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風調雨順是盼望,超前部署才能在鬼門關前阻擋 ── 深訪水土保持局局長李鎮洋

鄭國威 Portnoy_96
・2020/08/05 ・7897字 ・閱讀時間約 16 分鐘
行政院農業委員會水土保持局。
圖/wikipedia

中興新村我熟得很,週末若想出門散心又不知去哪,住在臺中近南投的我,十之七八會帶著家人開著車,到這個被暫停的時空,貪婪地享受陽光下綠得刺眼的樹木跟草地,到麵館吃碗外省口味牛肉麵、吞一盤滷牛腱,再數數靜巷裡有多少貓主子。

縱使來過中興新村多次,我卻不知也沒注意到,原來農委會水土保持局(以下簡稱水保局)就在這。外觀不起眼的水保局建築只有兩層樓,中間有個大大的中庭,牆上貼著紅底黑字的春聯,「風調雨順」四個字掛在這再中肯不過了。看見牆上的壁掛式電風扇、四周的綠植盆栽,感覺像是到了農村四合院與小學的綜合體。這次公部門 X 科學傳播專題,我們來到中興新村請教水保局的李鎮洋局長,在面對大大小小的災害、形形色色的開發,身為臺灣 74% 土地總面積,也就是所有山坡地的重要管理機關,覺得該怎樣做科學傳播、與民溝通?

水保局局長李鎮洋接受泛科學專訪

「以前讀科學的,或是像我們這種水跟土加起來是泥巴的,所謂的工程人員,都比較踏實樸實,有什麼說什麼,比較不會包裝,但跟大眾溝通不得不做調整。」畢業於臺灣大學土木工程學研究所的李鎮洋,自 104 年起擔任局長,雖然以工程人員自稱,但受訪時語速不低,最近還在水保局官方 Instagram 開張的影片裡現身,戴著粉紅色口罩跟小編(應該是局裡的同事)用輕鬆的方式介紹水保局如何做防災整備。

李鎮洋說,水保局起初的任務就是負責平衡山坡地範圍內的開發跟保育。民國 83 年水土保持法誕生後,則更偏向保育。然而,此前山坡地上早已處處開發,有壓力,也有各方勢力。「對水保局來講,我們希望(山坡地)合法開發利用。合法包含土地的合法、程序的合法,不會造成保育的壓力,也就不會造成災害,造成下游的損失等等。」他說。

理想是這樣,但做得到嗎?

李鎮洋表示,在開發過程中,水保局扮演整合協調者,所以開發案成不成功的壓力不會落在水保局上,但水保局的確面臨來自環保團體的壓力。「比如我們為了要保護環境,可能不得不去做一些野溪整治或邊坡處裡。(環保團體)常常會覺得我們在破壞。」

野溪整治的 101 道難題

難道不是破壞嗎?我自己屢屢親眼或在臉書上看到被「整治」的野溪照片,都心疼到有點麻木。

然而李鎮洋覺得這是欠缺溝通跟對野溪不夠理解。「什麼叫野溪?野溪是平常沒水,只有颱風豪雨才有水,這個時候,你說魚怎麼游上去、怎麼保護那個魚?平常都沒有魚呀。」李鎮洋解釋。

他接著說明野溪裡的確有深潭跟淺灘,深潭裡長年有水,魚在野溪有水時可能會往上游,所以會保留深潭,淺灘則盡量。但其他部分若不施作保護,山坡一崩滑,土方就會將深潭覆蓋,結果更糟。

「(環保團體認為野溪)本來看起來非常自然,那你現在把它變成有護岸、中間有攔沙壩等等,他覺得這個動物上不去。這個其實我們各分局也跟環保團體溝通,溝通的結果是,他們也能體諒我們不得不做,有一些還是很堅持,這個持續溝通。」李鎮洋表示所謂的破壞,事實上是為了保護而不能免的措施,而且實施時間很短,通常半年、一年內就完成,對動植物來說衝擊的時間很短,一個工程做完之後不到三個月,全部都恢復。

真的嗎?李鎮洋表示許多環保人士不相信,水保局便請生態專家調查,結果的確如此。「過程最重要的就是建立信任感,我們的數據他信不信任?我們的說法他信不信任?我們說不會破壞或者破壞是有限的,他信不信任?有些人可以接受我們的說法、有些人不能接受,我們要持續地建立信任感,一直提出不間斷的科學證據或科學調查。」(註:我無法為水保局背書,但在這次專訪盡所能忠實呈現局長觀點。後續會收集各方觀點,也歡迎大家提供意見。)

