耐震係數

震撼‧花蓮

震撼‧花蓮

摘要
2018年2月6日深夜,花蓮近海發生規模六,震源深度僅十公里的淺層地震,劇烈搖晃,讓早已習慣與地震為伍的花蓮人,罕見地跑到大街避難。柏油路像被躲在地底的鼴鼠鑽過,形成一長條如刀鋒交叉的隆起,但這場地震的破壞,不僅於此。

位於花蓮市國盛六街與國民八街交會的兩棟民宅,在這次地震中,突然應聲倒塌,嚇得居民慌亂逃難,其中最引人注目的,是位於商校街的雲門翠堤大樓。雲門翠堤大樓原有十二層樓高,如今三樓以下與地下室嚴重傾斜,被深埋地下。

經過整夜搖晃,花蓮市區總共有四棟大樓倒塌,兩百多名被救出的傷患,緊急送往門諾與慈濟醫院。救難人員忙著在市區救災,海邊的七星潭社區雖然無人傷亡,但居民也度過極度驚慌的一夜。七星潭是花蓮著名的風景區,當晚許多外地遊客倉皇逃出民宿,第二天民宿幾乎已經空空蕩蕩。

七星潭社區許多住家的門窗因為地震而變形,牆壁龜裂,地面隆起。七星潭社區正下方,是在這次地震中錯動的米崙斷層。地震過後,地表出現一條明顯的變形破裂帶。

東部地震研究中心的團隊,在地震隔天前往七星潭勘查,發現原本平緩的海灘,出現顯著的高地落差,路面更有高達20公分左右的壓縮變形。

米崙斷層是條相當活躍的斷層,1986年曾造成規模6.5的地震,1951年更曾造成規模7.1的大地震,造成花蓮市區嚴重災情。七八十歲以上的花蓮居民,對那時的大地震,都還印象深刻。米崙斷層從花蓮七星潭上岸,繞過美崙山,往南進入市區到統帥飯店附近,再從南濱公園附近出海,形成一個弧形,劃過整個花蓮市區,地震過後倒塌的國盛六街住宅、雲門翠堤、統帥飯店,都在米崙斷層帶附近。

到底致災最主要的原因是什麼?台大教授陳文山,2013年曾親自調查並劃定米崙斷層為活動斷層。這次災後第二天,他前往花蓮災區現勘,發現雲門翠堤跟斷層帶其實還有相當距離,此外陳文山認為,另外幾棟大樓的倒塌,跟斷層也沒有直接關連。

陳文山認為,斷層帶附近還有非常多房屋,地震過後並沒有損傷,顯然斷層錯動,並不是這四棟大樓倒塌的主要原因,其他的致災因素,包括建築本身結構的問題,必須被釐清。

2月7日早晨,重機具與救護車在統帥飯店待命,救難人員冒險進入飯店,搜索還埋在瓦礫底下的兩名員工。7日下午,兩名員工都被救出,但其中一名不幸送醫不治。統帥飯店於1978年興建,是在地極為讚賞的老字號飯店,如今倒塌還壓死員工,讓他們難以置信,為了瞭解多棟大樓倒塌原因,國家地震工程研究中心助理研究員李翼安到場勘查,認為統帥飯店主建築破壞少,像是軟腳坐下的狀態,是典型的軟弱底層效應,在飯店或商用空間相當常見。

花蓮在1986年也曾發生一次規模6.8的強震,當時統帥飯店就曾發生窗戶間的剪力破壞,導致三樓外牆磁磚沿著龜裂處剝落,不僅如此,二樓外牆牆角也有毀損。

地震後,統帥飯店進行改建,拉皮成為有彩繪玻璃,極具現代感的建築。這次在飯店瓦礫堆中,也可看見幾根粗壯的紅色柱子,李翼安判斷,這是當時飯店考量建築老舊,所做的補強措施。可惜的是 ,206震災,依然可見飯店牆有剪力破壞情況,專家研判整體建築,仍然不符新的耐震設計法規。

震後第三天餘震較少,開始有居民來尋找自己的車。傾斜的粉色建築是吾居吾宿大樓和白金雙星一樣,都把一樓設計成停車空間。神情憂愁的黃先生是白金雙星二號的二樓住戶,在消防隊員陪同下走入屋內,取出幾份文件和藥品,這是他少數還擁有的東西,其餘財產全被地牛吞噬。國盛六街的倒塌原因,李翼安認為和停車場的設計有關。

吾居吾宿主委葉軒,帶我們從中華國小遠眺,從這裡可以清楚看見,吾居吾宿的樓高遠超過周邊房舍,大樓居民質疑,違建加高增加柱子負擔,是大樓倒塌的致災原因之一。

如同其他三座建物,倒塌前的雲門翠堤大樓,在一二樓經營火鍋店與旅館。大片玻璃窗的設計概念,讓它也具備軟弱底層的問題,然而雲門翠堤的倒塌方式,是從地下室以上三層樓的邊角,往河岸傾斜、折彎,迥異於其他三棟建物,學者認為,這可能牽涉地理環境因子。

檢視Google Earth上的最新衛星影像,雲門翠堤大樓位於美崙溪堤內陸地,但1945年美軍航拍顯示,雲門翠堤大樓當時位址是堤外沙洲,如果再往前追溯,日治時期官有林野圖上,雲門翠堤大樓舊址是美崙溪與支流萬壽溪的交匯處。

除了環境因子,國震中心研究人員也指出,雲門翠堤大樓的基地呈V字型,會增加耐震設計困難,如果不謹慎,容易成為致災原因。

民眾憂心的是,會不會出現更大的地震?學者指出,絕對有機會,只是時間早晚的問題,大地震既然難以避免,我們又該如何因應?

