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鋼筋混凝土短柱之振動台試驗與分析

本文為進行六座純剪破壞控制鋼筋混凝土柱之振動台試驗以了解鋼筋混凝土短柱受不同軸向地震力之影響，共設計兩種類型鋼筋 混凝土柱進行振動台試驗，每類型三座試體之主軸斷面分別為轉向0度、22.5度與45度。試驗採用921集集大地震測站所量測之加速度歷時資料為輸入地震，紀錄試體位移與加速度歷時行為，並分析出各試體剪力與位移遲滯迴圈圖與包絡線。另使用軟化壓拉桿模型應用於柱行為分析，由柱桿件傳力機制，計算試體剪力強度，及由位移預測模型計算側力位移曲線，再與振動台實驗試體包絡線進行比對其預測效果。在分析模擬方面，採用有限元素分析程式SAP2000再配合Takeda與Pivot遲滯模式，進行模擬分析剪力控制鋼筋混凝土柱於承受地震加速度歷時紀錄之非線性反應。

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部份韌性RC構架非線性行為模擬研究

本研究以部分韌性低矮RC構架為對象，進行非線性動力分析之研究。首先以Takeda遲滯模式模擬RC構架之塑性鉸，建立單層雙跨鋼筋混凝土（RC）構架之有限元素模型，進行動力非線性歷時分析。動力分析結果與該RC構架之振動台試驗結果分析比較，配合參數之敏感度分析，以驗證Takeda遲滯模式模擬部分韌性低矮RC構架受震行為之可靠性及優缺點，並對模型參數提出建議。針對位移、基底剪力、遲滯迴圈、遲滯能及損傷指標（Damage Index）等工程設計、評估常用之參數，進行分析比較。本研究並選取台北盆地內數個實測之地震紀錄為輸入地震力，進行RC構架非線性動力分析。研究RC構架之性能表現，統計位移、基底剪力、遲滯能及損傷指標等參數與地震強度之關係。本研究成果可作為結構物耐震評估的參考。

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翡翠水庫營養鹽之總最大日負荷規劃

翡翠水庫係供應大臺北地區民生用水的單一目標水庫，近十年來臺北翡翠水庫管理局之水庫水質監測資料顯示水質有逐漸呈優養化傾向，主因推測為農業活動與北宜高施工和通車後產生之非點源污染所造成。 本研究主要目的係應用非點源污染模式－SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模擬翡翠水庫集水區內水文、泥砂及營養鹽之傳輸情形，再考慮甲類陸域水體水質標準，研擬翡翠水庫營養鹽之總最大日負荷規劃（Total Maximum Daily Load, TMDL），同時針對超出分配量之污染負荷，訂定數種污染削減方案，以期能達到保護水庫水質和維持健康的水生態系統之目的。 研究收集1997年至2007年翡翠水庫集水區之氣象、水文與地文資料以進行模式之模擬，並選用1998至2002年中坪林站與翡翠水庫大壩站的流量、泥砂和水質資料執行模式自動檢定，再以2003至2007年的資料驗證模式模擬集水區與水庫的結果。集水區月流量經檢定和驗證後，效率係數分別為0.97和0.54，月泥砂量檢定和驗證之效率係數分別為0.91和0.33，而月總氮檢定和驗證之效率係數分別為0.57和0.66，月總磷效率係數則分別0.41和0.15。水庫的模擬結果則顯示水庫的月入流量檢定和驗證之效率係數皆為0.97；月總氮輸入量在檢定和驗證之效率係數分別為0.93和0.81，月總磷輸入量則分別為0.84和0.18。綜合以上結果說明SWAT模式具有模擬集水區在不同土地利用、土壤分佈與管理作業下長期水文暨水質反應的能力。 本研究根據甲類水體水質標準，針對氨氮、硝酸態氮及總磷三種營養鹽於翡翠水庫集水區進行TMDL規劃。模擬結果顯示，氨氮與硝酸態氮負荷皆小於TMDL的要求，而總磷負荷（78,481公斤/年）則超過TMDL的容許值（65,411公斤/年）。說明水庫水質尚佳，但為了達到甲類水體水質標準，必須削減16.67％之總磷負荷。 研究共挑選五種較適合設置於翡翠水庫集水區內農業用地之最佳管理措施（Best Management Practices, BMPs）進行模擬，其中包括草溝（Grassed Waterway）、過濾帶（Filter Strip）、逕流滯留池（Detention Pond）、作物階段種植（Terrace）及關鍵區域栽種（Critical Area Planting），並將BMPs設置於翡翠水庫集水區內主要關鍵區域與主要及次要關鍵區域之茶園用地，以及翡翠水庫集水區內所有茶園用地與所有農業用地，同時探討三種BMP組合方式針對總磷負荷進的削減效果評估，其中第一種組合為設置草溝、過濾帶、逕流滯留池及作物階段種植；第二種之組合為在茶園用地設置過濾帶、作物階段種植及逕流滯留池，並於茶園用地附近荒地進行關鍵區域栽種；而最後一種則為五種BMPs皆設置之組合。總磷削減率模擬結果顯示於翡翠水庫集水區內所有茶園用地設置第二種（16.69％）或第三種（20.23％）之BMP組合，以及於所有農業用地設置第二種（21.40％）或第三種（26.83％）之BMP組合皆可達到TMDL規劃對總磷削減之要求，亦即水庫水質可滿足甲類水體之水質標準。

