專任助理 林立潔
就地取材的 CSG 工法(The construction method with a cemented sand and gravel (CSG))
海嘯是日本天然災害中受災範圍較廣的災害之一,經歷東日本大震災後,日本各都道府縣不斷思考在不可避免的地震災害之下,如何減緩災害帶來的傷亡與損失。在軟體方面(防災教育、防災訓練等)持續進行紮實的訓練外,同時針對硬體方面精進與改良。這次要介紹的CSG (Cemented Sand and Gravel) 工法就是其一。

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跌水工法

5/25/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲
跌水工法 (Drop Structure) 
為何需要跌水工法?
臺灣地形大部分為較陡的山區,河流相對短小,加上臺灣氣候特性,每年降雨皆相當集中,容易產生洪流,此時遇到河道蛇行或是河床較陡的地區,容易造成縱橫向侵蝕嚴重,使河流挾帶大量的泥沙和土石,一方面造成被侵蝕區地基嚴重的掏刷,一方面這些被帶走的砂石運至下游,將導致下游河道或水庫淤積嚴重,甚至引起氾濫,為了保護民眾的安全,常常需要考慮施以整流工程,跌水工法為其中之一[1]。跌水工法的原理是:在河道中適當地點建造之構造物,透過構造物製造河床垂直高低落差(如階梯般如圖一),當水流經過時能減小水流流速,消耗水流的能量,減緩水流對河床的掏刷,穩定河床的底質,避免災害產生[3]。

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建築能源節約-開口與隔熱

4/29/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
華夏科技大學室內設計系 張玉連
齒式建築能源節約-開口與隔熱
​(Building energy conservation - the opening and insulation)

臺灣位處熱帶與溫帶氣候區,在地球環境氣候變遷下,氣象局臺北觀測站去年2014年到了11月還出現近32度高溫紀錄,可想而知,氣候變遷所造成的溫室效應,使得氣溫逐漸攀升,而氣溫攀升對我們生活會有甚麼影響呢?
2004至2014年臺灣6月至9月四個月平均氣溫從2004年28.4度到2014年29.6度相差約1.2度(詳圖一),影片± 2°C(影片參考來源:http://mepopedia.com/?page=394)告訴我們,地球溫度升高2度對我們造成的影響是多麼劇烈與深遠。臺北夏季氣溫自2004年到2014年十年間提升了1.2度,這個數字除了代表著家庭能源消耗,如空調的耗電量提高外,也代表著我們所處環境溫度升高,而影響最大的太陽輻射熱對空調負荷影響佔30%以上,我們除了選用節能標章的家電產品外,對於建築物立面設計需有粗淺的了解,這對於減少建築能源消耗必有所貢獻。


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土壤鹽化

3/25/2016

 
(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)
國立臺灣大學土木所 葉承翰
什麼是土壤鹽化?
鹽份主要為硫酸根離子 (SO42-)、鈉離子 (Na+) 和氯離子 (Cl-)、鎂離子 (Mg2+)、鈣離子 (Ca2+) 等離子所構成,結晶後會形成氯化鈉、氯化鎂、氯化鈣、硫酸鈉、硫酸鎂與硫酸鈣等鹽類,而土壤鹽化則是一種土壤中含有的鹽份過高的現象。土壤中的鹽份會隨著降雨溶於水後往土壤深處移動,而蒸散及毛細作用則會將這些含有鹽份的水拉向地面,當蒸散量遠大於水分的補充量時,會將大量鹽份帶至地表,水分蒸發後,則會在地表形成結晶,使植物難以生長。

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