都市地震防災空間系統規劃與TELES 系統應用整合之研究子計畫一：新竹市舊城區週邊地區資料庫與參數庫之建置

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(1)主講人簡歷姓名：詹士樑職稱：副教授單位：國立台北大學不動產與城鄉環境學系地址：台北市民生東路三段 67 號電話：25024654 轉 8156 傳真：25074266 學歷：美國賓夕法尼亞大學都市及區域計劃博士專長：土地使用計劃、計量方法、地理資訊系統應用主要著作： 1. Chan, S.L. and S.L. Huang (2004). A systems approach for the development of a sustainable community—the application of the sensitivity model (SM), Journal of Environmental Management, 72(3): 133-147. 2. 詹士樑，2000，台灣地區都市階層之探討，「國立台北大學學報」，1： 129-153。 3. 詹士樑，2001，生物控制論應用都市及區域規劃之可行性探討－以靈敏度模型為工具，「都市與計劃」，第 28 卷第 1 期，頁 17-37。 4. 詹士樑，吳書萍，2003，永續性社區發展之系統觀－以平等里社區為例，「都市與計劃」，第 30 卷第 1 期，頁 63-86。 5. 詹士樑、黃書禮、王思樺，2003，臺北地區洪水災害風險分區劃設之研究，「都市與計劃」，第 30 卷第 4 期，頁 263-280。 6. 吳振發、詹士樑，2003，常態化差異植生指數於都市綠地之適宜性研究，「台灣土地研究」，第 6 卷第 2 期，頁 17-42。 7. 陳亮全、洪鴻智、詹士樑、簡長毅，2003，土地使用規劃之地震風險效益分析，「都市與計劃」，第 30 卷第 4 期，頁 281-299。 8. 陳亮全、詹士樑、洪鴻智，2004，都市地區震災緊急路網系統有效性評估方法之研究，「都市與計劃」，第 31 卷第 1 期，頁 58-74。 9. Putman, S.H. and S.L. Chan (2001). Land Use and Transportation Planning in Local Government with GIS Application, in R. Klosterman and R. Brail (eds.), PSS: Integrating Geographic Information Systems, Models, and Visualization Tools. CURP, Rutgers University, NJ, USA. 10. Chan, S.L. (2002). Measuring the Spatial Equity of Public Expenditure Allocation – An Empirical Study of the Northern Taiwan Areas, in Urbanization, East Asia and Habitat II, eds. Shu-Li Huang and Ian Douglas, Chung-Hua Institute of Economics, Taipei, Taiwan. 1.

(2) 都市地震防災空間系統規劃與 TELES 系統應用整合之研究子計畫一：新竹市舊城區週邊地區資料庫與參數庫之建置. 詹士樑 1. 何明錦 2. 摘要近年來，政府相關部門與學術機關，對於防災救助工作投入許多人力、財力與時間，希望能減低天然災害帶給民眾之傷害與財產之損失。從地方災害防救工作的角度觀察，不管進行都市防災工作推動之土地使用規劃、建築標準訂定、都市成長管理或開發管制的決策需求，皆須引入合適的災害風險評估工具，作為防災規劃的決策支援。為研擬具體可行的地區防災計畫，必須有可靠的參考數據為依據，以避免流於形式和空談。因此，精確的地震災害的境況模擬有其必要性。本研究以新竹市舊城區周邊地區為實作地區，以 TELES 系統為工具，建立或調整資料庫內容，期能提供地方政府進行防災規劃之參考。關鍵字：震災損失評估、TELES、HAZTAIWAN. 1. 國立臺北大學不動產與城鄉環境學系副教授. 2. 內政部建築研究所副所長 2.

(3) 壹、緒論由於台灣的天然環境特質，每年天然災害發生之機率與受災範圍，皆為公共安全管理者與防災相關部門所關注。近年來，政府相關部門與學術機關，對於防災救助工作投入許多人力、財力與時間，希望能減低天然災害帶給民眾之傷害與財產之損失。從地方災害防救工作的角度觀察，不管進行都市防災工作推動之土地使用規劃、建築標準訂定、都市成長管理或開發管制的決策需求，皆須引入合適的災害風險評估工具，作為防災規劃的決策支援(Olshansky and Wu,2001)。政府在面對上述情境，除在國家型防災科技計畫中，針對地震災害，提出災害潛勢分析、資料庫建立、損害估計與防救災計畫推動的相關構想外，亦指出這些工作之推動，須以災害風險分析為基礎，作為防救災計畫推動、減災與災害預防之決策擬定，甚至是空間實質規劃研擬的重要依據(顏清連等，1997)。依據目前防災國家型科技計畫的基本架構，其中第 1-3 項所揭橥之內容即為本研究之基礎。包括：（一）災害潛勢分析：主要在分析台灣現有之自然環境，所具有之潛在致災條件、災害條件與災害發生之可能性分析；（二）災害危險度分析：分析台灣自然環境中，可能致災或擴大災情之危險因素或條件分析。此部分主要之分析內容，即在針對台灣之颱風或地震發生災害之機率、災害之危害程度與範圍等，進行環境風險評估 (Environmental risk management)；（三）災害境況模擬：本部分之工作，係透過前述第一、二項之之分析方法論，選取適當之示範區，建立自然與人文環境資料庫，進行自然災害潛勢度與危險度之模擬分析。就地震災害之都市防救規畫角度而言，都市地震災害危險圖 (seismic hazard map)或風險圖 (risk map)的製作，為提供土地 3.

