吳秉儒出國報告 16th world conference on earthquake …³秉儒出國報告_16th world...2....

24
-i- NCDR-106-01-B-001 經費來源:■01 公務□02 非公務 機密(E): □是 ■否 出國類別: □ A 考察/訪問 B 學術會議/研討會 C 進修/研究 D 工作會議 16 屆世界地震工程研討會 The 16th World Conference on Earthquake Engineering 出國報告書 單位名稱: 國家災害防救科技中心 出國人姓名職稱: 吳秉儒 副研究員 出國地點: 智利聖地牙哥 出國日期: 民國 106 1 7 日至 106 1 17 報告日期: 民國 106 4 17

Upload: others

Post on 11-Oct-2020

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • -i-

    NCDR-106-01-B-001

    經費來源:■01 公務□02 非公務 機密(E): □是 ■否 出國類別: □ A 考察/訪問 ■ B 學術會議/研討會

    □ C 進修/研究 □ D 工作會議

    第 16 屆世界地震工程研討會

    The 16th World Conference on Earthquake Engineering

    出國報告書

    單位名稱: 國家災害防救科技中心

    出國人姓名職稱: 吳秉儒 副研究員

    出國地點: 智利聖地牙哥

    出國日期: 民國 106 年 1 月 7 日至 106 年 1 月 17 日 報告日期: 民國 106 年 4 月 17 日

  • -ii-

    摘 要

    第 16 屆世界地震工程研討會於 106 年 1 月 9 日至 13 日在智利聖

    地牙哥舉辦,除了大會邀請演講外,主要討論議題包括地盤運動、地

    表破壞及液化、海嘯、基礎工程、鋼筋混凝土結構、鋼結構、隔減震

    設計、耐震評估及補強、新建物耐震設計標準、橋梁、維生設施、破

    壞評估、風險評估、地震情境模擬、耐災社會、近期地震經驗學習等。

    職出席本次研討會,並口頭發表研究論文,題目為「網格化土壤

    液化分析於地震應變之應用—以高雄美濃地震為例」(Mesh-based soil

    liquefaction analysis for emergency response – case study of the Meinong

    earthquake in Taiwan)。研討會期間,聆聽多項議題之發表,並與各國

    學者交流研討,蒐集世界各國地震工程及地震防災相關領域之最新研

    究成果資料,做為地震減災工作規劃之參考。

  • -iii-

    目 次

    一、 目的 ..................................................................................................................... 1

    二、 會議紀要 ........................................................................................................... 2

    三、 心得及建議 ..................................................................................................... 15

    四、 出國效益 ......................................................................................................... 18

    附錄—研討會議程 ................................................................................................ 19 

