第三章 資料蒐集與系統設定
第二節 系統與地震境況模擬情境設定
本文主要透過 HAZ-Taiwan 系統探討不同都市規劃策略與手段在不同地震 情境條件設定下，可能造成的地震風險分佈特質。故本節將先探討境況模擬地震 事件的選定背景及其設定條件；其次說明 HAZ-Taiwan 系統執行地震情境模擬 時，系統所需的資料與來源；最後將本研究執行模擬時資料的限制條件做一說明：
一、境況設定
HAZ-Taiwan 系統地震事件選擇方式有三：1.由歷史震央資料庫選定地震事 件；2.由震源資料庫中選定地震事件；3.任意選取地震事件。依簡文郁（1996）
表示境況模擬地震事件，通常以震央位置、震源深度與地震規模來定義，並配合 震度衰減率，以估計分析場址所在地點之相關地震參數。基於此，本研究之地震 境況模擬採任意選取地震事件模式，進行境況模擬地震事件之設定，下面依序將 衰減率、震央位置、地震規模、震源深度之設定方式分述如下：
（一）地震衰減率
HAZ-Taiwan 系統震度衰減模式計四種：1.台灣科學團隊衰減式；2.Boore 衰 減式；3.Sadigh 衰減式，與 4.Campbell 衰減式，本研究採用簡文郁（2001）發表 之研究成果與建議，以 Campbell 衰減式作為境況模擬衰減公式。
（二）震央位置
對於地震震央位置的設定，乃參酌「臺北市地區災害防救計畫」及相關文獻 之建議設定三震災事件：
1. 宜蘭外海：其為地震活動頻繁、發生機率高的區域，歷史震央資料之震 源大多位於此處；
2. 新城斷層：根據劉玉龍（1995）發現災害性地震統計中，西部地區人員 傷亡與建物毀損遠超過東部，故考慮較近士林區且為西部地區地震活動 較頻繁之新城斷層；
3. 獅潭斷層：依據經濟部中央地質調查所調查結果顯示，其為第一類活動 斷層，發生地層活動機率較高，確實度亦較高，且距離臺北市近（在苗 栗附近），對臺北潛在危害高，而列為模擬地震危害事件之震央位置。
（三）地震規模
國家地震工程研究中心依據各震源分區之蒙地卡羅模擬（Monte Carlo simulation）成果，建立之一系列地震之震源位置、規模發生率。其為簡化分析 以離散震源反映地震空間分佈特性，將地震發生可能之震源，劃設成分區 Si 區
（i = 1,…,13）（如圖 3-18 所示）。依據該成果，上述三個地震模擬地震事件最大 可能地震之代表規模為：1.新城斷層 M=7.5；2.宜蘭外海 M=7.9；3.獅潭斷層 M=7.1。
（四）震源深度
深層地震的震源深，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（羅俊雄，2001），使得能量減少，對於場址的威脅降低；而淺層 地震震源距離分析場址近，故危害較大。依據國家地震工程研究中心建議及沿用 蕭代基（2001）研究報告之模擬震源深度，採用為 10 公里。
表 3-10 系統設定之地震事件
震源 規模（M）震央（二度分帶座標）每千年再現頻率 深度（km）
新城斷層（A 事件）7.5 269000, 2742000 0.0004191689 10 宜蘭外海（B 事件）7.9 332899, 2694039 0.001135159 10 獅潭斷層（C 事件）7.1 240201,2709908 0.0004191689 10
綜合上述，本研究地震情境設定依序為：事件 A–新城斷層，震央位置為二 度分帶座標 269000, 2742000（121.188E, 24.79N）、地震規模假設為 M=7.5、震央 深度假設為 10 公里；事件 B–宜蘭外海，震央位置為二度分帶座標 332899, 2694039（121.817E,24.35N），地震規模假設為 M=7.9，震央深度 10 公里；事件 C–獅潭斷層，震央位置為二度分帶座標 240201,2709908（120.903E,24.49N）， 地震規模假設為 M=7.1，震央深度 10 公里。茲將設定之地震事件相關資訊，彙
整於表 3-10。
119.0 120.0 121.0 122.0 123.0
East Longitude
21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 26.0
N o rt h L a ti tu d e
Shallow Zone ( Depth < 35 km )
S01
S12
S11
S10
S02
S03
S04
S05
S06 S07
S13
S08
S09
圖 3-18 淺層地震震源分區圖
資料來源：國家地震工程研究中心提供
二、資料需求與來源
（一）大地災害潛勢模組
地震會引致大地災害，評估其災害潛勢，所需的資料，包含：地震震源、活 斷層位置圖、場址土壤分類圖、地層滑動潛感分級圖、地下水位分佈圖等，資料 特性與來源可說明如下（蔡義本等，1999）：
1.
地震震源地震震源的特性決定了工址所在之地表振動的強度，進而影響了大地災害的 程度，故需要地震震源的位置、深度和規模等資料。系統資料來源是以交通部中 央氣象局 1900 年至 1996 年間，有紀錄之規模 5 以上地震資料所設定，並以前述 三個地震事件為基礎，輸入相關參數資料。
2.
活斷層圖活斷層資料庫所需的資料則包含：各活斷層之長度、斷層活動形式、a 及 b 值、滑移速率、地震距率、特徵地震規模及回歸期等，而活斷層圖層為比例尺約 兩萬五千分之一的圖層。資料來源為中央大學工程地質與防災科技研究室提供之 活斷層資料。
3.