(4) 使用規劃或防減災計畫的基礎 (Mader,1997)。地震災害圖或風險圖除可提供地震災害潛勢、危險度分布之基本訊息外，尚提供不同土地使用或都市發展決策，可能產生的社會經濟損失風險訊息 (Olshansky and Wu,2001)，以滿足土地使用計劃擬定、評估、通盤檢討或規劃審議的決策支援所需 (Shinozuka,1996)。另因地震風險的決定，除地理空間實質的災害潛勢外，尚決定在暴露於不同地震潛勢區內的人口分布、建物開發強度、設施與社經特性 (Burby and Dalton,1994)。故土地使用計畫的擬定，除供給面的規劃外，尚須從需求與整合性的角度，分析不同土地使用規劃的潛在決策風險，以更審慎的程序評估都市發展決策。針對上述需求，因都市規劃地震風險分析工具的缺乏，故於 1998 年由國科會與經濟部技術處，合作引進 HAZUS 系統，並委託 Risk Management Solution(RMS)公司，針對台灣本土分析模式與資料庫，開發 HAZ-Taiwan 系統，以建立適於台灣地區使用之地震災害損害與損失評估系統 (江渾欽、洪鴻智， 1999；羅俊雄等， 2002)。目前 HAZ-Taiwan 系統完成測試，後續之工作重心，即在地方政府都市規劃之防救災計畫研擬與應用之推廣。另外，國家地震工程研究中心簡化 HAZ-Taiwan 系統，另外發展出「台灣地震損失評估系統 — TELES 」， TELES 為 Taiwan Earthquake Loss Estimation System 的縮寫，是一套專門為台灣地區開發之地震損失評估系統，透過整合不同領域的研究成果和現有可收集到的各類人文與自然資料庫，希望適合不同使用者的需求。整體分析架構包含地震災害潛勢分析、工程結構物損害評估、地震引致二次災害評估、以及直接或間接社會經濟損失評估等四個大模組。每一個大模組可再細分為數個小模組，或再細分為數個次模組。任一模組的輸出可作為其他模組的輸入。上述兩個系統曾嘗試應用於地方地震災害損失之評估工作， 4.

(5) HAZ-Taiwan曾應用於各種不同的都市規模層級，其中包括台北市士林區、大安區，台北市與嘉義市等，並以該地區之里界為單位進行系統的應用與整合。本研究延續此一構想，並基於台北市等地區近年來的相關經驗，嘗試以不同規模與性質之地區-新竹市為例，以新竹(含香山)都市計畫區之部分地區（舊城區）為實作範圍，蒐集該地區內重要地點相關之自然與人文環境資料與建立相關之資料庫，進行災害潛勢分析與危險度分析之模擬，以作為後續防災計畫擬定與相關工作推動之參考。新竹市為目前台灣主要科技產業重心，地處新竹科學工業區，人口密集，截至92年底，土地有104.0964平方公里，人口密度為每平方公里3639人，全市人口382897人，無論在經濟或社會考量上，對於各種災害防治都應有合適的規劃與分析，惟因地震災害損失估計所需資料量非常大，限於研究期程，本年度僅以新竹市之舊城區周邊地區為研究地區，配合TELES系統之模擬應用，蒐集社會經濟之相關資料，建立相關資料庫，作為系統模擬、評估社會經濟損失與相關防救災工作推動之基本依據。. 貳、「台灣地震損失評估系統—TELES」地震帶來的損失與損失層面非常的廣泛，包含社會經濟之實質與非實質資產，故地震損失估計內容非常複雜，且與地方的災感度(Vulnerability)有極大之相關(Blaikie et al., 1994)。一般而言，建立地震災害損失評估模式之重大課題乃在對災害「損失」或「損害」界定之模糊，使評估之過程益顯複雜，特別是針對估計項目與內涵的爭議 (Petak and Atkisson, 1982)。如政策制定上需要詳盡且精確的損失估計，則在方法選擇上以及相關資 5.

(6) 料庫的建力等工作，得花費相當龐大的經費、時間以及人力與物力，對於地震災害損失估計的推動來說，乃是相當困難的工作(羅俊雄等，2002)。基於上述理念所開發之地震損失估計系統，其模擬之操作步驟可以分為以下幾項：一、建立研究區域二、輸入地震災害模擬事件三、估計地表震動與大地破壞情形四、評估建物、重要設施與維生管線損壞機率五、估計直接經濟／社會損失 TELES 為 Taiwan Earthquake Loss Estimation System 的縮寫。這是一套專門為台灣地區開發之地震損失評估系統，整合不同領域的研究成果和現有可收集到的各類人文與自然資料庫，希望適合不同使用者的需求。整體分析架構和流程如圖 1 所示，包含地震災害潛勢分析、工程結構物損害評估、地震引致二次災害評估、以及直接或間接社會經濟損失評估等四個大模組。每一個大模組可再細分為數個小模組，或再細分為數個次模組。某一模組的輸出可作為其他模組的輸入。由於整體架構和分析評估的項目包含許多不同研究領域，部分分析模組雖在規劃的架構內，但因目前沒有本土化的分析模式、參數或資料庫，尚無法整合於系統中；震災早期評估主要針對各級政府之災害應變中心的需求，在地震後的短時間內推估地表振動強度、土壤液化機率與引致的永久位移量、一般建築物的損害狀態機率和數量、人員傷亡的程度與數量…等。由於地震剛發生時，震源機制和相關參數仍不明確，因此須分階段進行震災 6.

(7) 早期評估，其重點則在快速推估地震可能引致的災情分佈與數量。供研擬地區災害防救計畫參考的震災境況模擬，雖同樣探討單一模擬地震作用下的災害分佈和數量，但因沒有時間的急迫性，可以針對各項已收集到的工程結構物進行損害評估，甚至推估其所引致的二次災害和社會經濟的損失。震災風險評估則可整合歷史性的地震目錄，考慮地震震源的時空分佈和規模等，針對特定工程結構系統或設施，輸入多個與危害度分析相符的模擬地震，應用機率和統計理論推估該目標每年承受的震災風險。. 圖 1 TELES 的分析流程與架構. 一、分析功能 TELES 的分析功能主要包含下列各項： 7.