  • -1-

    一、 目的

    世界地震工程研討會係由國際地震工程學會 (International

    Association for Earthquake Engineering)每四年舉辦一次之大型國際研

    討會,為世界各國學者交流最新地震減災技術及災害防救經驗的重要

    平台,第 16 屆由智利地震學與地震工程學會(Chilean Association of

    Seismology and Earthquake Engineering)主辦,地點在智利聖地牙哥。

    國內地震工程相關研究單位及大學院校皆積極參與本次研討會,除了

    本中心之外,參加單位尚有國家地震工程研究中心、臺灣大學、臺灣

    科技大學、交通大學、成功大學、中興工程顧問公司等之學者專家。

    2016 年 2 月 6 日高雄市美濃區發生規模 6.6 的地震,造成 117 人

    死亡、551 人受傷,為 921 地震以來臺灣最嚴重的地震災害;除了地

    震造成人員傷亡之外,本次地震亦造成台南市多個行政區因為發生土

    壤液化而造成房屋下陷、高速公路邊坡滑動破壞等災情。因此,職運

    用本中心所開發之地震衝擊資訊平台,以網格化處理技術建立自動化

    土壤液化評估模組,分析 2 月 6 日高雄美濃地震之土壤液化潛勢,並

    與現地觀察比較驗證,將研究成果於研討會口頭報告,呈現本中心地

    震衝擊評估技術於地震應變情資研判之成效。

  • -2-

    二、 會議紀要

    第 16 屆世界地震工程研討會為期五天,研討會在聖地牙哥最大

    的國際會議中心(CasaPiedra Convention Center)舉行。會議每天早上有

    一小時的大會專題演講(Keynote Lecture),午餐過後則有一小時的辯

    論或受邀演講。口頭報告共開設了 45 個一般議題、76 個特別議題的

    議程,分別在早上、下午及傍晚分成 15 個場地同時進行,另外還有

    海報發表議程。本次研討會共收錄了2,100篇論文,參與人數超過 2000

    人,圖 1 是研討會第一天開幕式會場情形。

    圖 1、研討會開幕式

    2.1 大會專題演講

    以第一天和第三天的專題演講內容說明如下。

    1. 以結構工程的觀點談韌性設計(Resilience By Design: A Structural

    Engineering Perspective)

    由美國加州柏克萊大學 Stephen Mahin 教授主講,他認為現今結

    構設計有兩大挑戰,第一項是如何透過結構系統及非結構元件的挑選

    來提高結構的耐震性能,第二項是必須考慮建物周邊的電力、供水、

  • -3-

    交通、通訊及其他維生系統破壞對於建物提供居住、食物供給、醫療、

    就學機能之影響。目前已有許多學者研發各式結構系統以提高結構耐

    震性能,使結構更為堅固、具有更高勁度、保有彈性反應、提供塑性

    角置換元件、採用附屬阻尼裝置、及基礎隔震裝置等,圖 2 是各式結

    構系統在最大考量地震作用之建置成本及修復費用,由次圖(a)可看出

    黏性阻尼彎矩構架(Viscously Damped Moment frames, VDMF)、特殊

    同心支撐構架(Special Concentric Braced Frames, SCBF)、挫曲束制支

    撐構架(Buckling Restrained Braced Frames, BRBF)相對而言有較低的

    建置成本;另一方面由次圖(b),基礎隔震一般支撐構架(Base Isolated

    Ordinary Braced Frames, BI-OCBF)、基礎隔震中等抗彎矩構架(Base

    Isolated Intermediate Moment Resisting Frames, BI-IMRF)的修復成本

    最低,這些成本分析可提供工程師設計時參考。

    此外,美國國家科學委員會近年來積極推動國家地震減災計畫

    (National Earthquake Hazards Reduction Program, NEHRP)及國家風暴

    衝擊減低計畫(National Windstorm Impact Reduction Program, NWIRP),

    其中正投入 4000 萬美元於天然災害工程研究基礎建設 (Natural

    Hazards Engineering Research Infrastructure, NHERI)計畫,進行最新實

    驗研究設備、大量資料儲存與高效能電腦設備、及計算模型與模擬中

    心之建置。其中計算模型與模擬中心著重於新一代模擬技術之研發與

    應用,包括(1)各種天然災害(例如地震、海嘯、暴潮、風暴)模擬技術

    之精進;(2)涵蓋複雜的跨領域技術與科學議題(包含地球科學、大地

    工程、結構工程、建築、都市規劃、風險管理、社會科學、公共政策、

    財政等);(3)以實驗及現地調查資料改善分析模型及模擬技術;(4)量

    化模擬結果之不確定性;(5)採用平行運算及高效能運算技術;(6)使

    用既有的計算資源及雲端技術,使得各方利益相關者得以彼此合作解

    決天然災害及工程問題,不受當地資源及地理空間的限制。

  • -4-

    圖 2、加州三層樓鋼結構房屋採用各式結構系統在最大考量地震作用

    之(a)建置成本及(b)修復費用

    2. 長延時地動對土壤液化災害之影響 (Effects of Long-Duration

    Motions on Soil Liquefaction Hazards)