「當同仁到現場接受立法委員、地方民代、縣市政府或是民眾建議,說有崩塌或崩塌風險,要趕快執行工程,我們憑什麼說這個案子可不可以做、會不會影響生態、有沒有什麼動植物以這裡為重要棲地,是不能碰的?以前沒有人知道,只有做了。後來環保團體出來了,已經來不及了。也許真的做錯了,因為我們不知道,他也認為『你怎麼不知道,你政府耶!政府應該是萬能的。』」李鎮洋表示,以前的確許多時候是不知道。

於是水保局不斷擴大建立生態檢核系統。從民國 96 年開始,先就石門水庫集水區內的工程做生態檢核,累積成果後,持續增加涵蓋範圍。民國 103 年底,水保局制定了「環境友善措施標準作業書」,將生態檢核納入工務流程,2,000 萬元以上且位於高度敏感區的工程為主要適用範圍。接著,行政院公共工程委員會則於民國 106 年訂定「公共工程生態檢核機制」,要求新建公共工程都需要辦理生態檢核(除了災後緊急處理、搶修、原地復建等)。

然而水保工程每年大大小小超過 2,000 件,分佈全臺、工期較短,生態團隊也看顧不來,李鎮洋為了讓同仁清楚工程對生態的影響,於前年(107)建立了「集水區友善環境生態資料庫」,收集來自林務局、特有生物保育中心,以及國內研究學者的發表,把生態跟重要生物的範圍標註起來,「再來是環保團體曾經關注的、媒體報導過的,只要是能收集得到的,我們就放在圖說裡面。」

「集水區友善環境生態資料庫」示意圖。
圖/「集水區友善環境生態資料庫」系統(民眾版)

(可參見 109 年 3 月 農委會出版《農政與農情》期刊之〈掌握生態情報,強化生態檢核〉)

李鎮洋表示,該資料庫現已收集超過 20 萬筆,為全臺灣最大的生態資料庫,讓同仁避免踩到地雷,衝突情形就慢慢越來越少,「除非什麼東西是沒有人看過、沒有人知道,那當然我們也不知道,那就沒辦法。」綜整各方情報分析之後,水保局區分出一級跟二級檢核區,一級檢核區內的工程由生態團隊全程協助、執行生態評估分析,與工程執行機關、設計監造、施工單位密切討論方案後才執行,確保棲地不受過度干擾、能迅速恢復;一級以外皆屬於二級,由工程單位按照資料庫的生態情報研擬生態友善對策。若你有興趣,可以到「坡地環境共同服務平臺」看看,點選地圖的不同圖層。

「坡地環境共同服務平臺」示意圖。
圖/「坡地環境共同服務平臺」

水保局平時也會上網蒐集輿情,若是發表在臉書上的批評,水保局通常會主動留言,說明工程的理由跟考慮。「如果做不夠好,我們也會改進。比如說也許可以採取更好的方式,我們去問他建議用什麼樣的方式,如果方式還不錯,這個個案可以馬上改,我們就改了。如果不能改,我們下次在別的案子裡面當作案例。」李鎮洋說水保局的治理組專門負責到六個分局宣導案例、網友批評的意見、以及未來該怎麼做。(我發現最近臺東就有個案例

有批評檢討,也有自豪案例。納入生態檢核十多年來,水保局在阿里山鄉的「頓阿巴娜野溪整治五期工程」、臺中東勢區的「四角林野溪整治工程」分別得過國家永續發展獎跟公共工程品質金質獎。大家不妨搜尋看看相關資訊,或是親自前往踏查一番,我自己就打算有空去看看。

若要舉一個面臨各方需求跟壓力,最終達成多贏的案例,李鎮洋認為大肚山上的中部科學園區算是。他表示當初中央希望在山坡地上大規模的開發,因此依照水土保持法,要設多座能防洪的滯洪沉砂池,才能在颱風豪雨時調節流量,蓄積雨水再安全排放至下游。不過臺中市政府考量園區鄰近市區,因此要求大幅提高滯洪設施的規格,隨之加大了量體;與此同時,當地居民則希望滯洪沉砂池能作為運動休閒公園,業主則通常不希望能用的土地因此縮減,環保團體也有許多意見……。