(8) 1.依照使用者選定之研究區域或進行震災早期評估時所自動產生的研究區域，自動複製所需的資料表和分析參數到指定的資料夾。 2.設定模擬地震的方法主要分為三類：(1)根據指定的歷史性地震的規模、震源深度與震央位置等參數； (2)根據指定的活動斷層、斷層線的走向、開裂面的長度、寬度和傾角、地震規模、震源深度與震央位置等；(3)任意指定的地震規模、震源深度與震央位置，並假設斷層線的走向、矩形開裂面的長度、寬度和傾角。除此之外，使用者也可根據外部計算之震度分布圖，直接作為後續工程結構物損害評估的輸入資料。 3.根據設定的模擬地震，以地表震動衰減律和場址修正係數推估以村里為單位之不同地區的 PGA、PGV 與加速度反應譜值。 4.如使用者提供土壤液化敏感類別分布圖，可推估各地區在不同地震規模、最大地表加速度和地下水位的條件下，發生土壤液化的機率及推估水平側移或垂直沉陷的地表永久變形量。 5.以地表振動強度和土層破壞狀態，推估各地區之一般建築物的損害狀態機率，並配合實際樓地板面積的統計資料推估各地區之一般建築物在不同損害程度的樓地板面積和棟數。 6.根據各地區之一般建築物依用途別的統計數量，推估不同時段的人口動態分布。也可根據各模型建物的損害狀態機率和不同損害狀態下的傷亡率，可推估各地區之不同受傷程度或死亡的人數。 7.如有公路橋樑的資料，也可進行橋樑損害評估。 8.依損害評估結果，進行經濟損失評估。. 8.

(9) 二、應用領域 (一)震災早期評估 TELES 可提供地震剛發生時各級政府之災害應變中心使用，推估地震可能致災的範圍、數量與分布等資訊。震災早期評估概分為快速評估與詳細評估兩類。快速評估乃為節省計算所需的時間，故以鄉鎮區為最小地理單元進行地震潛勢分析與災損評估；而詳細評估則為提高推估結果的可靠度以村里為最小地理單元進行地震潛勢分析與災損評估。如設定監看電子郵件的功能，當收到中央氣象局所發佈的地震報告，且地震規模大於設定的門檻值， TELES 將自動啟動。首先根據地震規模、震央位置和震源深度等點震源模式，概估最大地表加速度超過 10 gal 的區域，並計算各區域的強地動參數。由於一般建築物在最大加速度達 80 gal(相當於震度五級)以上時才容易有損害發生，因此 TELES 自動選取最大地表加速度超過 80 gal 的地區，作為後續各項災損評估的研究區域。 (二)研擬地區災害防救計畫震災境況模擬即是根據震源參數、活動斷層特性、各地地盤特性、各項工程結構物的分佈和數量統計等，利用先進科技的評估模式，依據使用者的需求推估前述各項地震引致的災害狀態。經由對地震引致災害的了解，可研擬防震減災的對策。譬如各縣市政府的地區災害防救計畫可依歷史性地震紀錄和活動斷層的分布，以機率理論推估影響該地區的最大可能地震，包含地震的規模和震央位置等資訊，利用震災境況模擬技術，了解地震災害的分佈和數量，藉以規劃救災的人員和機具、醫療的設施和病床數、臨時避難所的數量和分佈、民生必需品的庫存和調度機制、自來水、瓦斯和電力系統的緊急搶修策略和人力物料的調度…等等。 9.

(10) 震災早期評估與一般震災境況模擬的主要差異在於時間的急迫性。由於震災早期評估系統必須在短時間(十五分鐘)內完成全台灣地區的災損評估，提供擬訂緊急應變措施所需的數據，因此需適度簡化資料的精度。評估內容也須針對緊急應變的需求，主要是一般建築物的損害狀態機率和數量，以及人員傷亡的程度和數量。但一般的震災境況模擬比較沒有時間上的限制，因此資料越詳細越好；只要資料夠充分，所採用的評估模式可盡量符合真實的狀況；交通與民生系統的損害評估不必侷限於單一設施的損害評估，也可進行網路分析或其他較複雜的損失評估。總而言之，使用者應根據需求盡量收集相關資料庫，根據現有資料的內容決定分析模式的複雜度和評估項目。 (三)震災風險評估比較地震與其他天然災害的特性可知地震具有極大的不確定性，因此無法預知何時何地會發生規模多大的地震。強烈地震的延時通常不超過兩分鐘，事先又沒有任何徵兆進行臨時性的防震準備工作。因此平時即應作好防震準備，並擬訂緊急應變措施和復原重建計畫或政策。各項工程結構物所面臨的地震風險究竟有多大？政府或民間企業應如何面對地震風險？凡此種種問題都必須先進行地震風險評估。地震風險評估乃結合地震危害度分析和工程結構物的易損性分析，進而求得工程結構物潛在的地震風險或損失。地震風險評估通常針對單一的工程結構系統或設施，譬如住宅、高速公路橋樑、高科技廠房或其他明確標的物，求得該標的物在一系列模擬地震作用下的損害狀態和可能的損失金額。配合模擬地震的年平均發生率，計算該標的物的年平均損失或最大損失。. 10.

(11) 叁、實作地區資料新竹市位於台灣西北部，北隔頭前溪與竹北市相望；南臨苗栗縣頭份鎮與竹南鎮；東以柯子湖溪和竹東鎮為鄰；西濱台灣海峽。行政區可分為北區、東區以及香山區。本計畫主要研究地區為新竹市舊城區，而實作地區其範圍涉及北區與東區，以里為單位，包括東區的南門里、南市里、東門里、榮光里、成功里、育賢里、中正里、親仁里、文華里、復中里、三民里、復興里、錦華里以及北區的中央里、北門以、中興里、大同里、中山里、水田里、光田里等 20 個里。本章將說明新竹市及實作地區之發展現況，包括其自然環境、人口與產業分布、土地使用、設施與路網等。. N W. E S. 光田里. 文華里水田里. 復興里. 北門里. 錦華里. 復中里. 親仁里中興里. 三民里. 大同里. 中山里中正里育賢里南市里南市里. 東門里成功里. 榮光里. 南門里 0.5. 0. 圖 2 研究區里界圖 11. 0.5. 1 Kilometers.