    由美國華盛頓大學 Steve Kramer 教授主講,大規模地震在能量釋

    放過程中,地表振動大且作用時間長,使得土壤內部的孔隙水壓不斷

    升高;當孔隙水壓等於覆土應力時,土壤顆粒不再緊密接觸而呈現液

    體狀態,即發生土壤液化現象。孔隙水壓持續上升,將使土壤不斷的

    軟化;而在接近土壤液化狀態時,土壤勁度又會因為顆粒膨脹之故而

    短暫增加,這將使地盤反應產生劇烈的變化。而孔隙水壓消散時,往

    往沿著土壤裂隙往地表噴出,造成噴砂現象,地盤也因為少了這些土

    壤而產生地表沉陷。此外,對於稍微傾斜的地盤(例如坡度 2%),倘

    若遇到規模 7.8 至 8.5 的地震,長延時的地表振動可能使地盤產生數

    公尺以上的側向位移,將使地表的擋土牆傾倒、堤防開裂等破壞。

    長延時地震對於較遠距離的場址,即使其地表加速度不大,亦可

    能發生土壤液化。圖 3(a)是一個標準貫入試驗 N 值等於 15、地下水

    位 1m 的場址,其地下 3m 處發生土壤液化所需的地震規模與地表加

    速度關係式,可看出隨著地震規模增加,產生液化所需的地表加速度

    逐漸遞減;而對於不同強度的地盤,如圖 3(b)所示 N 值分別等於 5、

    15、25,N=5 代表相當軟弱地盤,若遭遇相當大規模的地震,在距離

    震央很遠的地方亦可能發生液化。例如 2011 年東日本大地震,距離

  • -5-

    震央 440km 的千葉縣,仍發生土壤液化現象。此外,長延時地震亦

    可能使中等緊密的砂土層發生液化,例如圖 3(b)對於 N=25、震央距

    離 70km 的場址而言,大多數地震都不會產生液化,但是當地震規模

    高達 9.0 時,就有可能產生液化。

    (a)標準貫入 N 值=15 之液化與無

    液化分界 (b)不同標準貫入N值及震央距離

    之液化與無液化分界 圖 3、地震規模、最大地表加速度、震央距離與液化之關聯性

    2.2 各議題口頭報告

    在五天的研討會議程中,職除了在第二天中午進行口頭報告之外,

    亦聆聽了多個場次各國學者的口頭報告並參與討論,摘錄五個場次的

    報告重點說明如下。 1. 地盤破壞與土壤液化(Ground Failure and Liquefaction)

    (1)網格化土壤液化分析於地震應變之應用—以高雄美濃地震為例」(Mesh-based soil liquefaction analysis for emergency response – case study of the Meinong earthquake in Taiwan)

    職所撰寫之論文在本場次做口頭報告,主要整合國內各單位建置

    之工程鑽孔資料,根據國內建築設計規範規定之土壤液化評估方法,

    建立網格化土壤液化自動分析流程;以實測之地表加速度分布,結合

    對應格點之土壤參數,進行土壤液化潛能評估。在 2016 年 2 月 6 日

    高雄美濃地震事件中,在收到中央氣象局的地震報告後,自動啟動進

    行土壤液化分析並輸出結果,提供應變作業分析研判參考。圖 4 是高

    雄美濃地震土壤液化分析與現地建物破壞比較,可看出液化導致明顯

  • -6-

    下陷或傾倒的房屋,位於分析所得土壤液化中潛勢以上的區域,分析

    結果可充分反應現地液化破壞狀況;而分析所得土壤液化低潛勢地區,

    則沒有發現土壤液化現象,包括本次地震倒塌的維冠大樓,分析結果

    與實際情形相符。

    圖 4、0206 高雄美濃地震土壤液化分析與現地建物破壞比較

    (2)紐西蘭豪克斯灣土壤液化風險評估模擬 (Liquefaction Risk

    Evaluation Modelling for Hawkes Bay Region, New Zealand)

