第八章 地震災害 壹、教學目標： 8-1 地震災害 1.瞭解世界上曾發生的重大地震災害及其嚴重的程度。

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1 第八章 地震災害 壹、教學目標： 8-1 地震災害 1.瞭解世界上曾發生的重大地震災害及其嚴重的程度。
2.能說出臺灣歷史上災害性大地震有哪些，原因為何。 3.初步認識臺灣的地震監測系統的原理及功能。 4.知道研究活動斷層的重要性。 8-2 塊體運動 1.瞭解塊體運動發生的條件、容易發生的地點與時機、造成的災害類 型，以及災害發生後的影響區域。 2.瞭解發生順向坡災害的原因。 3.體會塊體運動為自然現象，臺灣的環境發生塊體運動為不可避免的宿命，居民應學習如何與此一自然現象互動。 4.瞭解容易發生塊體運動的條件及受其影響的危險區域。 貳、建議授課時間： 第八章：3節 參、教學建議： 1.本單元中不需要花太多時間介紹各種地質構造與現象，可斟酌時間強調世界及臺灣的地震造成的各種災害類型與實例。 2.由圖片介紹臺灣的地震帶。 3.大概介紹防震減災的工作項目，說明地震預測尚不可行，但做好地震預防，可以將災害降到最低。 4.教師可稍加說明臺灣地震觀測及研究的大概情形，能從網路瞭解或實地參觀中央氣象局地震中心或臺中霧峰九二一地震教育園區更佳。 5.教師結合「臺灣活動斷層分布圖」與九二一地震受災嚴重地區分布地點，讓學生知道斷層的活動是臺灣地震的主因之一。 6.教師在本課程結束前，提示學生回家或利用課餘時間蒐集臺灣歷史上發生的大地震資料，可參考用分組方式以減少學生負擔。例如分為五組，第一組負責1920 年之前的資料，第二組負責1921 ~1940 年、第三組負責1941 ~ 1960 年、第四組負責1961 ~ 1980 年、第五組負責1981 至今的資料。 7.教師可於課前將學生蒐集到的地震資料，印製發給各組或每位學生，已達到資訊流通的目的。 1.相對於板塊運動與地震，塊體運動比較容易由發生的過程，理解此一地球動態營力的現象以及對人類造成的影響，因此，實際塊體運動的動態影片介紹非常有效。另外，利用照片與圖片說明塊體運動的種類與發生機制亦較易為學生瞭解。 2.根據適當的實驗設計，對於沿斜坡的下滑力與抵抗下滑的摩擦力間關係解說，將十分清楚。 3.遙測影像以及地理資訊系統科技，於塊體運動的調查、分析與評估方面使用的情形愈來愈普遍，此一方面的介紹可增加學生學習興趣，教師可適時補充說明與介紹。

2 章節目錄 8-1 地震災害 8-2 塊體運動 8-1.1 世界地震災害 8-1.2 臺灣地震災害 8-1.3 地震監測 8-1.4 活動斷層
8-2.1 塊體運動的定義 8-2.2 塊體運動的種類 8-2.3 塊體運動發生的誘因 8-2.4 塊體運動的危險地區

3 8-1 地震災害 8-1.1 世界地震災害 世界三個主要地震帶：
環太平洋地震帶：海洋板塊俯衝到大陸板塊之下，碰撞力量強大，世界上 80% 的地震發生於此。 歐亞地震帶 中洋脊地震帶 地震災害可分為： 直接災害：震波衝擊、土壤液化、地面斷裂、山崩地陷、海嘯 間接災害：火災和水災 壹、教學目標： 8-1 地震災害 1.瞭解世界上曾發生的重大地震災害及其嚴重的程度。 2.能說出臺灣歷史上災害性大地震有哪些，原因為何。 3.初步認識臺灣的地震監測系統的原理及功能。 4.知道研究活動斷層的重要性。 貳、建議授課時間： 第八章：3節 參、教學建議： 1.本單元中不需要花太多時間介紹各種地質構造與現象，可斟酌時間強調世界及臺灣的地震造成的各種災害類型與實例。 2.由圖片介紹臺灣的地震帶。 3.大概介紹防震減災的工作項目，說明地震預測尚不可行，但做好地震預防，可以將災害降到最低。 4.教師可稍加說明臺灣地震觀測及研究的大概情形，能從網路瞭解或實地參觀中央氣象局地震中心或臺中霧峰九二一地震教育園區更佳。 5.教師結合「臺灣活動斷層分布圖」與九二一地震受災嚴重地區分布地點，讓學生知道斷層的活動是臺灣地震的主因之一。 6.教師在本課程結束前，提示學生回家或利用課餘時間蒐集臺灣歷史上發生的大地震資料，可參考用分組方式以減少學生負擔。例如分為五組，第一組負責1920 年之前的資料，第二組負責1921 ~1940 年、第三組負責1941 ~ 1960 年、第四組負責1961 ~ 1980 年、第五組負責1981 至今的資料。 7.教師可於課前將學生蒐集到的地震資料，印製發給各組或每位學生，已達到資訊流通的目的。