場址土壤分類圖地震波的某些頻率會經由土壤的力學條件被放大或減弱，故地盤特性會影響 大地振動的程度，需要的資料則包括：地盤之剪應力強度、N 值或剪力波速等。
資料來源包括：經濟部地質調查所 25 萬分之一比例尺地質圖幅，及由國道工程 局、中興工程顧問社、亞新工程顧問公司等提供之道路沿線鑽井在 30 公尺內 N 值資料與數值地形彩繪明暗圖。
4.
地層滑動潛感分級圖地震所引致的地層滑動，乃因滑動地層的重力與慣性之合力超過地層本身與 周圍土壤的摩擦力所造成。故對於山崩潛感知識的掌握有助於減少災害損失，而
地層滑動潛感分析則需要土壤分類與坡度分類資料合併來分級。此資料來源為農 林航空測量所 40 公尺往格數值地形資料（DTM）與經濟部地質調查所 25 萬分之 一比例尺地質圖幅。
5.
地下水深分佈圖地下水水位面深度會影響土壤液化的可能性，而土壤液化對建築結構物在地 表震動時的穩固帶來嚴重威脅，故要估計地震引致的大地災害，需有土壤液化的 潛能資訊，評估土壤液化的潛能則需先有地下水水位資料。此資料來源為農林航 空測量所 40 公尺網格數值地形資料（DTM）與數值地形彩繪明暗圖（地形變化）。
（二）直接實質損害模組
直接實質損害模組的內容，包括：一般建物、重要設施、維生-運輸系統、
維生-民生系統等四個子模組。各子模組說明如下（Risk Management Solutions, 1999b）：
1.
一般建物HAZ-Taiwan 系統對於一般建物的分類標準有二：(1)依建物的用途分類；(2) 依建物的結構型式分類；前者用以估計社經損失，後者則是用來估計建物受損程 度及其發生機率。建物的結構形式區分成木造、鋼骨造、鋼筋混凝土造、預鑄鋼 筋鋼筋混凝土造、磚造、鋼骨鋼筋混凝土造等 6 種一般分類，且可再細分成 37 種細項構造類別。一般建物資料庫需要的資料與參數，包括：建物結構形式分類、
樓地板面積、數量、能耐曲線、易損曲線、用途與形式對應關係等。此資料來源 主要由國家災害防救科技中心（前防災國家型科技計畫辦公室）、國家地震工程 研究中心及實地調查。
2.
重要設施重要設施是指提供一般民眾服務之設施，並且能在地震發生後發揮災害救助 功能之重要設施，如：醫療院所、緊急應變中心、學校等。所需的資料與系統參 數包含：醫療院所病床數、緊急應變中心與學校的數量，以及上述各設施在輕度、
中度、嚴重與完全損害下的功能恢復函數等。此資料來源主要由國家災害防救科 技中心與臺北市防災計畫辦公室提供。
3.
維生-運輸系統2(1)
公路系統：包含公路路段、橋樑、隧道等，資料內容為此等設施之區位分 佈、分類、長度、寬度等。(2)
公車系統：包含公車市區車站、加油設施、維修保養設施等，資料內容包 含此等設施之分類、功能、耐震設計要求、交通量、設施地點等。運輸系統除上述基本資料的需求之外，尚有系統參數需求，包括在輕度、中 度、嚴重、完全損害等四種損害程度下的功能恢復函數與損害函數等。此資料來 源主要由國家災害防救科技中心、國家地震工程研究中心與臺北市政府防災計畫 辦公室提供。
4.
維生-民生系統3(1)
飲用水系統：包含飲用水管線、自來水廠、水井、儲水槽、抽水加壓站等；需要的資料包括分佈地點、設施的耐震設計與容量、管線的分類、長度、
管徑與材質等。
(2)
電力系統：包含變電所、配電線路、發電廠等；需求的資料有分類、功能、耐震設計、建造成本、設施或線路之地點分佈等。
(3)
通信系統：包含中央辦公室與站台或傳送器兩個項目，需求的資料包含設 施耐震設計、建造成本、地理位置等。2 運輸系統內有 6 個子系統，包括：(1)公路系統；(2)鐵路系統；(3)公車系統；(4)港埠系統；(5)渡口系 統；(6)機場系統等。然因本研究選擇進行模擬之實證區為臺北市士林區，在士林區的行政轄區內並非 所有子系統設施均存在或是因資料欠缺，故在此說明資料需求時，僅針對本研究在模擬分析時所擁有 的系統項目作一說明。
3 民生系統內亦同樣有 6 個子系統，包括：(1)飲用水系統；(2)污水系統；(3)油料系統；(4)天然氣系統；
(5)電力系統；(6)通信系統等。同樣因士林區的行政轄區內並非所有子系統設施均存在或是因資料欠 缺，故在此說明資料需求時，僅針對本研究在模擬分析時所擁有的系統項目作一說明。
除上述之基本資料庫的資料外，民生系統亦同樣需要部份系統參數資 料，包含在設施與管線在輕度、中度、嚴重與完全損害下的功能恢復函數與 損害函數等，此等資料來源主要為國家災害防救科技中心。
（三）直接社會經濟損失模組
直接社會經濟損失模組包含 3 個子模組：直接經濟損失、人員傷亡、庇護 所需求等三個子模組，各子模組之資料取得說明如下（Risk Management Solutions, 1999d）：
1.
直接經濟損失HAZ-Taiwan 系統估計直接經濟損失的內容，包含一般建物與維生線系統等 兩項直接經濟損失，上述兩類經濟損失的推計，對於資料與系統參數的需求內 容，可分別說明如下：
（1）一般建物直接經濟損失
估計建物直接經濟損失需要的資料與系統參數，包括：a.建物用途類型分類；
估計建物直接經濟損失需要的資料與系統參數，包括：a.建物用途類型分類；