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海岸工程領域歐洲學術考察

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Academic year: 2021

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(1)

行政院國科會

海岸工程領域歐洲學術考察

報告

姓名:陳陽益

單位:國立中山大學海洋科學學院海洋環

境與工程學系

中華民國 96 年 9 月 29 日

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摘 要

海岸工程領域歐洲學術考察團受國科會補助,於本(96)年 7 月 3 日至 16 日前往波蘭與德國進行參觀訪問,參訪目的除了瞭解波蘭與德國海岸工 程最新研究概況,做為未來合作研究基礎外,還包含了商談已有初步接觸 的國際合作事宜。此行合計拜訪四個波蘭與德國的研究單位,如下,另外 還拜訪了波蘭科學院本部以及我國駐波蘭代表處。

․德國達姆城科技大學水利研究所 (Institute of Hydraulic and Water Resources Engineering, Darmstadt University of Technology)

․波蘭科學院水科學工程研究所(Institute of Hydroengineering, Polish Academy of Sciences)

․德國柏林科技大學水資源管理與水文系統模式系 (Department of Water Resources Management and Hydrosystemmodeling, Technical University of Berlin)

․德國漢諾威大學 Franzius 水利與海岸工程研究所(Franzius-Institut for Hydraulic, Waterways and Coastal Engineering, University of Hannover) (因本人於 96 年 7 月 12 日回國出席行政院海洋事務推動委員會,故後二 個無參加) 本次參訪過程中,雖以室內研討較多,但波蘭科學院也安排現場參觀 行程不少,協助筆者瞭解波蘭在波羅的海的海岸保護策略與方法,瞭解他 們感興趣的課題,提供未來合作方向的思考。本次的參訪行程雖緊湊卻很 有效率,並獲得以下幾點具體成果,詳細過程請參閱報告內容, ․ 與德國達姆城大學討論獲得結論,明年八月在該校舉辦中德海岸與 海洋工程研討會,德方向該國政府申請至少十位我方與會人員的經 費補助,我方代表團以成功大學帶隊,成功大學水利系主任許泰文 教授為我方負責人,筆者為我方代表團部份主要召集。 ․ 與德國羅斯托克大學討論獲得結論,該校將組織教授團前來成功大 學開授國際課程,題目為海岸保護(Coastal Protection),活動經費由 德方向該國學術交流總署(DAAD)申請,課程將在成功大學水利系 舉行,筆者與成大的近海水文中心將協助辦理相關事宜。

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․ 波蘭科學院科學技術部門主管承諾繼續支持成功大學水利系與近 海水文中心故國內相關大學如中山大學海科院和該院水科學工程 研究所(IBW)的國際交流計畫,明年度將派兩位研究人員來台討論 進一部合作事宜,包含共同發表論文與合作計畫。 本次行程受到國科會高度重視,國科會駐捷克代表處科技組(負責波蘭 科技交流事宜)謝水龍組長與駐德國代表處彭雙俊組長均分別全程參與筆 者的參訪與研討活動,他們都指出我們的交流活動獲得了具體的推動方 向,國科會將繼續給予支持。 本次行程承蒙國科會補助,使所有行程得以順利完成並獲得具體成 果,筆者特表謝枕。

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目 錄

摘要... i 目錄... iii 一、背景... 1 二、目的... 3 三、參訪行程... 4 四、參訪成員... 5 五、參訪過程詳述 ... 6 六、具體成果... 26 附錄一:與波蘭科學院海岸研究所簽署之合作備忘錄 附錄二:佐證相片

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一、背景

台灣地區地狹人稠,三分之二的土地面積為山區,平地為極為珍貴的 資源。但近年來隨著工業發展,經濟活動的熱絡,土地的需求更為殷切, 故對海岸地區的開發利用成為不可避免的趨勢。台灣海岸地區海氣象環境 十分惡劣與嚴苛,西岸的潮差可達四公尺以上、東岸受太平洋大洋波浪直 接的沖撃;每年冬季受強勁的東北季風及其產生的湧浪的影響;夏季更常 受颱風波浪之侵襲,造成台灣沿岸的侵蝕、溢淹及地層下陷的問題非常嚴 重,如何在災害的威脅下,與大自然和諧共存,適當地從事土地開發利用 且能兼顧環境保育,是當前面對的重要課題。 近年來,全球暖化的議題逐漸被重視,根據台大海研所施學銘(1995) 的研究,台灣地區海平面的上升幅度將與世界平均值相同,然而,台灣的 低窪地區,如西部沖積平原和宜蘭平原尚有超抽地下水而導致地層下陷的 問題,兩者綜合起來的效果,60 年後相對海平面即可上升 1 公尺。台灣西 部之潮埔地平均之近岸坡度為 1/1000,海水面每上升 1 公分,海岸線將後 退 10 公尺。海水面的上漲,除了造成海岸線向陸側後退外,還會抬高波 浪,影響潮汐系統,增加暴潮高度,從而影響到海岸侵蝕的速度與位置。 波浪自外海傳送到岸邊向海岸接近時,也會因水深增加,波浪摩擦海底損 失的能量較原先為少,淺化效減低,波浪的能量將直接衝擊自然海灘及海 堤,增加侵蝕的能量,海岸的防波成本將隨之成倍增加。雖然海岸防護工 程雖能一時解決短期之海岸災害問題,但就更長期的維修成本、社會成本 及預期效益的增損而言,則亟需更長期的監測研究及更宏觀的評估、檢討。 相對於台灣嚴苛的海岸環境,德國和波蘭所面臨的北海和波羅的海的 海 岸 環 境 也 有 類 似 情 形 , 德 國 面 對 北 海 的 Niedersachsen 與 Schleswig-Holstein 省沿海地區,在西風盛行期間,易發生四公尺以上的氣 象暴潮(storm surge)。而在波羅的海沿岸則有海岸侵蝕現象發生,海岸線每 年平均退後達 2.5 公尺。由於這些災害發生地點多為國家公園生態保護區 或是濱海遊憩觀光據點,傳統防災工程或海岸保護工法,因其對自然生態 及景觀有破壞的疑慮而未能為民眾廣泛接受、採納應用。如何取得自然環 境、生態環境、景觀與國土保護等與海岸工程間的平衡,達到人類與自然 環境和諧共存,是德國和波蘭目前正面對的挑戰。

