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    等待下一個大地震,地震災害境況模擬

    等待下一個大地震,地震災害境況模擬
    黃明偉 國家災害防救科技中心地震災害防治組
    吳子修 國家災害防救科技中心地震災害防治組



    臺灣位在歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊的交界處,是典型板塊碰撞下產生的大陸邊緣島嶼。地質學家推測,菲律賓海板塊約在六百萬年前,開始向歐亞大陸板塊擠壓、碰撞、位移或隱沒,臺灣島因此得以誕生與成長。甚至到現在,這一個造山運動仍在持續進行中。

    另一方面,科學家也利用全球衛星定位系統(global positioning system, GPS)技術觀測臺灣附近地體構造的變化,發現菲律賓海板塊以每年約 8 cm 的速率,往西北方向與歐亞大陸板塊碰撞,因此形成許多的斷層活動和頻繁的地震。

    自從 1900 年以來,臺灣經歷許多芮氏地震規模六以上的災害性地震。累計到現在,這些地震已經造成約八千人死亡,並且對社會經濟產生嚴重的影響。因此,有必要建構系統化的災害防救計畫,以減少大規模地震所造成的損失。藉由地震災害境況的模擬,評估各地區在不同季節與時間可能的災損,再依據災損評估的結果,從減災、整備、應變、復建各階段,提出各地區應有的地震減災對策,並落實到各級政府及相關事業單位的災害防救工作上,以減輕大規模地震災害可能造成的損失。

    防災現況與法源基礎

    臺灣地區的人口密度高居世界第二位。近年來,更隨著都市化、高齡化、國際化、資訊化等社會結構的變遷,導致災害脆弱性升高。再加上人口和產業紛紛向都市集中,超高層大廈與地下街大量興建,複雜而規模龐大的建築物櫛比鱗次。一旦發生大規模的災害性地震,所造成的人命和財產損失勢必比以往更為嚴重,使我國經濟陷入危機,造成社會的動盪不安。因此,應該預先制定大規模地震災害防治的因應對策,有效提升社會整體的抗災能力。

    我國災害防救體制與科技的研發進展歷程,從 1965 年起,便陸續有災害防救相關作為的展開。這些包括 1994 年提出的「災害防救方案」,1997 年推動的防災國家型科技計畫,到 2000 年 7 月 19 日頒布的「災害防救法」,為災害防治工作奠定了法源基礎。

    中央政府的災害防救組織有中央防災會報、行政院災害防救委員會災害防救專家諮詢委員會等,災害防救法也規定,由中央災害防救會報訂定災害防救基本計畫,災害防救業務的主管機關及公共事業分別訂定災害防救業務計畫,各級地方政府的地方災害防救會報則訂定地區性的災害防救計畫。

    地震防災科技

    雖然現今的科學技術尚無法有效預測地震,然而在大規模地震來臨前,可能在地球物理及化學上產生一些異常現象,透過地震的前兆監測,可以在地震來臨前預先掌握訊息,提前採取相關的減災措施。

    在國內,中央氣象局定期彙集地震監測統計資料、中央地質調查所的全球衛星定位系統所觀測到的地殼變動資料,像是活動斷層的活動資料,以及水利署的地下水文監測資料,進行例行性的地震潛勢討論。此外,也依法建立資料通報的發布機制,並擴大前兆異常現象的探討與檢測。各項監測資料如果有任何異常徵兆,會立即召開會議,邀請所有相關監測單位人員進行討論及研判。

    臺灣擁有全世界密度最高的地震測站,在地震發生時,可以快速定出震央位置、規模及深度,並掌握各地的震度分布。這些資料可以提供給中央及地方政府做為評估各地災損狀況,以及規劃救災人力與資源的參考。當外海發生強震時,在強大的地震波尚未傳到都會區前的數秒到數十秒間,地震預警系統能對相關單位及大眾提供警告,使大眾運輸系統和維生線系統能在這一段黃金時間內,及時停止運作或關閉,減少地震引起的二次災害。

    建築結構與公共設施耐震能力的提升,有助於降低災害性地震造成的人員及經濟的損失。不過,建築物的建造年代與型式不同,耐震能力也有所不同。建築物的安全身繫著人民生命及財產的安全,在承平時期,有必要運用各種先進技術提升建築物的耐震能力。

    學校、醫院、警政、消防及政府重要機關的建築物,在緊急應變時都肩負著重要任務。因此,必須加強它們的耐震性能,使它們在強震後依舊保有原有的功能。

    公共設施,例如交通工程在災後肩負救災資源運輸的重任,通訊設施則身繫災情通報與指揮訊息傳遞的要務。另外,維生線系統,像是電力、瓦斯、自來水等輸送線路的耐震能力,則攸關是否會造成二次災害,以及災後生活機能的回復。這些設施的耐震能力,也必須加以提升。水壩、港灣設施、防波堤、高科技廠房、電廠等可能造成重大二次災害的特殊結構物,更必須加強它們的耐震能力。