搶救工作告一段落,拆除工作正式展開,花蓮縣府以安全為由,趕在春節前,拆除因震災而倒的建物,無家可歸的災民,還棲居在收容中心,甚至是醫院,年關將近,他們恐怕要在收容中心或醫院度過新年,而今居民最盼望的,依然是重建家園。

根據地質法,活動斷層的兩側應該畫為地質敏感區,區域內各種開發或建築物的興建,都必須通過更嚴格的規範與審查,未來米崙斷層通過地帶,是否會施行禁限建政策?縣政府並沒有正面回應,因為斷層通過地帶是花蓮人口密集之處,牽一髮則動全身。

要邁向穩健的重建之路,致災原因必須被釐清,斷層帶附近地質敏感區內的既有建築、公共設施的量體與設計,都要更加審慎評估,而不是盲目重建,坐等下一次災害發生。

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淺層地震, 斷層帶, 活動斷層, 板塊運動, 耐震係數, 軟弱底層

2018年2月6日深夜,花蓮近海發生規模六,震源深度僅十公里的淺層地震,劇烈搖晃,讓早已習慣與地震為伍的花蓮人,罕見地跑到大街避難。柏油路像被躲在地底的鼴鼠鑽過,形成一長條如刀鋒交叉的隆起,但這場地震的破壞,不僅於此。

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採訪/撰稿 張岱屏 胡慕情
攝影 陳添寶 陳慶鍾 柯金源,剪輯 陳添寶 陳慶鍾

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變形之島 (2018回顧版)

摘要
位在環太平洋地震帶上的台灣,面臨高地震風險,從地質資料來看,台灣是全球變形速率最快的地方,當大地的力量持續運作,台灣,變形之島,你我該如何面對?

豪邁的山勢,來自地底的力量猛烈推擠,台灣,一個在無數地震中成型的島嶼,看似定靜的土地中,蘊藏著無數變動密碼。2012年,時任中央研究院地球科學研究所國科會講座安藤雅孝教授,從中解讀訊息,發覺台灣島正中央,沒有可供能量釋放的空間,全島受到的板塊擠壓力,是日本的五倍到十倍。

巨力造就台灣的崢嶸壯麗,菲律賓海板塊每年以8.2公分的速度,向西北推擠,山脈每年以2公分的速度抬升,使台灣成為全球變形速率最快的地方。2012年,當時的台灣地質調查所長林朝宗表示,在歐亞板塊和菲律賓海板塊交界的花東縱谷,東西兩邊移動速率差異非常大,每年將近7公分,而西南部丘陵地帶變形速度也很快,一年向西邊移動5公分,這些變形量大的地方,就是斷層的所在位置。

台灣從來都不是靜止的,回顧歷史,規模七以上的大震有三十多起,1920年,花蓮外海曾發生規模高達8.0的地震。1909年,台北也曾經發生規模7.3,由板塊隱沒引發的大震。近百年來,十次災害性地震,總共帶走了八千多條寶貴生命,梅山地震,新竹台中地震,與集集地震,更是一次就帶走了數千條人命。

台灣陸地上發生的地震,大多是由斷層錯動所引起,目前已知的活動斷層有33條,這些從前發生過地震的地方,未來地底能量釋放也可能再度從這些地方釋放。林朝宗說明,台灣腹地小,都會區擴展很快就到丘陵邊緣,而這些丘陵和平地交界的地方有許多斷層,對人口密集的都會區,充滿威脅。

住著將近三百萬人口的台北市,有延伸入海的山腳斷層通過,新竹科學園區有新竹斷層通過,中部有彰化、車籠埔等斷層,東部斷層密集,西南部山麓前緣地帶斷層多,而且變形量大,都是高風險的區域,然而目前沒有斷層的地方,也不代表安全,因為有些斷層,當前的科技還難以發覺。

安藤雅孝教授當時就以日本為例, 2012年以前十五年發生的災害性地震,沒有一個是發生在已知的活斷層上,他認為台灣也是一樣,還有很多隱藏的活斷層。

當地震無法預測,可能發生的地點又接近都會區,重要的是隨時要有地震來襲的準備。當地震發生,建築物的強度決定瞬間生死,以九二一為例,當時有八萬多棟建築物全倒或半倒。內政部在民國86年訂定了建築物耐震設計規範,符合規定的建物能耐5級震度,後來陸續修訂耐震細節,2012年國家地震工程研究中心主任張國鎮表示,新規範強調韌性,並且地震分區從民國86年震區的規範,變成微分區的規範,納入最新的地震學與地球科學知識,希望因地制宜,提高保障。

但是在耐震規範施行之前所興建的房舍,超過三十年以上的老房子全台還有75萬棟,老舊建物的耐震能力如何提升,是一大考驗。

九二一地震造成將近三百棟校舍損毀,讓校舍安全成為焦點,校舍除了作為教育空間,急難時也肩負避難所的功能,國震中心發展出嚴謹的評估方式,並與教育部合作,排定老舊校舍的補強順序,希望盡速讓老舊校舍變身耐震堡壘。

當老舊校舍陸續展開補強,負責溝通兩地的橋梁,也在積極進行補強。張國鎮表示,民國84年以前的橋梁,缺乏韌性設計,這些橋梁需要優先補強,像是流量大的中山高和大部分的北二高,都在做耐震補強。

建築與橋梁加強耐震,是防災基礎,當地震發生,爭取在第一時間應變,更是減災關鍵。中央氣象局從1995年開始發展即時強震觀測系統,建立了全球密度最高的測站,能在地震發生後,迅速匯集震央、規模等資訊,提供預警。時任中央氣象局地震測報中心主任郭鎧紋表示,利用電波速度比地震波快的原理,離震央遠的地區可以爭取到10秒或20秒的預警時間,但是離震央附近,50到70公里的範圍屬於盲區,無法達到預警的功能。