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簽訂「中波科技合作協議」。波蘭科學院的主要任務為從事科學研究發展, 以對於大變化提出預警供政府及民間諮詢。該院共有八十二個研究所,約 九千五百人,其中四千人為研究人員,每年有一百多件國際合作計畫。至 於 德 國 , 本 國 國 科 會 早 在 1988 年 即 與 德 國 研 究 基 金 會 (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) 、 德 國 學 術 交 流 總 署 (German Academic Exchange Service, DAAD)等單位均簽訂有雙邊科技合作協議,共同從事科 學研究合作。如上所述,這兩個緊鄰的國家均面對波羅的海,德國是一個 已開發國家,人民對於生活的要求相當高,對海岸的要求更高,不但要能 保護還必須兼顧生態和遊憩,近年來我國推動的海岸生態工法很多即是參 考德國案例;至於波蘭,近年逐漸興起,在東歐將扮演舉足輕重的角色, 國科會持續不斷地在推動與波蘭之間的交流合作,希望能與波蘭間有更進 一步的科技交流活動。因此,國科會核准由海岸工程學門召集人台灣大學 林銘崇教授率領的一個由七位教授組成的團隊前往波蘭與德國考察。 本次行程包含波蘭與德國,波蘭是往昔接觸較少的地方,在國科會的 支持下,五月份兩位波蘭科學院研究人員來訪(執行國科會核准由成功大學 水利系高家俊教授所提出的「Contemporary needs, challenges and problems in coastal monitoring」計畫),讓我方對他們有了初步的認識,此行到波蘭, 主要的任務是瞭解波蘭科學院在海岸工程方面的研究成果,找出雙方可以 合作的課題,另外,瞭解波蘭對於海岸保護的對策,以為國科會推動海岸 工程研究的參考。行程的第二的部分是前往德國拜訪,在海岸工程領域, 由於與德國接觸的早,有些交流與合作已經都在進行中,本次的拜訪對象 是已開始展開的合作對象,希望透過直接的溝通使合作交流更順暢,譬如 和達姆城大學(Darmstadt University of Technology)共同規劃於明年辦理的 中德海岸與海洋工程研討會。詳細的拜訪過程與成果如后說明。

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二、目的

1.瞭解波蘭科學院海岸研究所在海洋與海岸方面的研究進度與成果,藉 由直接對談與研討,尋找雙方感興趣議題,做為未來雙方提出合作計 畫之參考。 2.瞭解波蘭海岸特性與海岸保護方法。 3.商談國際研討會籌辦事宜。 4.瞭解德國最新海岸與水利工程研究進度與成果。

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三、參訪行程

日期 星期 國家 行程

7/3 Tue 台灣 CI061 TPE/FRA 2315/0650+1 出發

7/4 Wed 德國

Arr. 0650 in Frankfurt 抵達德國法蘭克福

Visit Technical University of Darmstadt

拜訪達姆城科技大學

LO356 FRA/GDN 1755/1935 搭機前往波蘭 Gdansk

7/5 Thu Visit Institute of Hydroengineering of Polish Academy of Sciences 拜訪波蘭科學院水科學工程所

7/6 Fri Visit Institute of Hydroengineering of Polish Academy of Sciences 拜訪波蘭科學院水科學工程所

7/7 Sat Gdansk-Warszawa Centralna 0916/1401 by train 前往華沙 7/8 Sun Weekend

7/9 Mon 波蘭

visit Polish Academy of Science Headquarter and ROC Representative Office

拜訪波蘭科學院本部及台北駐波蘭代表處 7/10 Tue Warszawa Centralna - Berlin 1625/2246 by train

7/11 Wed

Visit Department of Water Resources Management and Hydrosystemmodeling, Technical University of Berlin

前往德國柏林,拜訪柏林科技大學 7/12 Thu Berlin - Hannover 1651/1828 by train

7/13 Fri

Visit Franzius-Institut for Hydraulic, Waterways and Coastal Engineering, Hannover University

拜訪漢諾威大學 Franzius 水利及海岸工程研究所 7/14 Sat weekend 7/15 Sun 德國 Hannover-Frankfurt Frankfurt-Taipei CI062 返台 7/16 Mon 台灣 返抵台灣 *本人陳陽益因需於 7 月 12 日下午二時參加行政院海洋事務推動委員 會,故於 7 月 12 日上午返抵台北。

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四、參訪成員

由國科會海岸工程學門所組成的「波蘭-德國海岸工程考察團」計有 七位教授,加上執行國科會 PPP 計畫的成功大學近海水文中心董東璟博士 同行,共有八位成員,由國科會海岸工程學門召集人台灣大學林銘崇教授 率隊,名單如下, 台灣大學 工程科學及海洋工程學系 林銘崇教授 中山大學 海洋科學院 陳陽益院長 成功大學 水利及海洋工程學系 高家俊教授 成功大學 水利及海洋工程學系 許泰文教授 中興大學 土木工程學系 蔡清標教授 海洋大學 河海工程學系 林炤圭教授 成功大學 海洋事務所 李兆芳教授 成功大學 近海水文中心 董東璟博士

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五、參訪過程詳述

(一) 7 月 4 日 拜訪德國達姆城科技大學水利研究所

為了節省時間,做最有效率之應用,筆者一行人於 7 月 4 日清晨約六 點抵達德國法蘭克福機場即前往南邊約 30 公里處的達姆城科技大學 (Darmstadt University of Technology)訪問,參訪的單位是該校的水利及水資 源工程研究所(Institute of Hydraulic and Water Resources Engineering)。

達姆城科技大學在 1826 年創立,當時是一所 technical school,此校已 有 100 多年的歷史。在該校,土木系是創校時就設立的,目前為土木工程 學院,該校土木學群是德國最古老的土木工程教學研究單位之一。在達姆 城大學,水利與水文課程是在 1869 年開始,直到 1990 年,設置了水利及 水資源工程研究所,現任的所長是 Prof. Dr.-Ing, habil. Ulrich C.E. Zanke。 筆者一行人抵達 Darmstadt 略做休息後,即開始拜訪行程,Zanke 教授 安排由其博士班學生 Arron Roland 帶領我們參觀該所的試驗室,瞭解他們 的研究近況與成果,之後再進行座談。 達姆城科技大學水利研究所所長 Prof. Zanke 的專長是河道與海岸輸 砂,其領導的實驗室也以河道與輸沙實驗為主,本次接待人員 Aaron Roland 的專長為波潮流數值模擬,與成功大學水利及海洋工程學系及近海水文中 心均曾有接觸,因此在溝通上少了一層隔閡,對於想瞭解的問題也都能獲 得良好的解答。 達姆城科技大學水利所的實驗室相當大,可同時進行多項實驗,提供 各種模擬實驗,了解大自然物理現象,並給予合理的解釋。進入實驗室首 先碰到的是材料磨損測試機,廠商委託進行材質抗磨強度測試,利用機器 來回搖擺,測試材質抗磨損強度,同時也協助廠商進行輸水幹管內部之耐 磨強度測試。另外還有模擬因為橋墩形狀不佳,造成 eddy flow 及水位抬 昇現象,因此實驗室設計有不同外型之橋墩修正方式,進行模型試驗,找 出最適合之橋墩形狀,以有效降低水位。 目前最大的實驗研究為萊茵河的模型試驗,他們模擬從奧地利到德國 境內萊茵河碰到的問題,早期他們模擬彎曲段的流況,有觀測到次流的現