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消防機關救助訓練體能成效評估之研究－以臺北縣政府消防局為例

近年來因氣候改變及社會型態變遷，重大災害頻頻發生，無論是天然或人為災害，對於執行各項救災工作消防人員均造成極大挑戰及威脅，我國消防人員培訓來源包含中央警察大學及臺灣警察專科學校，在校訓練期間多為理論課程，實務方面因場地不佳均無法獲得良好學習。 因此，消防人員藉由各項在職訓練可以逐漸提升各項專業體能與技能，本次研究主要將針對98年度救助訓練過程，評估經由訓練的實施，是否能讓訓練後消防人員提升救災能力。另以參加訓練之人員為研究樣本，依據Kirkpatrick 之「四層次評估」就學員反應、學習、行為及結果，以問卷調查法進行分析，瞭解整體訓練成效。 從獲得各項變項分析中得到結果與建議： ㄧ、參訓消防人員訓練前、中、後體能檢測結果均有顯著提升，測驗成績均優於訓練前。 二、參訓人員結訓後返回單位，個人體能的提升在實務救災表現上有良好助益。 三、對於消防機關未來在安排消防人員各項體能訓練時，建議可參考本次研究結果，訂定學員體能課程，並給予正確運動觀念，除可避免運動傷害外，更能將體能與技能結合，相輔相成，達成訓練目標。 四、本次研究因經費及時間限制僅採文獻分析法、檢測法及問卷調查 法等三種方法，就Kirkpatrick 之「四層次評估」評估結果仍有不盡完善之處，希望研究方向供後續研究者參考。

