斷層是什麼?斷層種類?台灣大地震都在哪些斷層?斷層帶限建規定?有用嗎?
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斷層是什麼?斷層種類?台灣大地震都在哪些斷層?斷層帶限建規定?有用嗎?

2022 年 4 月 11 日

 
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台灣位處於活動頻繁的板塊地震帶上,幾乎每天都有大大小小的地震發生, 斷層 也無所不在。不過,因為地震具有不可預測性,我們沒有辦法知道什麼時候會有地震,更不曉得地震會帶來怎麼樣的災害。所以我們勢必須要提前瞭解地震的相關風險資訊,並遠離地震災害高風險區域,以達到防患未然、安心生活的目標。

本篇文章先帶大家了解什麼是 斷層 、 斷層帶 ?正斷層、逆斷層差在哪?台灣有哪些斷層帶?並研究車籠埔斷層帶在發生 921 大地震前後周圍的土地使用狀況變化。期望透過變化的狀況來知道,如果對於斷層帶周圍進行「限建規劃」是否對人民的財產造成影響(效益評估)?以及怎樣的斷層帶限建區劃設會是比較合適的?

斷層是什麼?斷層帶是什麼?

斷層是什麼?當岩層受到外力的作用,就會開始扭曲變形(岩層是具有一定彈性的),進一步出現斷裂,在斷裂兩側的岩層因為發生位移或是錯動,就產生了斷層。斷層破裂的面,就是我們熟知的「斷層面(Fault Plane)」!而斷層面和地面的交線,我們則稱為「斷層線(Fault Line)」;不過,因為斷層的形狀多半來說不會呈現一條線狀,斷層破裂區通常都有一定的寬度,因此更經常被稱作「斷層帶(Fault Zone)」。

簡單來說,「斷層」是一種屬於破裂性的變形!裂面兩側的岩層會沿著破裂面發生上下或是左右的移動。其中,在斷層面上面的岩層就是上盤(Hanging Wall),而斷層面下面的岩層則是下盤(Foot Wall)。

斷層的種類?

斷層的種類大致可以分為三大類:

正斷層

當岩層錯動時,上盤沿著斷層面向下滑落,稱為「正斷層(Nomal Fault)」正斷層主要是垂直方向的運動,在斷層移動後常常會形成明顯的斷崖(Fault Scarp)。

逆斷層

當岩層錯動時,上盤沿著斷層面向上移動,稱為「逆斷層(Peverse Fault)」。逆斷層同樣屬於垂直方向的運動。

平移斷層

當岩層沒有沿著斷層面上下垂直移動,而是沿著斷層面走向發生水平方向的左右移動,斷面近於垂直,我們稱為「平移斷層(Strike-Slip Fault)」。當斷層左方的斷塊相對向觀測者移近過來,稱為左移斷層(Left Lateral Fault),如果右方的斷塊相對向觀測者移近過來,稱為右移斷層(Right Lateral Fault)。

斷層的種類大致可以分為三大類: 正斷層、逆斷層、平移斷層

活動斷層是什麼?

活動斷層是指「更新世晚期(距今約十萬年)以來曾活動過,未來可能再度活動的斷層」。已有的斷層,尤其活動斷層都是很容易再發生斷層活動而引發地震的。就像一群累犯,再度犯罪的比例是非常高的!我們研究的車籠埔斷層也是活動斷層之一。

活動斷層依據活動年代的證據,又分為第一類與第二類:

第一類是指有一萬年內活動年代的證據

第二類是指有十萬年內活動年代的證據

隨著調查結果的進展,活動斷層的分類有可能由第二類改為第一類,所以,分類基礎並非等同地震潛勢或危險度高低。也就是說,斷層未來活動的風險與斷層的分類並沒有直接的關係!

車籠埔斷層

台灣活動斷層分佈

根據中央地質調查所 2021 年公布之台灣活動斷層分布圖,目前我國已經有 36 條活動斷層。其中,初鄉斷層、口宵里斷層及車瓜林斷層等 3 條斷層因為有 10 萬年內活動的證據,且長度大於 5 公里,因此在 2021 年被納入活動斷層的範圍內,分別位於南投縣、臺南市及高雄市。

想知道你家是否有斷層通過?可以上中央地質調查所的「台灣活動斷層觀測系統」查詢

活動斷層是指「更新世晚期(距今約十萬年)以來曾活動過,未來可能再度活動的斷層」

斷層與地震

地震能量與斷層長度有關。日本 311 地震超大,原因是位在板塊交界面,因此 1,000~2,000 多公里的斷層動起來釋放能量驚人!而 921 地震的車籠埔斷層斷層綿延 100 多公里,同樣造成很大的災害。以下我們來看看過往台灣的地震大事紀以及震央所在的斷層有哪些?