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象,同時觀測到次流造成侵蝕現象,目前的實驗佈置則是較下游段,包括 從奧地利到德國段,除了縮小的河道地形模擬,還有粗糙度的模擬,他們 進行該河段新橋設置的水工模型實驗,同時進行捕魚設施的模型試驗,另 外進行的電廠放流設施則有 eddy flow 的侵蝕及水位的現象模擬。 另一項實驗則是要測試重力對河道輸砂的影響,因為河道很長,可以 模擬不同坡度條件,同時底床也可改變斷面的側向坡度及形狀,可實際觀 察重力對河道水流及輸砂之影響,如圖 1。還有一個實驗是做橋墩沖刷測 試,一般人僅能測量沖刷深度,但本實驗利用雷射攝影機,可以了解整個 沖刷過程之每個剖面變化,並可提供數值模式的驗證之用,如圖 2。模擬 降雨時滲透水流動狀況實驗,可以控制降雨強度、溫度、坡度。土層上層 為砂質,下層為黏土,一般降雨時僅於砂質中流動,很少滲入黏土層,了 解此一現象對於污水入滲控制有很大幫助。 圖 1 達姆城科技大學水利所利用 圖 2 分別利用雷射攝影機(左)與數值模式 數值模式模擬河道地形變化情形 (右)探討橋墩沖刷情形 達姆城科技大學水利所與成功大學一直保持緊密的合作關係,所長 Prof. Zanke 曾拜訪過成功大學數次,與成大水利及海洋工程學系主任許泰 文教授以及高家俊教授均曾有人員交流互訪的合作計畫,兩校學生間亦保 持良好的交流活動,去(2006)年 Prof. Zanke 還帶領數十名學生前來台灣進 行校外技術參觀(technical excursion),研習我國有關海岸工程方面的研究。 在此良好的基礎下,雙方均認為除了保持目前的現況外,更應該持續進一 步交流,因此在參觀完實驗室後的座談中,Prof. Zanke 當面邀請許泰文教 授擔任他的博士班學生 Arron Roland 的論文指導委員會委員,當該生完成 博士論文的撰寫後將邀請許教授前去德國進行論文口試審查。另外,去年 Prof. Zanke 來訪時雙方曾建立共識,明(2008)年將在 Darmstadt 舉行中德海

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岸與海洋工程研討會,因此座談會中花比較多時間在談論有關研討會的辦 理事宜,經過討論,確定研討會舉行時間為 8/24~8/30,大會秘書是 Arron Roland,我方設立一個聯繫窗口,統一與德方聯繫,由成大許泰文教授擔 任,另外,德方表明將向德國研究協會(DFG)申請支助我國十位研究學者 參與該研討會,Prof. Zanke 表示若無意外,獲得補助的機會幾乎確定,他 要求我方儘速提供十位代表團成員名字與背景資料,他們將在最近送出申 請書。除此,Prof. Zanke 亦說明除了 DFG 的補助之外,他們將嘗試向德 國教育部(Bundesministerium für Bildung und Forschun, BMBF)申請另外十 位名額補助,希望我方能派遣較大型的代表團,與德國海岸工程界相互切 磋交流。 筆者一行人經歷 13 小時的長途飛行後,馬上前往達姆城大學進行 6 個小時的訪問後,於傍晚五點再度回到法蘭克福機場,準備搭機前往波蘭 格但斯克(Gdansk),接續下一個拜訪行程。 --- 註:達姆城科技大學水利所於去(2006)年新製作的系所簡介中,將過去與成功大學許泰 文教授以及高家俊教授的合作列為國際合作工作中的主要內容(如圖 3)。

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圖 3 成功大學資料出現在德國達姆城科技大學水利所的系簡介

[上圖]達姆城科技大學水利所帶領學生來台技術參觀的介紹;[左下圖] 成功大學與達姆城大學合作的介紹;[右下圖]成功大學高家俊教授與 許泰文教授參觀該所的照片。

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(二) 7 月 5、6 日 拜訪波蘭科學院水科學工程研究所 前言 由於班機延誤,考察團一行人於 4 日晚間抵達波蘭 Gdansk(格但斯克) 時已約是晚間十點,距離台北起飛時間已有 30 小時,波方接待人員於機 場等候多時,接機的人員中包含了國科會駐捷克代表處科技組謝水龍組 長,國科會與波蘭方面的科學合作是由駐捷克代表處負責,駐捷克代表處 除了負責捷克、波蘭的國際合作交流業務外,包含匈牙利、斯洛伐克、烏 克蘭、保加利亞、羅馬尼亞、斯洛伐尼亞等國也都是屬於該處的工作範圍, 業務相當繁重,謝組長抽空全程參與代表團行程,看得出國科會的重視程 度。由於夜已深,一行人直接前往旅館 check in 休息,預計 5 日上午 09:00 拜會波蘭科學院(Polish Academy of Sciences, PAN)水科學工程研究所 (Institute of Hydroengineering, IBW)。

註:Gdansk 位於波羅的海(Baltic Sea)沿岸,維斯瓦河(Vistula river)的入海口,人口約 47 萬, 是波蘭北部最大的城市。

波蘭科學院水科學工程研究所

波蘭科學院水科學工程研究所(IBW PAN)於 1953 年創立(波蘭科學院 於 1952 年創立),該所係屬於波蘭科學院第四部門(科學技術 Technical Science 部門),該所主要從事有關內陸與海洋與水、環境相關的工程課題, IBW 目前約有 60 位工作人員,其中研究人員約 35 位,IBW 位於 Gdansk 近郊的 Sopot 小鎮的森林內,波蘭海岸及 IBW 位置如圖 4 所示。IBW 研 究所是相當傳統的建築物,安靜,是一個相當適合研究工作的場所。據了 解,IBW 約有 60%~70%的研究經費是來自於國家科學研究委員會(National Scientific Research Committee, KBN)核定編列預算,其它經費來源包含研究 獎勵與委託計畫等。在波蘭科學院 80 幾個研究所中,水科學工程研究所 是表現相當傑出的單位,根據波蘭科學院的評量,水科學工程研究所屬於 第一級卓越單位(總共分五級)。

在水科學工程研究所(IBW)之下設立有五個系(department),包含波浪 力 學 與 結 構 動 力 系 (Department of Wave Mechanics and Structural Dynamics) 、 海 岸 動 力 與 工 程 系 (Department of Coastal Dynamics and