(12) 地震，特別是地殼淺震，與斷層作用密切相關，而地震規模大的地震常因活動斷層的再活動而發生，並在地表造成明顯的破裂現象，即地震斷層。因此在地震頻繁的臺灣地區，活動斷層的分布與特性乃為地震研究及地震防災工作中最基本且不可或缺的資料。活動斷層定義的要旨，主要是強調某一特定之斷層在過去某一段特定期間內曾發生過錯動，而在未來有再錯動的可能性。新竹市附近的的活動斷層與存疑性活動斷層，有雙連坡斷層、湖口斷層、大平地斷層、新竹斷層、新城斷層、竹東斷層、斗煥坪斷層、獅潭斷層與神卓山斷層等 9 條斷層，分佈位置如圖 3 所示，詳細資料如表 1 所示。鄰近都市計畫區附近有兩個主要的斷層，分別是新城斷層與新竹斷層。新竹斷層是一東西走向之逆斷層，由新竹市區東南方的光復中學附近，延伸至新竹市區西南方的美山村，長約 8.9 公里。新城斷層大部分位於新竹縣的寶山鄉境內，僅斜貫新竹市東南角，長約 15.8 公里。此斷層屬於東北走向的高角度逆斷層，斷層上部基盤地層為上新世的卓蘭層，由南向北逆衝，而被覆載更新世嵙山層香山相的岩層上。斷層線經過的地區，其岩層因受斷層時擠壓力的影響，顯得比較破碎。. 12.

(13) 圖 3 新竹地區斷層分布. 一、人口發展分析透過向主計處統計處所購得之民國 90 年住宅與人口普查原始資料，本研究進一步分析其目前新竹市及其研究地區各里之人口組成特性，透過資料的萃取及整理後，得出表 2。從表 2 得知，目前新竹市人口總數約 39 萬人，在實証地區的人口共計 40260 人，其中男性人數為 19966 人，女性人數為 20654 人，男女比例近乎 1:1，其中以文華里、復中里、三民里、復興里之人口數最多，分別為 4829 人、5005 人、5681 人、5009 人。. 13.

(14) 表 2 新竹地區性別分佈人數項目. 男. 女. 總人數. 新竹市. 203251. 192495. 395746. 實證地區 (合計 ). 19966. 20654. 40620. 南門里. 445. 451. 896. 南市里. 642. 613. 1255. 東門里. 488. 496. 984. 榮光里. 285. 307. 592. 成功里. 448. 493. 941. 育賢里. 377. 369. 746. 中正里. 332. 340. 672. 親仁里. 1150. 1237. 2387. 文華里. 2426. 2403. 4829. 復中里. 2417. 2588. 5005. 三民里. 2776. 2905. 5681. 復興里. 2430. 2579. 5009. 錦華里. 1113. 1168. 2281. 中央里. 312. 332. 644. 北門里. 557. 584. 1141. 中興里. 362. 344. 706. 大同里. 362. 344. 706. 中山里. 374. 382. 756. 水田里. 1273. 1325. 2598. 光田里. 1397. 1394. 2791. 東區 (實證地區 ). 北區 (實證地區 ). 資料來源:民國九十年住宅與人口普查。. 二、產業經濟分析高科技產業帶動地方產業結構的轉型，為新竹市產業發展的特色。從新竹市來說，新竹市綜合發展計畫將新竹市依其分區特性訂為三圈七帶，其都市計畫範圍內所包括的地區，包括東區的科技商務帶(舊東勢工業區)、北區的文化商業區(市中心)、以及香山區的濱海生活休閒帶(香山工業區)。在本研究區中，涉及的 14.

(15) 範圍主要包括東區的科技商務帶以及北區的文化商業區，接下來，此部分將以民國九十年之工商普查資料為主，依據其登記的資料分析研究區內之產業狀況與發展情形。從表 3 來看，研究區中所有產業的總家數為 4244 家，佔新竹市比例之 24.84%；在土地面積方面，則佔 8.35%，面積 662184 平方公尺；在樓地板面積方面，共計 1185134 平方公尺，佔新竹市比例 14.60%；在生產總額方面，共計 74098557 千元，佔新竹市總生產額 10.90%。其中家數最多為復興里 526 家，最少為中興里 84 家；土地面積最大為榮光里 235753 平方公尺，最小為中興里 2370 平方公尺；樓地板面積最大為三民里 178014 平方公尺，最小為南市里 8275 平方公尺；員工數最多為中正里 4263 人，最少為中興里 235 人；生產總額，最多的為中正里 11343506 千元，最少的為南市里 538199 千元。. 表 3 新竹市產業狀況里名. 家數. 土地面積. 樓地板面積. 員工數. 生產總額. 南門里. 155. 10410. 22254. 498. 812884. 南市里. 135. 3351. 8275. 352. 538199. 東門里. 217. 9733. 21161. 819. 1537920. 榮光里. 189. 235753. 114234. 2906. 7617972. 成功里. 234. 10069. 55958. 1321. 2254169. 育賢里. 120. 14128. 52878. 677. 1198953. 中正里. 275. 43173. 131362. 4263. 11353506. 親仁里. 101. 5118. 9627. 440. 633912. 文華里. 256. 20835. 37070. 1464. 2403144. 復中里. 301. 25496. 102863. 2416. 7319242. 三民里. 395. 47319. 178014. 3198. 7037057. 復興里. 526. 54132. 113418. 3172. 7038148. 錦華里. 108. 15059. 22180. 701. 1157961. 中央里. 282. 11666. 52912. 814. 1439885. 15.