台灣大學地質系教授吳逸民表示,基於地震時P波速度比S波快1.7倍,利用P波的資訊來判定S波的大小,在地震發生後三秒內可以判定地震規模。只要垂直位移超過0.35公分,震度達到四級或五級,就會發出警報。

國科會和防災中心的支持下,2012年前,已經在台灣地震風險高的中小學裡裝置了接近兩百套P波警報器,除了可以在地震發生時提供警報,讓師生盡速做緊急避難,也可以用在防震演習,希望落實防災教育,深耕在中小學學生身上。

現有的科技,無法預測地震何時何地會發生,瞭解腳下不曾靜止的大地,積極發展防災減災的最佳手段,將防震意識內化到日常生活,面對變形之島,是所有台灣人不能停止的學習。 

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地震, 斷層, 板塊運動, 耐震係數, 橋梁, 預警系統, 防震, 921

位在環太平洋地震帶上的台灣,面臨高地震風險,從地質資料來看,台灣是全球變形速率最快的地方,當大地的力量持續運作,台灣,變形之島,你我該如何面對?

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採訪 陳佳利 郭志榮,撰稿 陳佳利
攝影 陳志昌 葉鎮中 陳忠峰 陳添寶,剪輯 陳志昌

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我的房子安全嗎?

摘要
「這間房子每間都裂開」、「房子斜這樣,覺得它好像一直在傾斜」、「這個柱的主筋,還有柱的箍筋,整個已經爆掉」。

206大地震後,台南市許多建物受損,面對房子出現不曾有過的損壞,住戶擔心的問,房子還能繼續住嗎?會不會有危險?需要什麼樣的修繕?需不需要整個拆除重建?

震後沒多久,台南市透過災害後危險建築物緊急評估辦法,全市超過5300棟建築物,進行評估,其中紅單250棟,黃單329棟,有579棟進入第二階段,提供後續拆除、修繕、補強的辦理參考,除了台南進行緊急評估,內政部也增加各縣市老屋健檢經費補助及和擴大房屋健檢範圍。

目前,各縣市進行的房屋健檢項目並不相同,哪些項目該檢查?土木技師建議,房子的安全性,可以從結構安全與外牆安全兩部分來看。

外牆安全部分,可以透過磁磚拉拔測試,了解磁磚會不會有掉落危險。而在結構安全部分,可以透過經緯儀,進行建築物垂直傾斜率測量,了解建築物有沒有傾斜疑慮。還可以透過耐震能力初步評估,得出房子的危險分數。

什麼是耐震能力初步評估?從房子的設計年度、房屋所處的地盤種類、建築物地下室面積比、到房屋的梁跨深比、柱高深比等十八項檢查項目,一一檢視房子的耐震能力。

當房子收到紅單,就代表建築物不能繼續居住嗎?能不能透過什麼方法,進行補強修建,還是只能選擇拆除重建?面對206大地震的教訓與經驗,如何從房屋健檢落實居家安全。

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房屋健檢, 居住安全, 耐震係數, 強震, 都市防災, 房屋整建

206大地震後,台南市許多建物受損,面對房子出現不曾有過的損壞,住戶擔心的問,房子還能繼續住嗎?會不會有危險?需要什麼樣的修繕?需不需要整個拆除重建?

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採訪/撰稿 葉明蘭
攝影/剪輯 葉鎮中

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處陷不驚

處陷不驚

摘要
收攏驚懼的心情,206強震逐漸恢復平靜,過了一個多月,「土壤液化」這堂課還是很熱烈。液化不致命,卻會傷荷包。隨著土壤液化潛勢圖公布,正確應用圖資,以經驗換來成長,才是這堂液化課該學會的事…

疏鬆的細砂、較高的地下水位,加上地震強烈外力,是土壤液化的三大要素。它容易發生在港灣、沿海平原、河口三角洲。這次206美濃地震,曾文溪的堤防就受損了。

不過最嚴重的災情,發生在台南市安南區,三十多年前填平魚塭蓋起的民宅。溪頂里有十四公頃都發生液化,整個安南區因液化而受損的房屋,有967棟。有的沉陷、有的傾斜,除了最嚴重的四戶,大部分居民面臨的是住家地面破裂。因為土壤失去支撐力,建築物承重結構柱下沉,造成一樓地板隆起龜裂,其實這些房屋的主結構都沒問題。

液化不只影響房屋,維生管線與道路都受到破壞。受台南市工務局委託的顧問公司,緊鑼密鼓做測量。巷弄間,國家地震工程中心委託的團隊,也忙著進行地質鑽探。

對居民來說,土壤液化是頭一遭。家住安南的張先生,十多年前買房子時,根本不知道什麼是土壤液化。「我們又不可能搬,已經有叫技師來處理了,一些補助方案都還沒出來,我們也不知道怎麼辦。」

因為地震,造成房屋不堪居住的,市府依戶口人數,補助6,000-10,000元租金,為期兩年,需要整建的受災戶則提供低利貸款。但有些受災戶連房貸還沒繳清,再加上這筆重建貸款,負擔將更沉重。

等不到明確方案,也不知道政府會不會一起做地盤改良,生活在歪斜的房屋中,有的居民會頭暈不舒服。有些受災戶則已經找來專家,開始扶正房屋。陳先生家是鐵皮結構,因為地震下陷了21公分。工作人員開挖了好幾個大洞,擺設千斤頂,用人力一點一點把房子扶回來。

於此同時,另一棟四層的水泥樓房,正在灌漿。屋主去年才花了七百多萬,將房屋翻修完成,土壤液化卻導致房子向左傾斜,把隔壁住戶的鐵窗都壓歪了。廠商帶來特殊凝固藥劑,與水泥成比例混合後,順著管線,將水泥漿打進地底,凝固後的水泥就能產生支撐力,慢慢把房子扶正。

