一、 關鍵挑戰Challenge

1. 台灣位處於板塊碰撞及隱沒活動區域，因此有極高的機率會發生災害性地震，為分析未來地震可能引致的災害損失，可透過地震波模擬及強地動預估式預先提供強震動分佈情況，直接提供人民性命、結構物及對應經濟面相災損評估上重要關鍵基礎資訊。
   
2. 對未來可能發生特定災害地震的活動斷層、孕震構造與外海板塊隱沒構造，針對性重要結構物（核電廠、水壩、高樓等）與特定區域（都會區、工業區、科技園區等）進行境況災損評估，嚴謹詳細之強地動境況模擬可結合災損評估分析獲得詳細之評估成果，作為後續耐震補強及防災對策擬定之參考。
   
3. 核能電廠作為國家重要能源設施，其耐震安全牽引後續核能安全及輻射安全議題，將縝密思考如何透過地震波模擬與強震動預估式提供強地動之訊息，應用於確保核電廠結構上之安全，使核能能源可安全永續地開發利用。
   
4. 國外產、官、學界與專業防災機構，已逐漸建立地震模擬及強地動評估關鍵技術，並實際落實至防災應用上。反觀我國目前之強地動評估雖於科學發展研究上已達世界水準，但仍欠缺應用推廣，本社除積極投入地震波模擬與強地動評估技術研究外，將致力推動後端實際應用之發展。
   

二、流程Process

參酌國際最新之地震強地動評估發展程序，期以本土化『地震波模擬與強地動評估技術』進行分析研究，主要流程必須包含以下事項，執行流程如圖2：

1、理論地震波模擬方面
地震波模擬是以利用地震波傳理論，假設在假設震源破裂模型及地震波傳遞介質下，透過數值計算方式推論當地震發生後，特定地點的地振動表現，一般會以地震波的形式呈現地振動歷時序列。
(1) 地殼活動斷層及隱沒帶之震源幾何及破裂模式建立。
(2) 地震模擬之巨觀及微觀震源參數經驗公式建立。
(3) 地震模擬所需地層構造資訊建立。

2、經驗強地動模擬方面
強地動預估式(Ground-Motion Predict Equation, GMPE)是推估地振動的經驗公式，這樣的經驗公式過去稱之為衰減式(attenuation equation)。這樣的經驗公式在推估未來一個地震發生時，其可能產生的地振動大小。
(1) 強震觀測資料收集及資料庫建立。
(2) 強震資料處理。
(3) 地殼地震及隱沒帶地震之強地動預估式建立。

3、綜合應用方面
(1) 強地動預估式的建立及理論地震波模擬結果相互驗證。
(2) 近場強地動之地震波模擬回饋於強地動預估式之建立。

圖 1 地震波模擬與強地動評估技術示意圖

圖2 地震波模擬與強地動評估技術流程架構

三、成果Result

『地震波模擬與強地動評估技術』研發成果，不僅可提供未來發生災害地震時之強地動分佈預估，此資訊可進一步應用於都會區地震防災及核能耐震結構安全評估，未來則可擴展應用至重要工程結構之耐震評估(如水壩、橋樑、超高建築)。以強地動評估為基礎資訊所產出之災損分析結果，將可作為政府與民眾對地震災害的防救災準備與風險管理之參考。

研發成果應用如圖3 ~ 圖7。

圖3地震波模擬與強地動評估技術應用成果關係圖

圖4 震源參數尺度經驗關係推估結果。

圖5 1999年10月22日嘉義地區地震波模擬結果。

圖 6 地殼地震強地動預估式。

圖 7 隱沒帶震源強地動預估式。

四、與其他核心技術關連性

「地震波模擬與強地動評估技術」與其他核心技術相關性如下：

1. 1. DU01－核能級地震危害度分析技術
2. 2. DU01－活動斷層與孕震構造之地震災害潛勢評估
   
3. 3. DE03－地下三維地質構造模型建置技術
   
4. 4. DU03－都會區環境地質調查及防災規劃

五、重要發表文獻

1. Lin, Po-Shen, Brian Chiou, Norman Abrahamson, Melanie Walling, Chyi-Tyi Lee, and Chin-Tung Cheng, (2011). Repeatable Source, Site, and Path Effects on the Standard Deviation for Empirical Ground-Motion Prediction Models, Bulletin of the Seismological Society of America, 101, 5, 2281-2295, doi: 10.1785/0120090312.
   
2. Lin, Po-Shen, Chyi-Tyi Lee, Chin-Tung Cheng, Chih-Hsuan Sung (2011), Response spectral attenuation relations for shallow crustal earthquakes in Taiwan, Engineering Geology, doi: 10.1016/j.enggeo.2011.04.019.
   
3. Lin Po-Shen, Pao-Shan Hsieh, Chin-Tung Cheng , Yuan-Chieh Wu and Yu-Shan Chien (2010). Vertical and Horizontal Ground-Motion Prediction Equation for Taiwan, AGU Fall Meeting, San Francisco, CA, USA.
   
4. Yen, Yin-Tung and Kuo-Fong Ma, (2010). Source Scaling Relationship for M4.6-M8.9 Earthquakes: Specifically for Earthquakes in the Collision Zone of Taiwan, Eos Trans. AGU, 91(26), West. Pac. Geophys. Meet. Suppl., Abstract S43A-025.
   
5. Yen, Yin-Tung, Fabrice Cotton and Kuo-Fong Ma, (2010) Strong-motion attenuation relations for considering the radiated strong-motion area from finite-fault source models, Geodynamics and Environment in East Asia International Conference & 6th Taiwan-France Earth Science Symposium, Aix-en-Provence, S8-1.
   
6. Yen, Yin-Tung and Kuo-Fong Ma, (2011). Earthquake hazard investigation through earthquake scaling and ground motion simulation, Taiwan-India GeoScience Workshop, Taipei, 29.
   
7. Yen, Yin-Tung and Kuo-Fong Ma, (2011) Source Scaling Relationship for M4.6-M8.9 Earthquakes: Specifically for Earthquakes in the Collision Zone of Taiwan, Bulletin of the Seismological Society of America, 101, 2, 464-481, doi: 10.1785/0120100046.
   
8. Yen, Yin-Tung and Kuo-Fong Ma, (2011). Strong ground motion verified from a hybrid method for 2006 Pingtung Earthquake, Taiwan, 2011 AOGS Annual Meeting, Taipei, SE76-A007.
   
9. Yen, Yin-Tung, Kuo-Fong Ma, Chin-Tung Cheng, Kuo-Shih Shao, Po-Shen Lin, (2011). A hybrid method of simulating broadband ground motion : A case study of the 2006 Pingtung earthquake, Taiwan, Eos Trans. AGU, 92, Fall Meet. Suppl., Abstract S53B-2293.
   
10. 鄭錦桐、林柏伸、謝寶珊、李錫堤 (2010). 新一代強地動衰減式對工址地震危害度分析之影響，中興工程季刊，109期，p.31-40