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三峽大壩即將潰壩?從工程師的觀點看關於水庫的流言蜚語

活躍星系核_96
・2020/08/12 ・5814字 ・閱讀時間約 12 分鐘 ・SR值 555 ・八年級

  • 作者/梁崇淵│普渡大學博士生、游景雲│台大土木系教授

今年以來中國長江地區累計降雨量和持續時間都陸續超過 1998 年洪災紀錄,其中三峽大壩一再傳出潰壩的疑慮,再加上過去三峽大壩變形的傳言,外界多有揣測,我們或許可以從現有的資訊去分析目前的狀態,但受限於資訊取得限制,不免有隔空問診抓藥的疑慮。不過從土木水利工程師的觀點,從這個案例也可以讓我們去瞭解水庫跟壩的一些相關議題。

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水庫?大壩?傻傻分不清楚?

在討論之前,我們先釐清什麼是「水庫」。水庫是指以結構體所圍起可供水資源調節之蓄水範圍及設施,過往多用於蓄水灌溉以應對乾涸時期,現代水庫具有多元的功能,以蓄水、給水、發電、調節洪水為主,且常因生態資源豐富及景觀壯闊,而成為著名觀光景點,像是台灣的石門、翡翠、曾文水庫等。而把水攔蓄的結構體就是「壩」,比如說美國的佛壩(Hoover Dam)攔蓄形成米德湖(Lake Mead),前者是壩而後者則是水庫。

壩體依照建築材料及結構形式可分為重力壩、土石壩及拱壩,功能的話有蓄水壩、攔砂壩。 一般人常說「水壩」一詞實為誤用,但語言有其生命與積非成是的特性,口語上也越來越不予區分或深究。

我們常講的潰壩主要是在說蓄水結構體在短時間破壞的一個現象,而破壞後,攔蓄的大量水體往下游以洪水波的形式傳遞,會遠超過河川的防洪流量,往往造成相當大的生命財產的損失,避免潰壩的發生絕對是工程設計上首要考量。 「潰壩」是指壩的破壞,破壞原因有許許多多,破壞與壩的形式有相當的關係。一般而言常見的主要形式有土石壩(earth and rockfill dam)、重力壩(gravity dam)、拱壩(arch dam)等。 「土石壩」顧名思義即是以土、砂、石為主要材料建築而成的壩體,也是目前大部分最常見的形式,主要利用土石的重力以及彼此之間的摩擦力來抵抗隨水位增加而帶來的沉重水壓,因水壓與水深成正比,所以土石壩多設計為頭細底厚的梯形剖面,以確保底部可以支撐住較大的水壓。土石壩以土砂、石頭作為材料,可以從壩址及集水區取得大部分的材料,雖然建造過程需經過多次夯實及壓密,但沒有像混凝土一樣有澆灌、凝固的過程,施工成本較低。但土石顆粒之間仍會有一定的空隙,因此平時有水滲透壩體是很正常的,臺灣著名的石門水庫及曾文水庫主壩體便是土石壩。

石門水庫。圖/wikipedia

「重力壩」是以地面對壩體重力的反作用力產生的力矩來抵抗水平方向水壓的力矩,因此其結構穩定度主要由其重力大小決定,故稱為重力壩。其形狀多設計為面對上游蓄水面為垂直牆,面對下游為斜面,使得重心偏向上游而產生與水壓力相反旋轉之力矩(如下圖)。重力壩多以整體混凝土或鋼筋混凝土為材料構築。

重力壩力平衡示意圖。圖/改自 Rogers et al., 2007

「拱壩」以凸面朝向上游之曲面結構支撐水壓力,其原理與拱橋相同,藉由混凝土有抗壓的特性,以曲面特性將作用力傳導至兩旁作為支撐的岩壁。因支撐點需承受傳遞而來的力十分龐大,所以只能建築於堅固的岩壁之上,寬度也受此因素限制。拱壩若設計良好則穩定性極佳,且可減少壩體厚度,以較少的材料達到所需強度。然而拱壩的力學機制較為複雜,曲面在施工上相較方形不易許多,因此不論是在設計或是施工上皆需要較高的成本作縝密的規劃[8]。