灌漿工法與使用千斤頂的頂升工法,是目前最常用來扶正房屋的方式,921大地震時,台中、南投、彰化、雲林許多因土壤液化受損的房屋,也都用這些方式。像一座位在台中霧峰的別墅,因為緊鄰鴿鳥坑溪,地下水位高,當時堤防側潰,房屋嚴重傾斜,現在已經看不出痕跡。

南投市貓羅溪畔一個社區裡,相鄰的建築,沒開挖地下室的三層樓建築,因液化而傾斜;有開挖地下室的五層樓房,反倒沒有受到影響。大地工程技師陳昭維表示,因為地下室挖比較深,液化土壤已經被置換掉,就不會產生液化。

如果是量體龐大的集合住宅,扶正成本相對高出許多,位在員林鬧區的九層大樓,當時採用的工法,成為重要參考案例。中興大學土木工程學系林炳森教授表示,當時跟133戶住戶討論,花了1200萬,做灌漿、圍束、基樁,才順利扶正。

當時,台中港也遇上液化問題,北區有好幾個沉箱式碼頭位移。最嚴重的3號碼頭,移了168公分。經過八個月修復工程,現在的1-4號碼頭,耐震能力已經提升到0.2 Kh(設計地震震度),4A碼頭也提升到0.17 Kh。

想掌握液化風險,得先掌握地震。交通部運輸研究所發展出一套獨立的港區震災速報系統,全台各港都設有觀測儀器,一發生地震,就能知道哪裡有問題。

以台中港為例,他們在一處空地設了十個井下觀測計。交通部運輸研究所港研中心第一科科長謝明志表示,地震是破壞港最大的力量,一次921的修復經費,超過十次颱風的損失,是台中港遭遇最大的一次傷害。一旦發生地震,地震速報系統能在三分鐘內發布訊息,讓工程師知道該去哪裡修檢。

掌握風險,是面對問題的第一步,206美濃地震發生後,行政院長決定在一個月內公布土壤液化潛勢圖。3月14日起,民眾從地質調查所網站上,只要輸入地址,就能知道住家的液化風險。第一波公布的有雙北市、新竹、台南、高雄、屏東、宜蘭八個縣市,由地調所統整歷年來既有的鑽探資料,設計地震約五到六級震度時,各地區的液化潛勢,分成高中低三級。

這份圖資屬於初級評估結果,比例是1/25000,地圖上的一公分代表實際上的250公尺,提供國土、防災規劃與重大工程選址作為參考。地質調查所副所長謝凱旋表示,中央部會做第一級潛勢圖,地方政府依區域特性不同,必須進行精密度更高的調查。地調所則會提供將近四萬三千孔的鑽探資料,協助製作更精細的液化潛勢圖。

當這份圖資引起社會對房市起伏的擔憂,也有人反向操作,買下完成扶正的中古屋。彰化員林的賴振龍就住在液化區,他說住在扶正的房子裡,感覺不出有發生過液化,這裡的房價比較低,年輕人才有能力負擔。

擁有潛勢圖還是不夠,未來這些不同等級的液化潛勢區,該有哪些規範?在一場由立委與台灣水資源保育聯盟舉辦的公聽會中,主管機關、學者與環保人士討論活動斷層與土壤液化,如何與國土計畫、區域計畫相連接。

國土計畫法六年後才能正式上路,目前正進行全國區域計畫修正案,將活動斷層與山崩地滑地質敏感區,納入第二級的環境敏感區,不過土壤液化並沒有納入。內政部營建署長許文龍表示,目前公告的土壤液化潛勢圖,精度是1/25000,不能用這樣的精確度就限制什麼。

台大地質系教授陳文山建議成立國家岩心中心,收集政府與民間所有地質鑽探資料,彌補現況資料的不足。台灣水資源保育聯盟南區發言人陳椒華則呼籲,內政部應該將土壤液化區,納入全國區域計畫或相關法規去規範,建築法規一定要同步配套。

其實,目前建築法規要求的地質評估中,就有關於土壤液化的規定。大地工程技師陳昭維表示,目前的建築技術規則,有規範新建建物時,鑽探資料呈現的時候就要去做液化潛能評估。目前比較可惜的是,四層樓以下、非公眾使用的建物,不用做鑽探。而目前比較容易產生液化的,卻都是四層樓以下、淺基礎的建物。

位在台北市的社子島,就有許多這樣的建物,當年因為被劃為洪泛區而禁建,四十六年後,建築物老舊破損,居民不只擔心颱風,也怕地震。

2月,台北市政府剛辦完i-Voting,將以生態社子島的方向做基礎,搭配兩百年洪水頻率的保護標準,填土420萬立方米,將堤防拉高到9.65公尺,來進行204公頃的開發,但社子島是土壤液化的高風險區。社子島專案辦公室執行長易立民表示,在土壤液化區,建築技術是有辦法克服的,只是建築成本會不一樣。

台大地質系教授陳文山表示,社子島是高敏感區,地震來了會產生很大的下陷,應該低密度開發。紀錄中,這一帶曾因大地震發生4-5公尺的沉降。為了要做某種開發,為了防止災害,又要加好幾百億預算,並不值得。

目前並沒有規定土壤液化區不能開發,但這項延燒全台的地質問題,挑戰著台灣人面對風險的態度。到底花多少錢才值得?中央與台南市政府希望在這次的災區中,建立示範區。內政部營建署長許文龍表示,詳細地質鑽探與評估現有建築之後,該如何補強或是不補強、直接都更拆除重建,哪個更合乎經濟效益,會由中央跟地方政府再詳細洽談。

921時,雖然大範圍發生土壤液化,卻直到今年,土壤液化才受到關注,理性面對,不要恐慌,液化風暴,理解與面對,永遠不嫌晚…

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土壤液化, 強震, 耐震係數, 房屋整建, 都市防災

收攏驚懼的心情,206強震逐漸恢復平靜,過了一個多月,「土壤液化」這堂課還是很熱烈。液化不致命,卻會傷荷包。隨著土壤液化潛勢圖公布,正確應用圖資,以經驗換來成長,才是這堂液化課該學會的事

