第一章 前言
民國 102 年 6 月 2 日 13 時 43 分 3.2 秒（世界時間 5 時 43 分 3.2 秒）
於南投縣魚池鄉發生芮氏地震規模 ML 6.5 之強烈地震。根據交通部中央氣 象局（Central Weather Bureau, CWB）地震測報中心所公布之地震震源參數 資料顯示，民國 102 年第 075 號地震（本報告稱之為南投地震）震央座標 Estimation System, TELES)」在極短時間內即接收中央氣象局地震速報系統 電子郵件傳送有關點震源參數與強震即時測站實測資料，立即自動啟動地 震早期損失評估(Early Seismic Loss Estimation, ESLE)系統，進行第一階段的 災損早期評估；國震中心同時蒐集中央氣象局、美國地質調查所(U.S.
Geological Survey, USGS)等國內、外不同機構所發布的地震斷層面解，研 判一合理的面震源參數，並手動操作 TELES 軟體，於震後 2 小時完成第二 階段手動評估。
第一階段的災損早期評估結果符合本中心地震災害應變作業手冊所規 定震後「警戒階段」之動員條件，故隨即啟動本中心內部之震後應變程序，
通知地震緊急應變作業小組各工作人員，依據所屬任務編派完成各項指派
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度值(Peak Ground Acceleration, PGA)外，短週期(T=0.3 秒)與長週期 (T=1.0 秒)的譜加速度值(Sas 與 Sa1)皆可藉由反應譜分析獲得。經由實
且國立暨南大學（TCU148）測站南北向最大地表加速度達 433.68gal，
在此地表搖晃程度下之建物很可能會產生局部桿件與構材的損傷。有
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本報告彙整國家地震工程研究中心針對此次南投地震之地震動分析與 勘災結果，各章節內容分別為：第二章、南投地震概述：包括震源發生機 制之描述、與歷史地震之比較。第三章、強地動與地震動分布：經由實際 地震紀錄，探討此地震之強地動特性。第四章、地震災情推估：說明 NCREE 之台灣地震損失評估系統(TELES)於各階段之早期評估結果。第五章、建築 結構之震害：說明此次地震於中彰投地區所造成之建物震損情形。第六章、
校舍建築之震害：依據教育部通報資料進行現地勘災後，彙整簡述此地震 對台灣中小學校舍所造成之震損。第七章、非結構物之震害：描述政府機 關、學校、超高壓開閉所等非結構設施在此次地震之震損狀況。第八章、
結論與建議。
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根據氣象局之等震度與最大地表加速度（Peak Ground Acceleration, PGA）分布圖（圖 2.2），台灣全島皆為震度有感地區，根據其即時強地動
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表 2.1，其震源機制解圖形則繪於圖 2.4。雖然各單位所用的測站資料及計 算方法皆有所不同，但結果相當類似，都顯示震源破裂是一個接近正南北 走向的逆衝斷層型態。根據中央氣象局之 P 波初動解[6]，第一組斷層面解 為走向（Strike）2 度、傾角（Dip）22 度、滑移角（Slip）83 度，是接近正 南北走向，向東傾之破裂面；第二組斷層面解為走向 190 度、傾角 68 度、 之有感餘震（圖 2.5），根據氣象局地球物理資料管理系統（GDMS）[7]查 詢結果，最大餘震規模是 ML4.4。圖 2.6 之星號代表 3 月 27 日與本次 6 月 2 剪力波速）為 513.52 m/s、TCU143 中寮國小之 Vs30 為 465.91 m/s、TCU077 集集國小之 Vs30 為 507.49 m/s、TCU074 南光國小之 Vs30 為 558.24 m/s、
CHY080 草嶺之 Vs30 為 499.17 m/s，依現行規範皆屬於第一類地盤。已可 由 GDMS 資料庫[7]取得 0602 地震的自由場強震站地震記錄，此地震的水 平方向 PGA（較大之單向分量）分布繪於圖 2.8，黑色方形代表自由場強震
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P-wave First Motion
2 22 83 190 68 93 BATS
Centroid Moment Tensor
30 37 106 190 55 78 RMT
Centroid Moment Tensor
353 22 61 204 70 101 USGS
Centroid Moment Tensor
5 24 83 193 66 93 USGS
Body-Wave Moment Tensor
39 35 113 192 58 75 Harvard
Centroid Moment Tensor
8 22 88
8
TCU126 竹山
國小 120.686 23.763 227.14 320.64 80.37
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(a)
(b)
圖 2.1 中央氣象局南投地震報告（取自中央氣象局網站[1]）：(a) 運用地震 觀測網即時地震資料之初版地震報告；(b) 定稿版地震報告
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圖 2.2 南投地震等震度與 PGA 分布圖（取自中央氣象局網站[1]）
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圖 2.3 草嶺即時站（CHN5）所記錄南投地震三向量加速度波形圖（取自中 央氣象局網站[1]）
CWB BATS RMT
USGS_BodyWave USGS_CMT HARVARD
圖 2.4 國內外各單位對南投地震之震源機制解算結果
