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!
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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!

2021 年 11 月 29 日

 
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世紀末的 921大地震 給台灣帶來相當慘痛的震災,不但奪走了兩千多人的生命,也摧毀了許多人的財產和事業。除了眼睛可見的各類重大損失,還有難以被估計的精神傷害永遠留在人們心中。

過去對於地震災害的處理方式,大多是針對「災後」情況回應,但是地震是不可預測的,所以嚴重時常常造成致命的災害,關鍵致死的原因常常跟建築物有關,包含建築物的傾斜、毀損、坍塌等等。

俗話說的好:「要面對它,就要了解它」,如果我們可以提前了解影響地震災害損失的程度,還有過去受災建物的特性,那就可以透過「災前」的超級部署來降低地震帶來的衝擊、減少人員傷亡的機率喔! 

921大地震

921大地震 的震源位於南投縣集集鎮下方約 5 公里,芮氏地震規模達 7.3 ,引發車籠埔斷層大茅埔-雙冬斷層的活動。因為斷層錯動的角度較鄰近地表,所以引發了非常劇烈的地表震動。

除了人員傷亡慘重,許多交通設施、水利設施及電力設備等各類公共設施都遭到震毀,更引發大規模的山崩與土壤液化災害,其中又以臺灣中部的災情最為嚴重,921大地震更被認為是臺灣戰後時期傷亡損失最嚴重的自然災害!

地震專有名詞補充

1.地震震源

指地底下因為岩層斷裂錯動而引發地震的起始點。簡單來說,地震就是從地底下的「震源」開始發生的!

2.地震震央

是指由震源垂直投影到地面上的位置。地震測報單位發布地震報告時,會在地圖上標示震央,好讓民眾可以塊素知道地震災害在哪裡出現!

3.地震規模

指地震釋放的能量,經常被用來比較地震的大小。

4.地震震度

指某一個區域在地震時受影響的程度。也就是各地地面實際的搖晃程度!

震央震源位置示意圖

地震規模比較

從上述介紹可以知道, 921 大地震對台灣造成的重大影響,也可以知道,對於災前規畫的討論勢在必行!所以,本研究將選取「車籠埔-雙冬斷層」沿線的建築標的,蒐集苗栗縣、台中市、南投縣受 921 大地震毀損的建築物資料,來分析受損建築物的特性還有建築物毀損的程度。

921大地震苗栗縣、台中市、南投縣建築物毀損資料分布 

921大地震建物毀損程度

首先,我們先來探討建築物與斷層的距離是不是會讓建築物受損的程度增加。

因為斷層沿線的 15 公尺範圍內是限制建築的區域,所以我們以 15 公尺為界,再分成15、30、45、60公尺四種固定範圍,並以斷層周圍總共 180 公尺為限,分析不同斷層距離的區間對於建築物毀損程度的影響。

從分析結果,我們發現斷層兩側 45 公尺範圍內的毀損與 45 公尺外的毀損確實存在著差異!也就是說,在 45 公尺範圍內的建築物毀損程度確實更高

建物與斷層距離影響

所以,以建築物毀損程度而言,如果政府要對斷層帶發布土地使用管制計畫,「管制範圍內」與「管制範圍外」可以參考「斷層兩側 45 公尺的範圍」為原則,來做出區別,使管制計畫手段與目的相符。

921大地震受災建築物特性

根據上述結果顯示,建築物距離斷層帶越近,所承受的地震衝擊影響也越大,其中又以斷層帶 45 公尺為一個顯著的毀損差異界限。不過,研究認為建築物的毀損除了與斷層帶的距離帶來的衝擊,建築物本身的特性也會影響建築物的耐震能力,包含建築年代、建築構造、用途使用等等。

所以接下來,我們進一步分為「地震風險區全區」以及「斷層兩側 45 公尺」兩大區域,來觀察受損建築物具有的特性。

研究發現,無論是在「地震風險區全區」還是「斷層兩側 45 公尺」的受損建築物,當它屬於「民國 63 年以前建築」、「位於上盤(斷層面上方的岩層)」時,較容易被歸類為嚴重毀損的建築物。

什麼是斷層、上盤、下盤?

當岩石圈受到壓力、張力或扭力等作用而變形,岩層就會沿著比較脆弱的那面破裂,而兩側的岩層跟著錯動位移,這就稱為斷層。簡單來說,斷層就是「岩層斷裂、錯動的地方」!

斷層破裂的面就稱為「斷層面」,通常斷層面都是傾斜發生;斷層面上面的地層叫做上盤,下面的地層叫做下盤, 而斷層面和水平的夾角就叫做傾角喔!

延伸閱讀>>>土壤液化 是什麼? 斷層帶 有問題? 順向坡 怎麼查?地質災害預防三步驟!

上盤、下盤圖說

其中,在地震風險區全區中,除了屬於「民國 63 年以前建築」、「位於上盤」兩項特性會被歸列為嚴重毀損的建物之外,若建築物有「騎樓」,也會經常被視為容易嚴重毀損的建物,專家表示,原因可能是設有騎樓的建築物較容易有軟弱結構,以致造成坍塌損壞

此外,在斷層兩側 45 公尺距離內若屬於「政府機關」者,也會經常被歸類為嚴重毀損的建築物。最後,研究還發現,如果建物位在斷層兩側 45 公尺距離內,則需要更注意建築物有沒有鄰近山崖、河川

地震來了!哪些建築容易有危險?

台灣身處如此動盪的地質環境中,想要地震不發生是不可能的,所以我們必須勇敢地去面對它、了解它。

本研究以 921 大地震事件作為經驗,探討建築物與斷層帶的距離還有建築物的特性對於建築物受地震損壞的影響程度。研究結果除了發現「斷層兩側 45 公尺內」的建築物毀損程度確實較「斷層兩側 45 公尺外的建築物大;進一步發現當建築物被歸類屬於「民國 63 年以前建築」、「位於上盤」特性時,所受到的地震衝擊也可能會更加嚴重

透過這篇研究,除了讓大家知道地震斷層帶、建築物特性對建築物受損程度的影響差異,也希望能讓政府未來在針對斷層帶周圍或其它高地震風險地區土地使用政策的擬定上有脈絡可循,藉此為地震防災、減災的規劃進一份心力!

【更深入了解本篇論文】

張學聖、陳姿伶、王鈺淋,2017,「921 集集地震建築物災損空間特性解析」,建築學報,101:P59–75。

免費論文連結>>>點擊此處

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