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採訪/撰稿 陳佳利
攝影/剪輯 張光宗

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206的震撼

206的震撼

摘要
2016年2月6日凌晨三點五十七分,規模6.4的地震,撼動南台灣,造成台南市上百棟建物受損,其中台南市永康區的維冠金龍九棟大樓全部倒塌,災情最為慘重…

小年夜這場強震,震碎許多家庭的團圓夢,救難人員在瓦礫堆中搜尋生還者,跟死神搶時間,經過八天搶救,總共救出289人,生還者175人,其中有96人送醫,另有114人不幸罹難,除了維冠金龍大樓,部分人潮來往頻繁的公共建築,像是銀行、市場等,有的嚴重傾斜,有的坍塌。

不只集合式住宅及公有建築毀壞,許多透天厝也受災。部分民眾觀察到家中的地板牆壁,發生大小龜裂,甚至建築結構安全出現問題。就連挺立數百年的老建築或祈福保佑平安的廟宇,都難逃劫難,像是351年歷史的國定古蹟祀典武廟,被震得梁柱歪斜移位、屋脊崩落,277歲的市定古蹟風神廟,廟前鐘樓也被震毀。

究竟是什麼原因,讓台南市成為206地震的重災區,中央氣象局從地震資料分析,主震震央是在高雄美濃,震源深度16.7公里,來自沒有被發現的盲斷層。這個盲斷層位在潮州、旗山、左鎮斷層之間的密集地震帶,而地層破裂方向,從美濃開始一路往台南走,最後破裂點停在台南,因此這裡的餘震也特別多。

另外,因為嘉南平原的地質屬於鬆軟的沖積層,震波經過時會被放大,振動時間也會拉長,也導致建築物遭受比較大的震動量,容易受損。

不過永康區並不是台南震波強度最大的區域,為什麼維冠金龍大樓會嚴重倒塌,死傷慘重,根據台南地檢署調查,建商有偷工減料之嫌,大樓建造的鋼筋數量,竟然比結構計算書上少了50%之多,外加上永大路一側一到五樓的梁柱接頭,強度嚴重不足,無法達到應有的耐震程度,因此倒塌主因可能指向人禍。

台大地質系教授陳文山從台南地質的前世今生分析,表示永康區早期是大灣低地,百年前為溼地型態,土質軟弱,泥沙堆積特別厚。他認為,要蓋建築量體比較大的大樓,必須更重視建築耐震結構。

206這一震,相當於釋放兩顆原子彈的威力,不但震出建築耐震問題,也震出土壤液化危機,台南市的安南區、中西區及新市區,陸續傳出土壤液化災情。

走在安南區溪頂里街道上,處處可見土壤液化痕跡,許多民宅地基沉陷,造成房屋傾斜、龜裂,甚至細沙與地下水從地底竄出,導致室內積水。根據居民回憶,早期這裡是魚塭,四十年前左右開始建設,國家地震工程研究中心表示,填土通常會使用含沙量高的土壤,地震時很容易產生液化。

許多居民擔心居住安全,只能暫時搬離家園,這些受到地震損害的房子,能不能再安心居住?或者該如何補強改善?台南市政府針對市民通報案件,進行初步勘查,截至2月13日為止,已經完成409棟建築物的勘查,有66座被列入紅色警戒,必須盡速拆除,56座需要進行結構補強,除了土壤液化的受災區,其他建物毀損案件,有些是建築物本身的結構出現問題。

206南部強震後,成大建築系第一時間組成團隊,協助國家地震中心,勘查建築物受害情形,其中公共建築是重點之一。東區的大智市場,原本是四層樓的混合式建築,地震時一樓菜市場應聲倒塌,二到四樓是公寓式集合住宅,當時有五十多人受困,所幸經緊急搶救疏散,只有少數住戶受輕傷。

成大規劃設計學院副院長姚昭智分析,一樓是開放式設計的營業空間,沒有隔間牆壁量少,二樓又是隔間量多的住家,這種軟弱底層形成結構弱點,地震發生時,所有能量被最軟的地方吸收,導致一樓梁柱被壓垮,許多在地震中倒塌的私有建築物,普遍都可看到這種軟弱底層的現象。

九二一大地震後,政府提高建築耐震設計標準,並在2008年嘗試立法,全面獎勵推動私有住宅進行耐震能力評估及補強,但因涉及經費籌措、租稅減免和法規等問題,而裹足不前,學界認為面對強震威脅,不管是公有或私有建築,都應立即進行全面體檢。

地震是最難監控與掌握的自然災害,因此做好減災相當重要。一棟好的耐震建築,可以保全性命,將傷亡降到最低。另外,充分了解腳下的地質,並公開資訊,才能防範於未然,像是西部平原區、宜蘭平原及台北盆地等處,都是可能發生土壤液化的區域,開發和建設時就應該特別注意。

幾秒鐘的震盪,改變了許多台南居民的人生,有的家毀了、有的與親人永別,206的震撼,震出許多漏洞,黑心建商沒有按圖施工、偷工減料,審核監督未落實;老舊建築結構耐震不足,補強速度緩慢;軟弱地層的規劃開發,缺乏法規限制。

種種原因,導致居民受害,根據科技部「台灣地震模型」團隊研究估算,未來三十年,台灣各斷層可能發生規模6.5以上地震的機率,以南部的64%為最高,下一場地震,隨時可能會再發生,這是地殼變動正常的能量釋放,只有做好防災的萬全準備,才有機會安全與地震共存。

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土壤液化, 強震, 陳文山, 活動斷層, 盲斷層, 耐震係數

2016年2月6日凌晨三點五十七分,規模6.4的地震,撼動南台灣,造成台南市上百棟建物受損,其中台南市永康區的維冠金龍九棟大樓全部倒塌,災情最為慘重

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採訪 陳慶鍾 陳忠峰 柯金源 于立平 林燕如,撰稿 于立平 陳慶鍾
攝影 陳慶鍾 陳忠峰 陳添寶,剪輯 陳慶鍾

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變形之島


變形之島

摘要
311日本東北大地震讓人驚心,同樣位在環太平洋地震帶上的台灣,一樣面臨高地震風險,從地質資料來看,台灣是全球變形速率最快的地方,當大地的力量持續運作,台灣,變形之島,你我該如何面對?