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翡翠水庫及水庫集水區水文暨水質模擬與其不確定性

台灣地區河川坡陡流急，又因降雨不均勻，而必須興建水庫以調節有限的水資源供應各種標的用水，然而多數水庫卻面臨因為水庫上游集水區不當管理所造成的水庫優養化問題。翡翠水庫係供應大台北地區民生用水單一目標水庫，水庫水質均受到有關單位的適當保護，但近年來的水質監測卻發現逐漸呈優養化傾向，這其中主要是來自於農業活動與北宜高施工和通車後所帶來的非點源污染所造成。 本研究旨在應用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模式模擬翡翠水庫及其集水區在不同土地利用或管理措施改變所造成的水文與水質衝擊，並探討模式參數之不確定性對模擬結果所造成的不確定性。由總磷濃度機率分佈評估水庫水質呈現優養化之風險，以便於日後研究進一步發現污染關鍵區域，藉由設置適當的最佳管理作業(BMPs)，訂定水庫集水區總最大日負荷(TMDL)計劃，以維護庫區的水質。 SWAT模式係由美國農業部之農業研究中心所研發，此模式整合了CREAMS、GLEAMS和EPIC等模式，為集水區尺度、連續時間模擬的模式，以日為基本時間單位模擬水文、泥砂、作物生長、營養鹽的循環及農藥的傳輸，評估集水區在不同土地利用與土壤分佈的管理作業下對水文、泥砂、營養鹽及農藥承載之影響。 研究中收集翡翠水庫集水區1998至2007年共10年氣象、地文及水文資料，以坪林站的實測值進行模式的檢定和驗證；其中以1998至2002年資料執行模式自動檢定，並以2003至2007年的資料驗證模擬結果。集水區月流量經檢定和驗證後，效率係數分別為0.97和0.54，另外月泥砂量檢定和驗證之後的效率係數分別為0.91和0.33，而月總氮檢定和驗證之效率係數分別為0.57和0.66(年總氮的效率係數為0.83)，月總磷效率係數則分別0.41和0.15(年總磷的效率係數為0.48)。水庫的模擬結果則顯示水庫的月入流量檢定和驗證之效率係數皆為0.97；另一方面在水庫放流中的月總氮在檢定和驗證之效率係數分別為0.93和0.81(年總氮的效率係數為0.95)，月總磷則分別為0.84和0.18(年總磷的效率係數為0.26)。綜合以上結果顯示SWAT模式在對翡翠水庫及其集水區長期的水文與水質模擬均相當合理。可知SWAT模式具有模擬混合土地使用集水區長期水文暨水質反應的能力，進一步應用此模式可有效地管理土地利用與開發及控制非點源污染，期能維護翡翠水庫的水質和水資源永續利用的目標。 水文與水質模式已廣泛地與不確定性分析做結合，並應用於水位、水質及各項水利防災設施之安全性、可靠度及風險評估，以進一步規劃適當的管理措施。為了解輸入參數之不確定性對輸出參數之影響結果，便需進行不確定性分析，研究中考慮各輸入參數之不確定性，包括與土地利用和土壤分佈相關之逕流係數、地表逕流積延係數、土壤飽和水力傳導係數、和其它土壤及地下水相關等，共19項對水文、水質敏感且具不確定性之輸入參數以予變動，進一步分析輸入參數之不確定性及其對模式輸出結果之影響，運用蒙地卡羅（MCS）結合拉丁高階方塊法（LHS）進行100次模擬，以求得各輸出參數之機率分佈，檢視其對水文、泥砂及營養鹽輸出之變化情形，並由卡爾森優養指數法（CTSI）和世界經濟發展組織（OECD）檢定標準法之優養化分級，將總磷濃度機率分佈應用於水庫水質優養化風險評估，結果顯示由世界經濟發展組織的檢定標準法所推估之水質安全可靠度為85%較卡爾森優養指數法93%低，而優養風險為15%則相對較高，期結果有助於水庫優養化的防治策略。不確定分析突顯了參數之不確定性對模擬結果的影響，研究所得各輸出結果的機率分佈可提供決策者更詳細的資訊，進一步評估非點源污染防治方法的可靠度與水質惡化風險，並應用於最佳管理作業(BMPs)與總最大日負荷(TMDL)規劃上。

