海洋科技季刊
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『海砂資源開發專輯』
目  錄 封面
「海砂資源開發專輯」序言
海域砂石資源調查技術
海砂開採技術探討
台南近海海砂試採作業環境影響分析
海砂做為混凝土細骨材之特性
海砂開採之投資效益與行銷規劃
訪問中山科學研究院劉所長金陵博士談推動國內水下偵搜與打撈技術及未來因應之道
近岸海域溢油污染之漂移擴散研究
美國夏威夷大學海下研究實驗室與海洋考古簡介
訪問台中港務局黃局長清藤談國際商港-台中港之潛力與未來之展望
水下攝影的理論與實踐(三)各種鏡頭的特性與使用
海洋及水下科技季刊八十七年度第八卷第三期封面


「海砂資源開發專輯」序言
(第八卷第三期-序言)
摘要

 砂石為各項建設所必須之基本原料,其需求量龐大,對國家經濟發展、提升人民生活品質影響極大。由於長久以來台灣地區之砂石料源過度依賴河川供給,致使河川可開發使用年限大幅縮短,如同許多已開發國家一樣,台灣地區已面臨河川砂石枯竭之困境。政府為解決砂石短缺問題,業已謀求相關替代來源以為因應,而海域砂石資源調查及開發即為其重點措施之一,並已於八十八年度假台南外海進行海砂試驗開採及除鹽示範場建立,一方面藉由實際運作中累積經驗及科學實證訂定相關技術規範及作業準則,以免開發不當對環境產生負面影響,一方面引導業者進入此一新興產業領域,共同為將來海域砂石資源開發建立一有秩序之開發示範,以免品質不佳影響工程安全。

 海域砂石資源開發利用在許多先進國家(如英國、日本)已行之多年,其技術已相當成熟,但開採技術不當,對海岸環境影響很大,因此不論是在探勘、開採、生產、設備、法令、及環境等各方面,均需要有特殊的技術及考量。業者雖然有極高之興趣,仍不敢冒然投入。但在政府及研究機構多年的努力研究及推動下,海域砂石資源開發已漸趨成熟,為因應此一趨勢,特邀請國內在此方面之專家學者,就海域砂石資源探勘技術、開發技術、環境影響分析、混凝土利用及其經濟效益等提出精闢之論著,編纂此一專輯供各界參考。

 砂石是一種體積龐大、重量又重之材料,並不適合遠距離搬運,因此『因地制宜,就近供應』實為最佳化之 原則,此時應積極建立砂石資源分級利用之技術規範及制度,使不同品質特性的砂石都能有最佳化之利用模式,另須針對各區域之砂石資源及環境特性規劃調配最佳供應方案,以減低砂石的運輸成本。在此,希望國內各相關單位都能摒除己見共同攜手合作,從政策、法令、技術、實務等方面建立紮實基礎,營造有利之環境,共同迎接有秩序、有效率「新砂石產業時代」之來臨。


作者:陳陵援/工研院能資所 所長

   陳筱華/工研院能資所 研究員

海域砂石資源調查技術
(第八卷第三期-海砂資源開發專輯)
摘要

 資源調查與評估為資源開發的首要工作。本文將介紹目前用於海域砂石資源調查的相關技術,主要包括海上定位與導航技術、海底地形測量技術、海床地貌測繪技術、海底剖面探測技術以及沉積物採樣分析技術等。此外,並略述國內外海域砂石資源調查的現況。

 

關鍵詞:海域砂石、全球定位系統、側掃聲納、剖面儀


作者葉春爐/工研院能資所海洋資源室 副主任

   駱承利/工研院能資所研究所 研究員  


海砂開採技術探討
(第八卷第三期-海砂資源開發專輯)
摘要

 因應即將到來的海砂資源利用時代,國內尚缺乏骨材用海砂的開採經驗,本文將對海砂開採相關技術,包括:開採方式、船舶機具、排砂上岸等技術作介紹探討,同時也建議台灣地區初次海砂試採作業可行之開採技術模式。 

作者:陳嘉元/成大造船工程所碩士、工研院能資所研究員

   連永順/成大水利及海洋所碩士、工研院能資所海洋資源室主任

   駱承利/文化大學海洋所碩士、工研院能資所海洋資源室副主任

   顏志偉/成大水利及海洋所博士、工研院能資所研究員


台南近海海砂試採作業環境影響分析
(第八卷第三期-海砂資源開發專輯)
摘要

 由於河砂開採逐漸受到限制,陸上砂石的供應已面臨不足之問題。為了解決砂石欠缺之問題,於經濟部委託工研院能資所執行之科技專案「水土資源開發與保育技術發展五年計畫」中,自民國86年度起即開始評估海砂開採之可行性,以利逐年取代河砂之地位。於「水土資源開發與保育技術發展五年計畫」研究工作中,海砂試採之環境影響評估列為研究工作之重點。因此,本研究即蒐集海砂試採計畫中涉及環境影響之各項相關資料,並依據環保署民國86年12月發佈之「開發行為環境影響評估作業準則」,針對台南外海之海砂試採計畫作環境影響之模擬與分析,盼能深入了解海砂試採對環境之衝擊,並祈透過全方位而詳盡之規劃,能防範環境衝擊於未然,並達到資源開發同時兼顧環境保育之目的。


