1. 地震災害

台灣位處於地體構造帶上，造山運動迅速、地震頻繁、河川坡度大；加上在氣候上屬於熱帶及亞熱帶氣候區，降雨豐沛，加速了地表岩石的風化與侵蝕，也隱藏著許多的天然災害危機。在台灣地區最常見的天然災害（可進一步參考表2.1）可以劃分以下幾類（楊士芳，2000）：

二、颱風、豪雨和洪水：熱帶海洋面在充足的水氣和熱量等條件的供應下，加上地球自轉的作用，可能形成熱帶性低氣壓，若繼續發展，當風速達到每秒17.2公尺以上時，就形成颱風。而豪雨則是連續的降雨，當一日的雨量累積達到130公釐以上就稱為豪雨；洪水的發生通常是河川流量突然增加，短時間河水無法宣洩，水位暴漲，河水溢出河岸，氾濫形成洪水。

表2.1 台灣地區主要天然災害分類圖

而其中地震除了本身因為能量的釋放出強大地震波能量，摧毀建築物、道路、鐵路、橋樑等設施，如果地震的來源是由於斷層的錯動，則進一步地，使得農田、房舍，甚至發生位移，人畜財物嚴重受損。除了直接的地震波破壞之外，地震亦會直接造成山崩、地滑、走山，形成地震堰塞湖；近海地區可能引起海嘯；某些地區因土壤結構問題，導致土壤液化；此外，所及之處，有些人口聚居的地區，因為瓦斯外洩、電線走火，引發火災的發生。由此可見地震所導致的災害往往會與其他類型的天然災害伴隨發生，因此在探討地震災害對於一個地區的影響時，便需要同時將相關的天然災害類型納入探討範圍之內(薛美芳，1998)：

第二節 九二一地震

根據中央氣象局之測量報告，民國八十八年九月二十一日凌晨一時四十七分十六秒台灣中部發生芮氏規模7.3強烈地震，震央在即在於玉山主峰西北方45公里處，(北緯 23.85 度, 東經 120.81 度)，亦即南投縣集集鎮附近，震源深度為8公里，結果造成全台約2,400人死亡，一萬人受傷，一萬餘棟房屋毀損（全倒或半倒），十萬餘人無家可歸的慘劇，為民國二十四年關刀山大地震之後，傷亡最慘重的一次。

根據以往的調查研究，車籠埔斷層早已被判定為一活動斷層（蔡本義，1995），此外溫國樑和羅俊雄（1997）曾對車籠埔斷層進行地震危害度分析，評估此一斷層可能發生的地震最大規模為M_L=7.31，與此九二一地震的規模十分一致，這也提醒我們對於相關斷層研究成果及地震規模預警，都應加以關注。

此次地震乃車籠埔斷層活動所引起，該斷層為一南北走向、向西逆衝之斷層，斷層長約一百公里，斷層活動結果造成上盤（東側）隆起自一公尺以下至八、九公尺不等，大致上隆起高度由南向北遞增，這與斷層破裂活動由南向北展開有關。斷層活動範圍南至瑞竹以南的桶頭，北至豐原之後即轉向東，在大甲溪流域的石岡東勢一帶產生一些新破裂面，並繼續延伸至大安溪卓蘭內灣一帶，造成該一帶地區嚴重災情，包括埤豐橋塌陷與石岡壩毀損，並在大甲溪河床上形成六公尺高的瀑布，大安溪河床局部抬升結果則積水成湖。(地調所，1999)

九二一大地震，除了推擠長約80公里之車籠埔斷層，使其再度出露地表，更迫使週遭地殼強烈變形。根據內政部土地測量局於中部災區，利用GPS衛星接收儀，進行72個衛星控制點之檢測結果，得知在水平位移方向上，車籠埔斷層東側點位均向西北方向移位。一般而言，愈近斷層位移量愈大。測得最大位移量之點位為『東勢』8.5公尺。地理中心『虎子山』位移量為2.3公尺。車籠埔斷層西側點位均向東南方向移位。一般而言，愈近斷層位移量愈大。測得最大位移量之點位為『豐原地政事務所』0.95公尺。