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圖 2.5 南投地震主震（6 月 2 日）發生後至 6 月 30 日之餘震規模分布（包 括主震）
圖 2.6 南投仁愛地震兩主震（3 月 27 日和 6 月 2 日）與其餘震震央分布。
星號為主震（西：0602、東：0327），深灰為 0327 餘震，淺灰為 0602 餘震。
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圖 2.7 南投地震在 AA'剖面之（規模 3 以上）分布圖。白色星號為 0602 主 震，黑色星號為 0327 主震，灰色圓圈為 0602 餘震，黑色圓圈為 0327 餘震
圖 2.8 南投地震中部地區之 PGA 與測站分布圖
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面（Decollement）更靠東的構造斜面（Ramp）上，但深度略淺，它們的發 生位置、時間相近，震源機制解也相當雷同，若從台灣地體構造角度來說，
或可解釋為來自菲律賓海板塊的擠壓在滑脫面上先造成了 0327 的地震，然 後應力繼續往西，在淺部造成了 0602 的地震。
表 2.3 西元 1916 年至 1917 年間南投地震序列震源參數
日期 時間 經度 緯度 深度（公里） 規模 1916/08/28 15:27 121.03 24.00 15 6.8 1916/11/15 06:31 120.89 24.10 3 6.2 1917/01/05 00:55 120.98 24.00 5 6.2 1917/01/07 02:08 120.98 23.95 5 5.5
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圖 2.9 台灣中部自 1900 年至 2012 年間之歷史地震分布。星號分別代表 0327
（東）與 0602（西）兩次南投主震
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圖 2.10 星號代表南投地震（2013/03/27 和 2013/06/02）、集集地震（1999/09/21）
與名間地震（2009/11/05）之震央，深灰色圓為 1916 年南投地震序列，而 淺灰色圓代表集集地震規模 6 以上之餘震序列。紅色線段為此區域主要的 活動斷層
1999/09/21 2009/11/05 2013/03/27 2013/06/02
圖 2.11 集集地震（1999/09/21）、名間地震（2009/11/05）、以及今年兩個南 投地震（2013/03/27 和 2013/06/02）的震源機制解。
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圖 2.12 測站 TCU148 之地質鑽探剖面，自左而右為地層柱、N 值、S 波、P 波剖面
圖 2.13 集集地震、名間地震與 2013 年兩個南投地震於薄皮構造中之相對 位置，南投地震之震源位置大約位於滑脫面構造上(改繪自 Lin et al., 2013[11]）
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第三章 強地動與地震動分佈圖
當災害性地震發生時，快速地提供地震動潛勢分佈圖是緊急應變的一 個重要且基本的程序，地震動潛勢即時評估系統即為達成此一目的而發展。
中央氣象局[1]在全台佈設的速報系統(Earthquake Rapid Reporting System)，
共設置了超過一百個即時地震測站(RTD 站)，可在大地震發生後，即刻提供 應。在地震發生後不久，中央氣象局公布部分強地動觀測網(Taiwan Strong Motion Instrumentation Program，TSMIP)所收錄的地震紀錄中，暨南國際大 學的強震測站(TCU148 測站，震央距約 11 公里)之 PGA 值為 434gal，直至 8 月中旬，由更多的測站資料顯示，量測最大的 PGA 值位於杉林溪的 TCU167 測站，達 681gal (震央距約 31 公里)。本次地震最大地表加速度值 (PGA)大於 120gal 以上之測站資料列於表 3.1 中。
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圖 3.1 繪出表 3.1 中測站之三個方向的地震動歷時圖，圖中包括各方向 之加速度、速度與位移，如杉林溪的 TCU167 測站、暨南國際大學(TCU148)、
竹山國小(TCU126)、中寮國小(TCU143)、集集國小(TCU077)、草嶺測站 (CHN5、CHY080)、南光國小(TCU074)等 PGA 值>250gal 的測站。為了解 測站之強地動是否受到場址放大效應之影響，參考國家地震工程研究中心 執行之『國家強震儀地質資料庫之建立(EGDT)』計畫成果[8]，測站之地盤 參數 SPT-N 值及剪力波速 VS30值如表 3.2 所列，此些測站均屬於第一類地盤 (Vs30>270m/sec 或 SPT-N>50)，其中 TCU167 測站位於山區，推估屬於第一 類地盤。因此，地震動特性受到震源與地形效應之影響會大於測站之場址
由於此次地震與 0327 地震震央位置接近，同時暨南國際大學(TCU148) 與日月潭(SML)測站均被觸發，兩次地震之加速度反應譜比較於圖 3.3。圖 中顯示 TCU148 測站在 0327 地震中東西向紀錄大於設計反應譜，在 0602 地震中為南北向較大，主要為震波傳遞方向效應。另外，該測站在兩次地 震均收到較大的地震紀錄，都大於在同樣距離下的南光國小測站(TCU074)，
22 NCREE’2006 的衰減律[13,14]，包括最大地表加速度(PGA)、0.3 秒的譜加速 度值(Sas)及 1.0 秒的譜加速度值(Sa1)之衰減律，為堅硬地盤所適用，均為耐 震設計規範中建立均佈簡化耐震設計反應譜所用之地震動參數。