    紐西蘭 GNS 公司 Andrew King 工程師蒐集豪克斯灣的地質圖、

    地下水位、及 509 孔的圓錐貫入試驗資料,分析此地區的液化潛勢,

    以液化敏感數(Liquefaction Susceptibility Number, LSN)呈現,如圖 5(a)。

    而液化發生以後,在地表產生的沉陷往往是不均勻的,所以差異沉陷

    大小是評估結構是否安全的重要因素。根據 2010 年坎特伯雷地震

    (Canterbury Earthquake)的受災經驗,由差異沉陷量 0-10mm、10-25mm、

    25-50mm、50-100mm 及 100mm 以上定義差異沉陷指數(Differential

    Displacement Index, DDI)分別為 0、1、2、3、4,並由現地觀察描述

    不同型態建物(木基樁、低樓層鋼筋混凝土、高樓層鋼筋混凝土)對應

    的破壞情形及所需維修成本。圖 5(b)是回歸期 500 年、PGA=0.42g 之

  • -7-

    差異沉陷(DDI)指標分析結果,提供工程師設計參考。

    (a)可能液化區域 (b)回歸期 500 年、PGA=0.42g 之

    差異沉陷(DDI)指標 圖 5、紐西蘭豪克斯灣土壤液化潛勢及沉陷分析

    2. 地震危害、風險評估與都市地震風險管理(Seismic Hazard, Risk

    Assessment and Earthquake Risk Management at Urban Level) (1)南美洲地震危害與風險初步評估(Preliminary Seismic Hazard and

    Risk Assessment for the Continent of South American)

    美國地質調查所 Mark Petersen 先生以三種模式進行南美洲的地

    震危害度分析與風險評估,包括2016年美國地質調查所敏感性模式、

    2015 年全球地震模式(Global Earthquake Model, GEM)南美洲版、及

    2015 年 Medina 等人提出之智利模式,圖 6(a)是以 2016 年美國地質調

    查所敏感性模式結合 2015 年全球地震模式地震目錄所得隱沒帶未來

    50 年、超越機率 2%、堅硬岩盤之震譜加速度(Spectrum Acceleration,

    SA)分布。相較於圖 6(b)的 2010 年分析結果,2016 年的結果在海岸

    地區的震譜加速度最高增加 50%,震譜加速度超過 1.5g 的區域較大;

    而內陸地區的震譜加速度最高減少 50%,地盤反應隨著震央距離而快

    速衰減。

  • -8-

    (a)2016 年版 (b)2010 年版

    圖 6、南美洲隱沒帶 475 年回歸期地震危害度分析

    (2) 伊斯坦堡三維地震情境模擬 (3D Physics-based Earthquake Scenarios in Istanbul for Seismic Risk Assessment)

    義大利米蘭理工大學 Roberto Paolucci 教授進行土耳其伊斯坦堡

    地區的三維波傳及地盤運動模擬,地震規模(Mw)包括 7.0、7.2、7.4

    三種情境。圖 7 是地震規模 7.0 兩種斷層錯動模式的模擬結果,次圖

    (a)HB97 震源的斷層錯動位移量較大且集中,所得之最大速度值超過

    45cm/sec 的區域較大;次圖(b)CA15 震源的斷層錯動位移量較小且分

    散,所得之最大速度值超過 45cm/sec 的區域較小。 3. 海嘯(Tsunami)

    (1)以 S-net 監測資料建立即時海嘯溢淹預報系統(Real-Time Tsunami Inundation Forecast System Using S-Net Data)

    日本在 2011 年東日本大地震後,沿著日本海溝擴大建置了地震

    與海嘯監測網(S-net),防災科學技術研究所 Shin Aio 先生所屬團隊則

    建立了海嘯模擬資料庫;在地震發生後,利用 S-net 所獲得之海嘯波

    高監測資料,從模擬資料庫中選出和監測資料最接近的模擬結果,迅

    速獲得海嘯溢淹影響範圍及深度,目前正在開發手機傳遞介面,可即

    時傳送地震及海嘯警報訊息給一般民眾,如圖 8。

  • -9-

    (a)HB97 震源 (b)CA15 震源

    圖 7、伊斯坦堡三維地動模擬結果

    圖 8、日本地震與海嘯警報系統之手機傳遞介面

    (2)運用嚴密外海監測系統開發即時海嘯溢淹預報方法(Development

    of Real-Time Tsunami Inundation Forecast Method Using a Dense Offshore Observation Network)