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Engineering)、河川水動力與水庫及河口系(Department of Hydrodynamics of Ricers, Reservoirs and Estuaries)、地質力學系(Department of Geomechanics) 以及大地工程系(Department of Geotechnics)。本次拜訪的對象是海岸動力 與工程系,系主任為 Prof. Zbigniew Pruszak,Prof. Pruszak 及其研究伙伴 Prof. Ostrowski 於今(2007)年六月份時曾受國科會與波蘭科學院支助來台 短暫訪問,亦曾拜會成功大學賴校長,參觀成功大學水利系與近海水文中 心,對於成功大學留下相當好的印象。海岸動力與工程系主要從事與海岸 動力、海岸變遷與管理、海岸漂砂與海岸保護有關之研究,該系再細分為 碎波帶波浪與流演變、波流引致之輸沙與底床變遷現象、時空尺度的海岸 變遷等三個研究群組。該系主要研究的主題包含有以下幾項:

․波浪演變過程 (wave transformation processes) ․波浪衍生流 (wave-driven currents)

․近岸流 (coastal current and circulation)

․波浪作用下的底床載和懸浮載力學行為 (mechanics of bedload and suspended load under waves and currents)

․沿岸和離岸輸沙 (longshore and cross-shore sediment transportation) ․海岸地區時空的動力變化 (dynamics of coastal zone in various time

and spatial scales)

․海岸保護最適化觀測 (optimization of shore protective measures)

IBW 是波蘭研究海岸的重鎮,它擁有相當新穎的研究設施,包含(1) 海岸研究站(Coastal Research Station):位於距離 IBW 本部西北方約 75 公 里的波羅的海邊小鎮 Lubiatowo,是現場觀測與試驗的基地,代表團於 6 日前往此站參觀,詳如後述;(2)水利實驗室(Hydraulic Laboratory):是從 事港口、河川與渠道模型試驗的場地;(3)港口實驗室(Maritime Harbour Laboratory):位於 Gdansk 港口北側,是從事海岸結構物與環境交互作用的 場地,也是從事波浪折繞射、波力以及防波堤震動的研究場所;(4)波浪水 槽 (Wave Flume) :進行造波試驗;(5)土壤力學實驗室(Soil Mechanics Laboratory):提供研究土讓物理與力學性質的相關儀器設備,以及(6)現場 量測儀器(Field Equipment):如波浪儀、流速儀等。

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SWINOUJSCIE KOLOBRZEG USTKA LEBA HEL GDANSK WLADYSLAWOWO Gulf of Gdansk Pomeranian Bay B A L T I C S E A CRS LUBIATOWO (IBW PAN) 圖 4 [左圖]波蘭位於波羅的海南部,海岸線長約 500 公里。[右圖]IBW PAN 位於 Gdansk 灣內,西北方 75km 處的 Lubiatowo 為其海岸研究站。 拜會所長與研討會議 考察團一行人於 5 日上午九時,準時拜會水科學工程所的所長 Prof. Andrzej Sawicki,除了成功大學水利系高家俊教授於去年到訪過一次之 外,包含筆者的其它所有團員都是第一次訪問波蘭,會面過程中 Prof. Sawicki 表達歡迎我們的到訪,我方由成功大學水利系主任許泰文教授代 表說明來訪的目的,由於我方團員來自於不同學校院系,大家進行簡要的 介紹與說明後,由國科會海岸工程學門召集人台灣大學林銘崇教授代表邀 請 Prof. Sawicki 前來台灣訪問,國科會駐捷克代表處科技組謝水龍組長也 發言說明國科會推動中華民國與波蘭間科技交流合作的政策,他並表達將 會持續支持雙方在海岸工程研究領域的交流與合作。歷時約一小時的會面 後,我方團員與所長一同於 IBW 門口留影(圖 5),然後開始進行簡報研討 交流。 圖 5 考察團一行人拜會波蘭科學院水科學工程研究所 所長 Prof. Sawicki(前排左二)後留影 P O L A N D RUSSIA LITHUANIA LATVIA ESTONIA GERMANY SWEDEN FINLAND B A L T I C S E A Pomeranian Gulf DENMARK NORWAY BELARUS R U S S IA

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依照雙方事先的約定,研討會議中雙方各自安排三位研究人員進行簡 報,雙方合計六位簡報,簡報題目與簡報人列於下方,我方含國科會謝組 長共計八人,波方也邀集了約十五位研究人員與會,雙方分別簡報後展開 交流研討,此次的目的是讓對方瞭解各自的研究領域與成果,做為未來進 行合作研究的基礎。我方由台灣大學林銘崇教授、成功大學許泰文教授以 及成功大學近海水文中心董東璟博士代表報告,林教授報告台灣國科會海 洋工程研究概況,許教授報告自行研發的數值預報模式計算成果,董博士 則報告台灣環島海氣象作業化監測的成果。報告者的姓名與題目如下,

Prof. Ming-Chung Lin (National Taiwan University, Taipei)

Recent Researches on Coastal and Ocean Engineering in Taiwan

Prof. Tai-Wen Hsu (National Cheng Kung University, Tainan)

Application of WWM around Taiwan Island

Dr. Dong-Jiing Doong (National Cheng Kung University, Tainan)

Operational Coastal Watch and Marine Weather Forecasting in Taiwan

Dr. Barbara Swerpel (IBW PAN)

Wind wave modeling over the Baltic Sea

Doc. dr. hab. Inz. Grzegorz Rozynski (IBW PAN)

Signal processing of morpho- and hydrodynamic data at IBW PAN

Dr. inz. Jaroslaw Kapinski (IBW PAN)

Modeling of swash zone dynamics using Lagrangian approach

波蘭方面的三位研究人員分別報告有關波浪模式、資料處理以及數值 模式等方面的研究成果,這些研究課題與筆者及代表團成員所從事的研究 相當接近,因此不論是我方的報告或波方的報告後均引起熱烈的討論,會 中 有 關 波 浪 數 值 模 式 如 何 改 進 , 如 何 與 觀 測 資 料 進 行 資 料 同 化 (data assimilation)進行了意見交流,圖 6 為波蘭學者利用 SWAN 波浪模式模擬 波羅的海的浪高與成大許泰文教授同樣利用 SWAN 模式模擬台灣附近海 域波高的比較,兩者差異除了天然海象不同之外,數值模式所需計算的網 格點差異也大,因此使用的數值方法也不盡相同,IBW 使用有限差分方 法,而我們則是應用有限元素法求解,未來在這題目上可以有互相合作的 空間。另外,根據波方的報告得知,波蘭面對波羅的海,海岸線約 500 公