(16) 北門里. 107. 5444. 16884. 483. 567980. 中興里. 84. 2370. 11496. 235. 353021. 大同里. 146. 94644. 125474. 1792. 6590745. 中山里. 208. 7118. 21012. 632. 753024. 水田里. 265. 21935. 64209. 3057. 9530979. 光田里. 140. 24431. 23853. 776. 3959856. 小計比例. 24.84%. 8.35%. 14.60%. 15.47%. 10.90%. 小計. 4244. 662184. 1185134. 30016. 74098557. 其他地區. 12838. 7266128. 6933301. 164059. 605978965. 合計. 17082. 7928312. 8118435. 194075. 680077522. 從表 4 來看新竹市與研究地區各產業之間的比例關係，以家數來看，金融保險、醫療及社會服務與文化、運動休閒服務業所佔比例最高，分別佔新竹市比例的 45.2%、40.8%、40.4%，顯示研究區本身的性質特性偏重於金融商業及休閒與行政醫療功能；以各產業所佔的土地面積來看，金融保險以及醫療及社會服務業所佔比例為最高，亦高達 63.5%以及 40.8%；從土地面積來看，則為金融保險、倉儲與運輸、醫療及社會服務業為最高；從員工數目來看，同樣也是金融保險、醫療及社會服務業最高；從產值來說，金融保險、醫療及社會服務業最高。. 表4 行業別礦業及土石採取業. 製造業. 家數. %. 實作區. 1. (11.1%) 3,366. 新竹市. 9. 實作區. 155. 新竹市. 2,741. 水電燃氣實作區業營造業. 新竹市與研究地區 90 年產業狀況比較土地面積. %. 40,896. %. 員工數. (11.5%) 1,980. (39.1%) 0. 5,058. 0. 29,257 (5.7%). 樓地板. (0.9%). 4,520,491. 42,613 5,175,916. (0.8%). 1,609 107,613. 2. (25.0%) 121,176. (21.7%) 15,796. 新竹市. 8. 557,201. 54,678. 1,007. 實作區. 139. 14,224. (11.6%) 1,299. (10.9%) 5,210. (5.9%). 16. (28.9%) 424. %. 生產總額. %. -. 482,274. (83.0%). 581,179 (1.5%). 4,656,218. (0.9%). 510,145,654 (42.1%) 4,252,844. (38.0%). 11,184,465 (11.7%) 2,939,296. (14.4%).

(17) 新竹市. 1,273. 批發及零實作區. 2,305. (30.8%) 116,760. 7,483. 652,051. 售. 新竹市. 住宿及餐實作區飲. 新竹市. 倉儲及運實作區輸. 433 1,367 94. 新竹市. 464. 金融保險實作區. 150. 業. 新竹市. 332. 不動產租實作區. 100. 賃. 新竹市. 364. 專業、科學實作區. 179. 87,918. (31.7%) 49,202. 122,752. 11,079. 20,455,016. (17.9%) 274,046. (25.5%) 10,005. (28.5%) 13,595,580. 35,104. 50,290,847. 1,074,781 (31.0%) 221,225. (49.6%) 2,704. (41.6%) 3,931,707. 158,474. 446,364. 6,503. 9,111,982. (20.3%) 167,844. (12.6%) 115,759. (62.0%) 2,089. (38.4%) 4,811,160. 186,705. 5,435. 9,006,352. (63.5%) 259,142. (66.7%) 6,251. (69.0%) 26,011,632. 388,619. 9,058. 38,004,812. 1,331,104 (45.2%) 72,908 114,890 (27.5%) 4,433. (10.1%) 9,936. 44,041 (31.2%) 5,863. (17.2%) 560. (30.4%) 909,532. 57,744. 1,841. 3,099,681. (25.1%) 20,049. (23.2%) 1,083. (24.9%) 3,013,860. (27.0%). (43.1%). (53.4%). (68.4%). (29.3%). (30.9%). 及技術服務業. 新竹市. 573. 23,403. 86,580. 4,355. 9,767,823. 實作區. -. -. -. -. -. 新竹市. -. -. -. -. -. 教育服務. 醫療及社實作區. 130. (40.8%) 25,636. (40.0%) 131,157. (53.7%) 1,878. (65.5%) 4,258,092. 會服務. 新竹市. 319. 64,046. 244,150. 2,868. 6,169,543. 文化、運動實作區. 105. (40.4%) 20,526. (9.1%). 37,289. (35.0%) 557. (33.4%) 667,943. (69.0%). (30.0%). 及休閒服新竹市. 260. 其他服務實作區. 446. 業. 新竹市. 1,884. 119,855. 實作區. -. 新竹市. -. 務業. 224,434. 1,669. 2,223,379. (23.6%) 1,287. (17.8%) 1,728,008. 165,807. 7,232. 7,196,378. -. -. -. -. -. -. -. -. (23.7%) 27,217. 106,472 (22.7%) 39,109. (24.0%). 公共行政. 三、土地使用與設施新竹市發展模式因地形、頭前溪之限制以及機場與縱貫線貫穿阻隔都市整體發展之限制，呈帶狀發展型態。在土地使用結構方面，以商業區為中心，依行政區、住宅區順序向外略呈環狀分布。本研究地區位於新竹市中心區向周圍分布，以商業區圓環一帶為中心，向東北方向，鐵道以北地區延伸為住宅區，向北則為 17.

(18) 行政區分布地區，以西則為舊城區之分布。以下就本研究區域中之都市計畫狀況、土地使用現況、學校、公園綠地空間、建物樓層與結構等方面進行說明。在都市計劃方面，本研究區主要是從市中心圓環地區，向周圍延伸，並以里為單位，其中紅線部分為研究地區之範圍。在計畫內容中，研究區位於鐵道以北，以東大路分為兩種不同種類特質的分區，以東為住宅、文教、公園綠地區為主；以西為商業區、行政區以及高密度住宅使用區為主。在土地使用方面現況方面，研究區內的使用狀況較為密集，以東大路為分隔線，其中商業使用主要圍繞在圓環附近以及舊城區、經國路外環道路旁等地區，而住商混合使用也主要在東大路以西的地區，其中以西南方向的舊市中心最為密集，東大路以東主要則為住宅使用、停車場、學校、公園、機關等功能；因研究區為市中心以及休閒場所，故無明顯工業使用地區在研究區內。進一步來看研究區內的學校分布，研究區內包括了七個文教用地，包括了文小一東門國小、文小三北門國小、文中六三民國中、文高一新竹女高、文高二新竹高工、私高二私立曙光女中、社一市立文化中心，面積分別為 2.63、2.29、2.50、3.51、3.84、 1.08、2.40 公頃，總計 18.25 公頃。位於東大路以西的地區，都是屬於小學用地，包括東門國小、北門國小及其文化中心；東大路以東則以高中為主，包括新竹女高、新竹高工、曙光女中、三民國中等。公園綠地的分布較為分散，主要為公三以及公七 (中央公園)，分別為 1.74 及 0.65 公頃，其餘皆為零星式的分布，機關用地主要在東大路以西的舊城區附近，停車場也是呈現零星式的分布。 18.