4 圖 8-1 注意中國的災害地震很多。 近百年世界十大地震（綠圓圈）及十大災害地震（紅菱形）。 百寶箱 8-1

5 表 8-1 表8-1 世界每年平均發生地震次數 規模 次數 能量（1015J） >8.0 0-1 0-1000 7-7.9 12 100 6-6.9 110 30 5-5.9 1400 5 4-4.9 13500 1 3-3.9 >100000 0.2 注意規模大於 7.0 的地震， 平均每個月就有 1 次。

6 土壤液化 發生在含飽和地下水的砂土地區 地震搖晃使得砂土顆粒間的孔係水壓增高，水與砂土顆粒遂重新排列，形成像泥漿的狀態，始得土壤失去支撐力，建築物因此而下沉傾倒

7 土壤液化示意圖

8 臺北101高樓的懸浮阻尼球，可以衰減振動，提高建物的耐震能力。
圖 8-3 臺北101高樓的懸浮阻尼球，可以衰減振動，提高建物的耐震能力。 百寶箱 8-2

9 臺灣百年十大災害地震（紅圓圈）及靠近本島規模大於 7.0 的地震（藍圓圈）。
8-1.2 臺灣地震災害 臺灣百年十大災害地震（紅圓圈）及靠近本島規模大於 7.0 的地震（藍圓圈）。 注意四大死亡地震

10 圖 8-4 主要分為東北、東南 及西部三個主要地震帶 臺灣百年地震分布

11 圖 8-5 臺灣近百年四大災情最嚴重的地震。

12 車籠埔斷層為南北走向，但在北端大甲溪畔的石岡轉東，在此處造成巨量的錯動，甚為奇特。災情涵蓋臺灣中北部，在斷層上盤地區尤為嚴重。
圖 8-6 車籠埔斷層為南北走向，但在北端大甲溪畔的石岡轉東，在此處造成巨量的錯動，甚為奇特。災情涵蓋臺灣中北部，在斷層上盤地區尤為嚴重。 九二一地震死亡率分布。紅線為車籠埔斷層。

13 8-1.3 地震監測 地震發生後，蓄積在震源的能量以三種形式釋放出來，分別為震源錯動變形（即地震斷層）、震源摩擦生熱與地震波。
探討震源錯動和摩擦，需鑽井取出斷層帶岩心來分析；偵測震源位置、發震時間、規模及破裂過程，則要依靠圍繞震源的地震監測網。 地震監測網分為兩種：即時地震網和強震網。 臺灣地震觀測始於日據時代（西元1897 年），氣象局地震監測網（CWBSN）於1999 年集集地震時，收到全世界首次地震發生過程的完整紀錄，對世界地震觀測有重大的貢獻。 動動腦 8-1 百寶箱 8-3

14 地震預警系統 地震的發生過程非常複雜，目前地震預測尚不可行，退而求其次，透過電腦，利用震源附近測站收到的P 波信號，迅速推算震源的位置與規模，並通知遠地，如此一來，遠地即可在破壞力較大但速度較慢的S 波到達前，爭取到數十秒珍貴的時間，啟動自動化系統，讓高速火車慢下來，電腦緊急備份資料，醫院備用發電機啟動等，這樣的系統稱為地震預警系統，若能將誤報率降到合理的範圍，有相當高的實用性。地震預警系統目前在臺灣已發展得很好。

15 8-1.4 活動斷層 臺灣活動斷層與災害地震比較。

16 圖 8-7 利用全球衛星定位系統，量測出地面一點的移動情形。左圖為相對於澎湖的臺灣島不同位置移動速度。右圖為相對於上海的菲律賓海板塊移動速度。

17 圖 8-8 調查活動斷層常用的兩類方法：（a）槽溝開挖；（b）震測，係利用人工震波給地下拍一張照片。 動動腦 8-2

18 斷層構造演化推論 Slipage stage Folding stage 2 Breakage stage Folding stage 1
Original stage 百寶箱 8-4