作者:陳筱華/工研院能資所研究員兼水資源研究室主任

      「海下技術季刊」專欄主編

海砂做為混凝土細骨材之特性
(第八卷第三期-海砂資源開發專輯)
摘要

 隨著經濟發展的進步,國內土木工程建設蓬勃發展,混凝土材料中所需的骨材用量日趨增大,而河川砂石採掘殆盡,砂石資源之開發刻不容緩。海砂作為細骨材之利用英日等國已使用多年,而且使用量仍然持續在成長,但在國內目前尚未有正規化的使用經驗。

 海砂之生成環境特殊,使其在先天上具有淘選佳、粒徑小、粒型圓、貝殼多、鹽份高等物理與化學特性。除了粒型之外,其它特性均不利於把海砂當作混凝土細骨材使用。國內有關以海砂作為混凝土細骨材的研究,從砂漿試驗以至混凝土試驗均有不少成果。但過去的研究僅限於利用海灘砂作為研究材料,真正以採自海底的海砂作為研究對向者則付之闕如。此外以往之研究,未曾有將洗過鹽後的海砂來作試驗。由甚多的研究報告已知未洗海砂中的氯離子及硫酸根離子,其或可少許提高混凝土的抗壓強度,但對混凝土的耐久性、安全性有不良的影響,會加速鋼筋的腐蝕。雖有一些研究以特殊水泥或腐蝕抑制劑使用等來解決此困難;但最簡便可行的方法是除鹽,故在國外海砂利用均經過除鹽過程來加以利用。

 經過除鹽後的海砂,使其鹽份降至一定的標準以下,則其性質應與一般河砂無異。然而除貝殼含量需留意外,台灣沿岸海底的砂石分佈和特性,至今雖仍未十分清楚,但從為數不多的研究發現其粒徑均細小而均一,尤其是在西海岸,其細度模數約在0.8∼1.4。此種粒徑小而均一的海砂若是作為細骨材,是無法被傳統的混凝土規範所接受。在國外的海砂使用上似乎也未曾有此經驗,此種海砂若未經充份研究謹慎使用,其將明顯的造成強度等混凝土材料品質的低落,影響結構物的安全性。

 雖然目前國內用的海砂尚未開發作為細骨材的使用,但以我們也是海島國家的環境而言,其仍是勢在必行。海砂的開採到使用,從蘊藏量的調查、相關法令的配合、海運系統的建立、開採的船舶機具的整備、以至於除鹽設備的完成等有一連串的工作要去進行。但在此之前,國內的海砂是否適於當作混凝土的細骨材來使用,這工程技術上的問題,則是首先必需先去面對的問題。當作細骨材使用,國內海砂算是品質不良。據各相關的研究報告指出,國內海砂偏於粒徑小、背殼含量多的缺點。有關貝殼含量對混凝土工程性質的影響,有關粒徑小的問題,國外似乎也缺乏這方面的經驗可供參考。本文研究是以國內各地的除鹽後海砂為對象,探討由這種海砂作成的混凝土的各種工程性質,檢討其與一般的(河砂混凝土有什麼區別,來作為日後海砂開採使用的參考。


作者:郭一羽/中華大學校長


海砂開採之投資效益與行銷規劃
(第八卷第三期-海砂資源開發專輯)
摘要

  台灣砂石供應來源的多元化,已為主管機關、研究機構、營建運業等各界所共識,政府也早已進行規劃調查陸砂、農砂、海砂蘊藏量分析、品質分析、開採技術等各方面的研究,已有顯著的成果,而業界也積極投入生產、開發、銷售等各項準備工作,未來台灣砂石產業結構將會重新組合,一方面是產品結構的變化,不再是由河砂獨霸市場,陸砂、農砂、海砂、甚至進口砂都將佔有一席之地,另一方面,新的料源將會吸引新的競爭者,從事海事工程業者可能進入海砂業,土地開發業者有可能進入陸砂、農砂業,貿易商有可能進入海砂、陸砂或農砂,而營建業為追求垂直整合也有可能介入海砂、陸砂或農砂,砂石業之競爭情況將更激烈。海砂的開採條件遠比其他料源複雜,投資額也較大,所以必須仔細評估投資的可行性,以降低投資風險,爰此,本文將從企業營運的觀點來分析投資海砂的成本效益,供相關單位參考。


作者:黃宗能/工研院工業經濟研究中心研究員

   陳素娟/實踐大學企管系副教授


訪問中山科學研究院劉所長金陵博士談推動國內水下偵搜與打撈技術及未來因應之道
(第八卷第三期-專訪)
摘要

 中山科學研究院為本協會團體會員,經由該單位林博士武文的協助,本期人物專訪列車,駛向中山科學研究院第三研究所,訪問該所負責人---劉所長金陵博士,請其就服務於中科院之感想作深入之訪談。以下就整理出此次專訪的內容,提供本會全體會員及讀者參考。

