第四章 災害潛勢與風險分析
第四節 地震脆弱度因子與風險特性分析
壹、災害脆弱度與風險評估
災害風險評估的內涵，除災害發生的潛勢與危險度（hazard）外，尚包含可能受 災害影響的脆弱度或易致災（vulnerability）特性。換言之，災害風險分析，除需評 估地震發生的機率與損失特性外，亦需分析暴露在災害可能影響範圍內的建成環境
（built environment）與社會經濟特性（Carreño et al., 2007）。故災害風險不但會隨地 理區位的不同而有差異，亦會隨時間的變遷而發生變動（Hung and Chen, 2007; Ho et
al., 2007）。
進行災害風險評估，並非在執行災害防救工作的決策，而是以其評估成果，作 為後續災害風險管理的基礎，以使災害管理的決策與工作推動更有效率（Burby et al., 1991）。故災害風險評估，需視災害防救政策的目的，考慮應評估的項目，及提供可 支援的評估方法論與評估結果。如從土地使用與建築管理的角度檢視災害風險評估 的定位，則建立災害風險與土地使用、社會經濟及建築發展的關係架構，即為災害 風險評估之重要工作（Davidson et al., 2003；Hung and Chen, 2007）。
傳統進行災害風險評估，除分析災害潛勢與災損評估，探討不同災害型態對建 成環境的衝擊外（McGuire, 2001；黃宏謀、魏秀凌，2007）。另一層面為脆弱度研究，
其偏重在分析建成環境、社會經濟與生態系統，在災害威脅下，產生損害、傷亡與 財產損失可能性的分析（Cutter et al., 2000）。
進行災害風險分析，亟需整合上述兩個層面的研究，進行災害脆弱度與風險評 估。分析方法可應用整體性災害風險評估模型（holistic hazard risk evaluation model）
與地方災害評估模型（hazard-of-place model）（Cutter et al., 2003; Carreño et al., 2007），同時考慮災害的實質衝擊，與可能受災的社會經濟與建成環境脆弱度。評估 結果可協助土地使用與建築管理者，從綜合性的角度辨識不同土地的災害潛勢、脆 弱特性與災害風險分布，以作為災害管理決策支援的基礎。
依第二章之式(2-1)與式(2-2)的定義，災害風險，可表為災害潛勢，與地區 i 暴露 度與脆弱度之函數。根據此定義，隱含地震風險的評估不再只是實質的衝擊評估，
而應針對災害風險可能涉及的災害特性、暴露，與影響脆弱度的社會經濟、實質設 施與都市發展特性，進行跨領域與綜合性評估（何明錦、洪鴻智，2007）。
透過式(2-2)的定義，評估一個都市或地區層級的地震風險，除需評估地震災害 潛勢與危險外，尚需暸解其對建成環境與社會經濟環境的衝擊。其中第一部分的災 害潛勢與危險評估，需有地震損失評估工具。此部分工具的開發，近年有長足的發 展。例如國內有HAZ-Taiwan 與 TELES（Taiwan earthquake loss estimation system），
可支援地震災害潛勢與相關的地震損失評估（陳亮全等，2003; Hung and Chen, 2007;
Ho et al., 2007）。此部分的評估，乃於本章第二與第三節進行地震災害之潛勢與危險 評估。
第二部份的脆弱度評估，一般會將暴露特性納入脆弱度一併考慮（Gallopín, 2006），其評估主要包含三個層面的方法論：(1) 暴露模型分析法：主要探討人類社 會或地區暴露在極端天然災害的特性與因應方式；(2) 調適力分析法：量測社會對於 災害的對抗或恢復能力；(3) 綜合分析法：強調以地區或區域為基礎，評估其暴露與 調適力（adaptation）的綜合特性（Blaikie et al., 1994; Cutter et al., 2003）。上述方法 的應用，並無所謂的最佳方法，其選擇仍需視分析與政策應用目的而定。然欲落實 至地區或都市規模的評估，或與災害潛勢分析的結果整合，則需考慮其評估結果，
如何有效且能簡易的應用於都市發展與災害管理政策評估（Cutter et al., 2000）。
從上述之文獻歸納，可知欲從事綜合性的災害風險評估，需建立災害與建成、
社會經濟環境的互動指標，方能討論可能的衝擊。地震對於土地使用、建築環境與 城鄉發展的衝擊在Greenberg et al. (2007) 與何明錦、洪鴻智（2007）的研究中，將 其分為5 個層面：(1) 工程結構物，(2) 土地使用與設施，(3) 恢復力與減災，(4) 避 難與安置，(5) 重建。因而在地震風險評估系統的建立，與相關影響因素（指標）的 選取，須能反映此5 個層面的衝擊，此亦為以下分析方法論建立的基礎。
貳、分析方法與程序
根據式(2-1)與式(2-2)對於地震風險的定義，其中第一個層面為災害潛勢與危 險。如應用於地震風險分析，則其主要決定因素，為土壤、地質、斷層分布等自然 環境特性，而可使用地震損失估計系統TELES 進行評估。另脆弱度與暴露特性的評 估，須依其構成要素建立評估指標，而可透過多變量分析，整合不同的評估指標，
以歸納及評估地區的綜合地震脆弱與暴露特性。
本文的分析程序，包含三個步驟：(1) 第一步驟：應用 TELES 估計地震的災害 潛勢，包含危險度、強度與地震損失（主要為建築物的直接經濟損失）、人員傷亡的 估計，及其空間分布（結果請參見本章第三節）；(2) 第二步驟：建立脆弱度與暴露
的指標，並應用因子分析（factor analysis）法，歸納影響脆弱度與暴露的主要因子，
以建立脆弱度評估指標系統；(3) 第三步驟：將第二步驟的分析結果與第一步驟的評 估結果整合，應用式(2-2)建立災害風險的迴歸估計模型，以估計不同地區的地震風 險。
前述第一步驟TELES 應用的主要目的，在於估計特定地震條件的地震災害潛勢 與危險。故估計的結果，乃參考Carreño et al. (2007)的建議，將之納入式(2-1)與式(2-2) 之地震風險估計的內容，包含特定地震事件之預期震度、地震造成建物（或結構物）
的損害程度、人員傷亡數與建物直接經濟損失。
另關於脆弱度的評估，相關評估指標的選取，主要的基準在於易受地震影響的 社會經濟與設施條件。此在Cutter et al. (2000; 2003) 有完整的討論，但 Cutter et al.