卡采大壩(Katse Dam),是一座水泥拱壩。圖/wikipedia

在了解壩的形式後,排除人為方式破壞壩體的案例,大量洪水造成溢頂(overtopping)是最常見的潰壩方式,意思就是進水庫的水太快太急結果來不及排掉造成水淹壩頂而沖壞。為了防止這個因素,水庫除了有攔水的壩體之外,都會在壩體上或在另外設有溢洪道來洩洪。但如不幸在庫區滿載的情況下仍是進水量大於出水量能,水位持續上升超過壩高就會造成溢頂, 一般來說溢洪道的設計容量會用最大可能降水(Probable Maximum Precipitation, PMP)跟最大可能洪水(Probable Maximum Flood, PMF)做設計,但雖說是最大可能,但不是沒有可能超過,只是機率很低,根據研究分析可能是幾千分之一的機率。

鯉魚潭水庫溢洪道溢流狀況。圖/水利署

溢頂會造成怎樣的影響呢?其對土石壩跟重力壩都是十分致命的。水流快速的流過壩頂會造成沖刷,也會因為負壓而將砂土吸起,並且水與砂之前的黏滯力會帶走被吸起的土砂,壩頂被沖蝕之後會通水截面擴大使得流速流量持續增加整個造成潰壩。重力壩雖壩體主要為混凝土,不會像土石壩一樣被水沖蝕,但水流溢頂將沖刷下游的基腳,使得原本支持土壤鬆動甚至被淘刷,而無法提供足夠的反作用力無法維持力平衡或力矩平衡,造成壩體位移變形終至結構破壞。拱壩將水壓力傳導到兩旁岩壁上,其力平衡方式與重力壩不同,因此只要壩體結構完整,兩旁的岩壁沒有被沖刷或破壞,拱壩仍能立於峽谷之間,溢頂對拱壩的威脅性相較其他種類的壩低了許多。

另外一個對於土石壩比較的的威脅是「滲流」,如果土石壩夯實不實,在土石空隙間有比較快的水流通過,也會造成負壓,把土石帶走,這也是工程說的管湧(piping)現象,管湧如發生於土石壩,則可能造成土石壩整個被沖走;管湧不太會發生在混凝土重力壩體,但如果發生壩的基礎面,則可能造成基礎破壞摩擦阻力之降低而引起壩之滑動或沈陷。

鑑古知今,過去的潰壩案例

大致了解了壩的形式後,可以來看看過去有哪些潰壩案例。讀者也可以在 wiki 中文條目的水壩潰決或英文的 dam failure 上找到蠻完整的整理。 國際上幾個比較受到注目的潰壩事件像是美國的 Teton Dam、Baldwin Hills Dam 都是土石壩發生管湧造成整個壩體沖走的案例,Youtube 上也可以找到紀錄的影片。

另外一個有趣的案例是義大利的 Vajont Dam,它是一個拱壩而上游的大量土石崩塌掉到水庫裡,造成強烈庫湧浪滿溢出來造成下游近 2000 人的死亡,到 2015年的歐洲地球科學年會(EGU,European Geosciences Union General Assembly )才完整的討論出其崩塌成因,由於是拱壩的關係,整個壩體仍然屹立無虞。

台灣過去也有些案例,1999 年 9 月 21 日集集大地震,車籠埔斷層瞬間錯動抬升地面,直接剪斷石岡壩結構體造成閘門扭曲變形(如下圖),但石岡壩是 18 個獨立單元的混凝土重力壩,因此即使十多公尺的地表變形落差造成 16、17、18 號溢洪道閘門毀損,閘門傳動軸變形,南幹線輸水隧損壞,其他部分仍維持相當的完整性。破壞發生後管理局就將水庫蓄水緊急溢洪以避免後續的損壞。另外一個較為少人知道的案例是 2007 年 9 月 17 日韋帕颱風侵襲臺灣,雖未造成嚴重水患,但連日豪雨淘刷地基之下,使得位於石門水庫上游的大型攔砂壩巴陵壩潰壩,其攔蓄之泥砂向下游流動由榮華壩承接,使其在 2012 年左右就接近淤滿。

石岡壩 921 地震損壞情形。圖/石岡壩管理中心
巴陵壩潰壩前情形。 圖/96 年韋帕颱風重大土砂災情速報
巴陵壩潰壩後情形。圖/96 年韋帕颱風重大土砂災情速報