    日本防災科學技術研究所 Naotaka Yamamoto 先生和前一篇論文

    作者隸屬同一研發團隊,本篇論文著重於即時海嘯溢淹預報方法之建

    與實例驗證。經由比對 150 個 S-net 測站所得某每個時間點實測海嘯

    波高和前一時間點的模擬海嘯波高,找出誤差值最小的模擬結果。研

  • -10-

    究成果以 2011 年東日本大地震及 1677 年千葉縣 Enpo Boso-oki 地震

    之海嘯災例進行比較驗證。並且實際應用於 2016 年 11 月 22 日福島

    省外海規模 7.0 地震中,圖 9 是該地震從模擬資料庫擷取出 10 組相

    近之模擬情境,藍線代表 10 組模擬結果的平均值,紫線則為最接近

    之模擬結果,預估最大溢淹水深小於 0.7m,對沿海地區不會造成太

    大的危害。

    圖 9、2016 年 11 月 22 日福島省外海規模 7.0 地震之海嘯模擬結果

    4. 從 2011 年東日本大地震經驗學習:復原及未來耐災性(Learning

    from the 2011 Great East Japan Earthquake: Recovery and Future Resilience)

    (1)2011 年東日本大地震建物破壞經驗教訓(Lessons from the 2011 Great East Japan Earthquake Focused on Building Damage)

    日本東北大學源榮正人教授(Masato Motosaka)著重於 2011 年東

    日本大地震建物的破壞原因分析與經驗教訓,本次地震斷層破壞範圍

    為 450km x 200km,最大滑動量長達 48m,振動延時超過 3 分鐘,地

    盤運動分為 2 階段;地震引發海嘯造成將近 2 萬人死亡及失蹤,海嘯

    上溯高最高達 40m,仙台地區為 10m。沿海地區的建物破壞及人員傷

    亡主要是海嘯造成,而東北內陸地區,仍有一些位於丘陵地區的建物

  • -11-

    因為地盤放大效應、以及結構物主要振動頻率和地盤自然振動頻率相

    近產生共振效應而破壞。建物補強在本次地震中發揮減災效用,圖

    10 的兩棟具有樁基礎的建物在 1978 年宮城縣地震中皆產生破壞,建

    物 A 在震後僅修復樁基礎鋼筋,而建物 B 則在建物底部採用鉛心橡

    膠墊進行隔震補強;在東日本大地震中,建物 A 產生明顯傾斜破壞,

    而建物 B 則無明顯破壞,可見隔震建築的減災功效。

    (a)僅修復樁基礎鋼筋之建物 A (b)採用鉛心橡膠墊補強之建物 B

    圖 10、未補強與已補強建物在東日本大地震之受震反應

    (2) 2011 年東日本大地震被誤解之經驗教訓(Misunderstood Lessons from the 2011 Great East-Japan Earthquake Tsunami Disaster)

    東日本大地震造成建物、維生管線、公共設施之破壞及農林漁牧

    業等之損失共約 16.9 兆日圓,日本東京大學目黑工郎(Kimiro Meguro)

    教授澄清幾項被媒體及一般民眾誤解的事情:(1)傷亡及建物破壞比率:

    以岩手縣宮古市田老町為例,2011年東日本大地震規模 9.0,大於 1896

    年明治三陸地震規模 8.5、1933 年昭和三陸地震規模 8.4,當地人口

    及房屋數量均遠大於前兩次地震,但是傷亡率僅 3.9%、建物破壞或

    沖毀比率為 66.7%,均小於前兩次地震;整體而言,完善的防災措施

    可有效降低災害損失。(2)離岸防波堤的功效:離岸防波堤雖然不敵巨

  • -12-

    大海嘯的衝擊力而被沖毀,但仍阻擋海嘯使得到達岸邊的時間延後 6

    分鐘;且根據數值模擬結果,防波堤減少海嘯上溯高 30%至 50%。(3)

