二十世纪工程技术的快速发展

序二十世紀工程技術的快速發展，使人類具備前所未有的使用地球資源與改變地球環境之能力，卻也面臨因環境變遷所產生之負面影響，如洪水、旱災、地層下陷、土石流、土壤及地下水污染、水庫優養化及河溪、濕地之生物棲地破壞等，導致生態及環境品質劣化。本系有鑑於解決上述地球環境之種種問題，必須藉助科技系統整合，以環境系統觀點整合水土資源工程、資訊與風險管理、生物環境控制等技術，合理利用資源，保護生態環境，以達到資源永續利用，社會永續發展之目標。在本系全體師生、同仁之鼎力配合下，上述相關領域之教學研究工作，已有許多具體的成果。本年報僅將過去一年來本系各項研究、教學及服務資料彙集成冊，方便同仁參閱，文中亦介紹本系研究教學發展之近況，並可做為與其他單位合作之橋樑。本年報承蒙本系陳秀美組員、呂家豪技士及系學會同學整理各項資料、編排設計，同仁提供寶貴資料，才得以出刊，謹此誌謝。本系年報付梓前雖經多次校稿，然疏漏之處在所難免，尚祈各界先進不吝指正。生物環境系統工程學系教授兼系所主任黃宏斌謹識2007年夏國立臺灣大學生物資源暨農學院生物環境系統工程學系2006年年報目錄壹、系所簡介……………………………………………1一、歷史沿革……………………………………………1二、教育目標及特色……………………………………2三、研究群組簡介……………………………………..3四、人力資源概況………………………………………3五、空間及儀器設備更新概況…………………………5六、活動剪影……………………………………………8貳、教職員名錄及專長…………………………..….…..11參、教學內容…………………………………….….…..18肆、研究成果…………………………………………....30一、重要研究成果……………………………….…….………30二、教師發表論文目錄………………………………………34三、教師發表論文統計………….………………..…………..54伍、學術活動………………………………………….....55一、出席國際學術會議及出國考察………….……………..55二、本系舉辦之研討會(或活動)……………………………56三、校外服務及榮譽……………………………………...58四、本系舉辦之學術專題演講………………………………61陸、研究計畫及經費來源……………………………62柒、學生活動……………………………………………67捌、畢業學生…………………….……………..…….71一、博士班…………………………………………….….71二、碩士班………………………………….……….……71三、大學部………………………………….……….……73附錄九十二學年度及九十三學年度第一學期博士論文摘要…附-1I壹、系所簡介一、歷史沿革本系之前身為日據時代台北帝國大學「農業工學教室」，為臺灣大學創校系所之一。民國34年台灣光復時改為「農業工學系」，隸屬農學院，民國38年中央政府遷台以後，正名為國立台灣大學「農業工程學系」，分為水利與機械兩組招生。民國55年8月成立研究所碩士班，先招收水利組研究生，民國63年開始招收機械組研究生。民國60年至70年代，台灣由農業社會積極轉型為發展工業，部分灌溉水受到工廠排放污染之影響，使得農作物遭受污染。更由於水資源的迫切需求，沿海地區地下水超抽造成地下水位急速下降及地層下陷。另外畜產業快速興起，畜舍環境及農業廢棄物處理也是當時所面臨之棘手問題。因此本系之課程除原有灌溉排水課程外，亦加強水質污染、農業設施、地下水及農業廢棄物處理等領域之課程。民國70年，農業工程學系機械組另成立農業機械工程學系(已於八十九學年度起更名為生物產業機電工程學系)。農業工程學系水利組則保留原「農業工程學系」名稱，民國77年農業機械工程學研究所成立。民國79年以後，由於經濟持續穩定發展，以人本結合環境永續共存之觀念逐漸受到重視。落實生態環境保育，提高農業產值，提升農民生活品質等都是本系教學研究及發展的重點。