「還好那案子算成功,因為開發業者是科技部的中科管理局,中央政府比較好談,做個調整,把滯洪沉砂池變大、變緩和一點,上面就可以設運動設施、網球場、羽球場等。」水保局為此修正了相關規範,李鎮洋說,既然這樣做,固定設施也得盡量減少,讓水、砂可以很快消退恢復,也不會造成災害往下沖,需要相關配套,整合於水保計畫審查過程裡。後來各方都同意,如今八座滯洪公園被譽為水保示範工地,成了地方社區、園區員工舒展身心的樂園,豐富的濕地生態還讓台積電的員工成立生態保育團體,紀錄出沒的鳥類有哪些。

李鎮洋說:「我們不像環境影響評估可以直接駁掉(開發),因為水土保持計畫審核已經是在整個過程的後面了。前面都許可,環境影響評估都過了,最後才是(水土保持計畫審核)。我們怎麼再去駁掉前面的?只能盡量減少衝擊,用工程、植栽、園藝等各種方法,讓大家的利益整合。」

「以前老師跟我們講:『知道水土保持學系是什麼嗎?你們是醫生知道嗎?』」李鎮洋表示,如何讓河川溪流不氾濫,山坡地不崩塌,就像維持身體血管組織健康一樣,因此水保人員一直自許為大地的醫生。就如現在醫生會遇到病人、家屬、藥廠、老齡少子化、健保核刪、醫院內政治、或突如其來的疫情等各式各樣的挑戰,在開發與保育、工程技術與網路輿論之間,大地醫生也必須時刻警醒、應變,對多變的環境保持謙遜。

水保防災意識的超前植入

大地醫生可不能只等疾患纏身才治病。為了讓全民更了解水土保持的目的跟重要性,水保局大力投入宣導。從印書、發摺頁,話劇演講、徵文徵圖,再到現在的 AR/VR。「你可以從老鷹的視角去看為什麼會崩塌,可能是因為被違法開發、沒做水土保持,體感座椅會跟著動,如同自己正在飛。」李鎮洋很驕傲地說水保局將 VR 結合宣導是全臺第一,學生很好奇也很喜歡,坐一次不夠還要坐第二次。

為了扎根,水保局針對小學生製作的內容還分為低中高年級、有/無注音版、書還做成立體書,每週兩次透過行動書車送到偏鄉學校,用夜市會有的簡單遊戲如套圈圈來寓教於樂。「我們現在建立了 102 個水土保持酷學校,提供很多水土保持教具圖書,當學校的環境教育教材,然後把附近學校、社區也能納進來。」李鎮洋說。

想要成為酷學校也不容易,水保局接到學校申請後,會評估學校是否能融入課程、老師是否做足準備讓學生參與。李鎮洋以新竹關西東光國小為績優典範,該校校長積極規劃,與水保局長期合作,加上位在山區,學生家可能就位於開發的山坡地,家長也可能從事相關行業,更需要面對水保議題。聽了局長描述,聽得讓我也想去參觀拜訪。

不過校園宣導好像都針對國中小,高中呢?李鎮洋局長坦白說:「高中生有升學壓力,不考試是不會看的啦!」

針對成人的部分,水保局除了提供一般的科普資訊跟防災訊息,李鎮洋表示「土石流防災專員」的招募與培訓特別關鍵。

防災專員?老實說要不是來採訪前做了一些研究,之前我從沒聽過。李鎮洋話說從頭:早期雨量測站大部分屬於氣象局,一部份則屬於臺電或水利署,大多位於平地,理由是平地人口多,但容易有土石流災害的山區反而少有測站。「這個社區在這裡,但監測站在那裡,太遠,這邊有下雨,那邊沒下雨,發布警訊就會不精準。」李鎮洋說。

為了改善這種狀況,水保局便將簡易雨量筒提供給山區的村里長,教他們觀測跟回報。不久後敏督利颱風(民國 93 年)來襲,造成中臺灣嚴重災情,尤其是大甲溪沿岸的松鶴部落。事後調查發現儘管當地發生嚴重土石流,六十戶受災,卻只有一人死亡,雖然不幸,卻也是大幸。當地居民在調查訪問時表示,就是因為一個多月前水保局同仁帶著雨量筒請村里長幫忙監測雨量、溝通自主疏散避難,讓他們對雨量產生警覺,才會在政府發出警報之前就行動,保住了大多數人生命。

