海洋科技季刊
首頁 > 海洋及水下科技季刊 > 一0四年度第二十五卷第二期
『海洋環境影響與監測技術』專輯
目  錄 封面
「海洋環境影響與監測技術」專輯序言
南港空難水下失蹤人員搜尋作業探討
高解析地層剖面調查於填海造陸工程之應用
高精準深海海床調查與採樣技術
以結構方程模式進行澎湖海域生態系影響預測之研究
創新海岸防災觀測與預測科技
港灣底泥監測與處理技術
潛艦人員逃生及救援技術發展
自主式水下無人載具於沈船殘骸勘查的應用實例-墨西哥灣區的深海考古作業
海洋及水下科技季刊一0四年度第二十五卷第二期封面


「海洋環境影響與監測技術」 專輯序言
(第二十五卷第二期-序言)
摘要

 本期專輯「海洋環境影響與監測技術」為主題邀請6篇文章;另有2篇海洋科技報導。

 第一篇田文敏撰寫「南港空難水下失蹤人員搜尋作業探討」乙文,由國立中山大學水下搜尋團隊於復興航空班機南港空難事件,以底床固定型掃描式聲納系統,針對南湖大橋區域,進行以底床細部探測作業為主體的失蹤人員搜尋作業,以協助釐清最後三名失蹤人員與此區域的關連性。第二篇邱協棟、馬玉芳、許鶴瀚、陳姿婷、劉家瑄、姚大鈞等撰寫「高解析地層剖面調查於填海造陸工程之應用」乙文,以南星計畫為我國近年來持續進行的大規模填海造陸計畫之一,藉由海床底質聲納與反射震測的地球物理調查方式,以獲得高解析的地層剖面資訊,並加以評估當地的地質條件。

另外,馬玉芳、邱協棟、陳姿婷、許鶴瀚、劉家瑄等提出「高精準深海海床調查與採樣技術」,介紹高解析度海床調查在國際上的發展趨勢,闡述水下定位的原理與校正方式,並舉出臺灣研究船於底拖式攝影系統、準確岩心採樣與自主式水下無人載具的調查實例。第四篇專文由方祥權「以結構方程模式進行澎湖海域生態系影響預測之研究」一文,以利用結合因素分析及路徑分析的高階統計方式-結構方程模式進行數理解析,顯現具有量化環境系統中主要變動因素(含特定人為干擾)對生物產生直接及間接影響複雜關係的解析力。再者,林演斌、范揚洺、吳立中等針對「創新海岸防災觀測與預測科技」,介紹成功研發觀測與預測的創新技術,包括河口及海岸GPS潮位波浪觀測、非接觸式海洋遙測技術及波浪系集預測技術。最後一篇,由董正釱、陳秋妏、陳志峰、朱韻如、洪彰懋、羅建育等撰寫「港灣底泥監測與處理技術」一文,針對港灣底泥樣品組成、粒徑分級及最佳化之重金屬淋洗、礦化有機物之處理技術進行介紹,並以高雄港浚泥品質、減容減量及資源利用處理可行性之研究進行案例探討。

 

 另外, 陳昌宗以「潛艦人員逃生及救援技術發展」一文介紹潛艦救援技術、人員逃生訓練及裝備的提升,加上水下救援載具技術的保障,有效提升整體救援的成功率。吳東明介紹「自主式水下無人載具於沈船殘骸勘查的應用實例-墨西哥灣區的深海考古作業」一文,報導在墨西哥灣區水域中,使用自主式水下無人載具裝備,可擴大墨西哥灣區考古學領域的研究視野。

 

專輯主編:簡連貴/國立臺灣海洋大學河工程系教授、近海防災中心主任

         中華民國海洋及水下技術協會祕書長

     黃清哲/國立成功大學水利及海洋工程學系教授、近海水文中心主任

     董正釱/國立高雄海洋科技大學教授兼研發長

   

南港空難水下失蹤人員搜尋作業探討
(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)
摘要

 復興航空公司GE 235班機基隆河內溝溪段墜機事件中(南港空難),國立中山大學水下搜尋團隊,以底床固定型掃描式聲納系統,針對南湖大橋區域,進行以底床細部探測作業為主體的失蹤人員搜尋作業,以協助釐清最後三名失蹤人員與此區域的關連性。