發生日期 地震名稱 芮氏規模 斷層帶 災害
1736 年 台南地震 7.0 新化斷層 372 人死亡

698 棟房屋倒塌

1792 年 嘉義地震 7.3 梅山斷層 617 人死亡

24,621 棟房屋倒塌

1845年 台中地震 6.5 車籠埔斷層 381 人死亡

4,220 棟房屋倒塌

1848 年 彰化地震 7.0 彰化斷層 1,030 人死亡

13,993 棟房屋倒塌

1862 年 台南地震 6.5 六甲斷層 1700 人以上死亡

8735 棟以上房屋倒塌

1906 年 梅山地震 7.1 梅山斷層 1,258 人死亡
6,769 棟房屋全毀
1935年 新竹台中地震 7.1 屯仔腳斷層、獅潭斷層 3,276 人死亡
17,907 棟房屋全毀
1941年 中埔地震  7.1  嘉義盲斷層 360 人死亡
4,520 棟房屋全毀
1951年 縱谷系列地震 最大7.3 米崙斷層、玉里斷層、池上斷層 85 人死亡
1,016 棟房屋全毀
1964年 台南白河地震 6.3 觸口斷層 106 人死亡
10,924 棟房屋全毀
1972年 瑞穗地震 6.9 瑞穗斷層 5 人死亡
50 棟房屋全毀
1999年 921大地震 7.3 車籠埔斷層、大茅埔-雙冬斷層 2,415 人死亡
11,305 人受傷
29 人失蹤
51,711 棟房屋全毀
2010年 甲仙地震 6.4 潮州斷層或盲斷層 96 人受傷
54 萬戶停電
2013年 602南投地震 6.5 盲斷層 5 人死亡
18 人受傷
2016年 高雄美濃地震 6.6 盲斷層 117 人死亡
551 人受傷

選取規模 6.5 以上或 100 人以上罹難之嚴重災害地震,並依照時間排列(僅列出台灣斷層帶地震)

可以從上表看出,在清領、日治時期,台灣房屋多為木造、磚造,跟現在所使用的鋼筋混凝土,耐震程度差異很大,所以早期只要發生一點地震就會有房屋倒塌的現象,又加上經過 921 地震後,台灣的建築將「防震」也列為必備功能!因此房屋倒塌的數量大幅減少。

斷層帶可以蓋房子嗎?

土地使用規劃已經陸續應用至地震風險地區,強調以「減少性命損失」為土地使用規劃的核心考量因素,直接管制特定地區之開發強度與開發類型等,除了引導未來的開發遠離災害風險地區,並將開發引導至相對安全的地區。

我國也在 1999 年 921 集集大地震之後,將車籠埔斷層線兩側各 15 公尺劃定為斷層帶限建範圍,盼能透過直接或間接地管制、法令規範,減緩地震災害風險區土地開發帶來的衝擊。

延伸閱讀>>921大地震 分析!有騎樓的建築容易倒?怎樣的建築有危險?從 921 受災狀況看地震影響!

車籠埔斷層線

車籠埔斷層線經過 15 個鄉鎮市、 13 個都市計畫區, 921 地震後為了避免民眾在斷層線上建築房屋,造成生命財產之損失,內政部便在調查後劃定線兩側禁限建的範圍並建立相關規範,車籠埔斷層便成為全臺灣最早且唯一一條公告且劃設都市計畫斷層限建區的活動斷層

斷層帶沿線的禁限建規定是什麼?

1999 年 12 月 24 日,內政部營建署將都市計畫區內車籠埔斷層線一千分之一測量地形圖,函請苗栗縣、台中縣、台中市、南投縣政府立即辦理各該都市計畫區活動斷層案通盤檢討,並依「都市計畫法」第81條辦理禁限建公告。

自 2000 年 1 月起, 規定斷層露出線兩側各 15 公尺範圍內(簡稱「斷層帶」)之公有地禁建,私有地則限建二層樓、七公尺以下之建築物,且為避免往後斷層帶房屋交易損及第三者權益,位於斷層帶的土地及建築物應於所有權狀上註記「位於斷層上」

延伸閱讀>>權狀 是什麼? 土地所有權狀 房屋所有權狀 停車位所有權狀 怎麼看?所有權狀 懶人包!

研究範圍

也因為車籠埔斷層是全臺灣最早且唯一一條公告且劃設都市計畫斷層限建區的活動斷層,本研究便以 921 集集大地震的「車籠埔斷層」為例,選擇 921 集集地震受災的沿線鄉鎮區作為研究地區,包含東勢區、石岡區、豐原區、潭子區、北屯區、太平區、大里區與霧峰區,面積共計約 50,053.48 公頃。

車籠埔斷層線:包含東勢區、石岡區、豐原區、潭子區、北屯區、太平區、大里區與霧峰區,面積共計約 50,053.48 公頃

車籠埔斷層線周圍受損狀況

依據內政部建築研究所的建築物毀損現調資料顯示,研究地區共有 2,233 棟建築物受到毀損,包括 1,062 棟完全毀壞、 431 棟受到嚴重破壞、 364 棟受到中度破壞與 376 棟受到輕度破壞,而受毀損的建築物明顯聚集在車籠埔斷層沿線的區塊,表示距離斷層地區越近,越容易受到較強的衝擊導致災情嚴重。

