日本地震災損評估系統發展［68］

日本為地震頻繁之國家，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，作為日本東經地震風險與災感度分析的決策支援工具。其評估 系統，從圖 4- 所示，包含建物風險、火災風險、人員風險、與避難風險之評估等四類，評

地表震動 大地災害

火災、洪水、有害物、土石 廢棄物

人員傷亡、成立避難所、

經濟影響

維生管線－公共 管線系統損壞 維生管線－交通

運輸系統損壞 重要設施損

建物損壞

估成果除成果除納入東京都都市計劃與防救災計畫外，亦作為災前預防、災害應變策略擬定 具有很高的應用與參考價值（東京都都市計劃局，1987；陳建中、詹士樑，1999）［68］。

震動可能引發

圖 4-2 Uitto 評估系統模組圖 4.2 地震災損模擬推估作業流程及內容

4.2.1 境況模擬步驟

一、第一步驟：建立研究區域

TELES系統執行地震災害境況模擬之區域設定，最小地理範圍為鄉鎮區，而就地震災害損 失評估精度而言，則以村里為最小評估地理單元。本研究之地震災害模擬區域以竹東鎮為分 析範圍，並以里為基本單位進行災損評估。

二、第二步驟：定義模擬地震危害事件

本步驟乃依據所擇定之地震危害模擬事件，定義模擬之地震事件所需之地震源與相關參 數值。包含設定模擬之地震類型、震度衰減率、地震發生的日期與時間、地震規模、震源深 度、震央經緯度座標、斷層類型及斷層開裂的方向與傾角等相關震源參數，以執行地震災害 損失評估的分析與估計。本研究設定以新城、大坪地斷層兩個地震危害事件為境況模擬地震 事件。

三、第三步驟：地震災害潛勢分析

TELES系統根據系統內已建立之場址修正係數、土壤類別、土壤液化敏感類別、山崩敏感 類別、地下水位深度等參數值及自然環境資料，進行地震災害潛勢分析。此步驟可輸出竹東 鎮之地表振動的最大地表加速度 (peak ground acceleration；PGA)、最大地表速度 (peak ground velocity; PGV)、長短週期譜加速度Sa和地層破壞情形的山崩機率、土壤液化機率、

引致的沈陷量、引致的位移量等資料數據及分佈圖。

四、第四步驟：工程結構物損害評估

TELES系統會根據上一步驟輸出之地震災害潛勢成果，結合工程結構物等資料及其耐震曲 線、能耐曲線、易損曲線等參數值，進一步估計研究區域之地震危險度。包含一般建築物、

重要設施、交通系統與民生系統等工程結構物受不同程度損害之機率與數量，這些資訊可作 為地震危險度評估與風險分析之基礎。

五、第五步驟：二次災害評估

TELES系統對於二次災害之評估主要針對震後火災、廢棄物評估為主，目前對於此項評估 暫無法運作，本研究將參酌既有研究成果實施推估。

六、第五步驟：社會經濟損失估計

TELES系統根據前一步驟工程結構物損害評估成果為基礎，結合工程結構物等設施、設 備、管線等與其重建成本等資料，及評估所需參數，估計工程結構物損壞所造成之直接經濟 損失及工程結構物損壞造成的人員傷亡數。

經由上述五個步驟即可完成TELES系統地震災害境況模擬，並可利用評估成果，分析新竹 縣竹東鎮地區地震危險度或災感度之特性與分佈，做為防救災需求估計與防救災空間計畫研 擬之支援。

圖 4-3 TELES 分析架構與程序

圖4-3為TELES的分析模組與流程圖，分析模組大致可分為地震災害潛勢分析、工程結構

物損害評估、地震引致的二次災損評估、直接和間接社會經濟損失評估等群組。各群組再根 據評估對象細分為數個模組和次模組。如圖中箭號所示，各模組間彼此相關，某些模組的輸 出資料可作為其它模組的輸入資料。

使用者在進行災損評估時，必須注意需從圖中第一層群組的模組進行第一階段的災損分 析，其輸出結果方可提供第二層群組的進行災損分析；依此類推，進行第三層的群組分析之 前，則需先確定是否已經進行第二層群組的災損分析動作。

4.2.2 模擬擬限制

本研究目前應用執行震災境況模擬的軟體為TELES系統 2.0版，雖該系統建置進度已可進 行地震災害潛勢分析、一般建築物、道路、橋樑和地下管線的損害評估、人員傷亡評估、一 般建築物和橋樑的直接經濟損失評估等項目。TELES系統受限於部分行政區域資料庫的完整性 及內容，該系統在工程結構物模組的損害評估項目，僅能針對一般建築物進行評估。直接社 會經濟損失模組之估計，則包括一般建物直接經濟損失與人員傷亡的推估。

4.2.3 定義地震事件

模擬地震危害事件的震源參數設定，TELES系統提供四種方式供使用者選擇，本研究是採 用任意指定震源位置、規模與斷層開裂方向的地震事件。即由使用者選擇依已知的活動斷層 位置與屬性資料，指定震央經緯度座標、震源深度、地震規模、震度衰減律、斷層種類、斷 層開裂方向與傾角。故需先選定特定的地震危害事件，進行境況模擬。以下首先說明境況模 擬地震危害事件選定及其條件設定之背景。