(19) 在研究區內，建物樓層高度大部分在 5 樓以下，僅於沿街面附近或親水公園附近等地區有六樓以上之建物，超過十樓以上之建物則在研究區中較為少見；在建物結構部份，大部分皆為磚造或鋼筋混擬土，而臨時性房屋主要集中在經國路外環道路，以汽車修護或家俱等行業相關行業為主。. 肆、模擬結果本節以新竹市為範圍，嘗試透過 TELES 系統內建資料模擬地震災害損失，後續俟實作地區完成資料收集與更新，將進一步進行情境模擬。在擬訂地區之地震災害防救計晝時，應配合鄰近地區的活斷層分佈，以及歷史性的地震目錄資料，推估影響該地區的最大可能地震。在此須特別注意最大可能地震的位置和規模。根據直覺和經驗，愈靠近震源或開裂斷層的地方，災害愈嚴重。地震規模愈大，災害愈嚴重。舉例而言，如果在新竹市的中心位置發生規模 7.5 的強烈地震，災情的規模可能大到無法控制或即時有效地進行救援行動。但該地震事件發生的機率可能極小，地區災害防救計畫是否有必要規劃應付如此巨大的災情，是專家和行政首長們必須面對的問題。一般而言，地區災害防救計畫所使用的地震震源參數應考慮類似之地震事件的發生機率，以及災害規模可以有效控制或減少，否則，不是不切實際，就是不合經濟效益的原則。因此，回答上述問題須透過地震危害度分析，計算超越不同震度的機率，並探討影響場址較多的震源區。在推估各縣市地區災害防救計畫所採用的最大可能地震前， 19.

(20) 須先了解各活斷層的開裂機制、傾角、滑移率和特徵地震規模等。除已知活斷層錯動可能產生地震外，根據歷年的地震目錄資料，以人為方式劃定震源區，依震源深度可區分為淺層或深層震源分區;並統計各震源區發生地震的規模、位置和深度等，推估不同震源區發生不同地震規模的年平均發生率。由地震機制與觀測地震的研究，以及以往的統計結果發現，地震規模與地震斷層或活動斷層的破裂長度關係密切。早在 50 年代，地震學家就確認在中度地震與強度地震中，地震大小與斷層長度之關係，經過回歸分析的結果，得到地震規模與斷層參數有如下的關係： Mw=5.08+1.16log(SRL). SRL：為地表破裂長度 (單位公里 ). Mw=6.69+0.74log(MD). MD：為最大位移 (單位公尺 ). Mw=6.93+0.82log(AD). AD：為平均位移 (單位公尺 ). 若以地表斷層跡長度 5 公里，依上式推求之地震規模 Mw 約為 5.9；若以九二一地震所得到的斷層參數(斷層地表破裂長度約 100 公里，最大位移約 8 公尺，平均位移約 4 公尺)，試著代入上述經驗公式中予以計算，可推知該次的地震規模。圖 11 為本次模擬所採用的地震事件的位置示意圖，以及該地震事件簡單的描述。定出模擬地震事件的震源參數後，可以 TELES 推估新竹市各地的地震災害潛勢，截至目前為止，學者專家曾提出許多推估地表振動強度的模式，每一種推估模式都有其優劣點。目前似乎仍以傳統的震度衰減律，配合場址效應微分區的修正模式較符合實際的需求。TELES 提供不同函數型式的震度衰減律，也提供使用者可以微調各地區場址效應微分區之修正係數的方法。因此在擬訂地區災害防救計畫時，由於沒有時間的急迫性，建議採用不同的震度衰減律，甚至改變各地區的場址效應修正係數，藉以了解各地區地表振動強度變化的區間。由於地表 20.

(21) 振動強度改變，土壤液化機率、工程結構物的損害狀態機率及人員傷亡數量等等也會隨之改變，因此可以較明確地了解地震可能引致的災情規模和分佈的變化。圖 12、圖 13、圖 14 為本模擬地震事件發生時可能引致的地表 PGA 分佈、短週期譜加速度分佈、長週期譜加速度分佈，其中震度衰減律採用簡文郁 (2001)的研究成果，場址效應微分區的修正係數採用葉錦勳等 (2003)的研究成果。圖 15 為地表最大加速度對新竹市於建築物設計規範所規定的耐震 0.23g 的比值，比值越大代表建築物受損的機率越高，超過耐震設計所允許的量越多。. 圖 11 模擬地震事件位置示意圖. 21.

(22) 圖 12 模擬地震事件下新竹市地表最大加速度分佈圖. 圖 13 模擬地震事件下新竹市短週期譜加速度分佈圖 22.

(23) 圖 14 模擬地震事件下新竹市長週期譜加速度分佈圖. 圖 15 模擬地震事件下 PGA 對建物耐震係數比值分佈圖. 23.