一般而言,大壩建成後幾年都是破壞機率比較高的時候,因為如果營建時就有一些施工缺失,很快的就會造成相關破壞風險,因此水庫在初期都會先逐步蓄水、放水,然後透過監測儀器像是水壓計、應變計、傾斜儀等去觀察壩體有無異狀,幾年過去之後壩體會逐漸穩定,風險也會較低,埋在壩體內的一些儀器也會逐漸損壞失效,後續就會透過例行的大壩安全檢查來降低風險,到水庫老化後風險才又逐漸增加。 另外水庫淤滿是否會有相關風險,主要是取決設計時候有無考量,砂淤滿在上游面會增加對於壩體的土壓力,如果當初設計就有考量下,基本上較不會有相關問題,一般攔砂壩都會考慮蓄滿狀況,因此也較少有因為蓄滿把壩體推動或推倒的案例。

所以三峽大壩會潰壩嗎?

三峽大壩。圖/wikipedia

回到大家關心的問題三峽大壩,從資料可以知道它是混凝土重力壩,最大壩高 181 公尺、壩長約 2335 公尺。全世界對於中國的大國崛起都有很複雜情感,難免會影響我們的判斷。前些日子不少新聞指出三峽大壩可能有潰壩的風險,主要的論述有 Google Earth 衛星影像可觀察到明顯壩體變形,以及水位已達防洪汛制水位等,官方說明有滲漏變形等,我們就各個問題一一來討論。

問題一:三峽大壩有變形嗎?

三峽大壩是否有變形?目前在其他的衛星影像中並壩體尚屬完整,推測其影像中明顯變形為 Google Earth 衛星影像拍攝與接合處的誤差造成[6]。但三峽大壩是由混凝土構築而成的,混凝土是有彈性的,所以受到不同水壓力是會有彈性應變,但根據相關分析是沒有到破壞程度。

問題二:三峽大壩最近蓄水超過汛限水位 145 公尺,是不是不太妙?

按照目前各國水庫的操作,一般而言在汛期間會有較低的防洪水位規線,以空出空間滯蓄洪水。 根據中國水利電力部 1996 年發佈的 DL / T5015—1996《水利水電工程動能設計規範》,規定水庫特徵水位有正常蓄水位、防洪限制水位、防洪高水位、設計洪水位、校核洪水位等。臺灣媒體提到的「防洪限制水位」在規範中定義為:「為防範汛期之洪水,水庫在汛期前應就水位調整至『防洪限制水位』,以空出足夠的庫容攔蓄洪水」。

也就是說「校核洪水位」才是中國水庫的最大設計蓄水高度。 由三峽大壩水位來看,其防洪限制水位為 145 公尺,校核洪水位為 180.4 公尺,三峽大壩平常非洪水期間蓄水量也可以到 170 公尺以上,因此汛期操作時略為高出汛限水位到達 150 公尺或更高,其實並不會對於水庫有重大影響或風險。

問題三:三峽大壩會有溢頂的可能嗎?

我們可以先看該地區相關的降雨流量資料,相關資料可以從長江水文網查到:由入庫及洩洪水量來看,近日三峽大壩的入流量約在每秒 2 萬噸至 3 萬噸之間,而過去較高的時候也大概是 4 萬噸每秒左右,相較於其設計最大溢洪量為每秒 11.6 萬噸來說,是低於其數值的。因此,在沒有結構問題或是人為不當操作的情況下,依照目前水位及水量數字與設計容量,三峽大壩在 2020 年的長江洪患中面臨潰壩的風險是非常低的。

同場加問:三峽大壩的其他爭議?

與三峽大壩有關的討論還有像是:施工品質不良、技術不足、管理不當等等;如前所言,如果壩體已有瑕疵,其實在初期就會有相當程度的損壞機率,也就是說到操作十多年後才顯現的機會不大。但目前外界取得資料的可信度如何,或是有什麼被隱瞞未被呈現的,這部分也無法證實,也難作為直指大壩危在旦夕的立基。

讓水庫免於潰壩該怎麼做?