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里左右,在波羅的海,最大的示性波高約 4m 左右,無潮差,這與台灣附 近海域動輒超過 10m 的浪高以及 4m 以上的潮差等海氣象特性差異甚大(如 表 1、表 2),台灣地區由於面對太平洋巨浪衝擊,海象觀測需使用直徑 2.5m 或更大的資料浮標(data buoy),這與 IBW 使用 1.2m 測波浮球(waverider buoy)截然不同,如圖 7,會中雙方也做了意見交流,截至 2006 年底為止, IBW 在波羅的海佈設了 4 個測波浮球,其位置如圖 8 所示,而成功大學近 海水文中心受中央氣象局、水利署與觀光局等相關單位委託,在台灣附近 海域共佈設了 12 個資料浮標,未來在海象觀測技術與資料分析上有相當 高的機會可以相互合作。另外,會中還討論到目前比較熱門的海上風力發 電話題,替代能源在波蘭也相當熱門,假使在波羅的海興建海上風力發電 機 組 , 離 岸 幾 公 里 外 可 以 減 少 對 海 岸環 境 的 衝 擊 , 水 深 可 能 也 不 過 20~30m,海象的衝擊也較小,但在台灣則需面對嚴峻的海象衝擊,這將是 相當具有挑戰性的工作。 表 1 波蘭面對的波羅的海與台灣海域特性比較 波蘭(波羅的海) 台灣 (東為太平洋,西為台灣 海峽) 海岸線 約 500km 約 1600km 平均水深 約 60m 台灣海峽約 60m 太平洋近岸達 1000m 以上 最大示性波高 平時 1m 以下 暴風期間最大約 4m 平時 1m 左右,颱風期間西岸超 過 7m,東岸超過 14m。 潮差 低於 5cm 本島最大約 4m (金門超過 6m) 近岸坡度 約 1.5% 東岸約 10%,西岸約 0.1% 風 主要吹西或西南風 (最大 風常發生在秋冬兩季) 冬季吹東北風,夏季吹西南風 (最大風發生在颱風期間) 海灘類型 砂岸為主 東岸岩岸為主,西岸砂岸為主 海岸變化 侵蝕淤積都有 侵蝕淤積都有 平均水溫 2 月最低 1o,8 月最高 18o 1 月最低約 17o,8 月最高約 28o 年降雨量 約 650mm 約 2500mm

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表 2 波羅的海極端波浪與台灣附近海域颱風波浪之比較 (Hs)max at 東岸蘇澳 (Hs)max at 西岸七股 (Hs)max at 南岸鵝鑾鼻 2001奇比(Chebi) 3.4 7.2 7.0 2001尤特(Utor) 4.5 4.1 7.1 2001桃芝(Toraji) 4.2 2.8 2.5 2003尹布都(Imbudo) 5.5 3.1 4.9 2003杜鵑(Dujuan) 5.1 3.4 3.7 2004敏督利(Mindulle) 3.6 6.9 6.1 2004艾利(Aere) 5.1 5.5 3.5 2005海棠(Haitang) 9.3 1.8 2005泰利(Talim) 12.5 3.0 Wave height at : Wave height at :

圖 6 左圖為 IBW PAN 以 SWAN 波浪模式模擬波羅的海浪高結果,最高浪 高約 4m。右圖為以 SWAN 模擬台灣附近海域颱風波高情形,最大浪 高達 10m 以上。

圖 7 左圖為 IBW PAN 佈放於波羅的海的測波浮球(waverider buoy),直徑 約 1.2m,右圖為成功大學近海水文中心設計研發的海洋監測資料浮 標(marine data buoy),直徑 2.5m,量測波高範圍達 20m 以上。

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ŚWINOUJŚCIE KOŁOBRZEG USTKA ŁEBA HEL GDAŃSK WŁADYSLAWOWO Gulf of Gdańsk Pomeranian Bay B A L T I C S E A CRS LUBIATOWO (IBW PAN) SZCZECIN GDYNIA ŚWINOUJŚCIE KOŁOBRZEG USTKA ŁEBA HEL GDAŃSK WŁADYSLAWOWO Gulf of Gdańsk Pomeranian Bay B A L T I C S E A CRS LUBIATOWO (IBW PAN) SZCZECIN GDYNIA 圖 8 IBW PAN 在波羅的海設置 4 座測波浮球,成功大學近海水文中心受 政府單位委託在台灣附近海域佈放 12 座資料浮標 Lubiatowo海岸研究站 波方於 6 日安排筆者一行人到外地參觀與並進行現場討論,其中主要 的目的地之一就是參觀 Lubiatowo 海岸研究站 (Coastal Research Station)。 該站設置在 Lubiatowo 小鎮,位於 Gdansk 西北方約 75 公里處,距離海灘 僅約 200m,該站包含一棟兩層樓的建築,其內設置觀測儀器接收系統、 討論室、工作室與駐站人員生活空間,該站配屬有機動小艇以及現場觀測 儀器,包含波浪、流速、輸沙、海灘地形等量測儀器。Lubiatowo 海岸研 究站最主要的設備是在垂直岸線設置的四座觀測樁柱群,這些觀測樁自七 0年代就設置了,是波蘭研究海洋波浪非常重要的基地,在世界上也相當 知名。這些觀測樁於垂直岸線設置,水深最深約 5m,最淺約 0.5m 左右, 在樁上及其水下安裝量測儀器,包含波浪儀器(wave gauge)、壓力計 (pressure sensor)、電磁式流速儀(electromagnetic current meter)、剖面聲波 式 流 速 儀 (Acoustic Doppler Current Profiler) 、 雷 射 都 普 勒 質 點 儀 (Laser-Doppler Particle Size Analyser) , 並 在 岸 邊 裝 置 有 風 速 計 (wind gauge),觀測資料透過連接的電纜線回傳到研究站,同時在外海也布設有 波浪浮標(waverider buoy),如此建造了相當完整的現場研究站,如圖 9、 圖 10,透過這些設備可以研究波浪從外海到近岸過程的演變、海岸地形變 遷,由於波羅的海沒有潮汐變化,透過這些設備也可以從事長週期波動(如 緣波)等研究,這樣的投入與規劃目前在世界上也算是少見,值得我們借鏡。

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laboratory building Lu bia tów ka dune beach BALTIC SEA 200 m dune measuring towers forest forest 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 offshore distance [m]

bathymetric profile before storm bathymetric profile after storm

-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 o rd inat e [m ] wind gauge

electromagnetic current meter (ECM) acoustic doppler current profiler (ADCP) string wave gauge

wave buoy (Directional Waverider) 4.5 km

±0.00 h ≈ 2 0 .4 m 圖 9 波蘭科學院水科學工程所 Lubiatowo 海岸研究站的布置。上圖為平面 布置圖;下圖為縱斷面布置圖與儀器布置。 圖 10 Lubiatowo 海岸研究站的近海觀測樁柱群(後方) (註:時值夏季七月 份,然而氣候卻如同冬季一樣寒冷,寒風刺骨,圖中為 Prof. Pruszak)