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公路逕流之非點源單位污染負荷研究

本研究決定量化不同交通量之公路污染量，首先，進行採樣點的評選，選定都市公路與郊區道路作為比較對象，另外，選擇一個熱點區域－加油站，進行暴雨初期採樣工作。本研究場址最終決定為台北市建國高架橋忠孝上至長安下路段（場址A），以及坪林行控中心前道路（場址B），熱點地區則為坪林加油站（場址C）。依照採樣工作計畫，完成暴雨採樣，當採樣結束後，依品保與品管流程於實驗室分析化驗各水質項目（SS、TP、NH3-N與COD），委外化驗（重金屬與油脂），為期10個月的暴雨採樣調查，由8筆化驗結果計算各研究區域之事件平均濃度，進而利用簡易法推估公路與熱點地區的單位污染負荷量與污染總量，作為國內本土化資料的依據。 　　研究結果顯示：SS濃度變化與降雨強度、流量變化呈現相同趨勢。SS與NH3-N之尖峰濃度多發生在尖峰流量發生之前，因為流量迅速增加，污染物質迅速被沖出。NH3-N濃度隨著降雨強度增強而降低，因為污染量減少，流量增加的緣故。場址A之SS、TP與COD濃度約為場址B的2~2.5倍，而NH3-N高達5倍之多，因為高架橋交通量遠高於坪林行控中心道路，而氮來源來自汽車引擎燃燒過程中，空氣中的氮氣與氧氣於高溫下反應產生二氧化氮，易溶於水，溶於水後，以該形式的氮呈現。SS年污染量以坪林加油站產生的最高，營養鹽、COD及重金屬部分，則是建國高架橋產生的年污染量最高。國內公路之單位污染負荷量遠大於國內各土地利用型態，顯示每單位面積非點源污染產生量相當可觀，應加以重視。在不同降雨型態之降雨強度下，污染物的尖峰濃度是不一致的，與該場之降雨強度有關係。與國外案例比較，高架橋型態之SS濃度高於其他公路型態，與本研究結果相符。

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鐵路橋梁道岔區域車橋軌互制效應之研究

由於國內對於移動載重通過道岔區結構之研究較為缺乏，因此實有必要對此問題做深入的探討。本文旨在探討既有鐵路橋梁之道岔區域結構系統互制行為，由於理論解析的方式在實際橋梁的應用上有很大的限制，故以數值模擬來研究鐵路橋梁於不同溫度與列車通過軌道道岔區域時，列車-橋梁-軌道間之互制效應行為。 文中透過有限元素分析軟體Midas Civil進行分析，首先以論例的解析解驗證分析軟體的準確性，然後再以一實際案例作為驗證此軟體所建立模型之正確性，最後本研究核心為針對鐵路橋梁道岔區域受等速移動列車載重作用時，採用數值模擬的方式求得軌道道岔區域的動態反應，並探討因溫度變化而產生熱漲冷縮造成軌道挫屈或斷裂之影響。 此外，以往對軌道結構分析多以二維梁元素為主，實無法反映出三維動態特性結果，故本文利用有限元素分析軟體建立橋梁、道岔區軌道兩者間結構力學互制三維分析模型，進行移動載重於橋梁與道岔區軌道兩者間三維動力互制的數值模擬分析技術，目的在於建立一有效之模擬分析工具及方法並應用在實際的工程問題上。

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鋼筋混凝土建築物側推分析成果視覺化展示平台之建構

隨著時代變遷，3D動畫影像已是數位科技創作中不可或缺的一環，電腦應用技術也日新月異，從商業廣告活動到科學技術模擬無一不運用3D製作技術，對於影像呈現也更加奪目，從十幾年前2D的畫面到近期的3D動畫發展，說明了視覺成像的重要性與日俱增。 隨著電腦技術的快速發展、電腦運算效能的大幅提升，人類在電腦螢幕的視覺上不再滿足由圖片、影像為主要構成的二維平面世界，而積極的尋求由三維模型所構成的擬真世界。因此，製造三維模型的相關軟體在這幾年來大量增加，如3D Studio Max、AutoCAD、Maya 等，這些軟體的強大功能使得製造三維模型變得更加容易。 本研究之目的為使用3ds Max繪圖軟體來製作側推動畫虛擬實境場景，其研究之方法是利用C#程式語言製作出Visual_SERCB作為鋼筋混凝土建築物耐震能力評估視窗輔助系統SERCB與3ds Max之平台，希望能簡單且快速製作側推動畫，展示各結構桿件在側推分析中裂縫發展情形，有助於工程師藉由視覺成像對於房屋結構在地震作用下之破壞發展模式有更為具體的認識。

