環境能源

水資源敏感的都市設計

水資源敏感的都市設計 (Water-sensitive urban design, WSUD)
國立臺灣大學土木工程學系 蕭元瑄

水資源敏感的都市設計 (Water-sensitive urban design, WSUD) 照字面上翻譯,就是對水感到敏感的都市設計,更容易理解的說法就是與水共生的都市設計。而這個計畫是由澳洲提出相似於低衝擊開發的理念。因為澳洲長年為水資源問題所苦,原本降雨量就不豐沛,再加上持續的沙漠化,讓降雨更為珍貴,但隨這氣候變遷而越發集中的降雨量,更造成從前少見的水患。因此,以水為中心概念去做規劃和設計,而非以人類萬能的想法面對,WSUD 正是澳洲長年面對這些問題後提出的最好實踐方法。

認識土砂災害

認識土砂災害(Introduction of Sediment Hazards)
國立臺灣大學土木工程學系 宋爾軒

廣義的土砂災害泛指地表的岩塊或土壤因為外力作用(例如:地震、豪雨)產生移動而侵害人類活動,造成人命財產的損失。為了減少土砂災害的產生或減緩其對人類活動的影響,相關單位首先定義土砂災害的類型,再針對各類型的土砂災害提出防治的方法,以及災害預警的機制。然而不同單位所定義出來的土砂災害類型不盡相同,以中央地質調查所、水土保持局、內政部營建署與臺北市政府等四個單位為例,對土砂災害就有超過三種定義,且針對各類型災害的應變程序也沒有共識,因此當災害發生時,中央與地方在防救災的溝通與協調上可能因此出現困難。

為了讓民眾更能認識土砂災害,本文參考國內外土砂災害相關文獻,由地表物質的搬運方式、運動速度及型態的不同,將土砂災害分成山崩、地滑及土石流三大類。

軌道運輸的節能方法

軌道運輸的節能方法(The Methods of Energy Saving on Rail Transportation)
國立臺灣大學土木工程系 陳俊嘉

近年來環保意識抬頭,能源的節約為各國所提倡。而軌道運輸系統是很常見的交通設施,它可以如何節省能源呢?鐵路列車在鐵軌上行駛時,會有阻力阻礙其前行,將這些阻力降低,就能有效節能;鐵路公司的營運,如列車能源的使用方式,也會影響到能源的消耗量,因此節能也能由此著手。

首先,介紹列車阻力的來源,主要可以分為內部阻力和外部阻力,簡介如下:

一、內部阻力

發生在傳動系統的阻力,如內部機件接合時所產生的摩擦力、汽缸運作時產生的阻力等,而其大小與動輪載重和動輪數目成正比。

認識擋土牆之生態工法

認識擋土牆之生態工法(Ecological engineering methods of Retaining walls)
國立臺灣大學土木工程學系 陳鵬元

為了降低工程開發對於環境產生的衝擊,在環境工程方面對於生態工法越趨重視,尤其在地狹人稠的台灣,避免環境破壞才是維持永續發展的上上之道。以擋土牆為例,由於地形上的限制,我們常常被迫在山坡地形上開闢道路,卻截斷坡地的完整,衍生土石崩落的風險。因此以擋土牆補強坡地的強度,但是一般的擋土牆不僅外觀不佳,對於環境也會產生破壞。因此除了傳統的擋土牆等之外,也發展出其他不同種類結合生態工法的擋土牆。為了讓大家對它們能有更多的認識,以下我們將對於較主流的重力式種類簡單介紹。(關於重力式擋土牆的介紹可參考「擋土牆」篇。)

東京地下神殿

東京地下神殿 (the Metropolitan Area Outer Underground Discharge Channel)
國立臺灣大學土木工程研究所碩士生 吳丰

在日本的東京地下藏著一座地下神殿,在地下二十層樓(50 公尺)深處,建立起 59 隻六層樓高(18 公尺高)的結構柱,撐開了這綿延數百公尺長的地下空間。這個空間看起來就像是希臘的巴特農神殿,林立的柱子和高處灑落的光芒,讓這個空間瀰漫著莊嚴的氣氛。不過這個神殿並不是在供奉什麼神祇,而是用來保護東京地區的地表免於淹水之患。