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波蘭的海岸特色與保護工程

波蘭的海岸線長約 500 公里,以砂岸為主,海岸型態主要有兩的類型, 一是沙丘與沿岸沙灘(dune and barrier beach) ,第二種是懸崖(cliff) ,以沙 丘為主的,約佔 80%,懸崖者約佔海岸線總長的 20%,中部與東部的海岸 線有一些繫岸沙丘,整個波蘭的海岸有兩處海灣,Pomeranian 海灣與 Gdansk 海灣,海灣受繫岸沙丘保護,與本土間形成潟湖(lagoon) ,僅透過 狹窄的海峽與波羅的海連通,在波蘭的海岸地帶,地層下陷量相當小,每 年僅約 1mm。然而,根據 1885 年到 1979 年的長期調查結果顯示,波蘭的 海岸仍屬於侵蝕狀態,平均每年後退約 0.12m,若僅統計近年調查結果, 自 1960~1983 的平均後退率是每年 0.5m,若僅分析 1971~1983 年間海岸後 退速率更高達每年 0.9m,由這些資料顯示波蘭海岸侵蝕速率正逐年增加 中。 數十年以來,很多海岸保護工法被提出,包含海堤(dyke)、護岸 (revetment) 、 突 堤 (groin) 以 及 突 出 水 面 或 潛 沒 的 離 岸 堤 (offshore breakwater),如圖 11~圖 14 所示,這些工法雖有很多好處,但相對地也會 引起一些負面的效應,譬如對環境的衝擊、堤址沖刷的情形,或在某地建 立建置海岸保護工程後,在鄰近海岸卻發生侵蝕的現象,新式的海岸保護 工法仍持續不斷被提出。目前在波蘭的海岸,有 26% (約 130 公里)已經被 (施以海岸保護工法)保護,其中有 98 公里係興建突堤方式保護海岸,另外 有 41 公里是採用軟式或硬式的工程措施從事海岸保護,如堤防、護岸或 蛇龍等。波蘭大約是在 1900~1940 年間興建了很多的突堤(groin)與護岸 (revetment)進行海岸保護的,學習海岸工程的人都知道,海岸興建港口後, 上下游處的海岸會產生變化,數十年來,波蘭人在波羅的海西部海岸建造 很多小港口(大多數是遊艇港),他們發現,上述這些工法對於港口附近的 海岸保護成效並不好,研究數據顯示,1875 到 1979 年間,港口下游設置 了突堤的海岸地區,侵蝕速度反而超過整個海岸百年平均侵蝕速率的四倍 之多,其它興建突堤的海岸(並非在港口附近)的平均侵蝕速率也超過整個 海岸平均侵蝕速率的兩倍半以上。波蘭人認為如此的海岸保護工法是無效 的,甚至說是失敗的,自 1970 年代開始,人工養灘(artificial nourishment) 開始被應用到波蘭海岸的保護工作上。 波蘭進行人工養灘通常與港口疏浚一同進行,因為可以利用港口疏浚 作為養灘的砂源,以往將港口疏浚的砂粒佈灑至近岸水深約 3~5m 處進行

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養灘,如圖 15,1989 年後已改變為直接將砂粒佈灑至欲養灘的沙灘上, 1990~1998 年間, Peninsula 一處即養灘了 8.8x106 m3 的砂量,目前,平 均每年養灘的砂量約 0.14-0.3 x 106 m3。波蘭學者報告指出,在波蘭的海 岸,砂粒平均沿岸移動的速率每天約 2 公尺,離岸的速率每天約 4 公尺, 他並指出一個例子,在人工養灘完成一個月後進行斷面量測,發現沙灘寬 度平均增加了 20m,淺水海域水下的沙丘也擴大,顯示人工養灘的成效良 好,至目前為止,波蘭海岸已經有 56 公里的範圍是以人工養灘為主要海 岸保護方法。 圖 11 波蘭海岸常見的海岸保護工法 圖 12 波蘭典型的海岸。左圖為懸崖(cliff)海岸,右圖為沿岸沙灘(barrier beach),有植生護砂。 圖 13 波蘭以往的海岸保護工法。左圖為木樁突堤(groin),右圖為硬式的 護岸(revetment)

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圖 14 波方帶領筆者實地前往海邊 圖 15 波蘭海岸人工養灘的情形 瞭解海岸保護工法,圖中為蛇龍,

在台灣常見於保護河道沖刷,在波 蘭使用在海岸防護工作。

Zarnowiec水力發電廠

在前往 Lubiatowo 海岸研究站的路途中,Prof. Pruszak 安排前往 Zarnowiec 水力發電場參觀。波蘭的歷史相當坎坷,從 18 世紀開始,波蘭 國力日衰,領土被鄰國蠶食和瓜分,經過三次瓜分,波蘭覆亡,直到第一 次世界大戰結束後,波蘭才得以復國,不過,在蘇聯和德國兩個強大鄰國 夾縫中生存的波蘭很快就在第二次世界大戰中再次亡國,二戰後,波蘭建 立了人民共和國,開始了社會主義建設,在這艱難的歷史背景中,他們對 環境保護,對於永續發展的觀念卻相當深根,對於能源的取得,很早之前 就開始想到開發永續、潔淨沒有污染的能源,水力發電廠就是其中一項, 這座發電廠就是在 1973 年開始規劃興建,歷經 10 年建造,於 1983 年開 始運轉。筆者一行人參訪期間,Zarnowiec 水力發電廠廠長 Mr. Piotr Ksiazek 全程陪同我們並給予非常詳細的介紹,這個電廠利用天然的一個湖泊當作 下池,在其上方人工開鑿出一個上池,水表面面積 135 公頃,蓄水量 1.38x107m3,上池和下池間高差僅約 20m,如圖 16,Zarnowiec 水力發電 廠共安裝四組進水管與四座渦輪機組,每組進水管管徑達 5m 以上,利用 河道與上游蓄水庫的高差來發電,夜間再利用剩餘電力將水抽取回上池儲 存,與台灣的日月潭一樣,屬於抽蓄發電廠。Zarnowiec 水力發電廠發電 量為 716MW,約為我國核四廠機組容量的三成,約相當於 300 台風力發 電機的發電量,是目前波蘭最大的水力發電廠。從這發電廠的參觀看到了 波蘭人對於國家發展的努力,在辛苦的年代,即規劃數十年後的發展方 向,解決能源的需求;更難能可貴的是,兼顧了工業發展與環境保護需求。