三峽大壩是不是一定會潰壩?或是一定不會潰壩?答案都是否定的。 土木水利工程師的工作常在風險與成本間取捨,就如一個工程界的玩笑話:「我們什麼都可以蓋得出來,只看業主願意付多少錢。」。然而,面對潰壩的風險,常常是千分之一、萬分之一的風險,如果對應的是巨大社會經濟損失,就好比是一個很大的數字乘上很小的數字,那麼期望值到底是無限小或無限大?對於決策上的判斷,這都是非常困難的問題。

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過去研究團隊在國際期刊討論面對潰壩、核災的因應策略[2]。內容提到:目前工程上都是儘量在合理範圍內降低風險,以保障人民生命財產安全,然如果人民期待的是絕對安全的基礎建設,事實上是相當不切實際的。 水庫是水資源利用的重要工程設施,近年來暴雨有時間集中且強度增加的趨勢,對水庫防洪形成更大的威脅。山坡土砂造成的淤積會使得庫容減少而失去調節的空間,例如石門、曾文水庫的淤積,近幾十年都是我國政府面臨處理的挑戰。在設計水庫時規劃排砂道,或是日後再增設,都只能減緩水庫淤滿的危機,這也代表在集水區上游做好水土保持以及攔砂設施等保育措施,日趨重要。

在水資源更難控制,洪水日益頻繁的未來,如何永續的利用、操作水庫,反而會是重要的課題。  

參考資料

  1. 1996, D. T. 水利水电工程动能设计规范 [S] (Doctoral dissertation).
  2. Lee, B. S., & You, G. J. Y. (2013). An assessment of long-term overtopping risk and optimal termination time of dam under climate change. Journal of environmental management, 121, 57-71.
  3. Rogers, J. & Rock, Frank & Owen, Jeff & Watkins, Conor & Kane, William & Bell, Mike. (2007). The 1928 St. Francis Dam Failure and the 1995/2005 La Conchita Landslides: The Emergence of Engineering Geology and Its Continuing Role in Protecting Society.
  4. Young, R. A., & Loomis, J. B. (2014). Determining the economic value of water: concepts and methods. Routledge.
  5. 王維洛. (2010). 天下第一门给三峡工程带来天下第一问题──三峡工程论证和建设目标中的自相矛盾, http://sanxia2008.org/content.aspx?z=465&f=29&s=71&t=1.
  6. 林建勳. (2020). 三峽大壩潰堤傳言不斷 雨下整月中國災民破千萬. 公視#P新聞研究室. https://newslab.pts.org.tw/news/239?fbclid=IwAR3PR3IrGf2D11w_5eYbkIpjLES6Jl1NB-Gu76zOy5elRIcwrlSI8L3qtwA
  7. 梁惠儀, 林伯勳, 吳毓華, 卡艾瑋, & 冀樹勇. (2013). 巴陵壩潰壩後對於石門水庫上游集水區河相變遷及沖淤演變影響模擬. 中興工程, (119), 19-30.
  8. 陳鵬元. (2016). 認識拱壩以及其簡易分析(Introduction and simple analysis of arch dams), https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=70442.
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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相輔相成的數學與科學,誰才真的是「科學的起點」?或許,它們都不是最好的答案——《教出科學探究力》
親子天下_96
・2022/08/12 ・3626字 ・閱讀時間約 7 分鐘

數學絕對是科學上非常重要的工具,當科學面對重大疑難雜症時,往往確實是由數學來解決問題。歷史上有很多例子,可以用來說明科學家遇到科學問題時,發明數學工具來解決問題。

例如我們知道,一個物體如果維持每秒鐘 30 公尺的速度前進,那麼 100 秒之後,它會前進 3,000 公尺。但如果這個物體的速度是會穩定減少,平均每一秒鐘還會穩定的減少每秒 10 公尺,也就是一秒後它的速度就變成 20m/s、兩秒之後變成 10m/s,以此類推。

這樣的話,我們知道它 3 秒之後會停下來,但你能知道它前進的距離總共有多少嗎?

為了解決這個問題,牛頓發明「微積分」這個數學工具。

現代微積分是由牛頓與萊布尼茲所發展而成的重要工具。圖/Pixabay

先有雞還是先有蛋?先有科學還是先有數學?