    疏散避難規劃與操作:釜石奇蹟(Kamaishi’s Miracle)是海嘯疏散避難

    的成功案例,釜石市兩所學校 2,926 位學生之中有 2921 位學生倖存,

    5 位罹難的學生是因為當天不在學校或和父母一起避難;這個案例之

    所以成功,主要是這些學生事前經過充分的避難疏散演練,而在地震

    當天,他們一開始前往原先規劃的避難場所,但是發現附近有邊坡滑

    動破壞,因此他們決定前往更高的地方;他們如果停留在原先規劃的

    避難場所,仍可能受困。(4)海嘯潛勢圖的用途:同樣在釜石市,事前

    已發送海嘯潛勢圖給每一位居民,然而在罹難者中,僅有 1/3 的罹難

    者居住在海嘯溢淹高潛勢區,而有 2/3 的罹難者居住在低潛勢區;民

    眾以為低潛勢區就是安全的地方,卻沒有想到模擬仍有其不確定性及

    限制,對於海嘯潛勢圖的用途,仍須需對民眾再教育宣導。

    圖 11、岩手縣宮古市田老町在 2011 年東日本大地震和 1896 年明治三

    陸地震、1933 年昭和三陸地震之傷亡及建物破壞比率

    5. 以全球地震模式之工具、資料與模式進行地震危害與風險評估(Seismic Hazard and Risk Assessment Using the Global Earthquake Model Tools, Datasets and Models)

    全球地震模式(Global Earthquake Model, GEM)是由世界上許多

    國家的政府與民間單位共同合作,以開放資源的方式建立地震風險評

    估模組及技術交流平台(https://www.globalquakemodel.org/),我國亦有

  • -13-

    多位學者參與其中,此議程為各國學者在 GEM 平台下之研究成果發

    表。

    (1) 風險模擬者的工具包—全球地震模式之脆弱性評估開放資源軟體 (Presentation of the Risk Modeller’s Toolkit, the Open–Source Software for Vulnerability Assessment of the Global Earthquake Model)

    風險模擬者的工具包(Risk Modeller’s Toolkit, RMTK)內含四個模

    組:(a)產生結構模型,由側推曲線或單自由度系統推導而得,呈現不

    同之結構耐震能力;(b)將多自由度系統之結果轉換為等效單自由度系

    統;(c)由強地動紀錄或反應譜結合結構耐震性能模型推導易損性函數

    (fragility Function);(d)運用破壞—損失關係式將易損性函數轉換為脆

    弱性函數(Vulnerability Function)。RMTK 採用 Python 語言撰寫,和

    目前世界各國通用的開放地震引擎(OpenQuake-engine)完全相容,已

    應用於南美洲、非洲東部、哥斯大黎加、加拿大、尼泊爾等國建物模

    型之建置。圖 12 為南美洲兩層樓及一層樓土石結構易損性曲線,已

    實際應用於南美洲機率式地震危害度分析,以及都會區地震模擬情境

    之建構。

    圖 12、南美洲(a)兩層樓及(b)一層樓土石結構之易損性曲線

    (2) 紐西蘭以開放地震程式發展國家地震危害與風險模型之挑戰與

    機會 (Challenges and Opportunities in Developing a National Seismic Hazard and Risk Model with OpenQuake for New Zealand)

