地震災害評估系統所需具有的功能,在 HAZ-Taiwan 系統皆可進行合理 的評估與境況模擬。此系統的前身 HAZUS 在美國已有許多應用與評估經驗,
特別是在地方政府的地震災害潛勢評估與風險分析。以下可將 HAZ-Taiwan 相關系統應用之一般性功能,及日本、義大利與美國相關地震災害評估系統 應用經驗說明之:
(一)地震風險與資訊提供與決策資源
地震災害評估系統,為達成地震災害潛勢與風險分析的基本功能,須蒐 集或結合兩個層面的資料庫系統(Bendimerad, 2001):
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1. 地震災害資料(seismic hazard data):包含地質、地貌、地震結構、
土壤、基地條件、地震能量衰減特性等資訊之提供,用以估計地表震 度(ground motion)或地表坍陷(ground failure)發生於特定地區 的機率分布;
2. 基盤設施資料庫(infrastructure inventory data):提供建築環境、交 通運輸設施、維生系統與主要設施的資訊,作為估計災感度與損害的
基礎。
對於地震防救災規劃準備、應變與災後重建工作,Perry and Lindell (1997) 將其視為組織決策與管理的課題。特別在地震災害發生時的應變計 劃,須確保可供疏散與遷移的區位、重點就業地點的保護、設施資訊的掌握、
緊急疏散的計畫等。這些計畫的規劃與決策支援,皆須有良善的風險分析與 潛勢空間分布資訊,方能正確的擬定與執行計畫。另 GIS 與科技災害風險源 的風險與外部性潛勢分析的結合,作為環境風險管理者災害防救決策支援,
亦為近年來防救災規劃的重要工作(Orford, 2002)。
近年來,以社區或地區為主的災害防救計劃為重要的政策擬定方向
(Burby et al., 1998; Burby, et al., 1999;洪鴻智,2002)。為地方進行災害 防救,除須由適當的地震災害風險與潛勢資訊外,應提高防救災規劃的資訊 與規劃內涵的品質,此對於地震災感度的降低有極大幫助。一般地方政府常 使用之土地使用管理與建築管制標準的方法,其實多數缺乏防災的考量,或 非依地震災害潛勢的特性設計。執行成果除會造成防災與災損降低的效能不 彰外,亦會提高政策執行的成本。故提供地震風險資訊及防災規劃,可有效 的降低地震造成之災害損害。
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1. 地震步驟
*大關東地區地震級數
<1923><M=7.9>
*東京都下方之地震
<M=7.9>
2.激烈的地表震動
*地表分級(40 類)
*最大地表加速度
*液化
*護牆和土壤滑動地區
*懸崖,護牆和坡地
3.震動可能引發之 建物損害
*結構,使用,樓 層數,建物數量 及建造年份
*最大地表速度
*液化
*開墾地
*護牆
*陡峭的坡地
4.火災可能引發之 建物損害
*火災風險(依不同 季節及時段發生 的火災危險)
*燃燒風險(在假設 的燃燒忍受力條 件下,可能延燒的 建物區域)
5.震動可能引發之 人員傷亡
*夜間人口比重
*日間人口比重
*通勤時段人口比 重
*最大地表加速度
6.避難困難
*至避難區的距離
*障礙(汽車,違規暫 停的腳踏車,木造建 物)
*道路擁擠降低避難 速度(道路區域,商 業使用比例)
*火災蔓延導致道路 中斷
建物風險 火災風險 人員傷亡 避難風險
整合災感度 整合災感度
圖 2-3 東京地震災害評估系統(Uitto, 1998, p.12)
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(二)東京都地震災害評估系統
日本為多地震之國家,為提供有效的地震災害評估系統,故結合災害風 險與潛勢分析系統與 GIS 系統的相關應用,為重要的發展方向。相關的應用 系統中,其中較著名者為 Uitto (1998) 應用 GIS 系統分析
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,作為日本東京地 震風險與災感度分析的決策支援工具。其評估系統,從圖 2-3 所示,包含建 物風險、火災風險、人體風險、與避難風險之評估等四類,評估成果除成果 除納入東京都都市規劃與防救災計畫外,亦作為災前預防、災害應變策略擬 定(如避難路徑規劃、避難所的設置等)、災後重建與災害社會經濟衝擊評估 的地震災害風險管理工具。災害評估之規模,可大至整個東京都,亦可小到 一個鄰里單元、街廓到單一住宅,皆能有效的分析災害潛勢與災感度特質,而有利於使用者之彈性使用。
日本東京都之地震災害評估系統的主要特性,乃是依據都會區地震災害 風險與災感度特質而設計。特別是針對東京都所特有的地震引發住宅大規模 火災延燒模式、日間與夜間避難人口分布、避難與庇護風險與規劃支援系統 等特質而設計,故在防救災規劃支援工作上,皆具有很高的應用與參考價值
(東京都都市計劃局,1987;陳建忠、詹士樑,1999)。
(三)義大利國家地震防範團地震災害評估系統
在 1980 年代,義大利國家研究委員會(National Council of Research)
之國家地震防範中心(National Group for Defense against Earthquake),即 開始發展地震災害評估系統(以下簡稱此系統為 NGDE 系統),作為劃設地 震潛勢區劃設與評估地震災害衝擊的基礎。NGDE 系統主要的地震災害評估 內容,著重在地震風險與危險度分析,不著重在經濟損失估計(Meletti, 2000)。