19 8-2 塊體運動 8-2.1 塊體運動的定義 WHAT？ （定義與特徵） WHY？ （發生機制） WHERE？ （條件與區域）
認識塊體運動的不同種類以及其特性 認識臺灣的塊體運動以及其所造成的災害 WHY？ （發生機制） 瞭解為什麼會發生塊體運動 瞭解板塊系統、大氣系統以及水文系統如何影響塊體運動 WHERE？ （條件與區域） 瞭解發生塊體運動的條件及受其影響的危險區域 HOW？（預防） 工程方法 監控塊體運動隨時間產生的變化（監測） 壹、教學目標： 8-2 塊體運動 1.瞭解塊體運動發生的條件、容易發生的地點與時機、造成的災害類 型，以及災害發生後的影響區域。 2.瞭解發生順向坡災害的原因。 3.體會塊體運動為自然現象，臺灣的環境發生塊體運動為不可避免的宿命，居民應學習如何與此一自然現象互動。 4.瞭解容易發生塊體運動的條件及受其影響的危險區域。 貳、建議授課時間： 第八章：3節 參、教學建議： 1.相對於板塊運動與地震，塊體運動比較容易由發生的過程，理解此一地球動態營力的現象以及對人類造成的影響，因此，實際塊體運動的動態影片介紹非常有效。另外，利用照片與圖片說明塊體運動的種類與發生機制亦較易為學生瞭解。 2.根據適當的實驗設計，對於沿斜坡的下滑力與抵抗下滑的摩擦力間關係解說，將十分清楚。 3.遙測影像以及地理資訊系統科技，於塊體運動的調查、分析與評估方面使用的情形愈來愈普遍，此一方面的介紹可增加學生學習興趣，教師可適時補充說明與介紹。

20 九九峰與九份二山

21 8-2.2 塊體運動的種類 塊體移動的型態 Type of Movement 塊體移動物質的種類 岩盤 工程土壤 粗粒為主 細粒為主
墜落 Falls 岩石墜落 岩屑墜落 土墜落 傾覆 Topples 岩石傾覆 岩屑傾覆 土傾覆 滑動 Slides 轉動 Rotational 岩石崩移 岩屑崩移 土崩移 移動 Translational 岩塊滑動 岩石滑動 岩屑塊滑動 岩屑滑動 土塊滑動 土滑動 側落Lateral Spreads 岩石側落 岩屑側落 土側落 流動 Flows 岩石流動 岩屑流動 土流動 複合運動 Complex 複合兩種或兩種以上的運動方式

22 塊體移動（mass movement）類型
墜落（rockfall）是岩石從陡崖自由地掉落（free-fall）。 旋滑（slump）是密合岩體沿著彎曲的破裂面（旋轉滑動），進行緩慢或中等速度的移動。土石流通常發生在崩滑岩塊的底部。 墜落 旋滑

23 塊體移動（mass movement）類型
平滑（rockslide）是一種岩石物質沿著層面、節理或其他構造上較脆弱的面（平移滑動），進行快速地向下坡移動 流動（debris flow）是碎岩、土、泥與水組成混合物快速流動 平滑 流動

24 墜落 落石山壁 受災民宅 陡崖山壁上的岩塊墜落，造成一死一傷，房屋三間全毀一間半毀

25 地滑 （旋轉滑動）

26 地滑 （平移滑動） 林肯大郡順向坡滑動

27 地滑 （平移滑動） 造成全省大停電的龍崎電塔順向坡滑動

28 圖 8-11 九二一地震引發草嶺大型順向波滑動（上圖），滑動塊體堵塞河道形成堰塞湖（右圖）

29 圖 8-12 土石流溪流的地形特徵 百寶箱 8-5

30 土石流

31 8-2.3 塊體運動發生的誘因 地球動態系統 大氣系統 水文系統 板塊系統 生態系統 塊體運動 斜坡系統 地質災害 地球動態系統 塊體運動
0.87kg 0.5kg 1kg 30° 地球動態系統 塊體運動

32 塊體運動的發生機制 重力作用造成 環境因素：地形、地質、水文及氣候 地震與豪雨：重要誘因 人為（開發）因素：息息相關

33 塊體運動的誘因（以土石流為例） 土石流發生三要素 土石材料 水 地形 降雨 潰壩 融雪 鬆散土石 水 坡度 土石流 主要摘自臺大地質系網站

34 臺灣惡劣的天然環境 山坡地占面積 3∕4，地形陡峭 高溫、降雨集中 菲律賓海板塊每年 6～7 公分向大陸板塊推進 板塊邊緣衝撞擠壓劇烈隆升 板塊邊緣屬地震帶 地層劇烈擾動，地質構造破碎且複雜

