地震災害風險評估

對於「風險」的定義有許多不同的措辭，但基本上專家學者都同意它是遭 受來自於災害（hazard）中造成傷害（harm）的機率（probability），簡單來講，

災害是風險的根源，亦即災害是一個能夠引起傷害的物質或情況。在相關的研究 中，施鴻志（1988）曾提出都市災害的風險分析架構，並據以劃定都市災害地區，

其觀點係以一般民眾的災害風險意識為主；災害的危險度評估則能夠深入探討災 害的屬性，並瞭解其嚴重的程度，過去的研究多以單一災害事件或特定區域為對 象，例如地震災害（陳亮全，1989；洪李陵，1991）、居住環境火災（謝國正，

1988）、山坡地開發計畫之風險評估（呂義豐，1991）等。此外，林建元（1993）

亦曾針對山坡地開發災害風險進行負擔合理化的探討，丁育群（1999）從保險制 度之建立探討山坡地的開發管理，都是國內走向災害風險管理的重要研究。

一

風險辨識為風險評估的首要工作，其目的在於探求造成風險的可能元素，

以提供後續評估與管理決策。風險辨識是一項即為廣泛的工作，例如在某些情況 下，風險分析者可能被要求去分析已經被辨識的特定等級的災害事件（例如地 震、洪水、火災或爆炸）的頻率與嚴重性；有的時候，分析者的工作可能必須辨 識與分析在某種情況下可能導致嚴重後果的所有等級的事件。為辨識潛在災害事 件 ， 系 統 性 方 法 是 相 當 有 幫 助 的 。 以 階 層 性 模 式 （hierarchical holographic modeling）而言，多元模型（multiple models）被發展來呈現所被分析系統的各 種向度（Bier, Haimes, Lambert, Matalas, & Zimmerman, 1999），例如，從最一般 性的概念開始－地震災害風險，將共同描述此概念的分子予以分解，然後再將每 個因子分解為次因子，以此類推。例如，為了瞭解一個都市的地震災害風險，我 們需要知道都市可能遭受的一些災害；為了能夠評估都市的災害，則必須知道地

表振動災害與附屬的災害，諸如液化、山崩與海嘯。透過此種系統性的階層模式 來建立一個地區災害風險指標系統，比較能夠確實地辨識災害風險的可能因素。

為探討地區地震災害風險的空間分佈特性，可在階層性的風險因子系統下建構一 個災害風險指標系統，在這個指標系統中，地區災害風險的探討不僅應該檢視災 害風險的預期後果（例如傷亡、經濟損失），也必須能夠考慮對災害風險有貢獻 的因子（例如，經常的地震、脆弱的建築物）；如此，假如地區中存有許多典型 引起更嚴重或更頻繁災害損失的特徵，它將被認為具有相對性的高風險。此種方 法需要去定義對災害風險有貢獻的因子，並且假設每個因子與風險間都有正向

（direct relation）或反向（inverse relation）的關係。假如一個因子與風險有正向 關係，且A 區域之因子值較 B 區域高，則 A 區域之災害風險也較高；假如相同 因子與風險具有反向關係，則A 區域之風險較 B 區域低。災害風險指標系統可 以僅考慮相對性風險（relative risk），而不是絕對性風險（absolute risk）；因為 災害風險的程度被理解為是連續、無單位、開放性尺度（open-ended scale）的，

且大多不是只包含災害與非災害的一種二分類（binary categorization）。所以，

迄今尚不存在有可衡量災害風險的單位，但是，一個地點的災害風險將能夠以相 對於其它地點的方式來評估。根據Davidson(1997)，所建立之地震災害風險指標 系統，對一個都市地震災害風險有貢獻的因子，應該包括以下五個主要向度：

(一) 災害因子

1. 地表振動（Ground Shaking）

此為最重要的災害成份，因為它通常直接負起地震破壞的的主要責任，且 因為大部份的其它災害類型（如液化、崩塌、火災）都需要足夠的地表振動程度 來觸發。地表振動的一般特徵包括振幅、頻率與持續時間，振幅在傳統上以最大 地表加速（PGA）或強度（例如 MMI）來評估。

2. 土壤液化（Soil Liguefaction）

液化能夠引起建物與維生管線的結構破壞。當土壤液化，它將失去負載力 量，導致落在其上的建物或設施下陷，此時，結構可能完整但傾斜，因而需要重 建，但生命的損失將不大；液化能夠破壞地下基盤設施，像是輸送管，而造成洩 漏至地表；道路與鐵路軌道若位於液化區域，也會遭受破壞。液化的敏感度決定 於土壤的型態與相對密度以及地下水位之深度。

3. 地震後之火災（Fire Following Earthquake）

地震後產生的火災可能造成極度的摧毀，因為可能同時有多處的起火點，

第二章 地震災害風險評估與減緩策略之探討

且救火設施（如供水系統）可能因被破壞而減低了救火能力，人員無法到達，被 破壞的道路以及受到瓦礫堆滿的阻礙等都是，日本阪神地震（1995 年）即是最 典型例子。震災後火災的嚴重性通常是以區域中期望被燃燒的百分比來描述，包 含三個主要的內容：可能起火點的數量與區位，火災蔓延的容易性以及火災可能 被抑制的容易性。