一、背景與假設

根據地質構造、地體構造模式及過去100年發生在臺灣地區的地震歷史資料綜合研判，可 將地震震源分區分為深層與淺層震區，以35公里的深度為界。此乃因臺灣地區地質構造的特 殊性，地震震源深度在35公里處有一明顯界線，在地震危害度分析中，多以35公里為深層與 淺層地震判定之分界（簡文郁，2001）［41］。深層地震的震源深（35公里以上），地震釋

放的能量傳播到分析場址時，因地震波的衰減與幾何擴散特性，使得震波能量減少，故對於 場址的威脅降低。然淺層地震震源距離分析場址近，故危害較大。故本研究在選定境況模擬 地震時，乃可選擇淺層地震作為模擬地震深度，因此本研究中境況模擬地震震源深度，採用 蕭代基（2002）［43］的研究報告模擬震源深度為10公里。

依經濟部中央地質調查所公佈之活動斷層資料，新竹縣鄰近區域共有湖口斷層、新竹斷 層、新城斷層、大坪地斷層及斗煥坪斷層等活動地層，其中以湖口斷層(迴歸期約為1045年)、

及大坪地斷層(迴歸期約為1037年)為第二類活動斷層，新城斷層(迴歸期約為403年)為第一類 活動斷層，活動性較高，本計畫選定此新城及大坪地斷層所引發之地震事件為分析事件，地 震規模依斷層長度設定。

二、震災模擬事件選定

經分析新城斷層、大坪地斷層所造成之災損為最大之二個地震事件，由於新城斷層地震 事件對本縣西部鄉鎮竹北市新埔鎮、湖口鄉、新豐鄉、芎林鄉、寶山鄉造成較大之損害，大 坪地斷層地震事件則對東部鄉鎮竹東鎮、關西鎮、橫山鄉、北埔鄉、峨眉鄉、尖石鄉、五峰 鄉造成較大之損害，因此選定上述兩斷層事件為本研究災損推估之地震事件，震災模擬之地 震事件參數設定如下：

新城地震斷層事件 大坪地斷層地震

參 數 設 定

◎芮氏規模：6.8

◎震央經度：120.97

◎震央緯度：24.74

◎震源深度：10.0 公里

◎開裂面長度：28.5 公里

參 數 設 定

◎芮氏規模：6.8

◎震央經度：121.12

◎震央緯度：24.72

◎震源深度：10.0 公里

◎開裂面長度：28 公里 4.2.4 以村里為單位的災損推估

TELES系統依照使用者模擬之目的不同，提供以鄉鎮區與村里兩種不同精度的評估單位：

一、以鄉鎮區為評估單位的研究計畫，在評估過程花費的時間較為快速(數分鐘)，但是其評 估項目則較為簡易，如地震災害潛勢分析、一般建築物的損害評估、一般建築物損害所引致 的人員傷亡評估；簡易評估常作為震災早期評估之用途。

二、以村里為評估單位的研究計畫，在評估過程需花費較長的時間(數分鐘至數小時不到，依 模擬之區域大小決定)，提供多項目的評估類別，如地震災害潛勢分析、一般建築物和公路橋 樑的損害評估、一般建築物損害所引致的人員傷亡評估、一般建築物和公路橋樑的直接經濟 損失評估等；詳細評估常作為之地震災害境況模擬、地震風險評估之用途。

4.3 地震災損推估輸出結果檢視

由於 TELES 系統輸出量化數據及圖層相當多，本研究僅檢視對於各項地震災害評估項目 有密切關係部分，其餘推估結果資料不在本研究範圍內。

4.3.1 檢視地震災害潛勢分析結果

地震災害潛勢分析結果係由地震可能觸發之自然災害，如山崩、土壤液化等，排除建物、

設備等人類因素可能造成之傷害。在地震早期評估時，爲求快速、緊急應變之用，所計算的 PESH 是以最大地表加速度、最大地表速度、長短週期譜加速度等地表振動資訊為主。

表 4-1 地震災害潛勢分析輸出數據一覽表

輸出代碼 定義 輸出代碼 定義 輸出代碼 定義

SoilType 土壤類別分類 Sa03 短週期譜加速度 Pgv 最大地表速度 SoilLqf 村里土壤液化

敏感度類別

Sa10 常週期譜加速度 Pgd_Ls 山崩最大地表位移 LandSlide 村里山崩敏感

度類別

Prob_Lqf 土壤液化機率 Pga_C86 最大地表加速度與 設計規範之比值 WaterDepth 地下水位 Prob_Ls 山崩機率 Pgd_Lqf_H 土壤液化最大地表

水平位移。

Pga 最大地表加速

度

Pgd_Lqf_V 土壤液化最大地表 垂直位移

一、新城斷層事件

根據本研究所選定的地震危害事件，以新城斷層事件所設定之相關震源參數進行境況模 擬，透過 TELES 系統可輸出竹東鎮各里的地表振動分佈情況，如以震度參數 PGA 值來檢視，

根據本研究所選定的地震危害事件，以新城斷層事件所設定之相關震源參數進行境況模 擬，透過 TELES 系統可輸出竹東鎮各里的地表振動分佈情況，如以震度參數 PGA 值來檢視，