而在垂直方向位移上，車籠埔斷層東側約15公里內之點位均為上升。一般而言，愈近斷層上升量愈大。測得最大隆起量之點位為『大虎山』3.2公尺。距斷層東側15公里外之點位均為下陷。其中，下陷量最大之點位為南投『鹿角山』0.77公尺。地理中心『虎子山』下陷量為0.5公尺。車籠埔斷層西側點位普遍為下降。測得最大下陷之點位為嘉義『大尖山』0.68公尺。（內政部土地測量局，1999）

除在震央（斷層）附近的南投縣、台中縣市，造成極大的災害，甚至於在震央150公里外的臺北地區亦有不小的地震災情發生，而玉山國家公園離震央最近距離僅35公里，所受到的衝擊勢必不小，而伴隨主震而來的餘震以及相關自然災害更是不可輕忽之，將在之後的小節內詳加描述。

將中央氣象局所發佈的九二一地震報告條列於下，從各地最大震度（如圖2.1）推斷玉山國家公園境內當時最大震度多在4級或5級，屬於氣象局所定義的中震及強震，地動加速度範圍在25~250 cm/sec2之間，而在西北部園區則達6級，屬於烈震規模，地動加速度範圍在250~400 cm/sec2之間，足以造成巨大災害。

圖2.1 中央氣象局所發佈的九二一地震報告圖

九二一大地震引起的毀滅性破壞，根據相關研究調查結果（潘以文等，1999及林慶偉等，2000），基本上可分為：

第三節 地體構造及板塊作用

根據經濟部中央地質調查所以及中央研究院地球科學研究所的相關研究報告指出，臺灣本島在全球地體構造體系中，屬於活動之不穩定帶，正位於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊的複雜交界面，是屬於西太平洋板塊東緣菲律賓海板塊中一系列島弧群島之一。台灣島的東北及東南海域各有一板塊隱沒帶(subduction zone)。在台灣花蓮東方約從北緯24 度開始，菲律賓海板塊以大約45 度的角度往北隱沒至歐亞大陸板塊之下；在東南方從東經121 度附近則是中國南海海洋板塊(歐亞大陸板塊)隱沒至菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊互相作用所產生的島弧之下。而在台灣島上則是菲律賓海板塊之島弧仰衝至歐亞大陸板塊之上，板塊界限由菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊之間約五十度向東南傾斜的花東縱谷逆衝斷層所構成。

在這樣的地體構造中，主要的地殼活動乃菲律賓海洋板塊以平均每年約7 ∼8 公分的速率由東南向西北(北130 度東)方向推擠歐亞大陸板塊如圖2.2a所示。而在台灣沿花東縱谷形成碰撞帶，從地震資料的研究可知，大多數地震均發生於此碰撞帶上。這樣板塊水平漂移與碰撞運動，造成臺灣島從四百萬年以來不斷地作垂直方向的隆起，使得山地佔臺灣本島三分之二以上之面積，亦造就了玉山國家公園高聳起伏的地理環境。從大尺度的地質構造體系上著眼，玉山國家公園位處於造山運動帶，因此區域性地質結構複雜，斷層、摺皺及破裂面等之地質構造現象特別發達，頻繁的地殼活動直接地造成玉山國家公園地震發生頻率高。

此一板塊推擠壓力，除了造成台灣本島及附近海域海底高程劇烈變化，也造成臺灣本島地下岩層變形，而由東向西產生一系列之皺褶與斷層，如圖2.2a所示，在臺灣西部地區形成之逆衝斷層其走向大致呈南北向且與海岸山脈平行。如前所述，由地質構造的觀點來看，這一系列逆衝斷層是由東往西發展的，其斷層面均向東傾斜，斷層位置越靠西邊其向東傾斜之角度越低。在臺灣西部麓山帶的一般地質構造特徵，由西而東分別為彰化斷層、車籠埔斷層、及雙冬斷層；每個斷層伴隨有背斜褶皺構造（上盤）及向斜褶皺構造（下盤），如圖2.2b所示。地層的分佈基本上是越向西地層年代越來越年輕，顯示逆衝斷層作用基本上是由東向西逐漸遷移發展。台灣西部前緣斷層帶，呈現蜿蜒彎曲的形狀，原因可能是由於各段斷層不等時不等量的逆衝位移所形成，前緣斷層帶表示台灣造山作用至今之變形範圍，與活斷層作用亦有非常密切的關連。