物理學家為了要處理像是「位移」、「力」、「速度」這類問題,也發明「向量」這樣的數學工具來幫助物理學家解決問題。

這樣看起來,好像應該說「科學是數學之母」才對?

也有的時候,科學家為了精準簡潔的描述自然界規則,運用數學語言來作為描述的方式。

例如我們知道,兩物體之間永遠存在一個互相吸引的萬有引力,萬有引力的大小和兩物體的質量大小乘積成正比,和兩物體的距離平方成反比。這麼一大段落落長的描述,如果用數學符號來表達,就會變成:

\(F = G \frac{m_{1}m_{2}}{r^{2}}\)

這樣的表達既簡潔又精準,當然是很不錯的描述方式,很受科學人的喜愛。數學是科學中重要的工具,可以幫助科學解決很多問題。在學習科學或發展科學的某些階段,數學更是不可或缺的工具,沒有數學便跨越不了某些門檻。

即便如此,數學好像也說不上是「科學之母」。

科學始於好奇心,每個孩子都是天生的科學家

我總覺得「科學之母」的意思,應該是科學的產生者。那什麼才是科學的產生者?我認為是「觀察」。

觀察與好奇心促成科學的動機觀察的意思不是觀看,不是說用眼睛看到些什麼東西就是觀察。觀察是會產生疑問的,會勾起你的好奇心。看到一些「怪怪的」、好像跟平常不一樣的事物時,你可能會留心的多看個兩眼,腦袋裡想著:「昨天跟今天看到的太陽升起位置,是不是有什麼不一樣?」、「上次釀的酒跟這一次喝起來好像不一樣?」

察覺這些差異之後,你的好奇心可能就會接手,開始思考如何解釋這樣的差異。

如果你認真一點的話,可能會對現象進行系統化的描述記錄,將那些雜亂的事物根據相同處、相異處進行比較並分類,有時候或許能從中發現一些現象的規律性或者因果性。

例如我們的祖先們長期觀看著海,把每天看的海水高度做了記錄,時間一長就慢慢看出一些規律性,發現每天海水高度變化跟月亮的位置有關:滿月的那天,當潮水最高的時候就是在正中午。

我們的祖先們長期觀看著海,把每天看的海水高度做了記錄,時間一長就慢慢看出一些規律性。圖/Pexels

進而發現不同的月相和漲退潮的時間,有某種特定的關係。等蒐集到夠多的事實之後,很可能就可以發現規律性。

察覺這些規律性、相同處、相異處之後,有些人會興起強烈的好奇心,想要一探這些現象背後的完整詳細規則,或是探詢造成這些規則背後的原因,這時,科學的動機就出現了。

自文明誕生以來,有很長一段時間,人們只是用神話的方式來解釋自然,直到近幾百年才發展出有系統的科學方法,以極端嚴謹的態度來檢視心中的答案。雖然科學是近代產物,但產生科學的動機卻是每個人都天生具備的,那就是「觀察」和「好奇心」。

每個孩子天生就很愛問問題,這也是為什麼許多科學家會說:「每個孩子都是天生的科學家」,不過這句話的下一句是:「直到 XX 歲為止」。

為什麼等到我們長大以後,就不會提問了呢?

身為老師的我們都曾發現,學生到了國中之後,似乎就變得很不愛問問題。

我相信造成這個結果的原因有很多,例如我們的科學教材教法往往是去情境化、去脈絡化的;我們的考題有許多是脫離現實的;我們的課程也經常不是以學生親身觀察而產生的探究問題作為出發點。

此外,大量意義不明的數學練習,恐怕也是重要的原因之一。

天生的科學家們為什麼長大後就不發問了呢?造成這個結果的原因有很多。圖/Pexels

既然數學題目難以避免,我們該怎麼讓這些練習對學生而言,變得更有意義、更具有科學教育的價值呢?