 根據探測結果顯示,基隆河南湖大橋區段內水下環境與底床地貌特徵,可分為六個類型,按上游至下游的順序分別為:流道區、上游區、潛堤區、堆積區、侵蝕區以及下游區等。其中流道區、潛堤區與侵蝕區等類型之外觀特徵,以裸露之混凝土質塊體為主體,地形崎嶇。而上游區、堆積區與下游區之外觀則以平坦的沉積物為主要特徵,未完全掩埋之混凝土質立方體則以散點狀的方式,分布於局部區域。在結合水下環境與底床地貌特徵資訊的程序下,針對失蹤人員進行的聲納影像判讀,共計標定出25組疑似目標物。在分布位置的統計上,以侵蝕區佔的比例最高(52%),流道區與潛堤區居次(20%與16%),上游區、堆積區與下游區標示的比例則較低(全部僅佔12%)。漂流或懸浮物體在通過南湖大橋河段時,最易遭到欄阻而停留的區域,包括潛堤區以及侵蝕區中獨立樁至群樁之間的區域。在水下搜尋作業過程中,建議將上述二區域列為優先執行區域。

 本案中最後3名失蹤人員與南湖大橋區域的關連性,經水下聲學探測與潛水人員完整的驗證作業,得以證實。其中2名失蹤人員於潛堤區尋獲,第3名失蹤人員則經證實不存在於探測區域以內。事實上,最後一名失蹤人員最終於成功橋上游區域(墜機地點下游3,000m處)尋獲。失蹤人員的尋獲時間,在統計分析上,呈現二個獨立群組的現象。其中於第三日與第四日尋獲之失蹤人員(第一群組、9名),以位於平坦底床區域為主(僅1名例外)。第八日與第九日尋獲者(第二群組、3名),則位於崎嶇底床區域。因此,以潛水人員觸覺為主體的水下搜尋作業模式,對於平坦區域而言,在短時間內即能夠有效完成目標物之搜尋與確認。然而此種搜尋作業模式,對於崎嶇底床區域而言,則具有限制性與執行過程中無法有效確認的障礙,對於整體搜救行為的時效性易造成不利的影響。

 

關鍵字:水下環境、底床地貌特徵、掃描式聲納、水下失蹤人員、南港空難。

 

 

作者:田文敏/中山大學海洋環境及工程學系 副教授

 

高解析地層剖面調查於填海造陸工程之應用
(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)
摘要

 填海造陸工程可在沿海區域取得海埔新生地,在土地利用以及經濟上可帶來相當大的助益,但其在環境與生態方面的相互影響,則是決定該區域能否永續發展的關鍵。南星計畫為我國近年來持續進行的大規模填海造陸計畫之一,藉由海床底質聲納與反射震測的地球物理調查方式,可獲得高解析的地層剖面資訊,並得以評估當地的地質條件。調查結果發現,南星計畫調查區沈積物組成以砂質沈積物為主,鳳山背斜與泥貫入體為主要的活動構造,部分地區也可觀察到泥貫入體與泥火山發育所造成的淺層地層擾動現象。地球物理的調查結果顯示,南星計畫調查區屬一活動的地質環境。

關鍵詞:填海造陸、南星計畫、反射震測、海床底質聲納

 

 

作者:邱協棟/國立臺灣大學海洋研究所

   馬玉芳/國立臺灣大學理學院貴重儀器中心

   許鶴瀚/國立臺灣大學海洋研究所

   陳姿婷/國立臺灣大學海洋研究所

   劉家瑄/國立臺灣大學海洋研究所

   姚大鈞/亞新工程顧問集團,現任職Eos Rhea Metis, Ltd.