車籠埔斷層呈南北向延伸，南接觸口斷層，北連三義斷層，為台灣西部麓山帶西界之前峰逆斷層（frontal thrust）。本斷層東側上盤主要由上新世至更新世之錦水頁岩、卓蘭層及頭嵙山層所構成，西側下盤則由第四紀頭嵙山層、紅土台地堆積層或沖積層所構成。此斷層大致沿台中盆地東緣與丘陵山麓交界處發展，斷面傾向東，傾角約在25與40度之間。在竹子坑西南方約1.5公里附近能夠發現本斷層上盤之錦水頁岩向西逆衝至河階礫石層之上，因而可確認其在近期仍有活動跡象。

雙冬斷層位於車籠埔斷層之東約十餘公里，亦作南北向延伸，唯向北穿越大甲溪後漸轉向東北，此斷層為內麓山帶與外麓山帶間的分界線，東側上盤岩層由漸新世至中新世的砂岩及頁岩構成，包括甚多較緊密的褶曲及斷層，構造複雜；而西側下盤則由上新世至更新世之卓蘭層、頭嵙山層構成，岩層約作南北走向，向東傾斜，構成單純的單斜構造。本斷層斷面向東傾斜，傾角介於35與45度之間。而在車籠埔斷層的西側，也就是大肚山－八卦山的西緣，經調查推測有一近南北向之彰化斷層存在。以上之車籠埔斷層、雙冬斷層及彰化斷層均切穿過第四紀以後的岩層，因此通稱為第四紀斷層。

九二一地震主要成因是臺灣西部麓山帶系列逆衝斷層長期受呂宋島弧推擠，蓄積大量能量，而由車籠埔斷層發生錯動所造成，斷層東側（上盤）上升數公尺，地震規模及影響範圍均比日本阪神地震及美國北嶺地震大。因屬逆衝斷層，東側上盤地區地震力格外激烈，由中央氣象局名間地震站測得最大水平地表加速度高達1g 為日本阪神地震0.8g 之1.2 倍，主要強震延時更高達25 秒，其頻率內函分佈也很廣，因此其破壞性也強。

檢視台灣地區之地震活動及歸納其分佈之特性，花東地區是地震活動最為頻繁之區域，本區因直接位處菲律賓海板塊與歐亞大陸之碰撞帶上(花東縱谷)，因此地震活動最為頻繁，但本區震源之深度亦較深，因此對地表造成之損害不似台灣西部地區發生之淺源地震般大。此外，台灣西部地區在丘陵與平原之交界地帶為目前台灣造山變形之前緣，此處之岩體是目前變形、褶曲與斷裂最為發達之區域，亦為本島地震發生之高度潛感區，加以本區地震之震源多位在地表下35 公里範圍以內，因此地震發生時常造成重大之人員傷亡及財物損失，本島歷史記載中造成嚴重災情之地震亦多發生於本區。而玉山國家公園正處於台灣地區兩大地震帶---即花東縱谷地震帶(東部地震帶)及西部平原地震帶（西部地震帶）---之間（蔡義本等，1977），屬於地震發生潛在敏感區，因此發生有感地震、甚至是地震災害的機率遠大於其他的國家公園，所以對於玉山國家公園管理處而言，在面對天然災害的防災、減災、救災及災後復健等事前工作規劃上，勢必不可以輕忽地震災害所佔的比重。