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圖 16 波蘭北部 Zarnowiec 水力發電廠進水管布置圖 簽署合作備忘錄 在 Gdansk 的最後一晚,波方接待人員邀請筆者一行人一同晚餐,席 間除閒話家常,聯絡感情外,亦深入討論未來的合作方向,雙方達成以下 幾點共識: 1. 加強觀測資料交換:為了海岸保護工作,波方與台方都分別針對數值模 式進行研究與發展,同時雙方也都從事現場觀測,為了驗證數值模式的 正確性,未來雙方應加強觀測資料的交換。 2. 合作從事現場研究工作:波蘭有設備齊全的海岸工作站,是從事基礎研 究相當好的基地,而成功大學近海水文中心在深海的海氣象觀測上豐富 的經驗與成果,雙方可以互相參與彼此的觀測工作,由年輕的研究人員 的交流互訪為主。 3. 共同發表研究成果:雙方同意合作研究成果聯合發表至國際著名期刊。 4. 雙方同意合作對象不限於海岸動力與工程系及成功大學,IBW 下其它系 所或台灣其它大學均歡迎加入合作研究行列。 上述內容在大家的努力之下很快地完成電腦打字,並由成功大學水利 系許泰文教授與 IBW Prof. Ostrowski 共同簽署,如附錄一。

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(三) 7 月 9 日 拜訪中華民國駐波蘭代表處及波蘭科學院本部 自 4 日離開台北後到 6 日短短的三天裡,不但經歷了長途的飛行、轉 機,還安排了相當緊湊的拜會、簡報、討論與現場參觀等行程,筆者與代 表團一行人早已相當疲憊。7 日為週六,波蘭沒有上班,一行人一早即收 拾行李準備搭車離開 Gdansk (Sopot),前往華沙(Warsaw),因為當天傍晚, 我國駐波蘭代表處鄧祖琳代表將於華沙宴請本團,為免晚到失禮,特地提 早搭車前往華沙,抵達華沙時間為下午,到旅館略做休息後,即前往市區 準備赴宴。鄧代表相當親切與好客,我們由團長林銘崇教授向代表報告來 訪波蘭目的,簡要報告國內海洋工程研究概況,並向代表報告筆者一行人 將於週一(9 日)拜會波蘭科學院院本部,鄧代表特別指示由張秘書陪同前 往,希望多增加和波蘭科學院的接觸,促進雙方科技、學術、文化等方面 的交流。 筆者一行人於 9 日上午先抵達代表處,我國代表處位於火車站附近的 商業大樓,設有經濟、文化、教育、外交、觀光等組,肩負我國與波蘭之 間的所有外交事務,相當繁忙。筆者一行人會同張秘書於約定時間抵達位 於代表處不遠的科學宮 23 樓的波蘭科學院院本部(Headquarter of Polish Academy of Sciences),我們拜訪的是波蘭科學院第四部門(division IV),也 就是科學技術部門(Technical sciences)的主管 Prof. Wladyslaw Wlosinski,在 Gdansk 的 IBW 即是隸屬於這個部門。波蘭科學院的主要任務為根據科學 研究發展對於大變化之預警提供政府及民間諮詢,波蘭科學院共有八十餘 個研究所,我們所拜訪的在 Gdansk 的水科學工程研究所,主要是從事波 羅的海和北歐海的大陸架和海岸地區的創新和高科技研究,作為掌握海洋 環境與海岸保護永續發展的科學基礎。筆者一行人向 Prof. Wlosinski 報告 來訪的目的、及五月份 IBW 的 Prof. Pruszak 到台灣訪問的成果以及雙方交 流的心得,獲得 Prof. Wlosinski 的高度肯定,成功大學高教授帶了一張五 月份 IBW 兩位學者 Prof. Pruszak 與 Prof. Ostrowski 拜訪成功大學賴校長的 放大合照,如圖 17,Prof. Wlosinski 看到之後甚感興趣,筆者遂將該照片 贈送給他,在與 Prof. Wlosinski 完成約一小時多的會談後,在辦公室留影 後結束了我們拜會的行程,如圖 18,雖然只是短暫的拜會,但這過程讓 Prof. Wlosinski 瞭解到我們與 IBW 的合作情形,以及雙方未來可能持續推 動的方向,獲得 Prof. Wlosinski 的支持,對於未來推動合作計畫應有所助 益。

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本人於 7 月 11 日上午由波蘭華沙搭機轉德國法蘭克福於 7 月 12 日上 午回抵台北。

圖 17 代表團攜帶本年五月底 IBW 學者 Prof. Pruszak 及 Prof. Ostrowski 拜 訪成功大學賴校長的照片,臨行前致贈波蘭科學院主管 Prof. Wlosinski

圖 18 筆者一行人拜會波蘭科學院科學技術部門 主管 Prof. Wlosinski(圖中)留影

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歐盟水利試驗室之整合倡議

筆者返國後在閱讀相關資料時發現一份國科會駐歐盟兼駐比利時代 表 處 科 技 組 所 刊 出 的 報 導 , 是 有 關 歐盟 對 於 水 利 試 驗 室 整 合 的 倡 議 (HYDRALAB-III, Integrated, Infrastructure, Initiative)。由於環境與水文議 題的現況研究往往需要大尺度的空間場域,其中許多參數設計必須能反應 實際維度的異質性,因而必須有不同的設計考量。環境水文的研究必須串 聯物理模型(PM)、數値模型(NM)、理論分析(TA)和現場試驗(FE), 反覆驗證之後才能獲得完整的結果分析。然而大型水利設備的操作與使用 預算相當龐大,加上數據運算所需的軟硬體配備,以及基礎設施的架設與 耗材添購,光靠單一研究單位的設備通常無法完成所有提案與構想。其改 善的方式一者必須仰賴政府或國家級研究經費的長期挹助,或者透過不同 協力單位之間的技術合作與資源互補,整合成員其所專長的科研背景,才 不會受到太多技術性限制條件的阻礙。 因此歐盟推動歐洲各大水利試驗室的整合,其目的除了針對歐盟跨領 域環境相關研究議題的基礎設施支援,建構更完善的資源分享,並擴大同 領域的水工試驗室彼此的合作平台,推動成員機構在環境、水文與地質等 主題的長期合作,以將資源與設備發揮到極致。目前在此研究平台合作的 協力試驗室包括荷蘭台夫特水工所(Delft Hydraulics)、西班牙馬德里航運 動力研究中心(CEHIPAR)、法國國家研究中心(CNRS)、丹麥水力研究 所(DHI)、丹麥科技大學(DTU)、瑞士洛桑聯邦理工大學(EPFL)、英 國 HR Wallingford 水文工程研究公司、布勞德曼海洋試驗室(POL)、德國 漢堡船模試驗室(HSVA)、葡萄牙國家大地工程試驗室(NLCE)、法國氣 象局(Météo-France)、挪威科技大學(NTNU)、意大利卡塔尼亞大學 (University of Catania)、德國漢諾威波浪研究中心(FZK)等大型水工或 海洋試驗場,並與包括國際水利工程研究協會(IAHR)、俄羅斯國家科學 院海洋研究所(Shirshov Institute of Oceanology)、美國海軍研究院(Naval Postgraduate School)等機構有緊密合作關係。 該計畫第一期開始於 1997~2000 年,去(2006)年開始提出第三期的計 畫構想,針對水利工程、地球物理、流體力學、船舶動力學、極圈冰層探 勘等領域提出研究構想,預計將由廿二個獨立單位一同合作,執行相關研 究提案。歐盟執委會將透過第四期與第五期科研計畫,贊助歐盟大型水利 試驗室之整合,目前該計畫正對外徵求研究構想,包括探討柯氏力水流、 多尺度波浪、環境類比等議題,其實台灣的研究單位如成功大學水工試驗 所或許也可以透過與歐洲科學家合作提案的方式參與。