NGDE 系統模組的地震災害評估方法,主要引用地震構造模型,評估地 震的危險度分布,作為地震潛勢區劃設及其他地震損害評估模式的輸入。透
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此系統為東京青山學院、東京聯合國大學、美國加州州立大學與東京都都廳合作 開發,作為地震災害評估系統(Uitto, 1998)。31
過系統模擬之成果,同樣可提供為土地使用計畫、防救災規劃與土地開發審 議的基礎。
(四)美國 HAZUS 系統模組之應用
HAZUS 系統為 HAZ-Taiwan 系統的前身,故瞭解 HAZUS 系統的應用經 驗,對於提昇 HAZ-Taiwan 系統的應用層面與內涵有極大幫助。Whitman et
al. (1997) 曾說明美國 FEMA 與國家建築研究所(NIBS)發展 HAZUS 地震
損害估計方法模組的開發背景,Whitman et al. 指出 HAZUS 系統主要在提 供地方、州與聯邦進行地震風險與災害潛勢分析的決策支援工具,HAZUS 系統的應用層面可包含:1. 進行地震損害之境況模擬,瞭解地震災感度的分布與內涵;
2. 進行地震減災策略的成本-效益評估(cost-benefit evaluation),如建 物補強、土地使用管制策略的評估,以助於策略之選擇與防減災計畫 的擬定;
3. 提供土地使用與開發單位,評估土地使用分區管制、規劃、建築管制 標準等擬定的基礎;
4. 作為擬定災難應變計畫,地震災後重建成果檢視與擬定災後長期重建 政策之評估支援系統。
從上述應用層面,亦可藉由不同的地震情境模擬的比較分析,作為災害防救 相關法令、方案與政策研擬的資訊參考基準。
延續 Whitman et al. (1997) 的研究,Kircher et al. (1997) 應用 HAZUS 系統,以洛杉磯郡為實證區,以 1994 年美國 Northridge 地震資料,進行損 害評估與情境模擬比較分析。比較結果發現透過 HAZUS 估計的建物損失估 計值與 Northridge 造成損失的觀測值無太大差異,代表 HAZUS 在實際應用 的可行性,及作為地震救災規劃與土地使用計劃決策支援系統的潛力。
另一應用 HAZUS 系統與地震災害潛勢與損害估計的經驗,為 Olshansky and Wu (2001)應用 HAZUS 系統於估計洛杉磯郡的災害潛勢評估,評估之內
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容包含:1. 地震災害分析:估計洛杉磯郡在不同地震情境下,地震潛勢分布;
2. 災感度分析:估計暴露在不同災害潛勢下,主要設施、學校、交通運輸系 統、一般建物之感受地震社會經濟衝擊的程度;3. 風險分析:估計各類公共 設施、建物與交通設施發生經濟損失之程度與機率,及產生傷亡之機率、程 度和分布。藉由 HAZUS 系統的境況模擬成果,評估洛杉磯郡發展現況與新 擬定都市計畫可能增加的地震災害潛勢、風險分布與災感度區位分布,作為 地區防災計畫擬定、都市規劃修訂、計劃通盤檢討與研擬配套防救災計畫的 參考,文中亦提出許多地方政府應用 HAZUS 可行的模式與準則,作為系統 推廣的參考。
另應用 HAZUS 系統模組應用的研究,尚包含 Bendimerrad (2001) 應 用於模擬與估計美國舊金山、洛杉磯與東京的地震災害損失額度與分布,發 現藉由 HAZUS 的估計成果可提供下列之防災決策支援資訊:1. 獲取簡單與 直接的風險評估與分析資訊,作為規劃與防災工作決策之參考;2. 提供不同 地震強度損害與傷亡的境況模擬,作為災感度分析的基礎;3. 特定設施損害 或特定地區損害的境況模擬;4. 依決策者需求,進行不同政策手段的減災效 應評估的敏感度分析。HAZUS 系統應用的相關應用研究中,尚有 Kircher et
al. (1997)應用 HAZUS 系統於地震建物經濟損失估計,Whitman et al. (1997)
應用同樣之系統發展全國性的地震損失評估系統。這些應用之經驗,不但提 高地震災害評估的應用基礎,亦可透過實際的應用過程,針對各地的地震災 害與災感度特質,修正 HAZUS 系統模組的估計方法與相關參數系統,以增 加 HAZUS 系統的應用性與彈性。三、HAZ-Taiwan 系統的應用
HAZ-Taiwan 系統於 1999 年引入,引入初期 HAZ-Taiwan 系統,仍以 HAZUS 的模組、參數與損害估計系統為主。鑒於本土化工作的推動,行政院 國科會(含國家地震中心與防災國家型科技計畫辦公室)、內政部建築研究 所、內政部營建署與相關單位,隨即投注大量的資源進行本土化與資料、參 數系統和估計方法的更新與本土化,目前此工作尚進行中(江渾欽、洪鴻智,
1999)。惟目前的工作重心,在於推動地方政府之實務推動,以累積應用經
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驗及修正相關的參數系統與評估方法。
由於 HAZ-Taiwan 系統的模組與資料庫系統的建立尚屬濫觴期,故有系 統之應用尚密切執行中。多數的文獻多偏重在系統模組的介紹,與地震損失 評估方法的說明(如羅俊雄、葉勇凱,2000;葉錦勳、羅俊雄,2000;羅俊 雄等,2002)。HAZ-Taiwan 系統較初步的應用與分析,包括江渾欽、洪鴻智
(1999),曾以台北市為例,引用 HAZ-Taiwan 系統建置地震建物損失評估
(1999),曾以台北市為例,引用 HAZ-Taiwan 系統建置地震建物損失評估