第四節 區域地質

玉山國家公園位於臺灣本島之中央地帶，根據山脈及河川的自然分佈，從西向東明顯可分為四大地形區，及西北隅的東埔山塊、西部的玉山山塊、東部的中央脊樑山塊與西南部的關山山塊，山塊之間皆以V型深谷隔絕（程延年，1989）。就臺灣整體地形分區而言、僅西北隅的東埔山塊位於屬於西部麓山帶之東緣，其餘皆位於中央山脈地形帶上(如圖2.2)。在西部麓山帶與中央山脈地形帶上的接觸線是臺灣的主要一條界線斷層---塔塔加斷層（即大塔口斷層），大致沿著楠梓仙溪一支流，經楠溪工作站附近向南延伸，為曲尺斷層之南延。而在中央山脈地形帶仍可細分成中央山脈西翼地質區（雪山山脈帶）及中央山脈東翼地質區（脊樑山脈帶）（何春蓀，1986），而其間存在另一界線斷層---梨山斷層。

在地質分區上依地質特徵可細分成五個地質區（中央地調所、王鑫），自西向東依次為(1)中新世未變質沈積岩區；(2)古第三紀變質板岩系之新高群；(3)中新世廬山群板岩區；(4) 古第三紀畢祿山雜岩區；(5)大南澳變質岩基盤區。各地層詳細的分佈及岩性資料參閱表2.2。

表2.2 玉山國家公園地層概述表

<參考自玉山國家公園地理地質景觀資源調查（王鑫等著）及玉山觀石（陳隆陞著）>

根據中央氣象局所發佈的地震報告，九二一大地震震央位置在北緯 23.85 度, 東經 120.81 度，即在於玉山主峰西北方45公里處，震源深度為8公里，屬於淺層地震。以玉山國家公園範圍來看，離震央最近的位置屬西北園區的東埔地區，僅距離35公里，主震發生時最大震度達到六級，當地有數戶數戶的民宅因而全倒或半倒，同時在各處都發生土石崩落的現象；而距離最遠的地方屬東南園區的南安地區，與震央為至距離約75公里，主震發生時最大震度則達到4級，並未傳出重大災情。根據相關研究（紀雲曜等,2000），九二一地震明顯的震害範圍在30~50公里以內，在此區域內會有嚴重的生命財產損失發生。

而相對於車籠埔斷層，仍屬西北園區的東埔、玉山地區距離最近，由於九二一地震發生時，車籠埔斷層東側（上盤）的水平位移量達1.2~7.1公尺，呈西北至西北北走向，由南往北遞增，而在垂直的位移上則有2.2~4.5公尺的錯動(余水倍，1999)，因此越鄰近斷層地表破裂帶的區域，勢必會有較大的地殼形變位移的情況發生。

圖2.4 玉山國家公園與九二一地震震央、震度及斷層破裂面位置關係圖

地震所帶來的威脅除了震動最為強烈的主震之外，緊跟著主震而來的餘震，其地震規模雖不如主震來的大，但仍是屬於可能達到6級的烈震，如九二一地震主震發生後的兩天內，便發生了13次地震規模大於5.5的餘震，如圖2.5所示，其中還分別有5.5及5.7的餘震震央發生在玉山國家公園境內，而發生在88年10月22日嘉義地震（地震規模7.0）以及89年6月11日的埔里地震(地震規模6.7)，都被中央氣象局認定為九二一地震之餘震，因此對於餘震的發生以及其所帶來的災害仍不可以輕忽。

餘震會隨著時間週期性地逐漸減少、減弱，但期間卻可能很長，如果將九二一地震發生後到89年12月份，所發生的地震，分別以地震規模及地震深度加以用不同符號區隔會製成圖（如圖2.6），可以發餘震都發生在中央山脈與西部平原接觸地帶，於中央山脈以西地區，且略成向西的弧狀分佈，這個期間之內玉山國家公園鄰近地區則發生超過百起以上的有感地震，並且有15個以上的震央發生在園區境內，而這些地震震央發生在玉山國家公園園區內的地震有個趨勢就是都屬於淺層地震，深度都不超過5公里，其主要的原因這些地震來自於靠近中央山脈的西部逆衝斷層（如雙冬斷層）所帶來，由於斷層面均向東傾斜至中央山脈以下，但由於斷層位置越靠西邊其向東傾斜之角度越低，因此地震的深度被限制在一定的深度之上，可參考圖2.2所示，所以發生在玉山國家公園境內的地震多半屬於淺層地震，正因為如此地震深度淺，地震波能量直接釋放到地表，使得小規模的地震卻往往也會造成大的地震災害。