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濱水植生緩衝帶設計對營養鹽削減效益之研究

濱水植生緩衝帶(Riparian Buffer zone)，係指位於河溪兩側及湖泊或水庫陸地與水域交接地帶的植生區域。它具有減緩地表逕流、攔阻泥沙、削減營養鹽、維護棲地生態多樣性、及保育河川等功能。國內外的研究已證實緩衝帶可有效地削減非點源汙染，為有效的最佳管理措施(Best Management Practices, BMPs)之一，然而國內目前對於緩衝帶的劃設並沒有統一的標準。緩衝帶的長度、寬度、坡度、植生配置與配置地點的水文特性均會影響其汙染削減效益，再者緩衝帶的設置將會影響現有土地使用的經濟效益，另一方面若設計寬度不足則又無法達到汙染削減要求，因此本研究將應用濱水生態管理模式(Riparian Ecosystem Management Model, REMM)，設計翡翠水庫集水區內的濱水緩衝帶配置，期達到最經濟的汙染削減效果。 研究首先應用.Groundwater loading effects of agricultural management system(GLEAMS)模式模擬集水區內典型茶園耕作所產生之非點源汙染負荷，再以此為REMM模式的污染輸入，執行緩衝帶機制模擬。研究同時以集水區內沿濱水區的三種主要土系建立REMM檢定的模擬背景值，模式參數檢定則參考國內外相關緩衝帶實驗的削減效率做適當的參數調整。經調整後的背景值則依不同的坡度搭配緩衝帶不同的寬度與植生配置，以模擬不同情境下的汙染削減率，並以此為評估準則進行緩衝帶的最適設計。 研究結果顯示隨著坡度的增加，緩衝帶的汙染削減效率會遞減，然而當坡度增加至40%以上時，此遞減現象就開始趨緩。接著研究分別以5%和40%的坡度，探討緩衝帶寬度對削減率的影響。結果發現5%的坡度的大小並未對寬度與削減率的關係有顯著影響。模擬結果均顯示寬度在40公尺以上時，汙染削減率只呈現些許提升，而在寬度40公尺時即可獲至極佳的汙染削減效果；當坡度40%與寬度40公尺時對泥砂削減率可達69%，營養鹽也可獲得40%以上的削減率。最後研究再以翡翠水庫集水區的平均坡度(40%)和40公尺的緩衝帶寬度模擬14種不同的植生搭配方案。經過綜合評比結果顯示一年生草本搭配秋季落葉灌木與針葉喬木，可獲至最佳汙染削減效果。本研究結果可做為在翡翠水庫集水區設置濱水緩衝帶的規劃設計參考。

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行政院國家搜救指揮中心海空搜救運作機制之研究

全球氣候劇烈變遷，可預見未來與救災相關之公部門皆將面臨更嚴峻的天災及危機應變的挑戰。行政院為強化救難機制，統籌、調度國內各搜救單位資源，聯繫、協調國外搜救單位，迅速執行災害事故人命搜救及緊急救護運送任務，於89年7月24日即成立行政院國家搜救指揮中心（以下簡稱國搜中心），負責統籌搜救資源，執行各項緊急人命搜救及重大災害之救援任務。救災首重人命救援，搜救效率又攸關政府跨部門運作整合效能，為因應快速遽變的複合性大規模災害類型，政府除應檢討國搜中心現行編組、建構高效能的搜救機制、補強合理的搜救能量，亦需善盡國際公約所要求之人道救援義務。 本研究係以文獻探討法、專家訪談法、法規比較研議法及個案研究法為研究方法，經探討國際公約規範、各國搜救中心組織、國搜中心運作現況、空中救援機制等，再檢視我國海空搜救運作機制、防救災體系與國搜中心間既存問題，藉由法規面、實務面及專家訪談的分析，提出具體之結論與建議。 研究結果顯示，國搜中心之運作已具整合救援效能，應予組織化以利國家搜救體系長遠發展；海巡署協調官應落實海事專業能力；應建立兩岸間搜救協調直接聯繫機制；建置搜救專用之整合資訊系統；持續善用空中優勢及補強海空搜救資源。