數學在科學課堂上扮演的角色在科學的學習中,數學作為一種工具,其存在是必要且適當的。但我們應該注意的是:工具的使用必有其特定的使用動機和情境。

如何讓學生知道自己在幹嘛?以燃素說、氧化說為例

例如拉瓦節(Antoine Lavoisier)並不是一開始就在實驗室裡面計算數學,因而發現燃燒的本質是物質的氧化。他是因為用定性分析方式無法成功反駁當時主流的「燃素說」,才進一步使用量化實驗、測量精準的數據,得到足以駁倒「燃素說」的證據。

讓學生具備動機和情境後,在適當的難度下,引進必要的數學就會覺得理所當然。如果學生知道自己正在處理什麼問題,也知道為什麼需要運用這個工具的情況下,那麼在自然科裡面學習數學是沒有問題的。

需要透過有設計的教學,才可以激發學生思考、知道自己在處理什麼問題。圖/Pixabay

於是我在燃燒的單元中,設計了讓學生閱讀並比較史塔爾(Georg Ernst Stahl)提出的「燃素說」和拉瓦節的「氧化說」。兩個學說都是在描述學生熟悉的燃燒現象,但卻有著截然不同的解釋方式。

史塔爾的「燃素說」認為:

因為物質燃燒時,物質裡面的可燃成分(燃素),會從物質內逃逸出來與空氣結合,從而發光發熱,這就是火。並且因為燃素從物質中釋放出來,重量就變輕了,釋放燃素的物質只剩下灰。

但有些物質,像是金屬,它們內部的空隙就像容器一樣,裡面充滿燃素。燃素與金屬分離後,空出來的容器會被空氣填滿,容器裝著比燃素重的空氣,重量自然就變重了。

而且物質在加熱時,燃素並不能自動分解出來,必須藉空氣來吸收燃素,才能將燃素釋放出來,而且愈好的空氣吸收燃素的效果愈好。

拉瓦節的「氧化說」則主張:

物質燃燒時,不是物質內部的燃素釋放出來,而是物質和空氣中的氧氣結合。結合的過程中會發光發熱。

結合之後的物質,稱為氧化物。氧化物如果是氣體或者變成飛灰離開了物體本身,質量就會變小,就像紙張燃燒一樣。

如果物質氧化物和物質是依附在一起的,那就會看到質量變重,就像金屬的燃燒一樣。

你會發現兩者的說法看起來都能完美的解釋燃燒現象,如果只是觀察各種燃燒的現象,並不足以判別誰說的才對。這時,用量化方式精準測量燃燒過程中各階段物質的質量變化,就變成判別是非的關鍵所在。

量化實驗當然是比定性實驗更加困難,但當我們對於某個事件產生興趣時,這些困難就會瞬間變成讓人興致高昂、願意去挑戰和克服的關卡。

「燃素說」和「氧化說」的說法看起來都能完美的解釋燃燒現象,這時便需要科學的力量。圖/Pexels

數學的工具也是如此,所以我在運動學的課程設計中,利用交通安全宣導影片中常出現的「未維持安全距離」下產生的交通事故,讓學生感受到危險,並且產生「安全距離是怎麼計算出來的」的疑惑,激發學生解決問題的動機。

動機產生之後,我們就可以把待解問題轉化為比較嚴謹的文字敘述:「車子以 108km/hr 的速度行駛在高速公路上,因前方發生事故而緊急煞車。若車子能在 X 秒鐘之內停下來,我們的煞車距離有多少?」這就變成大家熟悉的考題了。

此時不管是使用公式也好,圖形法也好,學習起來就會比較自然而然、順理成章。在課堂上營造動機與脈絡,讓解決這些數學問題變成必要的過程,就是我們在課程設計上可以努力的方向。

——本文摘自《教出科學探究力》,2021 年 8 月,親子天下 ,未經同意請勿轉載。

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可愛的品客蜘蛛!我真的可以這麼叫你嗎?
李鍾旻_96
・2022/08/09 ・2444字 ・閱讀時間約 5 分鐘

在亞洲有一種蜘蛛,一直以來很多人都說,牠身上的圖案像極了知名洋芋片品牌「品客」(Pringles)的招牌標誌——圓臉留著兩撇八字鬍的大叔。

什麼蜘蛛長得這麼特別?牠叫作「黑綠鬼蛛」(Bijoaraneus mitificus;英文俗名為 Kidney Garden Spider)[註]。這種蜘蛛體長約在 0.5~1 公分上下,渾圓的腹部背面呈白色調,常可見近似「V 字」的深色條紋,以及兩個凹陷的深色小圓點,構成一張類似長著眼睛與鬍子人臉,顯得相當逗趣。