從日本311大地震「釜石奇蹟」看防災教育

從日本311大地震「釜石奇蹟」看防災教育 (Kamaishi, Japan’s Experience of Disaster Prevention Education)
國立臺灣大學土木工程學系 張沄真

根據世界銀行 2005 年的統計資料,臺灣是世界上最容易發生天災的國家。臺灣人民暴露在旱災、水災、颱風、地震、地滑,甚至是複合型災害中的風險都非常高。而近幾年來由於極端氣候的影響,大規模天災發生更是頻繁發生,災害規模也越來越大。2009 年 8 月 8 日莫拉克風災時,小林村遭洪水及土石流淹沒;六年後,2015 年 8 月 8 日,超級強颱蘇迪勒也造成了不少死傷案例。

土壤大小事

土壤大小事 (Basic Properties of Soil)
國立臺灣大學土木工程學系 張沄真

大地是人類之母,土壤則是工程之母。植物需要根系抓住土地才能生長,而我們平日所見的工程建設,也需要與土地緊密連結才能穩固。高聳入雲的 101 在地底下有著一百多公尺深的基礎深入土壤,而捷運、隧道等等需要挖開挖土地或山脈的工程,更是和土壤息息相關。尤其台灣的地質年輕、破碎,施工和防災上都容易產生問題,研究土壤的特性也因此非常重要。

永續工程——加勁擋土牆

永續工程——加勁擋土牆 (Sustainable Engineering——Reinforced Wall)
國立臺灣大學土木工程學系 張沄真

擋土牆 (Retaining Wall) 是非常普遍的一種大地工程,只要是地面有高低差的地方,幾乎少不了擋土牆。擋土牆能防止高處的土壤崩塌、掉落,是用來維護行人安全以及周遭建築物穩定性的重要工程(如圖一)

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圖一 土和水一樣,都有壓力,其壓力和密度、深度成正比。(本文作者張沄真 繪)

正如同水會給予承裝容器水壓力一樣,土壤也會給予擋土牆土壓力(如圖二),因此擋土牆在設計上很重要的一點,就是要能夠抵抗土壓力,才能維持結構的完整和穩定性,避免災害意外發生。另外,排水設計也是非常重要的一環,若水累積在土壤的孔隙中無法排出,會使土壤的強度下降,一樣容易產生危險。

節能設計:看老照片跟阿公阿嬤學節能生活!

節能設計:看老照片跟阿公阿嬤學節能生活! Energy Conservation Design: Learning Green building from last generation
國立臺灣大學土木工程研究所營管組博士 蔡明達

在看了很多又漂亮又摩登的綠建築後,不知道大家有沒有想過,綠建築可不是現代人的專利,在上一篇文章「綠建築的每一面 (http://case.ntu.edu.tw/highscope/?p=63257)」中,我就想提醒大家,咱們的老祖宗就很很瞭要怎麼住的自然又低碳。

現代的建商蓋房子往往不太注意房屋的東南西北,也不太注意窗戶的大小,反正住進去的人覺得很熱,那就多開點冷氣吧。但如果你住的房子就是這樣,那要怎麼辦呢?或許外婆家的老照片(圖一)可以給我們一些靈感。

魚兒的專屬通道—魚道

魚兒的專屬通道—魚道 Fish Way: A Customized Path for Migratory Fish
國立臺灣大學土木工程學系BIM研究中心 出版平台總編輯 張國儀

魚兒也有路權

人類為了防止河川災害或儲存用水,總會在河流上興建各種工程設施,比方說攔沙壩、攔河偃或水壩。只不過,建設必定伴隨著破壞,因此而受到威脅的,則是河川的生態。

由於跨河結構物必定與河川的水流方向呈正相交(圖一),也就是橫向切過水流,不難想見,這樣的結構物攔阻了在河川中生活的洄游性魚類,使得牠們無法自由地上下迴游在河川內覓食、產卵、避冬、尋找永久棲地,對魚兒的生存帶來極大的危害。更何況還不只魚兒,在臺灣的河川生態中,也有蝦蟹會在河流上溯或下游。

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