    紐西蘭 GNS Science 公司以開放地震(OpenQuake)程式為基礎,

  • -14-

    導入紐西蘭當地的活動斷層參數、新一代地盤運動預估式(Ground

    Motion Prediction Equations, GMPEs)以及脆弱性函數,建立機率式地

    震危害分析模型。紐西蘭國家地震危害模型(New Zealand National

    Seismic Hazard Model)早在 20 年前即以 Fortran 77 程式撰寫分析而得,

    並於 2000 年及 2010 年改版。研究團隊採用 OpenQuake 程式,配合

    最新的活動斷層參數及地盤運動預估式重新進行地震危害度分析,圖

    13 50 年超越機率 10%、場址地盤分類為 C 等級(淺層土壤、地下 30m

    平均剪力波速 Vs30=560 m/s)之最大地表加速度分布;經計算二者之

    誤差,大部分地區之誤差均在 2.5%以內,惟在地震危害低潛勢地區(例

    如東南方及西北方)之誤差在 5 至 40%。使用 OpenQuake 程式進行分

    析的挑戰為需要花費很多時間在模式校正、調整及疊帶運算上,機會

    是未來可以導入多個地盤運動預估式、可求得特定工址的地震危害度

    曲線、各元件(包含震源模式、地盤運動預估式、邏輯樹結構、計算

    流程、場址模式等)均可方便對外提供、修改或重製結果;此外,在

    OpenQuake 程式架構下的風險評估模組亦已開發出來,未來可建立完

    整的國家層級風險評估工具。

    (a)原紐西蘭國家地震危害模型 (b)以 OpenQuake 程式分析結果

    圖 13、紐西蘭地震危害潛勢圖(50 年超越機率 10%之最大地表加速度)

  • -15-

    三、 心得及建議

    本次研討會各國學者皆積極展現近年來在地震工程及地震防災

    研究成果,綜合前述大會專題演講及各場次口頭報告之結果,彙整心

    得及建議如下:

    1. 地震工程技術之發展與防災應用

    近年來世界各國耐震設計皆朝向性能設計之方向,使結構在遭遇

    大規模地震時能有更好的韌性;各項隔震、減震技術皆已發展成熟,

    並且納入各國耐震設計規範中,及實際應用於都會區新建築之興建,

    對於老舊建物,亦有許多耐震補強工法可以提升其耐震性能。例如這

    次研討會主辦國智利,近年來積極推動地震工程技術之研發與應用,

    都會區高樓建築皆採用最先進的隔震、減震技術;在 2015 年 9 月 16

    日(當地時間晚上 10:54)智利中部發生規模 8.3 地震,最大地表加速度

    超過 400gal,僅造成 13 人死亡,顯示建物耐震能力的提升,是減少

    人員傷亡的重要因素。

    我國在 1999 年集集地震之後,於耐震設計規範大幅提升對於新

    建物耐震性能之要求;新建物若依照耐震設計規範之要求而設計和施

    工,應能達到大震不倒、中震可修、小震不壞而具有足夠的耐震性能。。

    對於既有建物,內政部營建署自 2000 年起執行「建築物實施耐震能

    力評估及補強方案」,已幾乎完成所有公有建物之耐震評估;在經過

    評估需要耐震補強的建物中,已有 55%的公有建物完成耐震補強1,

    但仍需主管部會及縣市政府持續編列經費予以補強。此外,對於私有

    老舊建物,內政部營建署自 2015 年起推動「私有建築物耐震性能評

    估補強推動先行計畫」,除了補助 1997 年以前建造的住宅進行耐震評

    估與補強之外,對於私有特定用途供公眾使用建築物,例如學校、醫

    院、旅館、社福機構、電影院、百貨公司(商場、量販店)、運動休閒

    場所等,強制要求其辦理耐震評估補強;惟建物耐震性能評估需整棟

    1資料來源:建築物實施耐震能力評估及補強資訊管理系統(http://cpabm.cpami.gov.tw/k-inx/)