黑綠鬼蛛腹部背面的圖案,有如一張人臉。圖/作者提供

官方發起活動:千人連署改名「品客蜘蛛」

蜘蛛與商標形象「撞臉」,意外成為非官方吉祥物,這檔事傳來傳去,終於有一天,品客這家來自美國的品牌決定「認真」看待這件事。2022 年 6 月底,品客的官方網站上發布了一項前所未有的連署活動:為蜘蛛請願改名。據《CNN》報導,品客美國經銷負責人詹金斯(Mauricio Jenkins)表示:「此前我們不曉得,原來有個生物一直默默散播對品客的愛。」

品客洋芋片罐子上的招牌圖案。圖/作者提供

這項活動的主旨,就是希望能讓這種蜘蛛的英文俗名正式更改為「品客蜘蛛」(Pringles Spider),同時獲得國際上蛛形綱相關的學術研究團體認可。官網上也做出承諾,如果在當年 10 月 31 日前至少有任一個研究團體表示認同接納「品客蜘蛛」之名,作為回報,參與這項連署的前 1500 名民眾將可以免費獲得一罐品客洋芋片。在同年 8 月初時,已經有超過 7300 人響應參與連署。

不僅如此,品客官網還同步舉辦了蜘蛛的「領養活動」,大眾可以在他們的網站上領養虛擬的黑綠鬼蛛,並下載「領養證書」。

當然,全球各地的媒體紛紛報導了品客洋芋片為蜘蛛連署改名的消息。有些國內新聞報導也指出,身為主角的黑綠鬼蛛「分布在東南亞國家,例如泰國、新加坡和越南等」。看來,有些人顯然忽略了牠近在眼前的事實呢!

我們不用虛擬認養,台灣就有原生的黑綠鬼蛛

事實上這種蜘蛛可見於亞洲多個國家,在台灣也有分布。台灣的低海拔環境,從北到南都有牠的蹤跡,一些郊山、都會區的公園便有機會找到牠。所以身在台灣的我們,哪裡需要透過網路去領養什麼虛擬的個體?如果想看這種蜘蛛,還不如到戶外走走吧!

公園裡的黑綠鬼蛛網,表面碰巧黏了一些行道樹木棉花的棉絮。圖/作者提供

黑綠鬼蛛通常會在樹木間造網,同時在網附近的枝葉上另造一個供自身躲藏的薄紗狀巢,網與巢之間有細絲線相連接。通常,依靠結網捕捉獵物的蜘蛛視力普遍不佳,黑綠鬼蛛也不例外,不過牠們對於震動相當敏感。一旦有昆蟲等獵物撞上其所結的網,察覺到震動的黑綠鬼蛛便會從巢裡衝出,將獵物拖進巢內,再慢慢取食。

黑綠鬼蛛在樹木葉片上所構築的薄紗狀巢。圖/作者提供

筆者便曾在台北市羅斯福路上的公園見過這黑綠鬼蛛。而且,與一些常見的中小型蜘蛛相比,黑綠鬼蛛分泌製造出的絲,手指摸起來的觸感真是讓人感到意外的堅韌且黏。

生物學名用嚴謹的方式替生物命名

其實,關於幫蜘蛛改名這件事,或許製造歡樂、替品牌形象宣傳,才是活動的主要用意。

畢竟,所謂「約定俗成」,不管是英文還是中文,俗名本身便是民間所流傳的非正式名稱。在生物學上,拉丁文所組成的「生物學名」,才是不能隨意更改,而是需要遵守嚴格學術規範的國際正式名稱。

黑綠鬼蛛的腹部末端有大塊黑斑及放射狀的深色細條紋。圖/作者提供

黑綠鬼蛛不可怕,甚至還有點可愛

話說,有些人看到可愛的黑綠鬼蛛,內心仍然會有點怕怕的吧?確實,許多人對蜘蛛的印象就是「有毒」、「恐怖」,可是人們往往過度高估了蜘蛛的危險性。事實上,蜘蛛的口器都具有用來攻擊獵物的毒牙,當咬住獵物時,毒牙能注射蛋白質毒液讓對方失去行動力或死亡。