高精準深海海床調查與採樣技術

(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)

摘要

  高解析度的精準海床調查是近代海洋研究中的突破重點之一,對於自然災害評估、深海生態系研究與新能源的探勘有很大的幫助。而掌握精準海床資料的關鍵,水下定位的技術與水下載具的應用便是其中的核心。本文介紹高解析度海床調查在國際上的發展趨勢,闡述水下定位的原理與校正方式,並舉出臺灣研究船於底拖式攝影系統、準確岩心採樣與自主式水下無人載具的調查實例,以說明高解析度的精準海床調查在臺灣海洋研究上的應用。

 

關鍵字:高解析度、海床調查、超短基線定位、深海底拖式攝影系統、水下無人載具

作者:馬玉芳/國立臺灣大學理學院貴重儀器中心

   邱協棟/國立臺灣大學海洋研究所

   陳姿婷/國立臺灣大學海洋研究所

   許鶴瀚/國立臺灣大學海洋研究所

   劉家瑄/國立臺灣大學海洋研究所

 

 

 

 

以結構方程模式進行澎湖海域生態系影響預測之研究
(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)
摘要

  澎湖內海海域生態狀況不佳,漁業資源下降,珊瑚礁生態系有逐漸衰敗的現象,研究歸納澎湖珊瑚礁面臨的破壞因子為沉積物污染、有機物污染、海洋遊憩活動或漁業行為的破壞。因此,橋樑改建對海域生態的改變為何?由於野外環境變動複雜,要以傳統的分析方式釐清生物與環境間的變動關係相當困難,對於特定人為干擾產生海域生態影響的量化評估更不容易。本研究利用結合因素分析及路徑分析的高階統計方式-結構方程模式進行數理解析,顯現具有量化環境系統中主要變動因素(含特定人為干擾)對生物產生直接及間接影響複雜關係的解析力。

關鍵字:結構方程模式、路徑分析、內海、海域生態

 

 

作者:方祥權/國立澎湖科技大學助理教授

創新海岸防災觀測與預測科技
(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)
摘要

 本研究成功研發觀測與預測的創新技術,包括河口及海岸GPS潮位波浪觀測、非接觸式海洋遙測技術及波浪系集預測技術。河口與海岸地區之實測潮位資料可作為河川洪水演算之臨海邊界條件,然而部分河口及海岸地區因為缺乏構造物,難以架設作業化潮位計,本研究結合RTK GPS與資料浮標技術成為GPS浮標,經證實GPS浮標已具備即時觀測潮位與波浪能力,且作業化之加速度型波浪感測器與RTK GPS的觀測資料比較,顯示兩者的示性波高、平均週期、主波向、一維波譜、方向波譜及波浪水位時序列誤差皆極小。相較於現場量測是將儀器放置於海水中,藉由量測海水的一些物理或是化學現象隨時間變化之特徵,取得所需海洋環境資訊,遙測則具有隔空探測與廣景覽要的優勢,可與現場量測技術相互搭配,藉以獲取更完整的海洋環境資訊。本研究透過雷達觀測結果與現場同步觀測數據之交互比對,驗證X-band雷達技術則應用於波浪、海流、近岸地形與溫排水偵測之可行性。除了掌握現在,預測未來的變化亦不可或缺,然而傳統的數值波浪預報為單一模式預測,這種決定性的預測無法掌握預測過程中的不確定性,同時亦無法提供預測過程中的不確定性資訊,本研究研發極端波浪系集預測,並率先採用區域加權學習方法於波浪預測領域,驗證顯示確實可掌握大部份的颱風波浪。