是痛定思痛,也為了超前部署,從隔年起,水保局開始招募跟訓練防災專員,至今已達 3132 人(歷年總培訓人數)。招募對象以土石流防災保全區裡的村里長優先,有興趣者也都歡迎,經過訓練跟檢定,就會被授予資格。由於防災專員需要協助公務,面臨風雨衝擊、得上山下谷,水保局也提供保險跟裝備,並開發系統,讓他們利用手機簡訊、LINE 通訊軟體及土石流防災資訊網 APP 傳送雨量資料、通報災情及接收土石流警戒訊息。

李鎮洋接連說了多個防災專員即時撤離住戶,救了許多人性命的案例,不免激動。

「防災專員第一是幫我們觀測傳遞雨量。第二是當發布黃色警戒、紅色警戒,幫我們傳遞給當地人。第三,如果發生災害要通報我們。第四,要幫助疏散避難,協助鄉鎮公所或軍方警察消防,跟我們保持密切聯繫。」李鎮洋表示,這樣的社區叫做自主防災社區,平時有輔導團隊協助辨識社區風險,例如環境裡哪些地方可能崩塌、發生土石流、多少戶有危險、高風險的有幾個人、他們的姓名電話住址……並提供資料跟教學,將居民統合為自主防災組織。「例如你年輕有車,接到警訊要疏散,你就載你的阿公阿嬤叔叔伯伯,你顧誰、顧幾個、車怎麼走哪條路安全,哪裡是庇護所……大部分是活動中心、消防所或者學校的禮堂。」

民國 98 年莫拉克來襲,除了小林村的悲劇,當時臺灣中南部、東部也都嚴重受創,但培訓出的防災專員挽救了不少人命。李鎮洋以當時南投水里鄉新山村為例,林美玲村長跟先生黃明達都是防災專員,見雨勢驚人、超過警戒,但很多居民不想離開,兩人便熬夜巡邏到凌晨兩點,發現出入的壽山橋斷了,趕快挨家挨戶敲門警告溪旁的村民,然而 135 位村民中,有 19 人當下不願撤離,村長只好通報消防隊,把人硬拉走,同時也通報水保局的土石流災害緊急應變小組,在清晨 6 點前讓全村都安全撤離。「隔天一看,有二十幾間房子被沖到水裡面去。如果沒叫起來,六十幾個人就走了。」李鎮洋接連說了多個防災專員即時撤離住戶,救了許多人性命的案例,不免激動。

「這些土石流防災專員經過訓練,就會比他的爸爸媽媽有感覺。以前我們在疏散,阿公阿嬤最常罵我們了,說你們年輕人不知道,我們從什麼時候就住在這裡了,你們讀書人不知道,隨便講講的。」然而經過幾次經驗,現在只要一發布警訊,山區居民都會配合撤離。李鎮洋認為防災專員與自主防災社區功不可沒。至今,防災專員疏散超過上萬人次,減少了 2,000 人以上的傷亡。

用科技替臺灣山地聽診把脈

防災專員展現出人的能量跟重要性,但要超前防災減災,更得靠科學研究、善用新科技。

「我想把水土保持局建立成打造『智慧防災坡地環境』的單位。」李鎮洋說,大家不希望有違規開發的情事,但怎麼掌握違規開發的事實?以前靠人現場查報,人情包袱卸不下、山區又遼闊,效果當然不好。從民國 87 年開始,水保局啟用衛星影像主動監測。減少人情世故、而且速度飛快。監測頻率則從先前每兩個月一次,今年開始改成一個月一次。「怪手開挖兩個月跟一個月差很多」,這樣就能及早阻止破壞,李鎮洋說。

由於雜訊、雲霧遮蔽、圖層位移等狀況,在電腦判釋之外,水保局也加入人工檢核,若發現違法開發,水保局就會把衛星影像結合地籍系統,發到縣市政府鄉鎮公所,再到現場拍照調查,加快處分。

除了違規開發,氣候變遷造成的超集中雨量也是水保局關注焦點。下一個可能發生小林村事件的地方在哪裡?能不能先找出來呢?水保局為了降低類似的大規模崩塌危害,利用經濟部中央地質調查所對全臺的光達(Lidar)掃描資料,製作出極為精準的地形圖,再請地質專家判斷高風險地點,確認周遭有沒有居民與聚落。

