第五章 地震災害損失分析
第三節 TELES 地震災害模擬分析
本節在說明,震災境況模擬乃應用 TELES 系統模擬地震災害危險程度分析可得之 結果,評估鹿港鎮與福興鄉地區在前述設定之地震災害模擬事件中,因彰化斷層引發地 震造成地表振動程度及其地面相關的危險度分析。可依據災害潛勢分析結果、各地區工 程結構物分布和人口在不同時段的分布等,推估各地區災害的程度。
一、彰化斷層潛勢分析
依據所選定的彰化斷層地震事件進行境況模擬,經由 TELES 輸出鹿港鎮與福興 鄉各村里的地表振動分布情形,以震度參數 PGA 值來表示,估計鹿港鎮、福興鄉在 彰化斷層事件下的空間分布情形。
圖 5-3 鹿港鎮與福興鄉地表振動強度 PGA 分布 資料來源:本研究繪製
由圖呈現 PGA 值較大的主要分布在福興鄉東南方,呈現出由東南向西北遞減 的情況。PGA 值越高表示地震所引發的地表振動程度越強,可能對當地造成較嚴 重的破壞與人員的傷亡。本研究除分析鹿港鎮與福興鄉外,並針對鹿港福興都市計
畫區作一示範區,針對示範區內之地震災害危險評估做更細的分析。
圖 5-4 鹿港福興都市計畫區地表振動強度 PGA 分布 資料來源:本研究繪製
由上圖可知都市計畫區整體 PGA 值分布可分為五級,不同地區產生 PGA 值或 震度的差異,除本身的土壤、地質與地下水之條件外,主要原因仍在於震源區位與 距離之關係。 表 5-2 地表振動強度 PGA 排序
村里別 震源距離 m PGA 村里別 震源距離 m PGA 東石里 21,537.8 0.3337 景福里 19,658.6 0.3523 玉順里 20,436.7 0.3442 興化里 19,547.5 0.3527 郭厝里 20,392.2 0.3451 長興里 19,509.1 0.3531 福興村 20,241.3 0.3452 菜園里 19,480.5 0.3535 新宮里 20,351.0 0.3452 泰興里 19,350.1 0.3550 洛津里 20,116.4 0.3471 龍山里 19,346.1 0.3551 順興里 20,092.3 0.3479 頂厝里 19,020.6 0.3600 大有里 19,818.8 0.3497 街尾里 18,627.4 0.3632 中興里 19,808.8 0.3503 橋頭村 18,278.3 0.3675 埔崙里 19,836.3 0.3512
二、地震災害人員傷亡估計
TELES 系統推估地震災害引致人員傷亡,將地震發生不同時段可能造成不同程 度人員傷亡之因素列入考量,設定地震災害模擬事件與屬性,可將地震發生於日間、
夜間、通勤與假日等三個不同時段的預期傷亡程度。並依傷亡嚴重程度分為四級,
Severity1(需基本醫療,不需住院)、Severity2(需較多醫療基且需住院,但無生命 危險)、Severity3(若無適當且迅速的醫療將有立即危險)、Severity4(立即死亡)。
表 5-3 為 TELES 模擬彰化斷層震災事件,系統輸出地震發生於不同的三個時 段,鹿港鎮與福興鄉內預期可能傷亡之人員估計結果。從該表可知若地震發生在通 勤或假日時段,其所引致之人員傷亡數為各時段中最嚴重,預計造成約 0.68 人遭受 不同程度傷亡,日間與夜間時段次之。
表 5-3 鹿港鎮福興鄉全區人員傷亡評估結果 單位:人 時段狀態 日間時段 夜間時段 通勤或假日時段
一級傷害 0.21 0.18 0.23
二級傷害 0.12 0.11 0.12
三級傷害 0.13 0.12 0.12
四級傷害 0.19 0.21 0.21
傷亡總和 0.65 0.62 0.68
資料來源:TELES 模擬結果
表 5-4 是 TELES 模擬鹿港福興都市計畫區,於彰化斷層事件中,預期可能引 致之人員傷亡數,日間時段與通勤或假日時段最為嚴重,夜間次之。分析模擬結果 發現全區傷亡人數仍不足 1,造成人員傷亡程度微小,主要原因可歸咎人員傷亡數 之估計會受到地區人口特性影響,以及鹿港鎮與福興鄉人口密度較低,且距離斷層 位置偏遠,受到地震破壞威力減少,但仍不可輕忽地震所可能帶來的二次災害。
表 5-4 鹿港福興都市計畫區人員傷亡評估結果 單位:人 時段狀態 日間時段 夜間時段 通勤或假日時段
一級傷害 0.04 0.04 0.04
二級傷害 0.02 0.01 0.02
三級傷害 0.02 0.02 0.02
四級傷害 0.03 0.03 0.03
傷亡總和 0.11 0.10 0.11
資料來源:TELES 模擬結果
圖 5-5 鹿港鎮福興鄉全區日間時段傷亡人數
圖 5-6 鹿港福興都市計畫區日間時段傷亡人數
圖 5-7 鹿港福興都市計畫區夜間時段傷亡人數
圖 5-8 鹿港福興都市計畫區通勤或假日時段傷亡人數
三、一般建物損害估計
本節乃在說明應用 TELES 系統模擬鹿港鎮與福興鄉在前述彰化斷層事件設定 下,模擬該地區之ㄧ般建築物損害成果,包含建物損壞面積情形,及其發生之機率,