4. 山崩（Landslide）

山崩可能由於地震的地表振動而觸發。除了破壞建築與其他設施外，山崩 能夠增加因地震導致之道路阻絕與不安定，河流與湖泊之阻隔以及因此引發洪水 等的衝擊。影響山崩敏感度的主要因子為土壤附著、水位與坡度。

5. 海嘯（Tsunami）

海嘯是「地震期間海平面上下翻動引起長週期的海浪。一但形成，海嘯能 夠旅行數千哩，以每小時超過500 哩的速度傳播」。當海嘯上岸，其路徑下的任 何事物將被淹沒，並隨浪捲入海洋。由於其可能發生快速及無預警，且將大規模 的破壞，故能引起嚴重的生命與財產損失，如南亞海嘯災難（2004 年）。

(二) 暴露因子

暴露描述了一個都市的規模。它包括了人們與實質物體的數量與分佈，以 及它們所支持的活動的數目與種類。暴露是風險的必要內容；無論災害多嚴重，

沒有暴露的人與設施，就不會有被破壞或被干擾，因而沒有風險。所以，暴露越 大，則風險越大。其內容包括以下：

1. 實質基盤設施暴露（Physical Infrastructure Exposure）

實質設施的項目很多，為便於評估每一個設施的暴露與傷害性，可依設施 的使用性質予以分類，RMS（1997）為發展 HAZUS 所提出的分類系統如表 2-1 所示。一般而言，實質設施暴露可用每個設施內容的數目、規模（如平方尺、高 度）、地理分析與金錢價值來評估；金錢價值（每平方吋的價值）視營建人力與 材料成本而定。

表2-1 實質設施內容表

設施內容 次內容（sub-components）

一般性建物 住宅的、商業的、工業的、農業的、宗 教/非營利、政府、教育建築

關鍵性設施 醫院、健康照護設施、警察與消防局、

緊急運作中心、通信中心、避難所 建築

高度潛在損失設施 核能發電廠、水壩、軍事設備、工業設 備

公路系統 道路、橋樑、隧道

鐵路 鐵軌、軌道橋樑、火車站、火車燃料設 施、調度場、維修設施

輕軌 同上

公車 公車站、公車燃料設施、公車調度設施、

調度場、維修設施

港口與碼頭 港口水岸設施、港口作業設備、港口倉 儲設施、港口燃料設施

遊艇（渡船） 水岸結構物、遊客轉運站、燃料設施、

調度設施、維修設施 交通運輸系統

機場

機場管制燈塔、機場跑道、轉運站、停 車設施、燃料設施、維修設施與懸吊設 施

飲用水供給 管線、水處理廠、井、儲存槽、加壓廠 廢污水 管線、污水處理廠、沉降站

石油系統 管線、提煉廠、加壓廠、油槽區 自來（天然）瓦斯系統 管線、壓氣站

電力 變電所、配送線路、發電廠 公用設備

通信（訊） 辦公室 資料來源：RMS（1997）

第二章 地震災害風險評估與減緩策略之探討

2. 人口暴露（Population Exposure）

人口暴露傳達了都市中居民、社會經濟與群體等集合的數目與地理位置分 佈。都市內所有群體的人可能受到相同的地震損失災害，也同樣能夠接受緊急應 變與復建措施，不論其經濟水準、種族、宗教、性別或其他的特徵；然而，窮人、

少數民族、流浪者、老年人口與幼年人口等，通常被認為是具有明顯傷害性特徵 的群體。為評估這些群體個別的傷害者，有必要詳加評估其個別的暴露。人口暴 露也可能包含這些人在每日、每週、每月、每季的變化。

3. 經濟暴露（Economy Exposure）

經濟暴露描述發生於都市內的經濟活動，也就是財貨服務與金錢的數量、

型態、起源與目的地。流入與流出都市被視為經濟外部關聯因子，都市內經濟流 動的數量與型態的評估，主要是藉由將經濟分為主要的部門（如農業、礦業、營 造業、製造業、運輸業、貿易業、財務、保險與不動產業、服務業及政府），同 時以各部門在整體經濟中的生產總值來決定。

(三) 傷害性因子

傷害性因子描述了在給予特定災害等級下，都市中風險暴露受體可能受災 害衝擊的容易性與嚴重性。傷害性係指實質被破壞、傷害、死亡、無家可歸或日 常生活受干擾的人口成員、以及經濟系統被干擾等的潛在性（potential）。所有的 暴露必須具有傷害性才構成風險，因此兩個因子都有相同的類項。

1. 實質設施傷害性（Physical Infrastructure Vulnerability）

實質設施傷害性描述了實質設施在某一特定地震災害程度下的直接破壞的 預期程度。通常，結構破壞的嚴重性是以損壞率（damage ratio）來評估，如修 復成本除以重置成本，而結構傷害性則使用損壞曲線或脆弱曲線（fragility curve）

來表現（參見圖2-1、圖 2-2）。使實質設施傷害性成為關鍵因子的兩個特徵，第 一，它決定了都市將遭受實質損壞的程度，以及實質損壞間接影響許多地震後的 其他事件；第二，至目前為止，一些已被實施的最有效的減緩措施都是那些以減

來表現（參見圖2-1、圖 2-2）。使實質設施傷害性成為關鍵因子的兩個特徵，第 一，它決定了都市將遭受實質損壞的程度，以及實質損壞間接影響許多地震後的 其他事件；第二，至目前為止，一些已被實施的最有效的減緩措施都是那些以減