再仔細檢視台灣近百年來地震震央分布情形（圖2.7），不難察覺台灣西部有一主要地震帶，北起新竹以南的後龍，向東南延伸，經苗栗、三義、卓蘭、東勢、埔里、日月潭地區，然後轉向西南，經竹山、梅山、嘉義、新營、台南等地，形成一個寬廣的弧形地震帶。在此地帶之內曾經發生三次大地震，即1906年的梅山大地震（南段，規模7.1），1935年的關刀山大地震（北段，規模7.1），以及九二一集集大地震（中段）。這個弧形地震帶大致圍繞著一個安定的基盤，潛藏在北港、台西、與澎湖一帶地下淺處，地質界稱它為北港高地，正好位於弧形地震帶內側核心地區，相對而言該地區之震央分布較為稀少，亦較少發生大地震。當東方的菲律賓海板塊不斷向西北碰撞歐亞板塊之際，北港高地成為台灣島西進的障礙，結果在山脈前緣衍生一些逆衝斷層活動與地震，台灣西部絕大多數活動斷層分布在山脈的前緣，原因在此。（中央地質調查所，1999）

（The Mainshock and Aftershocks of the Chi-Chi Earthquake and the Active Faults of Taiwan）

　

　

　

　

　

圖2.6 九二一地震斷層破裂及主餘震震央分布圖

（Surface Ruptures and Mainshock and Aftershocks of the Chi-Chi Earthquake）

第六節 地殼變形觀測

台灣位處於板塊交界帶，地震活動頻繁，地殼變動劇烈，近年來地球科學家運用全球衛星定位系統（Global Positioning System:GPS）於地殼變形與地體動力學研究上，透過接收不同GPS衛星發出的電碼及載波訊號，可精確地定出各測點的所在位置，亦能獲得不同測點之間的相對位置。由中央研究院地球科學研究所於台灣全島及附近主要離島所佈置高經度GPS聯測網，每年實施一次的全網高經度GPS測量，可以估算出臺灣現今地殼運度速度場。根據1992~1998的觀測資料（余水倍等,1999），臺灣地區各地的地殼運度速度場如圖2.8所示，箭頭代表各測點相對於澎湖的運動速度。由這些測點的資料顯示，位於菲律賓海板塊上的綠島和蘭嶼以82mm/year的速率朝西北方運動，這也使得臺灣本島大部分地區受到不等的推擠作用，此種地殼縮短的現象在新竹以南的台灣西部海岸平原及西部麓山帶（參見圖2.2）都極為顯著，地殼縮短率在中部地區約20mm/year，至西南部地區更高達40mm/year。

由於基本三角點是測量基礎，對於對民眾之土地權益（如宗地面積、界址位置、道路位置）有相當程度之影響，在台灣地殼變動劇烈的狀況下，基本三角點往往也會因地震的發生及斷層面的錯動而造成變動。因此如何快速且精確地掌握基本三角點所處的位置，是土地經營管理者所必須釐清的。從現在的趨勢來看，之前提到的GPS觀測技術也已經逐漸取代傳的三角點測量。

為了為建立完整、統一、高精度之衛星控制點系統經參酌傳統三角點及中央研究院現有衛星監測點，並配合網形分布及點位實用性，內政部在全台規劃一等衛星控制點一○五點及二等衛星控制點六二一點。一等衛星控制點平差成果於緯度、經度及高程方面之標準誤差平均值分別為±0.3公分、±0.6公分、±2.0公分;二等衛星控制點平差成果於緯度、經度及高程方面之標準誤差平均值分別為±1.1公分、±1.1公分、±2.7公分。

 