以及建物受損數量的空間分布情形。由於鹿港鎮與福興鄉全區建物使用類別最主要 為住宅使用,佔該區一般建物總樓地板面積 56%,因此本研究以住宅使用為主之建 物,做為 TELES 系統模擬建物受損之對象。
(一) 一般住宅建築受損面積
下表 5-5 為 TELES 系統模擬彰化斷層地震災害事件下,鹿港鎮與福興鄉全區 一般各村里別一般住宅面積損壞之模擬結果,可得知一般住宅建物面積損害率以福 安村最為嚴重,頂厝里次之,埔崙里再次之,經由觀察發現,除了靠近斷層帶受災 率提高外,其住宅總樓地板面積越大之村里,受損面積亦越高。
表 5-5 鹿港鎮福興鄉一般住宅面積損害程度排序 單位:平方公尺 名次 村里別 完全損害 嚴重損害 中度損害 輕度損害
1 頂厝里 654.6 1,913.1 6,175.5 13,517.7 2 埔崙里 500.9 1,493.3 4,896.8 10,874.6 3 東崎里 512.1 1,435.3 4,480.7 9,504.4 4 溝墘里 470.0 1,324.9 4,154.3 8,848.5 5 廖厝里 372.5 1,079.8 3,462.2 7,529.0 6 頂番里 332.1 976.5 3,166.7 6,959.6 7 街尾里 282.0 818.2 2,625.4 5,713.5 8 福興村 238.3 724.6 2,438.5 5,606.1 9 橋頭村 266.0 768.7 2,483.0 5,494.3 10 番婆村 265.2 739.3 2,321.7 5,004.5 資料來源:TELES 模擬結果
圖 5-9 鹿港鎮福興鄉一般住宅至少嚴重損害面積 資料來源:本研究繪製
由於彰化斷層位於彰化縣東側,距離本模擬區大約 20 公里,影響受災程度有 限,但都市計畫區內之人口集中、住宅建物密集,因此提高了都市計畫區內受災程 度表現,如表 5-6 所示。鹿港福興都市計畫區在彰化斷層震災模擬事件下,預期住 宅用途建物結構發生至少嚴重損害程度(圖 5-9),以頂厝裡最高,損失面積高達 1,913 平方公尺,其餘至少嚴重損害的有埔崙里、街尾里。
表 5-6 鹿港福興都市計畫區一般住宅面積損害面積 損害面積(平方公尺)
村里別 住宅總樓地板面積
(平方公尺) 完全損害 嚴重損害 中度損害 輕度損害 長興里 18,317.2 31.5 93.5 305.7 677 郭厝里 33,214.3 51.9 157 520.8 1,168.9 興化里 31,929.9 54.6 162.2 530.8 1,176.5 新宮里 36,028.1 56.3 170.3 564.9 1,267.8 洛津里 36,370.7 58.2 175.3 579.4 1296 龍山里 41,722.6 73.5 217.3 707.6 1,561.5 順興里 50,116.4 80.9 243.2 802.7 1,793.4 中興里 49,263.7 82 245 804.8 1,790.5 菜園里 49,941.2 86.2 255.9 835.9 1,849.9 玉順里 59,508.9 91.9 278.6 925.8 2,081.5 景福里 65,059.8 110.7 329.5 1,078.8 2,392.4 大有里 71,537.4 117.9 353 1,161.6 2,587.8 東石里 112,481.1 152.6 473.7 1,605.2 3,675.4 泰興里 95,807.8 168.7 498.7 1,624.3 3,584.6 福興村 198,134.2 238.3 724.6 2,438.5 5,606.1 橋頭村 167,894.3 266 768.7 2483 5,494.3 街尾里 145,324.8 282 818.2 2,625.4 5,713.5 埔崙里 297,346.3 500.9 1,493.3 4,896.8 10,874.6 頂厝里 353,280.6 654.6 1,913.1 6,175.5 13,517.7 資料來源:TELES 模擬結果
圖 5-10 鹿港福興都市計畫區一般住宅至少嚴重損害面積 資料來源:本研究繪製
若以住宅結構損壞面積探討,鋼筋混凝土與加強磚造及磚造結構為主要構成住 宅使用之建物結構,若針對建物結構受損面積討論,則由下表 5-7 顯示,可知完全 損害面積以磚造結構最為嚴重,鋼筋混凝土最少,因為磚造建物之年代久遠,依據 現況調查發現,磚造建物多為民國 50 年以前所蓋,樓層數以兩樓為主,因此磚造 耐震程度最低;而鋼筋混凝土結構則為目前主要建物結構類型,耐震程度高,因此 受損面積較小。若以受損面積總和來比較,則以加強磚造為最多,除完全損害面積 較少外,其他損害程度皆為最高,因為加強磚造結構為鹿港鎮與福興鄉中最主要的 住宅建物結構類型,所佔的總樓地板面積亦為最多,因此受損面積範圍也最大。