因此本系之研究領域除繼續加強灌溉排水技術外，尚包括農業災害防治、注重生態環境發展、生物環境工程技術及農村環境規劃等。在課程設計上本系也加強了水土保持、農業環境、生態水力學、農村建築、水土資源保育、地下水污染及生物環境工程等課程。民國80年8月，農業工程學研究所博士班成立。民國88年起，12本系由原來之農學位改授予工程學位。過去本系在農學院中一向以農業水利及生物環境為教學研究之目標，為因應時代潮流之變遷，本系自九十學年度(民國90年8月)起，更名為「生物環境系統工程學系」，教學內容包括水文學、環境化學、熱力學、土壤科學、生物力學、遙測技術、資訊管理、環境生態、生態水利工程、水土災害防治。研究方向著重於生態環境工程、生物環境與設施系統工程、水土資源工程與保育、地下水開發與污染防治、灌溉排水規劃與水工設計、系統分析與永續發展、鄉村建築與環境規劃、生物環境資訊。以培育生物環境工程、水土資源及環境資訊管理等高級人才，並運用工程技術及科學方法，有效管理及利用水土環境及生物資源，提升人類生活環境品質，促進資源永續利用為本系發展目標。二、教育目標及特色生物環境系統工程學系是應用高科技工程技術以改善或保護生產、生活、生態環境之專門學科，在「生物環境工程」、「水土資源」及「生物環境系統與資訊」三個領域中，以生物技術、工程方法、系統分析的方式開創永續發展之生物環境，整合力學、數學、工程及生物等各領域之科技，落實自然資源、生態保育及生物科技發展。畢業學生頒授予工學學士、工學碩士或工學博士等學位。„教育目標教授生物環境系統工程相關之理論，培養具有分析、創新及解決問題能力之科技人才，以期能增加資源使用效益、改善生活環境，促進自然資源之永續利用。教學之內容包括生物環境工程、水土資源與環境保護、及環境系統分析與資訊管理科技等，以達生產、生活及生態三生均衡之發展目標。„特色以生物技術、工程方法、系統分析的方式開創永續發展之生物環境，整合力學、數學、工程及生物等各領域之科技，落實自然資源、生態保育及生物科技發展於多元穩固之基石。3三、研究領域簡介本系簡稱生工系，研究課題涵蓋生態環境工程、生物環境與設施系統工程、水土資源工程與保育、地下水開發與污染防治、灌溉排水規劃與水工設計、系統分析與永續發展、鄉村建築與環境規劃與生物環境資訊等。為因應生物相關產業的蓬勃發展、水土資源永續利用的殷切需求與生物環境資訊科技的快速變遷，本系乃整合前述研究課題為「生物環境工程」、「生態工程與水土資源」以及「生物環境系統與資訊」等三個整合型研究領域。„生物環境工程研究領域研究項目包括生態環境污染防治與復育、建築設計與環境規劃、生物系統環控工程、設施與環境、生物環境毒物分析、生物生產工程、生物環境力學、生物力學、再生能源研究、生物環境傳輸理論等。„生態工程與水土資源研究領域研究項目包括環境水資源工程、生態工程、河口及濕地保育研究、環境微氣候、生態水利工程、灌溉排水、水土保持、水土環境影響評估、地層下陷防治、地下水及污染防治等。„生物環境系統與資訊研究領域研究項目包括生物系統分析、環境系統分析、水資源系統分析、水資源規劃與調配、生物資訊系統、水文資訊系統、地理資訊系統應用、遙測資訊系統、空間分析模式、環境永續發展等。上述各領域師資可相互支援，並結合本校相關系所師資共同開拓發展，以強化教學、研究與服務之完整性。四、人力資源概況（九十五學年度統計資料）„大學部：現有大學部學生共計179人。4„研究所：合計135人碩士班：現有學生94人。博士班：現有學生41人。„榮譽教授：合計7人„專任教師：合計21人教授15人副教授3人助理教授3人„兼任教師：合計4人„職員及助教：合計5人組員1人技士3人助教1人„師生比：年度教師大學部碩士班博士班學生總數師生比912218191443161：14922217193463101：149322182105453321：15942117794463171：15952117994413141：15„專任教師年齡分佈圖：本系專任教師中，年齡介於31~40歲間之教師共4位，佔專任教師總數之19%；年齡介於41~50歲間之教師共8位，佔專任教師總數之38%，其他年齡分布如下圖。