挑戰與危機:水、糧食、能源、環境

水資源分配、河川與海洋汙染、土壤污染、土壤鹽化與退化、人口爆炸與糧食危機、環境汙染(交互作用、跨地域性)、能源短缺

堤防與生態

堤防與生態 (Levee and Ecology)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲

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] )

北台灣水資源衝突的解決之道:板新聯合供水計畫

北台灣水資源衝突的解決之道:板新聯合供水計畫(The Solution of Regional Water Conflict in Northern Taiwan: BanHsin Diversion Plan)
國立臺灣大學土木工程系 陳婕瑩

北台灣降雨型態受到東北季風的風向和迎風面地形的影響,使得台灣北部地區即便在缺少颱風侵襲和梅雨季補充雨量的冬天仍有豐沛的降雨,冬季的雨量補助也使大台北都會區相較於台灣其他地區在春夏之交時免於旱災的煩擾。

大台北都會區為台灣政治經濟的中心,也是台灣人口密度最高的地區。大台北都會區的用水可以劃分成四個主要的需水單位,包括:台北民生用水、板新民生用水、桃園民生用水以及農業用水;而該地區高密度的民生用水以及農業用水主要由兩個水庫提供,包括:石門水庫(位於大漢溪流域上游)和翡翠水庫(位於新店溪流域上游〉。

淺談水庫操作原則與旱季操作

淺談水庫操作原則與旱季操作 (Introduction of Reservoir Operation and Hedging Rule)
國立臺灣大學土木工程學系水利組碩士生 周冠汶

水資源已和人們的生活密不可分,無論在工業、農業或是一般的生活用水,都被廣泛地運用。

現今,人們的用水大多來自於水庫的供給,然而水文環境的任何變化都會影響到水庫的供水能力,例如在旱季時入流量的不足,使得水庫的決策者必須施行供水減縮策略,減少供應下游的放水量 (release);颱風暴雨期間,必須適時且適量地洩洪,以免造成滿庫引發潰壩危機,同時也必須留下足夠的蓄水量 (storage) 以滿足洪水期過後下游的需水量 (demand)。

石門水庫的安全監測系統

石門水庫的安全監測系統 (The Safety Monitoring System of Shihmen Reservoir)
中興工程顧問股份有限公司大地工程部正工程師 陳坤泉

1964 年 6 月 14 日,興建歷時 8 年,結合國內外專家及工程人員共同努力之成果,完成國內壩高 133.1 公尺之土石壩。就水利工程而言,需承受高額水壓力之壩體屬極重要結構物,尤其是下游若有居民與重要設施時,安全性的考量須嚴謹看待。除了定期以目視運轉測試檢查外,更需借助於內部裝設之儀器進行持續監測分析評估,確保大壩施工中與完工運轉期間之安全,如同醫生除進行外表診查仍須借助儀器檢查,達到相輔相成。

認識堤防

認識堤防 (Green Roof)
國立臺灣大學土木工程學系 徐偉哲

為什麼我們需要堤防?

臺灣平地面積小、人口稠密,隨著經濟蓬勃發展,土地利用率相當高,與河爭地的情況隨處可見。然而每年臺灣易受豪雨、颱風等災害威脅,大量雨水匯入河流,造成河流沿岸氾濫。為了避免水患影響沿岸居民的生命財產安全,建築堤防是快速且有效率的保護方式之一。

避難收容處所選定重要性-以日本岩手縣釜石市鵜住居地區防災中心為例

避難收容處所選定重要性-以日本岩手縣釜石市鵜住居地區防災中心為例 The Importance of Evacuation Shelter – The Case Study of Unosumai Area Prevention Center in Kamaishi City, Iwate County, Japan
國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心專任助理 陳沛煊

2011 年 3 月 11 日 13 時 46 分,日本發生芮氏規模 9.0 強震(簡稱東日本大震災),造成日本東部地區(北海道、東北、關東地區)多處受災,伴隨而來的強烈海嘯襲擊岩手縣、福島縣、宮城縣,造成沿海城市、設施、土地等嚴重損毀。傷亡方面,15,889 人死亡、2,609 人失蹤、6,152 人受傷,其中以宮城縣最為嚴重,死亡、失蹤人數近 11,000 人。

綠建築:採光設計對室內視覺舒適影響與能源節約

綠建築:採光設計對室內視覺舒適影響與能源節約 (To Achieve Indoor Visual Comfort and Energy Saving by Daylighting Design for Green Building)
國立臺灣大學土木工程研究所 李銘祥

綠建築一直是被關注的重要議題,”綠”不僅僅代表使用綠色植物為建築調節溫度達到能源節約與裝飾的效果,也代表利用大自然的可再生能源減少能源的使用,降低對環境與生態的衝擊。

根據世界企業永續發展委員會 WBCSD 統計[1],建築物的能源使用佔約全球能源使用的 40%,而商業建築所使用的電量佔總電能使用量中的約 35-50 %,其中將電使用在照明以維持室內視覺舒適上又佔了不少電量,若能善用自然採光並減少人造照明的使用頻率,便可以降低電能的消耗量,長期累積下來所節省的能源,可降低核能發電時所產生的核廢料或火力發電產生的二氧化碳,降低對環境的衝擊,也能達到節約能源的效果。

地下水人工補注

地下水人工補注 (Managed Aquifer Recharge, MAR)
國立臺灣大學環境工程學研究所博士後研究員 簡義杰

何謂地下水人工補注?

地下水人工補注 (managed aquifer recharge (MAR) or artificial recharge) 係以工程的手段,將截留雨水、暴雨逕流與經過初步處理之生活污水等水源,以注入井或土壤滲濾的方式補充地下含水層,利用土壤滲濾及(或)含水層中的淨化機制,達成處理、儲存與再利用水資源的目的 (Bouwer, 2002; Dillon, 2005; Regnery et al., 2013)。

此方法又稱為 artificial recharge、enhanced recharge、water banking 與 sustainable underground storage 等。地下水人工補注技術的應用在歐洲及美國已分別有 100 年及 50 年,澳洲近年來也積極評估此方法以紓解水資源逐漸短缺的壓力。

土壤液化之工程面向

土壤液化之工程面向 (Soil liquefaction from engineering aspects)
國立臺灣大學土木工程學系 楊翔文

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。

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。

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