作者:林演斌/國立成功大學近海水中心計畫經理

   范揚洺/國立成功大學近海水文中心研發組組長

   吳立中/國立成功大學近海水文中心專案助理研究員

港灣底泥監測與處理技術
(第二十五卷第二期-海洋環境影響與監測技術)
摘要

 港灣為能維持船舶航行適當水深,需定期對港灣內因河川、漂砂及其它來源帶入之沉積物進行疏浚作業,然而全國底泥年浚量合計約數百萬噸,以高雄港為例便高達年浚量50萬噸。因此,各港務單位每年均須投入相當的費用,辦理港池及航道的疏浚工作。然而,因高度工業發展使得許多未經處理或不當處理之工廠廢水與家庭污水經河川或直接排入港內,且這些污染物容易集中安定化在底泥顆粒中,因而造成在工業區、河口及沿岸區域之底泥通常會呈現高重金屬富集與高有機負荷之情況。因此,疏浚底泥的品質及處置方式逐漸受到重視,且現行針對港灣污染底泥尚未有成熟之處理技術。本團隊過往長期累積監測我國港灣水質與底泥品質相關背景資訊,並於近期著手規劃建立全國性港灣浚泥處理中心,執行浚泥監測分析、影響評估、底泥處理程序及資源永續等工作。故本文針對港灣底泥樣品組成、粒徑分級及最佳化之重金屬淋洗、礦化有機物之處理技術進行介紹,並以高雄港浚泥品質、減容減量及資源利用處理可行性之研究進行案例探討,以供未來政府相關單位決策及底泥管理議題之參考。

 

 

作者:董正釱*/國立高雄海洋科技大學 教授兼研發長

   陳秋妏、陳志峰、朱韻如、洪彰懋、羅建育

 

↑回目錄

 

潛艦人員逃生及救援技術發展
(第二十五卷第二期-海洋科技報導)
摘要

 潛艦救援的使命是為失事潛艦實施海底救援,盡最大能力減少事故損失[註1]。出於人道考量,潛艦救援不僅是技術問題和軍事問題,也將衍生成政治問題,更攸關軍隊士氣與國家形象。近年來各國海軍藉由海上聯合軍事演習執行潛艦救援訓練,儼然成為展現海軍實力的另一扇門。

 當潛艦成為水下戰力的同時,潛艦事故的逃生及救援技術問題也就孕育而生。隨著潛艦設計有了待援艙間,並且有充足的食物及飲水,可供潛艦內待援的人員有充份的存活時間,但救援環境未必如大家所想像的順利,在潛艦水下救援載具持續發展的同時,人員逃生訓練及裝備的提升也是一大關鍵,若人員逃生訓練加上水下救援載具技術的保障,其整體救援的成功率將能有效大幅提升。

關鍵字: Submarine Rescue、SRDRS、NSRS、DSAR-6、ISMERLO

 

 

 

作者:陳昌宗/海軍水下作業大隊

↑回目錄

自主式水下無人載具於沈船殘骸勘查的應用實例-墨西哥灣區的深海考古作業
(第二十五卷第二期-海洋科技報導)
摘要

 為求滿足油氣產業廠家的需要,在墨西哥灣區海域中,C & C科技公司首先引進第一套商用自主式水下無人載具(AUV)。在西元2001年,經由康士堡海事科技公司所命名為C-Survey高精度自主式的福進水下無人地質探查系統(HUGIN System),即在墨西哥灣區水域開始進行水下探勘作業。在墨西哥灣及地中海等水域中,C & C科技公司所屬自主式水下無人載具亦被廣泛應用,其所屬水下載具設備上裝置有海底地形測繪系統、聲頻海底地層剖面儀系統,及配置可用120/410千赫及動態230/410千赫的雙頻側掃聲納系統,藉以探尋歷史記錄的水下沉船殘骸。其中總計有發現到1艘德國潛艇,二次大戰期間沉沒的1艘英國航空母艦,二十世紀初期的1艘蒸汽快艇,及十九世紀或更早期的數艘木船等殘骸。該自主式水下無人載具裝備的2種基本調查作業方式為:1.大範圍調查及2.特定地點調查等,其中大範圍調查的目的在於顯示出大區塊的海床,並且找出未來可能需要調查的地點;特定地點調查的目的在於針對目標地點進行蒐集資料,以便實施後續的詳細分析及計畫研擬等作業。在墨西哥灣區水域中,使用自主式水下無人載具裝備,正可擴大墨西哥灣區考古學領域的研究視野。由於新應用科技設備的發現,沈船地點保護的相關法規亦隨之研發開來,並且更多有關墨西哥灣區海域的水下遺物資訊,對於早期所應用的海事科技亦可獲得更多的認識。

 

 

 

作者:吳東明/中央警察大學水上警察學系所專任教授

 

↑回目錄

 

若欲索取詳細資料請參閱出版物訂購單或來電洽購,季刊每本售價新台幣200元
   連絡電話:02-87716708 黃郁媚小姐