採訪 陳佳利 郭志榮
撰稿 陳佳利
攝影 陳志昌 葉鎮中 陳忠峰 陳添寶
剪輯 陳志昌

豪邁的山勢,來自地底的力量猛烈推擠,台灣,一個在無數地震中成型的島嶼,看似定靜的土地中,蘊藏著無數變動密碼,中央研究院地球科學研究所國科會講座安藤雅孝教授,從中解讀訊息,發覺台灣島正中央,沒有可供能量釋放的空間,全島受到的板塊擠壓力,是日本的五倍到十倍。

巨力造就台灣的崢嶸壯麗,菲律賓海板塊每年以8.2公分的速度,向西北推擠,山脈每年以2公分的速度抬升,使台灣成為全球變形速率最快的地方。台灣地質調查所長林朝宗表示,在歐亞板塊和菲律賓海板塊交界的花東縱谷,東西兩邊移動速率差異非常大,每年將近7公分,而西南部丘陵地帶變形速度也很快,一年向西邊移動5公分,這些變形量大的地方,就是斷層的所在位置。

台灣從來都不是靜止的,回顧歷史,規模七以上的大震有三十多起,1920年,花蓮外海曾發生規模高達8.0的地震。1909年,台北也曾經發生規模7.3,由板塊隱沒引發的大震。近百年來,十次災害性地震,總共帶走了八千多條寶貴生命,梅山地震,新竹台中地震,與集集地震,更是一次就帶走了數千條人命。

台灣陸地上發生的地震,大多是由斷層錯動所引起,目前已知的活動斷層33條,這些從前發生過地震的地方,未來地底能量釋放也可能再度從這些地方釋放。地質調查所所長林朝宗說,台灣腹地小,都會區擴展很快就到丘陵邊緣,而這些丘陵和平地交界的地方有許多斷層,對人口密集的都會區,充滿威脅。

住著將近三百萬人口的台北市,有延伸入海的山腳斷層通過,新竹科學園區有新竹斷層通過,中部有彰化、車籠埔等斷層,東部斷層密集,西南部山麓前緣地帶斷層多,而且變形量大,都是高風險的區域,然而目前沒有斷層的地方,也不代表安全,因為有些斷層,當前的科技還難以發覺。

中央研究院地球科學研究所國科會講座安藤雅孝教授以日本為例,最近十五年發生的災害性地震,沒有一個是發生在已知的活斷層上,他認為台灣也是一樣,還有很多隱藏的活斷層,是我們目前不知道的。另外,雖然台灣每年平均發生一萬五千多次的地震,但安藤教授擔心,受力並沒有充分釋放,未來還是會發生大地震。

當地震無法預測,可能發生的地點又接近都會區,重要的是隨時要有地震來襲的準備。當地震發生,建築物的強度決定瞬間生死,以九二一為例,當時有八萬多棟建築物全倒或半倒。內政部在民國86年訂定了建築物耐震設計規範,符合規定的建物能耐5級震度,後來陸續修訂耐震細節,去年也再次針對地盤分類指標、臺北盆地微分區以及隔震設計做修正,藉此提升建物的耐震能力。國家地震工程研究中心主任張國鎮表示,新規範強調韌性,並且地震分區從民國86年震區的規範,變成微分區的規範,納入最新的地震學與地球科學知識,希望因地制宜,提高保障。

但是在耐震規範施行之前所興建的房舍,超過三十年以上的老房子,全台還有75萬棟,老舊建物的耐震能力如何提升,是眼前的大考驗。

九二一地震造成將近三百棟校舍損毀,讓校舍安全成為焦點,校舍除了作為教育空間,在急難時也肩負避難所的功能,近年來國震中心發展出嚴謹的評估方式

並且與教育部合作,排定老舊校舍的補強順序,希望盡速讓老舊校舍變身耐震堡壘。國家地震工程研究中心研究員鍾立來表示,進入評估程序的校舍有一萬六千多棟,危及程度比較高的老舊校舍,已經完成1900棟的補強。

當老舊校舍陸續展開補強,負責溝通兩地的橋梁,也在積極進行補強。國家地震工程研究中心主任張國鎮表示,民國84年以前的橋梁,缺乏韌性設計,這些橋梁需要優先補強,像是流量大的中山高和大部分的北二高,都在做耐震補強。

建築與橋梁加強耐震,是防災基礎,當地震發生,爭取在第一時間應變,更是減災關鍵。中央氣象局從1995年開始發展即時強震觀測系統,建立了全球密度最高的測站,能在地震發生後,迅速匯集震央、規模等資訊,提供預警。中央氣象局地震測報中心主任郭鎧紋表示,利用電波速度比地震波快的原理,離震央遠的地區可以爭取到10秒或20秒的預警時間,但是離震央附近,5070公里的範圍屬於盲區,無法達到預警的功能。

311時,日本的地震預警系統發揮功能,透過電視網路廣播等管道,對遠離震央的區域即時預警,但是在台灣,雖然前端有綿密的地震觀測,但是後端如何透過行動通訊與民眾的日常生活結合,目前還是缺乏。當地震來襲,另一套現地型的預警系統,能在地震發生三秒之內,針對發生地發出警報,可以彌補現階段區域性預警系統的不足。