表 5-7 鹿港鎮、福興鄉一般住宅主要結構損害面積 完全損害 嚴重損害 中度損害 輕度損害 總和
佔總樓地板 面積百分比
(%)
磚 造 11,039.9 27,046.1 74,945.3 149,627.3 262,658.6 3.73%
加 強 磚 造 9,976.6 31,050.0 88,245.0 195,322.5 324,594.1 4.61%
鋼筋混凝土 1,390.9 4,735.0 16,173.1 37,071.7 59,370.7 0.84%
總 和 22,407.4 62,831.1 179,363.4 382,021.5 646,623.4 9.92%
佔 總 樓 地 板 面
積百分比(%) 0.31% 0.90% 2.55% 5.43% 9.92%
資料來源:本研究整理
由下表 5-8 發現在鹿港福興都市計畫區內之住宅建物結構損害中,以加強磚 造結構為最多損害面積之結構類型,佔該區總樓地板面積 4.38%,磚造結構次 之,本研究經過現況調查發現,都市計畫區內之建物結構以加強磚造、磚造最多,
是鹿港早期的發展地區,因此多為老舊建築為主。
表 5-8 鹿港福興都市計畫區一般住宅主要結構損害面積 完全損害 嚴重損害 中度損害 輕度損害 總和
佔總樓地板 面積百分比
(%)
磚 造 2,139.0 5,515.8 16,434.6 33,883.7 57,973.1 3.03%
加 強 磚 造 2,483.9 7,160.8 22,837.2 49,583.4 82,065.3 4.38%
鋼筋混凝土 758.6 2,612.7 9,287.7 21,625.1 34,284.1 1.81%
總 和 5,381.5 15,289.3 48,559.5 105,092.2 174,322.5 9.11%
佔 總 樓 地 板 面
積百分比(%) 0.28% 0.81% 2.53% 5.52% 9.11%
資料來源:本研究整理 (二) 一般建物受損棟數
利用 TELES 系統模擬地震災害,估計模擬評估區建物結構發生至少中度損害棟 數的分布情形,可呈現評估地區建物受震災而導致結構毀損甚至倒塌之空間分布情 況,可有效作為震災於應變與復原階段就災資源的配置決策之支援,並可提供研擬 未來地區防災空間規劃之參考。表 5-9 呈現彰化斷層地震災害事件下,建物結構受 損數量最多的地區為頂番里,約有 173.1 棟至少遭受中度毀損,佔總倒塌數量約 4.5
%,其餘建物結構損害數量較多的有溝乾里、廖厝里、海埔里等,從圖 5-11 可發現,
這些建物結構遭受損數量較高的村里主要位於境況模擬的東北方,以建物結構觀察 則以磚石結構損害數量最多,約有 2,369.4 棟,輕鋼結構次之有 248.2 棟,主要原因 是老舊建築物多以磚造建造其承受震度較低,容易造成坍塌,而輕鋼構造則以工廠 為多,地基承受力不夠仍容易受地震影響而產生倒塌。而鋼筋混凝土受損數量最少
(32.3 棟),鋼筋混凝土構造為最目前主要建築構造趨勢,除其抗震程度較高之外,
因民國 71 年(西元 1982 年)新頒訂的建築技術規則對於地震力及鋼筋混凝土建物 的韌性設計則進行了大幅度的修訂,此時建物對於地震的抗震力才有真正的落實在 設計精神當中,因此可說是建物在地震抗震問題上的里程碑。
表 5-9 一般建物結構至少中度受損棟數 單位:棟 名次 村里別 木造結構 輕鋼構造 磚石結構 加強磚造結構 鋼筋混凝土結構 總和
1 頂番里 4.0 16.4 145.5 6.9 0.3 173.1 2 溝墘里 4.8 14.7 138.2 9.0 0.0 166.7 3 廖厝里 2.3 8.0 131.5 11.8 0.1 153.7 4 海埔里 1.5 10.4 81.7 3.4 2.0 99 5 東崎里 5.1 8.6 113.8 5.3 0.0 132.8 6 草中里 1.3 6.3 112.9 5.6 0.2 126.3 7 頂厝里 1.2 13.1 70.2 19.5 3.0 107 8 頭崙里 0.1 9.9 92.4 3.0 0.1 105.5 9 山崙里 1.6 3.3 91.3 4.3 0.0 100.5 10 萬豐村 0.9 6.0 24.2 13.3 0.7 45.1
… … … … … … … …
… … … … … … … …
… … … … … … … …
總 和 93.8 248.2 2369.4 207.5 32.3 3,933.4 資料來源:TELES 模擬結果
圖 5-11 鹿港鎮福興鄉全區建物結構至少中度損害數量 資料來源:本研究繪製
下表 5-10 為鹿港福興都市計畫區中各村里的建物損害數量,以頂厝里損害數
下表 5-10 為鹿港福興都市計畫區中各村里的建物損害數量,以頂厝里損害數