李鎮洋表示水保局積極利用科技打造山地防災減災網絡,努力的成果與經驗已經能夠外銷,傳授給同樣面對類似風險的國家。

「從 106 年開始,我們開始第一期的大規模崩塌防減災計畫。全臺灣可能發生大規模崩塌的,大概有一萬多處,但有保全對象的,目前篩選出來 186 處。我們再做風險評估,大規模崩塌指面積要達到十公頃,深度要十公尺,土方要十萬立方公尺,其中滿足一個條件,就列為大規模崩塌的潛在區域。比較危險的是 34 個。」李鎮洋說,這項計畫的第一期經費是 34 億元,而明年即將開始第二期的計畫經費為 50 億元。若完成後,可以大幅提高防護能力,降低至少 200 億元農損。

為了要了解一塊潛在崩塌地、地滑地目前的危險性,如崩塌大概多深、範圍多大,得找出滑動面,為此則要鑽探以監測地下水位、目前滑動量和速度等等基礎調查數據。然而,「這麼多資料,用什麼基準做為未來防災標準?如果要啟動預警疏散避難,要用什麼基準?是水位高、還是滑動距離?這要找專家來討論,因為全世界目前沒有像臺灣做這麼快。」

李鎮洋表示他蒐集全世界各地針對大規模崩塌的觀測資料,而且後來真的發生崩塌的可驗證案例,至今只找到義大利瓦伊昂大壩 1963 年的案例

「水越過壩頂,拱壩新蓋好,很堅固,壩沒壞,水往下游沖,七個村莊兩千人全都不見了。義大利政府就為了七個村莊蓋紀念館,我去參觀這個紀念館買了影片、書,看到書裡有監測資料,我覺得這資料很珍貴,目前也只收集到這個。」李鎮洋說。

儘管數據還不足,臺灣也不能等著災害發生。李鎮洋知道,任何預測都可能太保守或太樂觀,但他決定先請學者根據現有資料建立模型,如雨量,滑動速度跟加速度,加上現場觀測跟即時儀器監測,訂出應變啟動標準。

「鑽探很花錢、觀測儀器很花錢,觀測儀器還必須隨時都 ready,不能要用的時候沒電、故障。」李鎮洋回想起自己還是學生的時候,是以月為週期被老師吩咐去拿監測結果,但根本緩不濟急,因此要求水保局做到即時觀測、即時傳回,即時分析、即時反應,這樣才有用。目前水保局已建置了 21 座固定式、3 座行動式(全球首創),以及 17 座簡易式土石流觀測站,配有 CCD 攝影機、雨量計、水位計、土壤含水量感測器、鋼索檢知器及地聲檢知器,透過穩定的衛星訊號傳輸,即時傳入土石流防災資訊網,供防災人員跟我們所有人查詢。

大規模的研究計畫,水保局無法只靠自己,因此委託了臺大、成大、中興、屏科大等多所學校共同參與。目前在宜蘭大同鄉,水保局也正在進行「蘭台大規模崩塌潛勢示範區觀測科技整合研究」,由暨南國際大學團隊帶隊,結合更多研究單位,包括中央研究院。

「這個出來老實說,全世界第一套,最 top 的,日本都還沒這樣做。」李鎮洋很有自信地說:「因為臺灣人不能等,政治反應非常快速,就像你說的『有壓力』,讓我們要用更有效的方式。」

這個「更有效的方式」,甚至還能外銷。李鎮洋說水保局已經開始輸出臺灣經驗到東南亞,亦透過國合會等管道初步接觸非洲跟中南美洲。以泰國為例,透過臺泰農業合作會議的平台,水保局將水土保持教室整套帶到泰國,提供當地農業主管機關與農民友善環境、減災防災的開發方式。臺灣也與越南透過第三方簽訂合作備忘錄,傳授監測土石流的技術,協助分析資料,還提供軟硬體。

一個插曲或許展示了為何臺灣經驗適合移植。李鎮洋說前陣子越南方回報莫名的資料遺失問題,水保局馬上請他們派人到現場巡邏,看是否被偷接電。而結果的確如此。「因為他們山區比較偏遠,有電很不容易,百姓就自己偷接了。我們為什麼會知道?就是臺灣曾經發生過。」李鎮洋笑說,日本等國的方案太先進了,需要很多基礎建設,但我們這條路剛走過,所以可以一步一步幫助越南等國向前走,面對各階段的壓力測試。

就跟臺灣這片土地面臨板塊擠壓、颱風侵襲、旱澇交替,進行了百萬年的壓力測試一樣,21 世紀的水保局為了負起保育國土的責任,也面對各種壓力,但我想局長與水保局的同仁大概會說工程人員扛習慣了,是吧?