不過我們並不需要對這類節肢動物過度害怕,因為大部分蜘蛛的毒液對人類幾乎不會造成影響,在未遭受人為騷擾的情況下,蜘蛛更不會主動去攻擊人。當然,黑綠鬼蛛本身便不會對人體造成威脅,屬於無害的動物。

黑綠鬼蛛的頭胸部可見 8 個黑色的單眼。圖/作者提供

台灣目前已知的蜘蛛種類至少超過了700種,不光是外觀滑稽有趣的「品客蜘蛛」,本土蜘蛛中還有許多外觀特殊、引人注目的種類。不管是住家周圍,還是山林野地,有機會不妨多觀察看看身邊有哪些特殊的蜘蛛吧!附帶一提,2006年的美國電影《夏綠蒂的網》(Charlotte’s Web),劇中身為主角的蜘蛛夏綠蒂,在現實中是俗稱「穀倉蜘蛛」(Araneus cavaticus;英文俗名為Barn Spider)的一種北美洲常見蜘蛛,牠與本文介紹的黑綠鬼蛛同為金蛛科的種類。

備註

黑綠鬼蛛以往被歸類在金蛛科鬼蛛屬(Araneus),然而 2021 年分類學者主張將之移入媛圓蛛屬(Bijoaraneus),本文仍使用其在台灣較普遍的中文俗名「黑綠鬼蛛」。本種亦可稱「黑斑媛圓蛛」、「黑綠圓蛛」,在中國則通常稱其為「黑斑園蛛」。

幾種生活在台灣低海拔山區,外表特別的金蛛科蜘蛛。
(左)尖鼻蛛(Poltys sp.)、(右上)紅鳥糞蛛(Cyrtarachne yunoharuensis)、(右下)對馬瓢蛛(Paraplectana tsushimensis)。圖/作者提供

參考資料

  1. Pringles wants a spider named after it
  2. MAKE THE PRINGLES® SPIDER OFFICIAL
  3. 陳世煌。2001。臺灣常見蜘蛛圖鑑。行政院農業委員會。

李鍾旻_96
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目前大部分時間都在觀察、寫作和拍照,曾獲金鼎獎兒童及少年圖書獎、世界華人科普新秀獎、人與自然科普寫作桂冠獎等。著作:《台灣常見室內節肢動物圖鑑》(2021)、《自然老師沒教的事6:都市昆蟲記》(2015)。

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搖滾響起來,人就嗨起來──音樂關鍵字|EP8:搖滾夢想
音樂關鍵字Unlocking Music_96
・2022/07/22 ・517字 ・閱讀時間約 1 分鐘

我們日常中無處不在的音樂,除了療癒身心,更可以透過聲音的特性,找出藏在背後的科學小知識!
由客家電視製作的《音樂關鍵字》系列動畫因此誕生,是臺灣首部原創音樂科普動畫劇集。以校園生活為背景,透過生動幽默、溫馨感人的故事劇情,運用 3D 動畫串起聲音與音樂的物理學、心理學、生理學,並量身訂做原創客語歌曲。
讓音樂成為你生活中,最浪漫的科學!

音樂關鍵字:泛音、雜質、搖滾樂

嗨起來!年輕就是要搖滾、要反叛!

舞台上,電吉他手激動地彈著吉他,汗如雨下,整個會場轟耳欲聾,聽眾們沈溺其中,這音樂真是太爽了啦。

沒錯,搖滾樂的暢快淋漓,完全背離穩定純淨的美聲路線,充滿爆發力的搖滾樂,追求的是嘈雜的渲染力。而嘈雜的渲染力從哪裡來?

為了達到更刺激、更有渲染力的效果,電吉他手們除了特別練就有力度感的同音推弦等技巧,也會加上效果器的輔助才能達到嘈雜效果。這背後的原理得從「泛音」說起。

最終章,讓勇於追夢的阿棋和我們細細說明。

音樂關鍵字Unlocking Music_96
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生活裡無處不在的聲音,其實是最浪漫的科學—換個方式「尞/聊」音樂。 提到音樂,多數人總以為那是右腦的事,是抽象的知覺、感性的領悟,但其實音樂也有它很左腦、很理性、很科學的一面,生活裡無處不在的聲音,其實是最浪漫的科學。 https://www.instagram.com/unlockingmusic2022/ https://hakkatvmar100.wixsite.com/unlockingmusic