35 瞭解土石流危害型態－災害防治 危害型態 發生地點 危害方式 淤埋 堆積部 停止運動時，大量泥石淤埋各種設施 沖刷 發生部、流動部
坡面土體和溝床泥砂沖刷 撞擊 流動部 衝毀沿路上的橋樑、堤壩及各類設施 磨蝕 磨損堤防、橋柱、欄砂壩及其它設施 堵塞 塞自身流路或主河道後形成堵塞壩 漫流改道 堵塞流路，造成漫流改道 彎道超高 越岸淤埋或沖毀各種設施 擠壓主河道 匯入主河道淤成沖積扇，減少河道面積

36 塊體運動的危害型態（以土石流為例） 土石流扇狀堆積區 以山谷出口、扇狀地的頂點，或坡度十度為頂點，由Ａ點依據土石流最大擴展角度（一百零五度）向下游劃出一扇狀區域 以扇狀區內坡度二度的等坡度線Ｂ作為土石流的到達邊界

37 圖 8-14 自然侵蝕作用

38 圖 8-15 人為不當開發

39 8-2.4 塊體運動的危險地區 塊體運動災害之調查 調查項目 調查方法 集集地震前 水文、地文、地質、土地利用…… 遙測影像判釋
地球物理探測 地表地質調查 鑽探、取樣、室內試驗 現地試驗 監測 集集地震前 集集地震後 百寶箱 8-6 動動腦 8-3

40 土石流災害防治工程技術 上游地區採用抑制工法 潛壩、固床工及護坡 抑制河床與溝谷切側蝕，減少上游堆積材料 中游地區採用攔阻工法 梳子壩或攔砂壩 流動的土石減少 下游地區採用疏濬工法 渠道或導流堤 誘導龐大的土石流沿著通暢可宣洩的方向流動

41 圖 8-17 工程方法 －攔阻方法實例 南投信義鄉豐丘 土石流整治工程
　　　　　土石流整治工程 以梳子壩攔截大粒徑土石，讓小顆粒泥沙及水通過，下游的沉砂池則用來堆積未被梳子壩攔截而下移的土石，已提高下游的安全。

42 參考文獻-1 1. 徐鐵良（1987），地質與工程，中國工程師學會，共494頁。
2. 經濟部中央地質調查所（2000），臺灣活動斷層概論（第二版），共122頁。 3. 經濟部中央地質調查所（1999），九二一地震地質調查報告，共315頁。 4. 中央氣象局（1999），臺灣十大災害地震圖集，共290頁。 5. 交通部科技顧問室（1999），土石流溪流橋涵設計準則之研究，共171頁。 6. 何春蓀（1993），普通地質學，第三版：五南圖書公司，共751頁。 7. 陳宏宇（1990），臺灣山崩之工程地質特性，地工技術第79期，第59-70頁。 8. 詹錢登（2000），土石流概論，科技圖書股份有限公司出版，共147頁。

43 參考文獻-2 9. 經濟部中央地質調查所（2000），臺灣山崩災害專輯（一），共145頁。
10. 經濟部中央地質調查所（2003），山崩潛感分析之研究（1/3），國立中央大學應用地質研究所執行，共154頁。 11. 經濟部中央地質調查所（2004），山崩潛感分析之研究（2/3），國立中央大學應用地質研究所執行，共262頁。 12. 廖洪鈞、廖瑞堂（1999），坡地社區開發安全監測手冊，內政部營建署研究報告。 13. Hamblin, W.K. and Christiansen, E.H. (1998) Earth's dynamic systems, Prentice Hall, 740p. 14. Turner, A.K. and Schuster, R.L. (1996) “Landslides Investigation and Mitigation”, Special Report 247, Transportation Research Board, National Research Council, Washington, D.C., 673p. 15. Varnes, D.J. (1978)“Slope Movement Types and Processes in Schuster and Krizek eds Landslides-Analysis and Control”, T.R.B. Special Report 176, pp

44 國內網路資源 1. 中央大學應用地質研究所：http://www.geo.ncu.edu.tw
2. 中央大學地球科學暨地球物理研究所： 3. 氣象局地震中心： 4. 中研院地球科學研究所： 5. 行政院農業委員會水土保持局： 6. 山崩教室： 7. 中央地質調查所： 8. 詹錢登研究室： 9. 山坡地社區安全居住手冊：