提出的地方災害評估模型，偏重在全災性（all-hazards）的社會脆弱度量測，無法完 全適用於地震風險的評估。故評估過程，需參考Carreño et al. (2007)與 Hung and Chen (2007) 的地震風險評估模型，使用簡化的 Cutter et al. (2003)地方災害評估模型，以 建置地震脆弱度評估指標系統。
表4-11 地震風險之構成與內容
類型 指標／變數 說明
地震強度（PGA 值） 在特定地震情境下，產生之震度 PGA (peak ground acceleration) 值（g）
建物損壞程度 在特定地震情境下，建物產生嚴重損壞程度以上之建物 棟數
建物直接經濟損失 在特定地震情境下，產生建物損壞之直接經濟損失 地震災害潛勢
人員傷亡 在特定地震情境下，產生人員傷亡之總人數
人口 總人口數
老年人口 65 歲以上老年人口數 嬰幼兒人口 5 歲以下嬰幼兒數 女性居民數 婦女人口總數
土地使用強度 包含住宅、商業、工業、教育與農業土地使用型態之樓 地板面積（m2）
道路面積 地區8 公尺以上道路總面積（m2） 公園綠地面積 公園綠地總面積（m2）
學校面積 學校總面積／地區總面積（每公頃）
警察設施與人力 警察局人力配置 消防設施與人力 消防人力配置
危險設施 危險設施之數量（例如加油站、儲油槽等）
地震脆弱度
醫療設施 醫療設施之病床數
資料來源：本研究整理。
表4-11 列出 16 項評估地震風險考慮的指標（或變數）（其中脆弱度為12 項指標，
但有 16 個變數，因土地使用強度包含住、商、工、教與農業土地使用強度），此等 指標將透過上述第二步驟的多變量之因子分析，萃取出構成地震風險的主要因子。
萃取出的因子可提供一套有效且具一致性的指標組合，以助於衡量地區或都市間之 地震脆弱度特性。此多變量分析結果，除可提供第三步驟地震風險的重要解釋因子 外，亦可作為不同地區之地震脆弱性與地震風險評估與比較分析的基準。
參、三重市地震脆弱度分析資料
關於地震脆弱度之資料，為配合TELES 的資料格式，故資料蒐集的基本單位以 里基本單位，資料內容則主要以2007 年底為基準年，但各項使用型態之建物樓地板 面積，則以2000 年為準。依表 4-11 所示，地震脆弱度的資料，第一部分為人口與社 會經濟屬性資料，包含人口、女性居民、老年與嬰幼兒之人口數。此方面的資料，
主要來源為三重市的人口統計，由市公所與戶政事務所提供。第二部分為土地使用 資料，內容涵蓋土地使用型態與強度。為簡化分析的內容，主要將土地使用類型區 分為住、工、商、教育與宗教五類，主要的資料來源包含台灣地區戶口及住宅普查、
台灣地區工商普查與TELES 的內設資料。
第三部分的資料，為可能引發地震經濟損失與破壞防救災體系的相關設施與人 力資源。其中道路密度、公園綠地密度、學校密度與危險設施，乃將三重市的行政 區與設施區位圖進行疊圖，再以 GIS 直接量測其面積。警察設施與人力、消防設施 與人力與醫療設施，則由台北縣政府消防局、台北縣政府警察局三重分局與行政院 衛生署提供人力配置與病床數資料，最後再透過疊圖分析，估計每里的人力配置。
肆、地震脆弱度分析
透過表4-11 的歸納，本文共使用 16 項地震脆弱度指標（變數），以衡量不同空 間單位之地震脆弱度。為使此16 項變數能更易於解釋，及縮減資料的複雜度，乃使 用因子分析之統計方法，進行變數的縮減。因子分析的結果，除可提供雜異高變數 間整合的有效統計程序外，重要的是可提供一套具一致性的統計方法，以整合不同 空間單元的資料，及利於比較分析不同空間單元，甚至不同時間單元的地震脆弱度 特性。
表4-12 地震脆弱度指標之因子負荷量 因子
變數
人口與居 住
工商發展與 警消設施
教育與避 難設施
醫療、危險 與公園綠地
共通性
人口
0.959
0.108 0.076 -0.016 0.938女性人口
0.956
0.103 0.080 -0.018 0.932 嬰幼兒數0.932
0.097 0.067 -0.003 0.882 住宅用地0.931
0.044 0.015 -0.046 0.872 老年人口0.844
0.046 -0.030 0.0004 0.716 工業用地 -0.0690.903
0.066 0.008 0.825 商業用地 0.3580.808
-0.024 0.077 0.787女性人口