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有科學認知依據的水資源與環境管理策略,是維護人民生活福祉的基 本條件,這是歐盟整合大型水利試驗室的基本初衷。過去許多水利工程的 研究必須透過物理模型來驗證問題的假設,在縮小比例與自訂邊界條件下 模擬預設流況與溶質傳輸。而隨著科技的演進,許多的研究成果轉而以數 値模型的方式呈現,除了提供更多樣化的估測模式,也能精簡試驗預算。 然而,要獲得實質確立的論證,與現場原始比例的試驗觀測是不可捨棄的。 現今水利工程的研究業已超越傳統營造工程所需求的目標,而是朝向 探討更複雜的環境認知以及天然災害的評估,包括高回歸週期的洪水演 算、海岸侵蝕與海嘯、河川與海洋水質評估、極圈與暖化的研究等。其範 疇擴及海洋與大氣的流動、沉積物的傳輸、生物地質的作用過程,以及社 會經濟面的影響。水利工程試驗室的整合,除了實踐環境元素異地重現的 可能性,提供更精準的模式計算,並能加值做為教育與訓練的用途。

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六、具體成果

本次行程承蒙國科會補助,所有行程圓滿完成,以下根據行程分別說 明參訪成果。 (一) 拜訪德國達姆城(Darmstadt)科技大學水利所部分 1.確定明(2008)年八月在德國達姆城大學舉辦中德海岸與海洋工程 研討會,我方將有十位學者獲德國全額補助 (德方將嘗試再申請 十位資助名額,年底前告知結果),代表團包含國內主要大學, 成功大學為領隊學校。 2.雙方將加強交流,尤其是年輕研究人員的交流互訪。 3.達姆城科技大學水利所聘請成功大學許泰文教授為博士生 Arron Roland 的論文審查委員。 4.瞭解達姆城科技大學水利所的研究與試驗方向及成果,未來遭遇 相同課題時,可尋求與其合作,所長 Prof. Zanke 表達高度歡迎。 (二) 拜訪波蘭科學院以及其所屬水科學工程所(IBW PAN)部分 1.雙方簽署合作備忘錄,主要內容如下 (1) 加強觀測資料交換:為了海岸保護工作,波方與台方都分別 針對數值模式進行研究與發展,同時雙方也都從事現場觀 測,為了驗證數值模式的正確性,未來雙方應加強觀測資料 的交換。 (2) 合作從事現場研究工作:波蘭有設備齊全的海岸工作站,是 從事基礎研究相當好的基地,而成功大學近海水文中心在深 海的海氣象觀測上豐富的經驗與成果,雙方可以互相參與彼 此的觀測工作,由年輕的研究人員的交流互訪為主。 (3) 共同發表研究成果:雙方同意合作研究成果聯合發表至國際 著名期刊。 (4) 雙方同意合作對象不限於海岸動力與工程系與成功大學, IBW 下其它系所或台灣其它大學均歡迎加入合作研究行列。

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2.波方承諾明年指派兩位研究員來台討論合作計畫事宜,共同撰寫 合作計畫書。 3.瞭解波蘭科學院水科學工程所(IBW PAN)研究概況與設備。IBW 研究工作包含數值模式與現場觀測,與成功大學許泰文教授研究 團隊及近海水文中心相當類似。 4.瞭解波蘭海岸概況以及海岸保護策略,往昔以突堤或護岸等硬式 工法為主,目前主要施以人工養灘進行海岸保護。 5.IBW 設在 Lubiatowo 的現場研究站整合所有觀測,是從事海岸工 程研究相當好的規劃,我國可以以此借鏡,將向國科會提出建議。 6.拜訪波蘭科學院科學技術部門,主管 Prof. W. Wlosinki 承諾未來 會持續支持 IBW 與成功大學之合作。 (五) 其它 考察團本次拜訪波蘭與德國行程受到國科會相當重視,國科會駐 捷克代表處科技組謝水龍組長與駐德代表處彭雙俊組長均全程陪 同,並掌握雙方交流情形,兩位組長均分別表達將繼續支持我們與波 蘭及德國的交流合作事宜,筆者甚為感激,將持續與此行接觸之波蘭 或德國研究人員保持聯繫與討論,以提出合作計畫為目標。

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附錄二:佐證相片 筆者與其它團員拜訪德國達姆城大學 在德國達姆城大學水利所討論情形 於水利所門口合影 德國達姆城大學水利所 Mr. Roland 向筆者與 德國每個實驗室都有製造模型的設備與工具 團員介紹試驗成果,背後為萊因河模型 ,與台灣請求廠商製作不同 拜訪波蘭科學院水科學工程所所長情形 筆者在 IBW PAN 研討會議時簡報的情形 拜訪 Zarnowiec 水力發電廠情形 發電廠進水管徑超過兩個人高

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參訪團員聽取廠長說明情形    水力發電廠四條進水管路 參觀 IBW 位於 Lubiatowo 的海岸研究站 研究站內的波浪觀測接收系統 於 Lubiatowo 研究站內研討情形 波蘭海岸侵蝕現象

成功大學許泰文教授與 IBW Prof. Ostrowski Prof. Ostrowski 邀請筆者與團員至他家聚 餐

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參訪團與中華民國駐波蘭代表聚餐 拜訪中華民國駐波蘭代表處

筆者與成功大學許教授(中)及中山大學陳院長 筆者與海岸工程考察團拜訪波蘭科學院 於代表處門口合影

數據

圖 3  成功大學資料出現在德國達姆城科技大學水利所的系簡介
圖 7  左圖為 IBW PAN 佈放於波羅的海的測波浮球(waverider buoy),直徑 約 1.2m,右圖為成功大學近海水文中心設計研發的海洋監測資料浮 標(marine data buoy),直徑 2.5m,量測波高範圍達 20m 以上。
圖 14  波方帶領筆者實地前往海邊        圖 15  波蘭海岸人工養灘的情形  瞭解海岸保護工法,圖中為蛇龍,
圖 16  波蘭北部 Zarnowiec 水力發電廠進水管布置圖  簽署合作備忘錄 在 Gdansk 的最後一晚,波方接待人員邀請筆者一行人一同晚餐,席 間除閒話家常,聯絡感情外,亦深入討論未來的合作方向,雙方達成以下 幾點共識:  1
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參考文獻

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