根據內政部土地測量局之GPS測量結果，以八十七年二月測量為參考依據，在水平位移方面，於大肚山及八卦山脈以西，呈現30至45公分東南走向的位移，於大肚山及八卦山脈以東至車籠埔斷層西側及北側，呈現50公分至1.5公尺東南走向的位移，且越靠近斷層位移量越大；另於車籠埔斷層東側至雙冬斷層間於豐原、卓蘭以南均呈現西北走向，位移約1.4至7.0公尺，於濁水溪以南可能因地體構造關係，位移較小；另兩斷層之間位移情況，往北有依順時針方向偏移之情形，即從南邊名間的北西52度，至豐原東邊則為北西23度，此與野外調查發現車籠埔斷層於豐原東邊開始轉向東等現象吻合，至於雙冬斷層東側亦呈現西北走向之位移，其位移量在1.5至3.0公尺之間，如圖2.9所示。

另於垂直位移方面，內政部土地測量局GPS網測量結果顯示，在屯子腳斷層以北至苑裡呈現4至8公分之上升趨勢；於彰化斷層以西呈現11至22公分之下降現象；於彰化斷層以東至車籠埔斷層西側間，草屯以南呈現18至22公分之下降現象，草屯以北呈現8至18公分之下降現象；於車籠埔斷層東側至雙冬斷層間，距車籠埔斷層遠近呈現1.5至4.0公尺之抬升現象；至於雙冬斷層東側，則呈現1公尺左右之升高（圖5-10）；而台灣地理中心位置虎子山，經過這次大地震後，依本所測量結果顯示，虎子山向北西56度方向位移2.3公尺，高程下降63公分，如圖2.10所示。

表2.3 玉山國家公園鄰近地區的衛星控制點位移量

由這些數據及圖面分析，可以知道九二一地震位移量和測點到車籠埔斷層之間距離，成正比關係。因此距離震央及車籠埔斷層較近的西北部園區，即東埔、玉山地區，造成較大的地殼位移量，在水平位移量上約50公分、垂直位移上則約下陷10~15公分，其餘西南部及東部園區則無明顯之位移發生，由此可知東埔、玉山地區是玉山國家公園境內九二一地震中受創最嚴重的地區。

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

圖2.10九二一地震基本控制點垂直位移圖

根據中研院地球所研究員黃柏壽的研究，利用地動時空分佈分析車籠埔斷層線周邊的地表地動情況（圖2.11），可以清楚看出921集集大震所造成的地震斷層之能量釋放過程。地震起始的前十多秒鐘所釋放的能量較小並侷限在震央（集集）附近，在二十秒左右地震斷層才開始大規模的釋放能量。此時斷層由南往北連續破裂，主要的能量釋放約在地震發生後45秒左右停止。這次地震的大規模能量釋放主要集中在斷層的北端，這也說明了石岡、新社、東勢地區雖然遠離震央（集集）仍災情慘重。地震波傳播到各地的振動大小及時間受到地下構造及距離的雙重複雜變化影響。值得注意的是在這次地震中，玉山國家公園地區西部園區受到主要強烈震波搖撼是發生在地震起始後約25秒左右，並持續至55秒左右後，而東部園區地震在起始後約35秒左右有劇烈震動發生，但由於花東縱谷的盆地放大效應作用，得震波有集中放大的現象，地震持續至75秒左右後才停歇。

圖2.11.a~b 九二一地震震波傳到各地之地表震動分佈圖，圖中紅星表主震位置，紅線為斷層地表破裂面，不同顏色表示不同震幅量，紅色表示最大向上震幅、紫色表示最大向下震幅（中研院地球所黃柏壽提供）。

圖2.11.c~f 九二一地震震波傳到各地之地表震動分佈圖，圖中紅星表主震位置，紅線為斷層地表破裂面，不同顏色表示不同震幅量，紅色表示最大向上震幅、紫色表示最大向下震幅（中研院地球所黃柏壽提供）。

圖2.11.g~j 九二一地震震波傳到各地之地表震動分佈圖，圖中紅星表主震位置，紅線為斷層地表破裂面，不同顏色表示不同震幅量，紅色表示最大向上震幅、紫色表示最大向下震幅（中研院地球所黃柏壽提供）。

圖2.11.k~n 九二一地震震波傳到各地之地表震動分佈圖，圖中紅星表主震位置，紅線為斷層地表破裂面，不同顏色表示不同震幅量，紅色表示最大向上震幅、紫色表示最大向下震幅（中研院地球所黃柏壽提供）。