2-1 前言
HAZ-Taiwan 係參考 HAZUS-97 改寫之本土化系統。HAZUS-97 經防災 國家型科技計畫規劃小組專家學者的實際瞭解，此一地震災害評估決策支 援系統的整體架構，對我國地震災害防救計畫之研究具有頗高的實用價 值。為使防、救災工作能真正落實，並提供防、救災支援決策參考，又基 於自行研發所需經費龐大與爭取時效等因素之考量，經國家科學委員會與 經濟部技術處研商後，共同引進 HAZUS97，並委託美國 Risk Management Solution 公司與資策會合作修改為適用於台灣地區的「HAZ-Taiwan 地震災 害損失評估決策支援系統」。除了相關技術的引進外，同時在 HAZ-Taiwan 的發展過程中，希望能藉由技術轉移的經驗學習，進一步推動台灣本土之 防救災相關基礎研究，從而迅速建置一套國內通用的防救災決策支援系 統。因此 HAZ-Taiwan 除可作為未來國內地震災害防救決策之輔助工其外，
對整個防災國家型科技計畫中，各項災害防救決策支援系統之研究發展而 言，亦其有充分的示範意義。
2-2 HAZ-TAIWAN 決策支援系統架構分析
一、 Haz-Taiwan 資料庫的建置方式及內容
Haz-Taiwan 軟體可用於進行建物之危險度分析，本調查研究依防災國 家型科技計畫辦公室之指定內容，蒐集台北地區建築物之構造形式，並選 擇有代表性之結構型態，建立不同構造建築物(如鋼構、RC 構造、含剪力 牆結構或 MRF 等)之危險度曲線分析基本資料。供其建立不同地表 PGA 程 級不同構造物之損壞標準，並設法與 HAZUS97（1997 美國災害管理系統) 有關建築物危險度分析方法結合，以作為分析建物損壞評估之依據。
經評估結果，Haz-Taiwan 地震災害損失評估決策支援系統的引進與發 展，首重在其相關資料的建置。在此，便依 HAZUS 的特性，分析 Haz-Taiwan 資料庫的建置方式及內容。
二、 HAZUS 與 Haz-Taiwan 之系統架構模組：
HAZUS 是為滿足不同層級使用者及應用而設計之具彈性的標準化解 析方法，因為其架構為許多獨立模組的組合，某一模組的輸出資料將做為 另一模組的輸入資料之用。因其模組化之特性，當要加入新的模組或是更 新既存模組所使用之模式或資料時，僅需做局部修正而不必更動整個程 式，此一特性可將新的研發成果轉移給使用者應用。各模組中所使用的模 式均可個別修正以反應區域性的需求或結合新的區域性模式及資料。
HAZUS 之系統架構包含了以下六個主要的獨立模組：(1)自然災害潛勢 (PESH)、(2)基本資料庫、(3)直接損壞、(4)引發損壞、(5)直接經濟、社會損 失、(6)間接損失。
一般而言，一份完整的損失評估必須考慮所有六個模組，但例如使用 者只想考慮直接損失而不考慮引發損失，亦可剔除部份相關輸入資料的需 求，而進行特定損失的有限分析。
1.自然災害潛勢(PESH)模組
PESH 模組乃用於評估包括：土層滑動、土壤液化及地表斷層張裂等之 地表運動及破壞。地表運動乃是根據地震發生的地點、規模大小及地質狀 況以加速度反映頻譜、最大加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)及最大速 度(Peak Ground Velocity, PGV)來描述。而地表破壞則是由地表之永久變形 (Permanent Ground Deformation, PGD)及發生機率所描述。
（1） 地表運動 場址效應(Site Effect)
使用者可利用 GIS 軟體影像化地定義特定的地震事件，並將相關的地 震動及地表破壞災害量化，此一資料將做為損壞及損失評估之基準，PESH 模組求出特定場址之震度，並以該值評估建物及維生線之損壞。現將在以 GIS 為基礎的程式中估算震度所需的三個步驟簡述如下：
a、選定特定地點、強度的地震事件。在此方法系統中提供了三種界定地震 事件特性的方法，其為：明確的地震事件、概率性的地震災害及使用者 提供的震度圖。
b、利用衰減律(attenuation relations)及基礎線場址之土壤狀況決定輸入之地 表運動程度。此方法系統提供了五種衰減律以便於對八個特定週期的反 應頻譜及最大地表震動(PGA 及 PGV)做出明確的界定。
c、疊加高解析度之地理資訊並根據地區場址之狀況選取場址放大因子以修 正地表運動需求。
（2）地表破壞(Ground Failure)
將因土壤液化、地層滑動及表面斷層張裂所造成之地表變形予以量 化，並調整相關地表破壞對建物及維生線造成之損壞。任何形式之地表破 壞均被量化成地表永久變形(PGD)及發生的機率。地層滑動及土壤液化的後 續影響是根據利用 GIS 製作出來的潛感圖及等震圖而決定。因表面斷層張 裂而預期的地表變形乃表示為某一特定地震事件之函數，但此並不適用於 概率性或使用者提供震度圖的地震事件。使用者可選擇假設所有或是部份 之斷層張裂並未延伸至地表面，如此可以限制位移之效應。