文章難易度
鄭國威 Portnoy_96
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是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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地震規模越大,晃得越厲害?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/09/16 ・3706字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

某天,阿雲跟阿寶分享了一個通訊軟體上看到的資訊:

阿雲:「欸,你知道最近有個傳言說,花蓮有 7.7 級地震,如果發生的話台北會有 5.0 級的震度耶!」

阿寶:「蛤?那個傳言也太怪了吧,應該是把規模和震度搞混了!」

震度:量度地表搖晃的單位

確實常常有人把地震的規模跟震度搞混,實際上,因為規模指的是地震釋放的能量大小,所以當一個地震發生時,它的規模值已經決定了,只是會因為測量或計算的方式不同,會有些許的數字差異,而一般規模計算會到小數點後第一位,故常會有小數點在裡面。然而震度指的意思是地表搖晃的程度,度量表示方式通常都是以「分級」為主,比如國外常見、分了 12 級震度的麥卡利震度階,就是用 12 種不同分級來描述,而中央氣象局目前所使用的震度則共分十級,原先是從 0 級到 7 級,而自 2020 年起,在 5 級與 6 級又增了強、弱之分,也就是震度由小而大為 0-1-2-3-4-5弱-5強-6弱-6強-7 等分級,所以在表示上我們以整數 + 級或是強、弱等寫法,就可以區分規模和震度,不被混淆了!

而為什麼專家常需要強調震度和規模不一樣?那是因為震度的大小,是受到許多因素的影響。地震發生後,造成地表搖晃的主要原因是「地震波」傳來了大量能量,規模越大的地震,代表的就是地震釋放的能量越大,就像是你把擴音的音量不斷提高時,會有更大的聲音傳出一般。所以當其他的因素固定時,確實會因為規模越大、震度越大。

可是,地震波的能量在傳播過程中也會慢慢衰減,就像在演唱會的搖滾區時,在擴音器旁往往感覺聲音震耳欲聾,但隔了二、三十公尺之外,音量就會變得比較適中,但到了會場外,又會變得不是那麼清楚一樣。所以無論是地震的震源太深、或是震央離我們太遙遠,地震波的能量都會隨著距離衰減,一般來說震度都會變得比較小。

「所以,只要把那個謠言的台北規模 5.0 改為震度 5 弱,說法就比較合理了嗎?」阿雲說。

「可是,影響震度的因素還有很多,像是我們腳下的岩石性質,也是影響震度的重要因素。」阿寶說。

場址效應:像布丁一樣的軟弱岩層放大震波

原本我們都會覺得,如果地震釋放能量的方式就像是聲音或是爆炸一般,照理說等震度圖(地表的震度大小分布圖)上會呈現同心圓分布,但因為地質條件的差異,分布上會稍微不規則一些,只能大致看出震度會隨著離震央越遠而越小。地震學上有一個專有名詞叫做「埸址效應」,指的就是因為某些特殊的地質條件下,反而讓距離震央較遠的地方但震度被放大的地質條件。其中最常見的就是「軟弱岩層」和「盆地」兩種條件,而且這兩種還常常伴隨在一起出現,像是 1985 年的墨西哥城大地震,便是一個著名的例子。

影片:「場址效應」是什麼? 布丁演給你看

墨西哥城在人們開始在這邊發展之前,是個湖泊,湖泊中常有鬆軟的沉積物,而當湖泊乾掉之後,便成了易於居住與發展的盆地。雖然 1985 年發生的地震規模達 8.0,但震央距離墨西哥城中心有 400 公里,照理說這樣的距離足以讓地震波大幅衰減,而地震波傳到盆地外圍時,造成的加速度(PGA)大約只有 35gal,在臺灣大約是 4 級的震度,然而在盆地內的測站,卻觀測到 170gal 的 PGA 值,加速度放大了將近五倍,換算成震度,也可能多了一至二級的程度,也造成了相當程度的災情。盆地裡的沉積物,就像是裝在容器裡的布丁一樣,受到搖晃時,會有更加「Q 彈」的晃動!