(24) 地震時影響生命安全最重要的工程結構物是一般建築物，在地震發生後作為避難、救護和應變調度中心使用的為重要設施，根據最新的建築物耐震設計標準所建造的房屋，在理論上應屬於韌性設計，故強震作用下不致於倒塌而危及生命。但建築物若不幸座落於斷層帶上，則仍有可能因土層的不均勻沉陷或隆起而導致嚴重損害。其次，既有一般建築物的建造年代分散於各時期，而不同時期有不同的建築技術規則和耐震設計標準，老舊建築物或因設計不良、或因老化現象、或因維護不當等等因素，在強震作用下有可能倒塌。由於強震搖晃和建築物倒塌都可能在短時間內發生，若倒塌的建築物內正好有人居住，即可能導致嚴重傷亡的後果。表 5 和表 6 分別為模擬地震事件下在新竹市各區可能引致的全半倒 (至少嚴重損害 )建築物的棟數統計表。由表格內容可以了解災情的規模和分佈外，由損害建築物的樓層高低也可提供防救災機具和人才培訓等的參考。學校、醫院、警政消防等乃屬於重要設施，主要因這些單位或機關在地震發生後將作為避難、救護或應變調度的處所。根據前段所述的一般建築物損害數量，以及後續將說明的人員傷亡和避難需求的數量推估，應可預估災情的規模和分佈。地區災害防救計畫應根據這些數值規劃臨時避難的地方，規劃傷患送醫的運輸機具、病房和相關醫護人員的數量。維持災區秩序的警力和救災滅火的消防機具和人力也是規劃重點。目前 TELES 尚未建置相關重要設施的結構型態、耐震能力、提供避難與救護的場所、機具和人力等屬性資料。如能建置完整的資料庫將可進一步推估在強烈地震作用下，扣除遭嚴重損害的部分，實際可運用的避難與救護的數量，因而擬訂更切合實際的計畫。其次，建立相關重要設施的屬性資料也有助於緊急應變時，作為決策支援的參考，提高救災的效益。 24.

(25) 地震發生後須緊急運送傷患與救災物資人力，維持交通系統暢通是充分條件之一。然而過河橋梁或高架道路，相較於路段或隧道，較易受地震影響而損害，因此需事先規劃緊急避難及救援道路。緊急避難及救援道路除應較寬廣以利紆解交通外，自然需具較高的耐震設計標準。但凡事總有意外發生的可能，事前最好能規劃當橋梁或高架道路不通時的替代道路等。由於 TELES 的橋梁資料庫尚未建置齊全，有賴高速公路局、公路總局、以及各縣市政府提供即時更新和完整的橋梁耐震設計與交通容量等屬性資料，配合交通部運輸研究所的路網圖，可作為規劃緊急避難及救援道路的參考。自來水、瓦斯、電力和通信系統與生活品質息息相關，埋置於地下的管線系統，在強震作用和土層變形的作用下，可能發生滲漏或破裂現象。固定於地表的設施，如儲氣槽和變電器，也可能因地表振動而損害，倘若管線或設施損害後處置不當，可能造成更嚴重的二次災害。一般建築物和民生系統的損害評估結果，有助於推估臨時避難所的需求。 TELES 目前僅推估因建築物倒塌或損害所引致的傷亡，其它因橋樑損害、道路坍方或驚嚇導致心臟病等所引致的傷亡，目前沒有可靠的資料或分析模式。傷亡程度概分為四級：分別為一級 (微傷)、二級(輕傷)、三級(重傷)和四級(死亡)等。其中一級(微傷) 代表可自行敷藥或需基本的治療但不需住院；二級 (輕傷 )代表需醫護人員專業醫療或包匝，需住院但無生命危險；三級 (重傷 )代表若無妥適或立即的專業醫療將有生命危險；四級 (死亡 )則代表地震後短時間內死亡，無法即時搶救。在擬訂地區災害防救計畫時，應根據最大可能地震所引致的傷亡人數及其分佈狀況，規劃大型醫學中心、區域醫院或私人診所的專業醫療人力，平時準備可供緊急使用的病床數和醫療資源。其中輕傷和重傷為需要專業醫療的傷患，重傷和死亡則為地震可能引致的生命損失。表 7、 25.

(26) 表 8、表 9 分別為模擬地震事件發生在不同時間時在新竹市可能引致的傷亡數量統計表。. 表 5 模擬地震下可能引致新竹市全半倒建築物的棟數區名東區北區香山區總計. 1~3 層 982 370 331 1684. 4~7 層 187 68 61 316. 8 層以上 11 2 1 14. 小計 1180 441 393 2014. 比率 58.6 21.9 19.5 100. 表 6 模擬地震可能引致全半倒建築物的棟數前二十名之村里區名. 1~3 層. 4~7 層. 8 層以上. 小計. 比率. 仙水里. 58. 15. 0. 73. 3.6. 關東里. 48. 7. 0. 55. 2.7. 高峰里. 42. 10. 0. 52. 2.6. 光明里. 37. 9. 1. 47. 2.3. 綠水里. 35. 11. 1. 47. 2.3. 三民里. 35. 8. 1. 44. 2.2. 埔頂里. 38. 5. 1. 44. 2.2. 東園里. 35. 5. 0. 40. 2.0. 金山里. 26. 11. 1. 39. 1.9. 科園里. 33. 4. 0. 38. 1.9. 豐功里. 32. 1. 1. 34. 1.7. 內湖里. 28. 5. 0. 33. 1.6. 龍山里. 29. 3. 0. 33. 1.6. 光復里. 29. 3. 0. 32. 1.6. 水源里. 31. 1. 0. 32. 1.6. 牛埔里. 22. 8. 0. 31. 1.5. 柴橋里. 17. 13. 0. 30. 1.5. 茄苳里. 28. 2. 0. 30. 1.5. 中隘里. 26. 3. 0. 30. 1.5. 新光里. 25. 5. 0. 30. 1.5. 26.

(27) 表 7 模擬地震事件下新竹市日間可能引致的傷亡人數區名東區北區香山區總計. 微傷 27 8 9 45. 輕傷 30 9 11 50. 重傷 39 12 14 65. 死亡 57 17 21 95. 傷亡和 96 29 35 160. 比率 59.7 18.2 22.1 100.0. 表 8 模擬地震事件下新竹市夜間可能引致的傷亡人數區名東區北區香山區總計. 微傷 25 10 10 45. 輕傷 30 12 12 54. 重傷 39 15 16 70. 死亡 57 22 23 102. 傷亡和 96 37 39 172. 比率 55.8 21.4 22.7 100.0. 表 9 模擬地震事件下新竹市假日或通勤時間可能引致的傷亡人數區名東區北區香山區總計. 微傷 24 10 9 43. 輕傷 28 11 11 50. 重傷 37 14 15 65. 死亡 53 20 21 95. 傷亡和 90 34 36 160. 比率 56.1 21.6 22.4 100.0. 強震過後，由於住宅倒塌或嚴重毀損導致無法居住，或因缺水缺電導致生活不便的災民，政府應提供臨時、短期避難的處所，如組合屋或帳篷等。目前 TELES 尚未內建推估臨時避難需求的功能，主要因維生線系統的基本資料不足，尚無法推估缺水缺電的範圍。如不考慮種族、年齡、家庭收入或住宅自有比率等因素，在推估臨時避難需求時可以下述方式概估。臨時避難處所乃以戶為單位。因此將超過嚴重損害程度之住宅的樓地板面積，除以一戶的平均樓地板面積，得缺乏住所的戶數。該戶數再乘以某固定比率即得可能的臨時避難需求。 27.