台大地質系吳逸民表示,基於地震時P波速度比S波快1.7倍,利用P波的資訊 來可以判定S波的大小,在地震發生後三秒內可以判定地震規模。只要垂直位移超過0.35公分,震度達到四級或五級,就會發出警報。目前在國科會和防災中心的支持下,已經在台灣地震風險高的中小學裡裝置了接近兩百套P波警報器,除了可以在地震發生時提供警報,讓師生盡速做緊急避難,也可以用在防震演習,希望落實防災教育,深耕在中小學學生身上。

現有的科技,無法預測地震何時何地會發生,瞭解腳下不曾靜止的大地,積極發展防災減災的最佳手段,將防震意識內化到日常生活,面對變形之島,是所有台灣人不能停止的學習。


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福島, 311, 海嘯, 地震, 斷層, 地調所, 板塊運動, 耐震係數, 橋梁, 預警系統, 監測, 921

311日本東北大地震讓人驚心,同樣位在環太平洋地震帶上的台灣,一樣面臨高地震風險,從地質資料來看,台灣是全球變形速率最快的地方,當大地的力量持續運作,台灣,變形之島,你我該如何面對?

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台灣大震之前

台灣大震之前

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2011年3月11號,日本時間下午2點46分,日本宮城縣外海發生規模9.0的強烈地震,帶來的海嘯,最高達到三層樓,滾滾濁水前進,吞沒了農田、房舍的畫面,讓電視機前的你我,都感受到自然災害的威力。然而這不是明天過後的電影情節,這是真實上演的人生…

為什麼會發生地震?從日本的地理位置來看,這次地震主要是受到太平洋板塊和歐亞大陸板塊的影響,板塊碰撞間原本就經常會發生地震,在這次大震的前兩天,宮城也發生規模7.2的強震,地質學者研判,是屬於經常性的能量釋放。

但這一年多在環太平洋地震帶,發生地震規模六以上的強震,有海地、智利、紐西蘭、巴布亞紐幾內亞和印尼峇里島、日本等等,其中讓人記憶猶新的,就是今年2月22號,紐西蘭基督城規模6.3的地震,這是太平洋板塊碰撞印澳板塊所造成的結果。這些強震之間到底有沒有關聯,許多人想要知道答案。

中研院學者汪中和從1999年921大地震後,長期監測地表溫度,將全球暖化的狀況,對照強震發生的頻率,發現兩者之間有所關聯。更讓學者憂心的是,在研究中發現,這幾年隨著大氣的溫度上升,海底的溫度也在不斷上升,他認為可以預期的是,板塊作用會比我們過去所預期的還要更大更快。

台灣也在環太平洋地震帶中,受到菲律賓海板塊和歐亞板塊交接處的威脅,會不會發生規模9以上的強震,誰也不敢說。平均每年發生一萬五千多起地震的台灣,東部海域的琉球海溝與南部海域的馬尼拉海溝,受到板塊聚合力量的擠壓,本身就像是超級大斷層,是台灣大規模地震最可能發生的地方。

發生在海域的大規模地震,震波能量傳遞到本島,將造成不同震度的威脅,如果地震就發生在台灣本島,瞬間爆發的超大破壞力,更是無人能敵。回顧台灣地震史,發生過多起規模7以上的強震,地震能量從地表脆弱處釋放,每次強震幾乎都有對應的活動斷層。活動斷層所在的位置,就是地震發生的高危險區,中央地質調查所釐清了台灣33條活動斷層的位置,也達到25000分之一地圖的精確度,從斷層的分布、活動性和大地變形監測來看,西南部與東部的斷層需要密切注意。

台灣的斷層呈現南北走向,在島嶼的南北兩端,斷層有可能延伸入海,但是海域斷層的研究難度極高,目前只對在大台北都會區旁的山腳斷層展開調查。在周圍海域蠢蠢欲動的,還有海底火山。海洋大學的李昭興教授在2000年進行深海探測研究,發現在東北海域有一大片活火山,火山活動與地震發生息息相關,台灣的地震七成左右發生在海域,海域地震研究急待提升。

伴隨無數次變動,台灣島逐漸形成,地震頻繁是台灣的宿命,如何減少地震帶來的災害,是不能不面對的嚴肅課題。2010年11月,地質法三讀通過,地質資料將能應用在防災減災上。

921地震之後,政府修正建築耐震力規範,將建築物耐震係數最低標準設在0.23G,至少要能承受5級震度。應該提高的,像是在災難降臨時將作為避難處所的建築,像是校舍、醫院等公共建築。堅實的建築能在地震時,為人們提供保護。當強震來襲,也考驗城市的交通運輸系統。

當大地搖動,最容易受損的就是高架道路和橋梁,全台灣有兩萬多座橋梁,和建築物相同,橋梁的耐震設計大多為0.23G,可承受五級以上的地震。不過,921地震嚴重毀損了20幾座橋梁,於是政府針對公路和省道橋梁進行補強到可以承受7級的震度,為了避免斷橋遺憾,國震中心也在進行橋梁預警系統的示範研究,希望未來廣泛應用在重要聯外橋梁上。

而一天將近兩百萬人次的台北捷運,防震係數0.28g相當於六級地震,在淡水、劍潭等站都裝有地震偵測儀,當地震警訊發布,就能立即通知司機緊急停車,結構上以加強柱子的韌性設計為主,讓大震來臨時不會馬上倒塌。

時速六七十公里的台北捷運還來得及因應,那最高時速可以達到三百公里的高鐵呢?高鐵施工時正好遇上921地震,於是高鐵將防震係數增加到0.4G,可承受七級以上的地震,不過,在2010年3月4號,高雄甲仙發生規模6.3的地震,造成高鐵車廂脫軌,引起全台關注。高鐵表示,由於震央臨近軌道的關係,因此雖然在1.8到2.5秒間,就發出煞車訊號,卻止不住脫軌現象,未來會在災害告警系統再做加強。面對劇烈的天然災害,交通運輸系統除了在硬體上必須要做好準備,後端的疏散也要有系統規劃,才能降低傷害。