1985 年墨西哥城大地震的等震度圖。圖/wikipedia

因此,在臺灣,雖然臺北都會區並沒有比其他區有更多更活躍的斷層,但地震風險仍不容小覷,因為臺北也正是一個過去曾為湖泊的盆地都市,仍有一定程度的地震風險,也需要小心來自稍遠的地震,除了建築需要有更強靭的抗震能力,強震警報能提供數秒至數十秒的預警,也多少讓人們能即時避災。

斷層的方向與震源破裂的瞬間,也決定了等震度圖的模樣

阿雲似懂非懂的接著問:「可是啊,為什麼有的時候大地震的等震度圖長得很奇怪,而且有些時候震度最大的地方都離震央好遠呢!也太巧合了吧?」

「這並不是巧合,因為震央下方的震源,指的其實是地震發生的起始點,並不是地震能量釋放最大的地方啊!」阿寶繼續解釋著。

「蛤!為什麼啊?」阿雲抓抓頭,一邊思考著。

地震是因為地下岩層破裂產生斷層滑動而造成的,雖然不是每個地震都會造成地表破裂,但目前科學家大多認為,地震的破裂只是藏在地底下,沒有延伸到地表而已,而且從地震的震度,也可以看出地底下斷層滑移的特性。

斷層在滑動時,主要的滑動和地震波傳出的地方,會集中在斷層面上某些特定的「地栓」(Asperity)之上,這些地栓又被認為「錯動集中區」,而通常透過傳統的地震定位求出來的震源,其實只是這些地栓中,最早開始錯動的地方。但實際上,整個斷層錯動最大的地方,往往都不會在那一開始錯動的地方,就像是我們跑步時,跑得最快的瞬間,不會發生在起跑的瞬間,而是在起跑後一小段的過程中,而錯動量最大的區域,才會是能量釋放最大的地方。而或許是小地震的地栓範圍小,震央幾乎就在最大滑移區的附近,因此也看不太出來,通常規模越大,震源的破裂行為會隨著時間傳遞,此效應才會越明顯。

震源與震央位置示意圖。圖/中央氣象局

那麼斷層上的地栓位置能否確認?這仍是科學上的難題,但近年來科學進展已經能讓我們透過地震波逆推斷層上的錯動集中區,至少可以透過地震波逆推斷層破裂滑移的型式,得以用來比對斷層破裂方向對震度分布的影響。以 2016 年臺南—美濃地震為例,最大錯動量的地區並不在震央所在的美濃附近,而是稍微偏西北方的臺南地區,也就是因為從地震資料逆推後,發現斷層在破裂時是向西北方向破裂。而更近一點的 2018 年花蓮地震,錯動量大、災害多的地方,也是與斷層破裂方向一致的西南方。

一張含有 地圖 的圖片  自動產生的描述
2016 年臺南美濃地震的等震度圖。圖/中央氣象局

透過更多的分析,現在也逐漸發現破裂方向性對於大地震震度分布的影響確實是重要議題。而雖然我們無法在地震發生之前就預知地栓的位置,但仍可從各種觀測資料作為基礎,針對目前已知的活動斷層進行模擬,就能做出「地震情境模擬」,並且由模擬結果找出可能有高危害度的地區,就能考慮對這些地區早先一步加強耐震或防災的準備工作。

多知道一點風險和危害度,多一份準備以減低災害

但是,直到目前為止,我們仍無法確知斷層何時會錯動、錯動是大是小。科學能給我們的解答,只能先評估出斷層未來的活動性中,哪個稍微大一些(機會小的不代表不會發生),或者像是斷層帶附近、特殊地質特性的場址附近,或許更要小心被意外「放大」的震度。而更重要的是,當地震來臨前,先確保自己的住家、公司或任何你所在的地方是安全還是危險,在室內要小心高處掉落物、在路上要小心掉落的招牌花盆壁磚、在鐵路捷運上要注意緊急煞車對你產生的慣性效應…多一些及早思考與演練,目的就是為了防範不知何時突然出現的大地震,在不恐慌的情況下保持適當警戒,會是對你我都很重要的防震守則!

【參考文獻】

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