45 國外網路資源 1. United Sates Geological Survey：http://www.usgs.gov
2. National Landslide Information Center： 3. Geologic Hazards-Landslides (USGS)： 4. The Landslide Slide Show at Kingston University 5. FEMA: Landslides： 6. Anaheim Hills Landslide Update： 7. The Japan Landslide Society： 8. ILRG- INTERNATIONAL LANDSLIDE RESEARCH GROUP： 9. Landslides in BC： 10. LANDSLIDES IN JAPAN： 11. Washington State Department of Ecology：

46 第八章 結束

47 百寶箱 8-1 地震災害和經濟發展的關係 地震災害嚴重的程度與國家經濟發達與否有關。經濟發達的國家，其基礎設施、建築耐震與防救能力都比較好，地震死亡人數亦可降低，但經濟損失則很難避免。近十年來規模較大的幾次地震，如 1994 年美國北嶺地震；1995 年日本阪神地震；1999 年土耳其依茲密地震；1999 年臺灣集集地震等。由於大都市高度建設，遇到地震破壞，損失都非常大。 Back

48 百寶箱 8-2 防震減災工作 地震發生很難避免，唯有加強防震減災工作，才能將災害程度降到最低。 防震減災措施可分三方面進行： 災害預防
災害應變 災害善後

49 百寶箱 8-2 防震減災工作 災害預防：防災法規、防災體系、耐震設計、整治補強、教育訓練、設備整備等。
百寶箱 8-2 防震減災工作 災害預防：防災法規、防災體系、耐震設計、整治補強、教育訓練、設備整備等。 災害應變：災害預報警報、災情通報、避難疏散、災害搶救、災物處置、緊急支援等。 災害善後：災情彙整、災區復舊、災民救助、資金通融、環境污染防治等。 防災工作多一分準備，即可減少一分損失。 Back

50 百寶箱 8-3 地震預測知多少？ 從彈性反跳理論可知，應力累積及釋放會重複發生，因此地震可能具有某些規律性，可予以預測。
地震預測必須同時預測地震發生的時間、地點、和規模。 地震預測主要利用地震前兆，來預測大地震的發生。因為引發地震的機制很複雜，相關理論研究尚未成熟，目前地震預測成功率仍然低於10%。 Back

51 百寶箱 8-4 海嘯 西元 2004 年 12 月 26 日印尼 蘇門達臘外海的巽他海溝，發生規模 9.0 的大地震，震源深度 30 公里，引發 1200 公里長的大斷裂，鼓起數公尺高的海水，造成南亞大海嘯，淹沒 5000 公里範圍的海岸，造成超過十八萬人死亡，極為可怕。 海嘯發生的三種原因： 發生在海底，規模 7.5 以上的淺源地震，鼓起海水 海底火山爆發 大規模的海底山崩

52 百寶箱 年南亞海嘯的全球波高分布

53 百寶箱 8-4 海嘯前

54 百寶箱 8-4 海嘯後 Back

55 百寶箱 8-5 土石流溪流的地形特徵 土石流溪流與石塊堆積在坡度約 30 度左右的溪床區域，稱為發生部，此即為土石流的材料來源。降與會降低土石材料材料的抵抗力，引發其往下游移動。 流動部是指土石流流動的溝谷區域，通常坡度在 10 度到 30 度之間。隨著溝谷坡度漸緩，土壤與石塊移動的能力漸次降低，直到溝谷坡度緩於 10 度左右，土石流便開始減速直至停止而堆積，成為堆積部，因常呈扇狀，故又稱為扇狀低積區。 Back

56 百寶箱 8-6 遙測影像在塊體運動研究上的應用 遙測影像對於判斷塊體運動的發生極位置相當有用，從遙測影像的色調與形狀等特徵，可以找到哪些地區發生了塊體運動，並藉由基本資料以及經驗評估其可能的種類，這種利用遙測影像進行判釋很有效率。但是，野外的詳細調查與檢核仍然是必要的。　 Back

57 動動腦 8-1 花蓮到臺北 120 公里，試算一下：花蓮發生地震，臺北有多少預警時間？（P 波速率 6 km/sec，S 波速率 3.5 km/sec） Back

58 動動腦 8-2 由圖 8-8a，畫畫看斷層在哪裡？地層如何被錯動？由圖 8-8b推測一下，沿著斷層面，已滑動了多長的距離？ Back

59 動動腦 8-3 近年來，臺灣颱風季節一到，山區土石流就開始發生。想一想，有哪些原因，使得臺灣土石流問題愈來愈嚴重？ Back