本次地震所觀測之地震動值隨震源距離衰減變化之關係如圖 3.4~圖 3.7 所示，圖中將實際地震紀錄與 NCREE’2006 的衰減律估算值進行比較。圖 中之地震紀錄包括中央氣象局即時測站之東西向、南北向紀錄、兩水平向 之 幾 何 平 均 值 (Geometric mean) 及 兩 水 平 向 之 最 大 值 。 結 果 顯 示 ， NCREE’2006 的地震動衰減律迴歸分析時為實測紀錄之平均結果，但每一個 震源皆有其獨特性，與平均特性的地震動衰減律可能存在一系統誤差。對 向、南北向、兩水平向之幾何平均值(Geometric mean)及兩水平向之最大值。
23 估算值。其中 CHY083 與 CHY080(CHN5)測站由比較結果顯示，該測站本 身之場址效應顯著，因此地震動值較大，此部分亦可由本身之歷年紀錄進
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圖 3.12(b)所示，其地震動分佈結果與圖 3.10(a)~圖 3.12(a)進行比較，則顯 示以地震動潛勢即時評估系統所推估各地的地震動值，如雲嘉南地區之結
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圖(圖 3.10(b)~圖 3.12(b))進行內插所得。其中表 3.3 中部分國小設有中央氣 象局之 TSMIP 強震測站，因此該處地震動值則為實際觀測值(加底線之數值)。
表 3.4 列出各勘災地點經由內插所得之 0.3 秒與 1.0 秒之譜加速度值，並列 出其地點於建物耐震設計規範之設計地震以供比較。將各校舍及民宅位置 與估算之地震動分佈圖進行套疊，相對位置如圖 3.13 所示，顯示大部分的 災損地點落於圖中高震度之區域，實際損傷之狀態可參考本報告後續章節 之說明。
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CHY080 127.67 197.36 256.19 224.86
TCU074 南光國小 11.19 77.27 160.10 281.30 212.21 TCU090 桶頭國小 40.56 52.82 245.27 195.51 218.98 CHY083 石榴國小 43.02 63.32 204.59 181.12 192.50
SML 日月潭
7.68 153.96 157.43 217.03 184.85
TCU084 日月潭氣象站 153.42 153.88 211.28 180.31
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31 非結構 雲林縣斗六市 萬泰銀行斗六分行 120.54 23.71 94.29 147.31 32 非結構 南投縣中寮鄉 中寮鄉公所 120.77 23.88 269.28 240.54 33 非結構 南投縣中寮鄉 中寮開閉所 120.77 23.89 245.64 215.77 34 非結構 南投縣埔里鎮 暨南大學圖書館(TCU148) 120.93 23.95 355.77 433.65
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31 非結構 萬泰銀行斗六分行 0.20 0.36 0.22 0.36 0.84 0.55 32 非結構 中寮鄉公所 0.70 0.63 0.56 0.17 1.00 0.62 33 非結構 中寮開閉所 0.66 0.58 0.50 0.15 1.08 0.69 34 非結構 暨南大學圖書館(TCU148) 0.45 0.53 0.20 0.11 0.70 0.52
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圖 3.1 震度六級以上測站之地表加速度歷時圖
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圖 3.1(續) 震度六級以上測站之地表加速度歷時圖
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圖 3.1(續) 震度六級以上測站之地表加速度歷時圖
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圖 3.1(續) 震度六級以上測站之地表加速度歷時圖
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圖 3.2 測站之加速度反應譜與設計反應譜之比較
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圖 3.4 即時站之東西向紀錄隨震源距離變化特性與衰減律之比較
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圖 3.5 即時站之南北向紀錄隨震源距離變化特性與衰減律之比較
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圖 3.6 即時站之兩水平向紀錄之幾何平均值隨震源距離變化特性與衰減律之比較
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圖 3.7 即時站之兩水平向紀錄之最大值隨震源距離變化特性與衰減律之比較
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圖 3.8 震央附近強震測站實測值與堅硬地盤衰減律計算值之關係
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圖 3.8(續) 震央附近強震測站實測值與堅硬地盤衰減律計算值之關係
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(a) 實際 PGA 觀測資料分佈
(a) 實際 PGA 觀測資料分佈