教師年齡分佈圖1231293024681031-3536-4041-4546-5051-5556-6061-65年齡人數五、空間及儀器設備更新概況„空間本系主要使用空間為台大五號館及農工試驗館兩棟，另配有農業綜合大樓三樓西側研究室，使用樓版面積共約3,068平方公尺。5本系使用空間2,1972,4012,6593,0684,6370500100015002000250030003500400045005000~19871987199119972003時間(西元年)平方公尺註：(1)1987年：收回五號館一樓西側空間約204平方公尺。(2)1991年：取得農業綜合大樓三樓西側研究空間約258平方公尺。(3)1997年：擴建五號館東側約409平方公尺。(4)2003年：獲配原子能委員會新館五、六、七樓層共1,569平方公尺。(5)2004年：整修工程完畢，空間供研究生使用以及上課教室。67„儀器設備更新本系三年來有關空間使用及儀器設備更新概況，如下表所示：年度更新項目20041.本系遙測水文與空間模式研究室添購『液晶可調式遙測多光譜影像系統』，可擷取接近100個連續波段之影像。對教學及遙測技術應用於水質監測及作物逆境之研究均極有幫助。2.本系環境微氣候研究室添購紅外線地表溫度計用以量測地表或物體表面溫度以及光合作用輻射計可用來量測行光合作用的輻射量。3.建置雷射掃瞄儀進行底床形貌量測，並應用於變寬渠之強制砂洲與自由砂洲非線性解析與實驗研究。4.購置微氣候與二氧化碳量測系統，應用於關渡試驗田區之環境生態功能評估。5.本系農業環境研究室添購GarminGPSMAP60CS衛星接收儀一個，並於田間現地採樣定點使用20051.本系環境化學實驗室添購火燄式原子光譜吸收儀器設備以提供環境化學暨實驗課程之修課學生操作使用以及提供本系所之學生與本校生農學院的同仁，在研究與調查方面分析之使用。20061.儀器名稱：可程式噪音計用途：主要應用在監測動物鳴聲的追蹤，以瞭解動物棲息動線，以規劃適宜生物廊道。2.本系吳富春教授獲本校邁向頂尖大學提昇專業課程教學品質改善補助更新流體力學實驗教學設備：（1）層流實驗台（流場觀察實驗）（2）自由與強制渦流儀（渦流實驗）（3）射流撞擊實驗儀（射流撞擊實驗）（4）沈降試驗台（動床輸砂實驗及動床形貌實驗）（5）魚體壓力分布、阻力及昇力實驗水槽、附測壓孔壓克力魚體模型、壹頻道測壓電子皮托管、阻力與昇力數位式顯示及輸出裝置（魚體壓力分布實驗、魚體阻力與昇力實驗）（6）風洞結構物電子測壓計、測壓孔壓克力模型房屋、孔道轉接器（地表邊界層風洞實驗）（7）高速數位影像系統（異重流實驗）六、活動剪綵本系本年度舉辦或協辦之活動如下：„本系教職員工年終尾牙聚餐民國95年1月20日於環亞飯店舉辦本系教職員工年終尾牙聚餐。„台大杜鵑花節暨系博覽會第九屆台大杜鵑花節於民國95年3月11、12日，於台大校總區新體育館展出。配合三月初春杜鵑花盛開之校園，將本系近年來之研究領域、研究成果及更改系名後之預期前景，做各項動態及靜態的展示。„第三屆生態工程學術研討會本系及本校生態工程研究中心於95年10月19日合辦「第三屆生態工程學術研討會」。8„九十五年度中國農業工程學會年會暨學術研討會本系於95年10月19日舉辦中國農業工程學會年會暨研討會。„2006生態工程國際研討會本系於95年11月9、10日舉辦「2006生態工程國際研討會」。9„2006永續水環境國際研討會本系於95年11月30日於舉辦「2006永續水環境國際研討會」。10貳、教職員名錄及專長系主任黃宏斌教授系主任美國愛荷華大學博士水土保持水土環境影響評估名譽教授施嘉昌名譽教授日本國立東京大學博士旱作灌溉灌溉方法灌溉取水工程徐玉標名譽教授美國加州大學研究農地改良農業水質污染易任名譽教授美國加州大學研究渠道