 劉所長為美國普渡大學電機博士。歷任中科院之組長、副所長,現任中山科學研究院第三研究所所長。其專長以微波、電晶體及通訊等見長。


作者:張順雄/國立台灣海洋大學電機系教授兼系主任

       「海下技術」季刊副總編輯

   許盛隆/榮民工程公司秘書處副處長兼出版組主任

       「海下技術」季刊專欄主編


近岸海域溢油污染之漂移擴散研究
(第八卷第三期-技術研究)
摘要

 油品為國家民生、經濟發展重要能源,然國內資源缺乏,全賴進口,若有不慎溢油污染對海洋環境之衝擊可謂相當嚴重,尤其造成近岸海域及潮間帶之生態結構及食物鏈遭受破壞;目前各國溢油模式紛雜且各有其適用範圍及限制因素,故自行發展適應國內環境之溢油模式是有其必要性。本文採粒子模式與MIKE21水理模式之非耦合連結組成溢油模式運動及延散模擬之骨幹,另外再結合動力擴張、蒸發、溶解、岸邊沉積等機制使模式更形完整。本文包括模式之測試及應用實例之模擬,以確切表現本模式之實用性及其功能並結合影像顯示,以數值演算作背景,而前景則立刻顯示油污移動分佈之情況。如此,可提供即時模擬供判斷及處理溢油可能之漂移方向及其範圍,降低所有災害至最低點。本模式使用極具彈性,可依問題之不同而適時修改供特殊問題應用。 


作者:龔誠山/中興工程顧問公司雲林離島式基礎工業區開發計畫協理

   陳宜清/中興工程顧問公司雲林離島式基礎工業區開發計畫工程師

   蘇國旭/中興工程顧問公司雲林離島式基礎工業區開發計畫工程師

   鄧耀里/中興工程顧問公司雲林離島式基礎工業區開發計畫工程師

美國夏威夷大學海下研究實驗室與海洋考古簡介
(第八卷第三期-新知)
摘要

  為建立與促進海下技術之國際合作與交流,在本院的支持下與本校機械系程啟正老師造訪夏威夷大學海下研究實驗室及海洋考古學程。茲將此行見聞簡略記述,以為參考。

 夏威夷海下研究實驗室(Hawaii Undersea Research Laboratory, HURL)接待者:John Wilshire, Associate Director

 簡介

 夏威夷海下研究實驗室成立於1980年7月,是美國國家海洋與大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) 所支援成立的六個國家級海下研究中心之一。該實驗室主要的任務為太平洋區深海研究,並經由計畫申請建立特定研究主題,同時亦接受民間與政府之委託計畫,參與太平洋區國際大型研究計畫。


作者:劉金源/國立中山大學海下技術研究所教授

       海下技術協會出版委員會專欄主編 

訪問台中港務局黃局長清藤談國際商港-台中港之潛力與未來之展望

(第八卷第三期-專訪)
摘要

 為因應未來我國加入世界貿易組織(WTO),商務往來及船務需求量勢必擴增,且為配合未來台灣成立亞太營運中心之需,本刊特開闢有關港務局之糸列報導。第二站開往台灣中部新建的國際港-台中港,請黃局長就本主題-「談國際商港-台中港之潛力與未來之展望」作深入之訪談。台中港務局黃局長清藤先生為本協會理事,學經歷豐富,且台中港務局亦為本協會之團體會員。今將訪談內容整理於下,以饗本刊全體會員及讀者。   


作者:張順雄/國立台灣海洋大學電機系教授、系主任

      「海下技術季刊」副總編輯

水下攝影的理論與實踐(三)

(各種鏡頭的特性與使用)

(第八卷第三期-技術研究)
摘要

 鏡頭是攝影機的眼睛,也是攝影者和外界溝通、表達意念唯一的工具。不論是在陸上或水下,鏡頭給予人們的視覺效果與感動是相同的。因此了解鏡頭特性並加以善用,是每一位攝影者必備的知識。本次的專題就針對各種鏡頭的特性加以解說,先使讀者了解選擇不同的鏡頭對畫面成像的影響,再就水下攝影活動時的鏡頭選擇與成像的影響再作解說,希望讀者有一個完整的鏡頭與成像的概念。在最後是鏡頭及成像的專有名詞解釋,若讀者在讀本文時,若有專有名詞的疑問,請先參考名詞解釋。至於節省過多底片的測試開支、省下購買錯誤鏡頭的支出,筆者還覺得是件事,我認為重要的是可以避免或減少作業前的水下測試、以提升工作效率及滿意度。避免不必要的下水支出及減少危險發生的不二法門。


作者:朱雲瑋/省立鳳山高中攝影社指導老師

       國立中山大學海洋科學研究中心研究助理  

 

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