技術分析
地震危害度分析
地震危害度分析之目的是描述在一特定區域發生地震時超越一定地動值的機率，分析的方法有兩種：(1)定值法(Deterministic Seismic Hazard Analysis, DSHA)，(2)機率法(Probabilistic Seismic Hazard Analysis, PSHA)。其中機率法為目前廣泛應用於核能界、水庫與離岸風力發電機領域分析地震設計參數，危害度分析結果不只包含地動值危害度曲線，也包含均佈危害度反應譜及參數拆解。危害度曲線可以得知對應再現期下的強地動值，均佈危害度反應譜可提供特定再現期下的各自然振動頻率的地動值，參數拆解可以了解目標場址的危害度貢獻來源。最後可依參數拆解結果選定地震歷時，並擬合於設計反應譜，輸出人工合成地震，應用於核能電廠的岩盤、水壩的岩盤和離岸風力發電機的岩盤。 Chan, C. H., Ma, K. F., Shyu, J. B. H., Lee, Y. T., Wang, Y. J., Gao, J. C., ... & Rau, R. J. (2020). Probabilistic seismic hazard assessment for Taiwan: TEM PSHA2020. Earthquake Spectra, 36(1_suppl), 137-159.
斷層位移危害度分析
近年來鄰近斷層重大設施之安全性受到社會大眾極高的重視，當斷層非常接近場址時，斷層錯動不僅會產生地面震動，還會導致斷層位移，許多維生管線，例如橋樑、道路、隧道、公用事業線路和通信網絡，都可能遭受重大破壞。Youngs et al. (2003)提出評估斷層錯動下位移量超越機率之方法，以探討某場址在使用年限下之結構安全性，此一方法稱為機率式斷層位移危害度分析(Probabilistic Fault Displacement Hazard Analysis, PFDHA)，用來描述某位置受某(些)斷層影響下之超越特定位移量之機率，其有兩種分析模式。地震法可利用機率式地震危害度分析已完成的參數與模型進行分析，方可產生主要斷層及次要斷層產生某一位移的年超越機率或某一再現期的位移值。位移法過程較為簡捷，但須配合古地震事件調查(如槽溝調查)獲取地震參數。相關大型建設多需此方法評估位移值，如美國加州運輸署(CalTrans)之相關規定，描述針對可能受斷層位移影響之建築物，規定斷層位移的分析方式與選用設計值之標準。 Gao, J. C., Chan, C. H., Ma, K. F., & Lee, C. T. (2022). Probabilistic Fault Displacement Hazards along the Milun Fault. Bulletin of the Seismological Society of America, 112(5), 2745-2757.
地動預估式
地動預估式(稱強地動衰減式)可用來敘述地震波傳遞衰減的情形，是危害度分析過程中之關鍵因子，其為一組數學方程式，包含地震波振動隨地震規模、傳播路程、傳遞距離、場址特性及誤差分布的變化。傳統地震危害度分析使用遍歷性假設(ergodic hypothesis)，運用地動值的空間分佈特徵去外推地動值的時間分佈特徵，然而因資料量不足採用此假設衍生出過估強地動值的結果。Gao et al. (2020)採用場址相依(site dependent)地動預估式，透過部分非遍歷性假設(partially non-ergodic)理論，以牡丹水庫為例，篩選水庫附近且地質條件與壩址相似測站之地震資料納入分析，降低場址效應之影響，減少地動預估值的變異性，忠實反映鄰近水庫地區(台灣南部地區)的地動衰減特性，進而合理評估水庫之危害度，也實際應用在牡丹水庫安全評估之設計值。相關案例如美濃水庫與烏山頭水庫皆應用此方法，合理評估並大幅降低原本過估的設計值。 Gao, J. C., Chan, C. H., & Lee, C. T. (2021). Site-dependent ground-motion prediction equations and uniform hazard response spectra. Engineering Geology, 292, 106241.