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論文中文名稱:大規模地震災害自來水管線災損推估與修復規劃之研究─以大臺北地區為例 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:The Damage Estimation and Repairing Planning to Buried Water Pipelines for Massive Earthquake Events-A Case Study of the Taipei Metropolitan [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:104
畢業學期:第二學期
中文姓名:黃中泰
英文姓名:Chung-Tai Huang
研究生學號:103428060
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2016/07/07
指導教授中文名:施邦築
口試委員中文名:張寬勇;何嘉浚;施邦築
中文關鍵詞:地震災害模擬緊急供水自來水管線震害復原對策
英文關鍵詞:Earthquake ScenarioEmergency Water SupplyEarthquake Loss Countermeasure
論文中文摘要:臺灣位處環太平洋地震帶,破壞性地震發生頻繁,根據經濟部中央地質調查所公布33條活動斷層圖(2012),發現臺北盆地內僅有一條活動斷層穿越其西北邊緣,即山腳斷層,因此本研究以山腳斷層錯動引致之大規模地震進行探討。
本研究使用臺灣地震損失評估系統(TELES)進行震災境況模擬,使用想定地震狀況下評估出之地震參數(PGA與PGD等)推估自來水管線災損數量,發現臺北自來水事業處供水範圍內面臨管線災損數達5,069處,由此可知若山腳斷層發生大規模錯動,將面臨大規模斷水情形,因此完善之復原措施必須於災前妥善規劃。另一方面,震後自來水管線復原與緊急供水應該是同時在進行,兩工作於災害發生前之妥善規劃,如能有效率的使用復原人力,將加快自來水管線復原進度,進而使自來水通水率快速上升。本次模擬山腳斷層錯動導致大臺北都會區之自來水災損數,經本研究修復策略之擬定後,復原期程推估約30日達到99%以上用戶通水,修復期程較以往經驗有效率,修復策略之擬定,期能提升國內地下自來水管線在震後復原能力,且提供自來水業界及政府相關機關決策參考。
論文英文摘要:Taiwan is located on the Circum-Pacific Seismic Zone. Devastating earthquakes occurred frequently. Taiwan’s Central Geological Survey announced that there exists 33 active faults in this island. Among them, the Shanchiao Fault stretching along the edge of Taipei basin is the most imperil to Taiwan since Taipei is the political, economic and cultural center. Therefore, a comprehensive preparedness strategy for catastrophic earthquakes caused by the Shanchiao Fault is very important. The disruption of water supply following earthquakes may cause serious impact to the daily lives of people in affected areas. Secondary hazards and socio-economic losses may also be induced by the reduction.
This research first presents the estimated loss of water pipes for the rupture scenario of the Shanchiao Fault by Taiwan Earthquake Loss Estimation System (TELES) developed by the Taiwan’s National Center for Research on Earthquake Engineering (NCREE). Then, the PGA, PGD, liquefaction, and land off-set form TELES outputs were used in order to estimate the relationship between the earthquake parameters and the pipeline damage. After caculating, there were more then 5,069 estimated pipeline damages. That will seriously decrease the top water supply. We focus on needed water supply for life supporting including drinking water and daily use and also take into concern the recovery by days after the scenario event. Studies of repairing strategies on different stages after an earthquake disaster were also carried out. We also take the related subjects in United States and Japan as references in order to achieve the goals of disaster prevention and recovery. At last, it was estimated to need 30 days for a full recovery of water supply in this study.We hope the results of this study can provide advice to the government to promote the response and recoverey capabilities for a major earthquake.
論文目次:摘 要 i
ABSTRACT ii
誌 謝 iv
目 錄 v
表目錄 viii
圖目錄 x
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究範疇與限制 2
1.3.1 研究範疇 2
1.3.2 研究限制 3
1.4 研究方法與流程 3
第二章 文獻回顧與分析 7
2.1 自來水系統概要 7
2.1.1 自來水系統地震災害型態 8
2.1.2 自來水管線地震災害特性 10
2.1.3 自來水管線復原易遭遇問題 12
2.1.4 因應重大災難物力動員機制 14
2.1.5 小結 19
2.2 震後自來水系統破壞搶救與復原經驗 21
2.2.1 美國北嶺地震 21
2.2.2 日本阪神地震 27
2.2.3 臺灣921集集地震 36
2.2.4 日本311東日本地震 42
2.2.5 高雄206美濃地震 55
第三章 自來水管線地震損失評估模式 65
3.1 地震災害潛勢推估 65
3.2 自來水管線地震損失評估 65
3.2.1 自來水管線之分類 66
3.2.2 自來水管線災損率推估模式 69
3.2.3 管線災損率與用戶通水率之關係 70
3.3 921集集地震自來水管線災損數量回顧與檢討 72
3.3.1 921集集地震自來水管線災損數量回顧 72
3.3.2 921集集地震自來水管線災損數量推估檢討 75
第四章 大規模地震事件自來水管線災害衝擊評估 79
4.1 大臺北都會區地質狀況 80
4.1.1 山腳斷層概況 81
4.1.2 土壤液化潛勢 83
4.1.3 斷層破裂引致的永久位移 84
4.2 大臺北地區供水系統概況 85
4.2.1 供水區域 86
4.2.2 自來水生產與輸配水設備 87
4.3 災害境況模擬 89
4.3.1 震源參數 89
4.3.2 TELES地震災害潛勢推估 91
4.4 自來水管線災害境況模擬結果 96
4.5 緊急維生取水站 98
第五章 震後自來水管線修復作業 105
5.1 自來水管線復原作業程序 105
5.1.1 自來水管線復原作業與判定流程 105
5.1.2 自來水管線復原施工法 108
5.2 大規模地震事件自來水管線復原策略 112
5.2.1 復原能量需求評估 113
5.2.2 現有復原人力調查結果 115
5.3 模擬地震事件管線復原策略規劃 116
5.4 模擬地震事件管線復原期程結果 117
5.5 缺水人口與每日緊急供水量 122
5.6 模擬地震事件管線復原期程結果分析 127
第六章 結論與建議 135
6.1 結論 135
6.2 建議 137
參考文獻 139
附錄A、直轄市縣市消防機關員額設置基準 145
附錄B、臺南市206美濃地震自來水管線震害事件與市民通報彙整 151
附錄C、臺北市各區緊急維生取水站設置地點一覽表 159
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