把焦點轉向水庫,如果強震來到水庫結構體受到破壞,會使地震成為複合式災難,以石門水庫為例,萬一潰壩將會造成下游地區的水患問題。

全台的96個水庫中,蓄水量高、下游保全對象較多的17個一級水庫,耐震能力可達六至七級,萬一地震規模大過水庫的耐受極限,也有緊急應變措施。水利署針對每個水庫都有潰壩模擬,但是目前為止都僅限於紙上作業,預計年底才會在石門水庫舉行第一次現地實兵演練。

身在台灣,地震無法避免,面對腳下持續活動的大地,防災、避災、耐災、救災,是所有台灣人的習題。

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福島, 地震, 海嘯, 板塊運動, 全球暖化, 斷層, 地質法, 耐震係數, 預警機制, 防災

2011年3月11號,日本時間下午2點46分,日本宮城縣外海發生規模9.0的強烈地震,帶來的海嘯,最高達到三層樓,滾滾濁水前進,吞沒了農田、房舍的畫面,讓電視機前的你我,都感受到自然災害的威力。然而這不是明天過後的電影情節,這是真實上演的人生…

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採訪/撰稿 陳佳利 林燕如
攝影/剪輯 陳志昌 張光宗

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防震建物

防震建物

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5月12日,中國四川發生了7.8級的強烈地震,奪走了上萬人的寶貴生命,尤其許多學校舍倒塌,讓父母與孩子親人永隔,地震是無法預測的天災,面對大自然的力量,我們無力抵擋,但是有沒有辦法將傷害的風險降到最低呢?從過去地震的傷痛中,許多建築師和工程師,開始重視建築物防震安全的問題,畢竟一棟好的建築,是人們最安心的屏障,之前我們的島節目,曾經製作防震建築以及防震學校的相關報導,這一次特別重新整理播出,希望再次深入的探討,建築物防震的技術與概念。

嘉義縣番路鄉的黎明國小位於斷層帶附近,距離觸口斷層只有一百公尺,深受地震的威脅。民國八十三年,黎明國小興建全台灣第一座防震教室,當其他學校的校舍在九二一地震與嘉義大地震之後倒塌損壞,黎明國小的校舍卻毫髮無傷。究竟黎明國小的防震秘訣是什麼?老校工廖憲明帶著我們走進地下室一探究竟。

地下蓄水池的設計可以緩衝地震的能量,更重要的是地基的設計採用筏式基礎,也就是結合地樑及地下室牆體,將建築物所有牆柱的載重傳佈於地基底層。當地震來時,屋子就像粘在地基上,隨著地基一起搖動。

除了筏式基礎外,黎明國小ㄇ字型的建築、雙肩走廊的設計,柱子特別多,結構更為穩重,而牆與柱子的接觸面也保留2.5公分的空隙,避免地震時短柱現象的發生。有了這座防震校舍之後,居住在斷層帶的村民等於多了一個地震時的庇護所。

921之後,黎明國小防震校舍的名聲不脛而走,許多災區學校在重建時,都將黎明國小的設計當作典範,位於草嶺潭附近的豐山國小,在921時校舍全毀重建後的校舍除了沿襲筏式基礎與多樑柱的設計外,更高規格地從日本引進了建築專用的「隔震器」。

日本經過1995年阪神地震的教訓後,積極發展建築物防震的技術。隔絕地震災害、降低地震能量對建物威脅的隔震器成為研究重點。從日本免震協會的實驗證明,有了隔震器裝置的阻隔,建物搖晃程度明顯降低,也能減少室內擺設傾倒掉落的危險。日本目前已經有四千棟左右的建物裝置隔震器,台灣目前也有將近40棟私有或公共建築裝設,測試效果對於隔震相當有幫助。

為了更準確的調查出建築的防震能力,從2005年7月國家地震工程研究中心,開始進行學校校舍耐震評估的現地試驗,第一階段試驗在雲林口湖國小。研究人員利用即將改建的校舍,比較各種不同的建物補強法之間耐震能力的差異。

2006年8月,國家地震工程研究中心在桃園瑞埔國小展開更大規模的試驗。其中的「擬動態試驗」是全世界第一次在室外模擬地震來臨時校舍結構反應的大型實驗,透過電腦可以即時展示RC校舍在各種震度時的反應與耐震能力。這樣大規模的試驗目的只有一個---更精確的診斷並且改善學校校舍的耐震能力。

早期興建的學校校舍極少考慮耐震問題,以致於目前全台灣國中小學校舍的耐震能力普遍不足,有上千間的老舊教室在強震來臨時有倒塌損壞之虞,對於學校師生的安全形成潛在的威脅。其實一棟好的建築,能在地震發生的時候,成為人們的屏障,從過去地震的傷痛中,我們學到了教訓,也是未來為設計新建築,體檢舊建築的重要參考。

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防震, 地震, 都市防災, 黎明國小, 耐震係數, 瑞埔國小, 避難

5月12日,中國四川發生了7.8級的強烈地震,奪走了上萬人的寶貴生命,尤其許多學校舍倒塌,讓父母與孩子親人永隔,地震是無法預測的天災,面對大自然的力量,我們無力抵擋,但是有沒有辦法將傷害的風險降到最低呢?從過去地震的傷痛中,許多建築師和工程師,開始重視建築物防震安全的問題,畢竟一棟好的建築,是人們最安心的屏障,之前我們的島節目,曾經製作防震建築以及防震學校的相關報導,這一次特別重新整理播出,希望再次深入的探討,建築物防震的技術與概念。

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採訪/撰稿 張岱屏 王晴玲
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