（3）海嘯及湧浪(Seiche)
由海嘯或湧浪所造成之水患可能引發嚴重的損害、災禍及水災，由於 估算此類災害所造成之損失的模式並未很完善的建立，因此 PESH 模組對 洪水潛勢之評估仍有限制，此仍需相關之專業分析來研究改進。
2.基本資料模組
發展及蒐集基本資料是做損失評估研究中最耗時及需大量經費的工 作。HAZUS 所提供之預設資料是提供給使用者在無足夠的資源以建立詳細 的基本資料時使用。然而預設資料在某些方面是相當有限的，因此應儘可 能的予以增補更新。基本資料的不確定性將影響評估結果之品質。
3.直接損壞模組
此模組評估一般建築群、重要基本設施及維生線(交通系統及公共設施) 在給定的地表運動及地表破壞下，發生某特定損壞狀況之或然率。同時損 壞評估結果亦包含了設施功能之喪失、預期的電力及自來水供應中斷。
（1）直接損壞-建物
在 HAZUS 中使用建物之非彈性效能及特定場址反應譜來描述建物中 結構性及非結構性元件之損壞，並用一套簡單而實用的程序來推算建物對 地震之反應，工程師可將之應用在特定結構或是一般化的結構群組。
利用由 PGD 或 PGA 表示之建物反應預測來建立破壞(Fragility)曲線，
提供給評估損壞範圍及嚴重性之用，HAZUS 將損壞狀態分為無損壞、輕微 損壞、中度損壞、嚴重損壞及完全損壞五種程度，而建物損壞評估則以建 物發生各種程度損壞之或然率來表示。
為了正確地提供 HAZUS 方法系統的需求，損壞狀態的定義是描述性 的，而使用者必須自輸出的損壞預測資料中擷取某種型式建築之實質損壞 的本質及範圍，進而評估由此損壞所造成的生命安全、社會及經濟損失。
由於諸如建築裝飾元件及機電系統等非結構性元件之損壞對損失之影 響與結構性元件不同，HAZUS 將結構性損壞及非結構性損壞分開考慮，非 結構性元件損壞被考慮為與建物型式無關，其損壞狀態之描述是針對一般
的非結構性系統而非建築物型式。不論是鋼結構或是鋼筋混凝土建築，當 其受到相同的樓板加速度或樓層牽引時，其隔間裝置、天花板及幃幕牆等 均被假設為遭受同樣程度的損壞。
某些非結構性元件如與樓層等高之隔間牆之損壞主要是樓層牽引力之 函數，其他非結構性元件如機械設備等之損壞則是樓板加速度之函數。因 此非結構性元件被區分為牽引力控制及加速度控制兩大類。
直接損壞模組透過下述之五個步驟來判定某給定場址中某特定結構或 結構群組之損壞狀態機率。
根據建築物本身之結構特性計算其非線性承載力控制(push over)曲線。
修正根據地表運動模式建立的場址特定(site-specific)彈性反應譜以考慮 較高程度反應及較長反應時間的增加阻尼效應。
將修正後的反應譜疊加在建築物非線性承載力曲線之上，由兩者的相交 點來定義預期的建築物反應，此包含屋頂位移及加速度。
針對預期的建築物反應建立結構性及非結構性破壞曲線，並用以決定 損壞狀態機率。
修正損壞狀態機率以考慮根據地表破壞模式所估算之地表變形效應。
就一般建築群及重要設施而言，損壞狀態機率是針對結構種類或是單 一設施而決定，然後根據其結構性及非結構性損壞之程度，評定該建築物 功能完全運作、部份運作或是不可運作(關閉)，此功能模式提供功能損失之 評估，其輸出資料包括剩餘功能百分比及預計完全修復的所需之時間。
（2）直接損壞-維生線
損壞數量及修復時間乃針對十三種交通及公共設施進行評估；維生線系 統組成要件之附屬元件如機場之燃料設施、高速公路橋樑及水處理廠等之 破壞曲線則以錯樹邏輯(Fault tree logic)加以結合，並用以建立該維生線組成 要件之整體破壞曲線，進而評估該組成要件之可運作性。
維生線組成要件之損壞狀況機率是根據其主要部分之運作狀況以簡化
的規則求得。損壞狀況是可以說明不同程度損壞的定性描述，諸如破碎的 窗戶，斷裂的管線或是破裂的隔間牆等敘述。功能損失及修復時間之評估 是針對某一給定的事件而做的。
4.引發損壞模組
當直接損壞評估完成後，即可進行引發損壞之評估，引發損壞乃定義為 自然災害事件的後續發展所造成的損壞，其不同於主體災害所造成之損 壞，此模組中包含了因水壩、河(海)堤破壞所造成之淹水、地震引發之火災、
有害物質之釋出(HAZMAT)、碎石瓦礫堆等廢棄物之產生等。
（1）引發損壞-淹水
HAZUS 將淹水地圖(許多具高災害潛勢之水壩均有相關資料)與人口及 建物基本資料連結，以評估因水壩破壞所可能造成之淹水帶來的災害。
HAZUS 將淹水地圖(許多具高災害潛勢之水壩均有相關資料)與人口及 建物基本資料連結，以評估因水壩破壞所可能造成之淹水帶來的災害。