研究地區共有 2,233 棟建築物受到毀損,包括 1,062 棟完全毀壞、 431 棟受到嚴重破壞、 364 棟受到中度破壞與 376 棟受到輕度破壞,而受毀損的建築物明顯聚集在車籠埔斷層沿線的區塊,表示距離斷層地區越近,越容易受到較強的衝擊導致災情嚴重。

研究數據擷取

從研究地區中,我們選定 921 地震前(1995 年)與地震後(2014 年)的土地利用現況資料,來探討建築使用變遷的情況還有他們的空間分佈,包含以下三種土地利用變動情形:

  • 變更為建築使用(1995年其他使用變為2014年建築使用)
  • 維持建築使用(1995年建築使用維持為2014 年建築使用)
  • 變更為其他使用(1995年建築使用變為2014年其他使用)

變更為建築使用(1995年其他使用變為2014年建築使用) 維持建築使用(1995年建築使用維持為2014 年建築使用) 變更為其他使用(1995年建築使用變為2014年其他使用)

車籠埔斷層周邊建築更集中!

根據空間分析結果,可以發現各類建築使用變遷型態皆出現空間聚集的特性!

其中,「維持建築使用」的土地主要分佈於車籠埔斷層西側地區;「變遷為建築使用」的土地主要分佈於維持建築使用的外圍地區,且顯著集中於豐原區北側與南側、北屯區西側、大里區四周外圍地區;「變遷為其他使用」的土地則是較均勻分布在都市計畫、非都市計畫區域內。

限建對建築使用需求影響有限!

除此之外,在車籠埔斷層線兩側 15 公尺的研究範圍下,我們發現非都市土地維持建築使用的情形比都市計畫區土地更容易聚集;在變遷為建築使用的部分,則是都市計畫區比較有比較容易聚集的情形,顯示車籠埔斷層線兩側 15 公尺的限建規定不盡然會衝擊建築使用的需求

至於變遷為其他使用的部分,同樣是在都市計畫範圍內有比較容易聚集的情況,推測可能是由於車籠埔斷層線兩側 15 公尺範圍內在 921 集集地震受到的衝擊較劇烈,許多完全毀壞或是嚴重破壞的建築物並沒有原地重建,而是改建成地震教育園區、公園綠地使用與道路使用。

其中,「維持建築使用」的土地主要分佈於車籠埔斷層西側地區;「變遷為建築使用」的土地主要分佈於維持建築使用的外圍地區,且顯著集中於豐原區北側與南側、北屯區西側、大里區四周外圍地區;「變遷為其他使用」的土地則是較均勻分布在都市計畫、非都市計畫區域內。

豪宅座落在斷層帶

最後,我們在 2016 年 9 月,實地訪查豐原區及霧峰區車籠埔斷層沿線 15 公尺土地開發的情形,發現不論是都市計畫區或是非都市土地都出現許多新完工的建築物,表示都市計畫範圍內車籠埔斷層線兩側 15 公尺的限建規定,並沒有造成民眾恐慌或是地區發展的衰頹,反而出現許多豪宅座落在斷層帶內!

而在霧峰區非都市土地車籠埔斷層線兩側 15 公尺範圍內, 我們除了發現建築物有顯著聚集的情況之外,部分新完工建築物高度都超過 3、4 層樓,在鄰近朝陽科技大學周邊更是出現高強度的土地使用,包含學生宿舍樓層超過 5 層樓高、車籠埔斷層沿線遍佈鐵皮覆蓋的工廠等。

斷層帶限建規劃勢在必行!

921 集集地震即使發生至今已逾 18 年,在不少人的心中,卻仍然是揮之不去的夢魘,再加上台灣屬於地震頻繁發生的區塊,為了減少人財災損,我們對於地震災害高風險地區的規劃便顯得特別重要!

本研究彙整 1995 年與 2014 年建築使用變遷的特性,發現建築使用的土地較集中於車籠埔斷層沿線的西側地區,可能因為車籠埔斷層西側地區多屬於平原地形,所以有較容易開發使用的特性所導致。

而在建築使用中,維持建築使用的土地顯著聚集於車籠埔斷層沿線都市計畫區;變遷為建築使用的土地主要分布於維持建築使用的外側地區;至於變遷為其他使用的土地,則均勻分布在都市計畫區及非都市計畫區。

車籠埔斷層線雖然為全臺灣唯一一條公告且劃設都市計畫斷層限建區的活動斷層,不過全台灣有多條斷層帶,每個區域斷層差異性都不一樣,未來建議可以透過相關的研究方法,對斷層帶進行詳細評估,據以制訂因地制宜的禁限建政策,以達到保護國民人財安全的目標。

【更深入了解本篇論文】

  • 陳姿伶、張學聖,2018,「地震風險地區土地使用規劃與土地利用關聯性分析—以車籠埔斷層為例」,都市與計劃,45(2):P161–185。論文連結>>請點這裡!

【延伸閱讀】

 
週餘
 
 
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