(28) 根據建築物、橋梁、道路或其它工程結構物的損害程度、數量和損失比等，可推估工程結構物的重置成本，其中部分為政府需編列特別預算作緊急調度之用。如能收集較完整的工程結構物基本資料，對合理預算的編列將有極大助益，表 10 為該模擬地震事件下 TELES 所推估之一般建築物之經濟損失統計表。. 伍、結語為研擬具體可行的新竹市地區防災計畫，必須有可靠的參考數據為依據，以避免流於形式和空談。因此，精確的地震災害的境況模擬有其必要性。為達到精確評估的目的，除須了解整個地震災害境況模擬的方法和架構外，最重要的是能提供完整的資料庫和合理的分析參數，供工程結構物耐震評估與後續人員傷亡和經濟損失分析之用。TELES 提供一套完整的地震災害損失評估系統，但無法自動產製所需的各項輸入資料。有鑑於此，有必要建置新竹市完整的資料庫，如未數位化或尚未建置資料的各重要設施和橋梁的資料庫，也應完成資料的收集與建置。雖然目前資料庫並不完整，但仍能獲得合理的建築物損害評估和人員傷亡統計結果。如能進一步取得較完善的資料，並針對各項分析模式與參數進行研究，將可提供更精確的數據，以作為防救災規劃和緊急應變參考。. 28.

(29) 參考文獻台北市政府(2002)，台北市災地區災害防救計畫，台北。江渾欽、洪鴻智(1999)，HAZ-Taiwan 地震災害損失成本及其比率推估─以建築結構物破壞引起之直接間接損失為探討對象(台北市示範地區第一期計畫)，內政部營建署委託，台北。何明錦、洪鴻智(2002)，應用 HAZ-Taiwan 系統進行都市計畫防災規劃方法與方式探討，內政部建築研究所研究計畫成果報告。洪鴻智、詹士樑(2001)，都市地區有效避難路線與救災路徑評估方法之研究(Ⅲ)：與 HAZ-Taiwan 整合應用，內政部建築研究所研究計畫成果報告，台北。陳建忠、洪鴻智(2003)，應用 HAZ-Taiwan 系統進行都市計畫防災規劃方法與方式之探討(二)─都市防災計畫之應用，內政部建築研究所計畫成果報告。陳亮全、洪鴻智、賴美如(2001a)，「應用 HAZ-Taiwan 系統進行地震建物直接經濟損失之估計：以台北市士林區為例」，發表於 2001 年地震災害境況模擬研討會論文集，國家地震中心主辦，台北。陳亮全、簡賢文、張歆儀、朱慶琳、邱景祥、潘國雄(2001b)，「大規模地震災害短期避難所需求性與居民避難行為研究」，發表於 2001 年地震災害境況模擬研討會論文集，國家地震中心主辦，台北。陳亮全、洪鴻智、詹士梁、簡長毅(2003)，「地震災害風險-效益分析於土地使用規劃之應用：應用 HAZ-Taiwan 系統」，都市與計畫，30(4)：281-299。馮正民、林楨家(2001)，日間人口估算模式之調查建置(三)：國內 29.

(30) 日間人口之後續調查及估算手冊之編撰，內政部建築研究所專題研究計畫成果報告，台北。葉錦勳(1999a)，「地震災害損失評估與境況模擬方法之研究」，科學發展月刊，27(3)：260-268。葉錦勳(1999b)，「地震災害損失評估方法」，土木技術，14：73-80。葉錦勳、羅俊雄(2000)，「HAZ-Taiwan 的建築物損失評估方法」，土木技術，3：73-82。葉錦勳(2001)，「可適性一般建築物震災損害評估方法研究」，發表於 2001 年地震災害境況模擬研討會，國家地震中心主辦，台北。羅俊雄、葉勇凱(2000)，「九二一集集大地震對於工程建設的破壞」，理論與政策，14：65-85。羅俊雄、葉錦勳、陳亮全、洪鴻智、簡文郁、廖文儀(2002)，「HAZ-Taiwan 地震災害損失評估系統」，台大工程學刊，85： 13-32。 Bendimerad, F., 2001, Loss estimation: A powerful tool for risk assessment and mitigation, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 21, pp.467-472. Blaikie, P., Cannon, T., Davis, I. and Wisner, B., 1994, At Risk: Natural hazards, people’s vulnerability, and disasters, London: Routledge. Boswell, M. R.,Deyle, R. E., Smith, R. A. and Baker, E. J., 1999, A quantitative method for estimating probable public costs of hurricanes, Environmental Management, 23, pp.359-372. Coa, T., Peterson, M. D. and Cramer, C. H., 1999, The calculation of expected loss using probabilistic seismic hazard, Bulletin of the 30.

(31) Seismological Society of America, 89, pp.864-876. Knetsch, J. and Sinden, J., 1984, Willingness to pay and compensation demand, Quarterly Journal of Economics, 99, pp. 507-521. Petak, W.J. and Atkisson A.A., 1982, Natural Hazard Risk Assessment and Public Policy: Anticipating the Unexpected, New York: Springer- Verlag. Song, B., Hao, S., Murakami, S. and Sadohara, S., 1996, Comprehensive evaluation method on earthquake damage using fuzzy theory, Journal of Urban Planning and Development, 122, pp.1-17.. 31.

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