  • -16-

    納入處理,個別所有權人無法單獨辦理,爰需相關主管機關介入予以

    協助與整合,若能持續推動,將使更多人民的生命財產獲得更好的防

    護。

    2. 地震模擬技術及風險評估方法之精進

    為了防災規劃的需求,各國學者皆投入地震模擬技術及風險評估

    之研究,經由大量地震觀測資料的處理與分析,提出更為精準的地表

    運動預估式;彙整各種結構試驗結果及實際災害案例,建立更能真切

    呈現結構受災行為的易損性曲線與破壞模型;以及結合災後損失調查

    資料及機率模型,建構完整的風險評估方法。例如美國正投入 4000

    萬美元於天然災害工程研究基礎建設(Natural Hazards Engineering

    Research Infrastructure, NHERI)計畫,進行實驗研究設備更新、大量

    資料儲存與高效能電腦設備之建置、及新一代模擬技術之研發與應用,

    包括地震、海嘯、暴潮、風暴等各種天然災害模擬技術之精進。

    我國已有許多學術研究單位研發地震模擬及災害損失評估工具,

    包含地表運動、土壤液化、建物或單一設施之損壞評估,以及所造成

    之傷亡與直接經濟損失等;然而對於整個設施系統之損壞評估、各設

    施系統之間的相互影響、以及系統無法正常發揮機能所造成之間接經

    濟損失等,則需要進一步研究。

    3. 海嘯監測及疏散避難規劃

    日本有鑑於東日本大地震所造成之巨大災害衝擊,於震後在東北

    地區外海佈建了 150 個地震與海嘯即時監測站,海底電纜總長 5,700

    公里,形成嚴密的地震與海嘯監測網,並不斷透過防災演練及教育宣

    導強化疏散避難作為。我國第 1 個海底地震與海嘯監測站設置於宜蘭

    縣頭城鎮外海 45 公里處,2011 年啟用後於 2015 年損毀而中斷,正

    進行系統修復並將延伸 70 公里擴建 2 站;若能在東部外海其他地點

    增設地震與海嘯監測站,將有助於提升東部外海地區地震與海嘯預警

    系統之效能。

  • -17-

    在海嘯疏散避難規劃方面,本中心將科技部委託計畫之海嘯模擬

    成果2加值處理,於 2013 年完成臺灣沿海 15 縣市之海嘯溢淹潛勢圖,

    以及「運用海嘯模擬結果進行海嘯疏散避難規劃參考指針」,提供地

    方政府及事業單位疏散避難及防災規劃之參考3;並採用科技部委託

    計畫之更新模擬成果4,於 2015 年更新海嘯溢淹潛勢圖。已有許多縣

    市政府及事業單位參考上述資料修訂其海嘯疏散避難及防災規劃;此

    外,內政部於震災災害防救業務計畫增訂海嘯災害防救專章,相關部

    會修訂了海嘯資訊與海嘯警報發布之標準作業程序、海嘯災害應變計

    畫等,許多地方政府亦將海嘯議題納入防災演習項目之一,我國在海

    嘯防災規劃及因應作為上已有顯著強化。

    4. 未來研究方向

    除了結構耐震能力提升之研究之外,本次研討會亦有許多學者提

    出非結構構件(Nonstructural Components)或設備耐震性能相關研究;

    因為對於通訊設備、醫院內部醫療設備、具精密儀器之電子廠房、維

    生管線等而言,縱使結構本身並沒有產生重大破壞,但是這些設備或

    管線損毀時,可能使設施的機能失效;因此,非結構構件及管線的耐

    震性能之提升,是相當重要的研究方向。此外,如何精進地震情境模

    擬與災害評估技術,並進一步應用於地震風險分析、都市耐災韌性研

    究、防災政策效益評估等,都是未來研究發展的方向。

    2吳祚任(2011),「臺灣潛在高於預期之海嘯模擬與研究—地震海嘯模擬結果」,科技部專題委託研究計畫,行政院災害防救應用科技方案。

    3災害潛勢地圖網站,https://dmap.ncdr.nat.gov.tw/ 4葉錦勳(2014),「海嘯預警系統及災損資料庫建置計畫」,科技部專題委託研究計畫。

  • -18-

    四、 出國效益

    我國近年來在政府單位及學術機構的共同努力下,在地震工程技

    術及防災科技之研發已有豐碩的成果。本次研討會除了本中心之外,

    國內亦有多所大學院校及顧問公司共約 20 名學者專家參與,將我國

    最新地震工程技術與防災科技研發成果與世界各國學者交流,可提升

    我國學術研究成果之國際能見度。在為期五天的交流討論中,亦發現

    一些研究議題或方向,是我們可以發展或強化的。將交流討論所學習

    之新知與想法,回饋至防減災規劃及工作推動上,期望減少地震災害

    對人民生命財產所造成的損失。

  • -19-

    附錄—研討會議程

  • -20-

  • -21-