    平時可透過各級學校向一般大眾宣導及進行防災教育,以加強居民的防災自救能力,並提升防災意識。學校常常做為避難收容場所,因此有必要針對校園實施大規模的地震避難逃生演習,使它和社區的防救災體系結合。透過對工程設計人員的專業訓練與講習,可把耐震補強及其他減災技術推廣應用到實際的工程設計上。災害防救不只是政府的工作,也應該加強居民的防災自救能力,結合社區和政府防災體系,以形成完整的防災體系。

    除此以外,防災相關法規也必須持續地修訂,例如災害防救法及施行細則的修訂,建築結構、橋梁結構、維生線系統的耐震能力相關法規的研修,以及既有建築物耐震能力評估與補強的相關法規,和配套措施的建立。透過土地利用法規的研修,可以針對地震災害高潛勢地區在土地開發上予以適度的限制與規範。這些措施都是平常時期就必須時時刻刻進行和準備的,抱著「不恃敵之不來,恃吾有以待之」的態度,才可以安然度過下一個可能的災害性地震的考驗。

    地震災害境況模擬

    目前科學家對於選取災害性地震來進行境況模擬,可以分成兩類。第一類地震源是區域地震活動紀錄,也就是使用中央氣象局所發布的地震資訊,包含地震規模、震央位置、平均年發生率,這一類的分析方法不會涉及特定的地理位置。另一類地震源是地震危害度的分析研究,也就是對應某一個假設的地表加速度回歸期的一個或數個地震分析,依不同的地震規模與震央分析可能產生的危害。這類分析方法,會隨不同震央的地理位置,像是不同的斷層系統而變。

    地震災害的防治重點地區是指極有可能發生大規模地震的地區,或因為地震而導致政治、經濟、社會等方面嚴重災損的地區。前者指的是地震災害潛勢高的地區,例如區域內活斷層活動性高的地區,不限在某一個縣市內,或者根據歷史地震發生的周期,推測近期內有可能發生大規模災害性地震的區域。後者則是指政治、經濟、社會機能性高的地區,像是首都、大都會區、高科技園區等。

    目前國內各相關單位所製作的地震災害潛勢相關資料,並沒有針對地震發生潛勢較高的地區進行任何等級上的界定,因此無法針對地震發生潛勢較高的地區,進一步強化實施地震災害的防治對策。

    地震災害境況模擬技術,可以在假想的地震作用下,評估受災地區的人員和構造物的損失情形,以做為研擬防救災計畫的參考,以及防救災演練情境設定的參考數據。對於過去沒有重大地震災害紀錄可供參考的地區,可利用地震災害境況模擬技術評估地區震災損失,再研擬合理的地震減災對策。

    模擬技術可以分成兩個步驟,第一個步驟是設定模擬地震,可以包括由機率的方法推估的可能地震、歷史上規模最大的地震、歷史上人員及經濟損失慘重的地震等。第二個步驟是根據模擬地震,在不同季節、不同時段進行各種情境的災損推估。模擬的項目包括物體的損害和分布,例如建築物損害、地震引致火災的起火與延燒範圍、交通設施損害、維生線系統設施損害、震災廢棄物,以及人員的損害和分布,像是死傷者、需要救援者、返家困難者、避難者等的數量和位置分布。

    地區特性,可以包含自然、人文與地理特性等,在地震災害境況模擬中扮演著極重要的角色。因此,歷年的科學研究結果與詳細的災損統計資料,是整個模擬過程中最大也是最重要的輸入項目。進行境況模擬如果想得到合理的災害損失,應該考慮都會區及特殊地區的特有問題。都會區的特有問題,有一般住宅的耐震、歷史文物的損害、公共場所設施的損害,例如地下街、車站或娛樂設施等的損害、火災延燒的損害、人員的傷亡、交通運輸設施的損害、維生線系統的損害、大型避難空間及逃生路線等相關問題。

    等待下一個大地震

    翻開臺灣近代的地震史,從 1906 年的梅山地震、1916 年的南投地震系列、1935 年的新竹─臺中烈震、1941 年的中埔地震、1964 年的白河地震、1986 年的花蓮地震,到國人記憶猶新的 1999 年的 921 集集大地震等,這些地震曾多次重創台灣的社會經濟,而且這種情形在過去、現在與未來持續地進行著。

    地震產生的災害,依然是生活在這塊土地上的居民,無法避免也是必須面對的問題,而且必須從災難經驗中,學習克服天然災害帶來的挫折與傷害。雖然以目前的科學方法依然無法準確地預測地震,但是可以先行準備防災減災的工作,以期把下一個大地震帶來的傷害減到最低。


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