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一、九二一地震

內政部國土測繪中心基本控制點檢測報告 89-2-24

【一】前言

臺灣於88年9月21日凌晨1點47分在南投縣集集鎮附近發生芮氏規模7.3級強烈地震,對位處震央附近之南投縣、台中縣市,造成重大災害。本次由車籠埔斷層所引起之強烈地震 ,造成地層地表嚴重錯動擠壓隆起,範圍長達約90公里,震災地區除房屋倒塌位移、地表隆起變形及嚴重山崩外,對為測量基礎之基本三角點以及對民眾之土地權益(如宗地面積、界址位置、道路位置 )等皆產生相當程度之影響。

本次地震造成地表表土錯動,以地處車籠埔斷層附近位移錯動最為嚴重,且該斷層屬南北走向之逆衝斷層,所以位處斷層東邊之表土位移最為嚴重,最大絕對位移量達9公尺以 上。因此,災區範圍內之基本控制點、圖根點、界址點等皆產生位移,致地震後大部分資料已無法繼續使用。鑒於基本控制點為測量及建設之基礎,本中心特訂定基本控制點檢測計畫,以瞭解地震引起 之土地位移情形、對地籍測量之影響並提供新的控制點成果作為災區災後測量及重建之依據。

【二】基本控制點檢測

本中心訂定之基本控制點檢測計畫共分三階段實施,檢測範圍西起台灣海峽、東至中央山脈,北起苗栗縣、南至嘉義縣與高雄縣交接處,主要為苗栗縣、臺中縣市、南投縣、 彰化縣、雲林縣及嘉義縣等七個縣市。其中第三階段為配合內政部全面檢測中部災區範圍內之一、二等衛星點,本中心檢測該七縣市之三、四控制點830點,合計檢測衛星追蹤站10點、一等衛星控制點52 點、二等衛星控制點227點、三等控制點250點、三角點85點、四等控制點495點,合計1,119點。

檢測結果由內政部於88年11月13日公布一、二、三等控制點之TWD97坐標成果,本中心於88年11月15日公布四等控制點之TWD97坐標成果,提供政府及民間做為災後重建之依據 。 另為全面檢測本中心八十七年度在苗栗縣及臺中縣市所布設之三等控制點,於88年12月27至31日就未列入上述三階段檢測之三等控制點計228點進行檢測,連同三階段檢測合計共1,347點。

第一階段檢測計畫表

主辦單位 內政部國土測繪中心
協辦單位 成大衛星研究中心、中央研究院地球科學研究所
檢測點位

一等衛星控制點(公司寮山、觀霧、環山、梅山村、前東港、五虎寮、斗南、貓兒干、浸水、虎子山、王田山、頭拒山、鐵砧山、樟普寮、 尖子頂等共15點)

二等衛星控制點(包樹崠)

檢測時程 自88年10月1日起至12月2日止
檢測方式 使用16部GPS衛星定位接收儀觀測2天,每天連續觀測8小時
作業人力 45人
檢測結果 水平位移圖垂直位移圖檢測報告

第二階段檢測計畫表

主辦單位 內政部國土測繪中心
協辦單位 成大衛星研究中心、中央研究院地球科學研究所
檢測點位

一等衛星控制點(公司寮山等共13點)

二等衛星控制點(包樹崠等共36點)

三等控制點(后里農場等共11點)

本中心本年度臺中縣豐原、太平及大里等三個重測區內之四等控制點(共42點)

檢測時程 自88年10月4日起至10月8日止
檢測方式 使用30部GPS衛星定位接收儀觀測4天,每天連續觀測5小時
作業人力 134人
檢測結果 水平位移圖垂直位移圖檢測報告

第三階段檢測計畫表

主辦單位 內政部國土測繪中心
協辦單位 內政部土地重劃工程局、中正理工學院
檢測點位 加密檢測災區範圍內之三等控制點、三角點及62處位於災區範圍內之歷年重測區四等控制點(含精密導線點 ),共約1,132點
檢測時程 自88年10月18日起至10月31日止
檢測方式 使用45部GPS衛星定位接收儀作業連續觀測2週,每天分2個時段觀測,每個時段約3-4小時
作業人力 275人
檢測結果

水平位移圖:苗栗縣臺中縣市南投縣彰化縣雲林縣嘉義縣市

垂直位移圖:苗栗縣臺中縣市南投縣彰化縣雲林縣嘉義縣市

第三階段各縣市控制點檢測分類表

縣 市 合 計(點) 三等控制點(點) 主辦單位 主辦單位
苗栗縣 120 77 39 4
臺中縣市 344 107 233 4
南投縣 85 未布設 66 19
彰化縣 114 未布設 79 35
雲林及嘉義縣市 167 66 78 23
合計 830 250 495 85

基本控制點檢測數量分類表

檢測機關 衛星追蹤站 一等衛星控制點 二等衛星控制點 三等控制點 四等控制點 三角點
內政部 10 52 227 0 0 0
土地測量局三階段檢測 0 0 0 250 495 85
土地測量局88年12月檢測 0 0 0 228 0 0
合計 10 52 227 478 495 85
總點數 1,347點

【三】檢測結果分析

由於車籠埔斷層屬南北向之逆斷層,依檢測結果,首先分析一、二、三等基本控制點於斷層東西二側之位移情形,以瞭解各縣市土地受九二一地震之影響程度;其次分析本中心 自70年度起,於災區範圍內辦理之數值重測區成果,於地震後影響土地複丈作業之程度,茲分析如下:

(一)一、二、三等基本控制點方面:

1.水平位移方面:

檢測結果分析,此次地震對斷層經過之各縣市基本控制點點位皆明顯產生位移,其中以苗栗縣、臺中縣市及南投縣最為明顯,最大絕對位移量達9公尺以上。

車籠埔斷層東西二側之絕對位移量統計表

縣市 斷層西側絕對位移量 斷層東側絕對位移量 備 註
最小(公尺) 最大(公尺) 最小(公尺) 最大(公尺)
苗栗縣 0.05(三灣鄉) 0.92(卓蘭鎮) 9.13(卓蘭鎮,僅有1點) 僅部分破裂帶經過卓蘭鎮。
詳附圖
臺中縣市 0.29(梧棲鎮) 1.63(太平市) 0.08(和平鄉) 9.23(東勢鎮) 詳附圖
南投縣 0.66(名間鄉) 1.09(草屯鎮) 0.33(仁愛鄉) 5.08(草屯鎮) 詳附圖
彰化縣 0.12(大城鄉) 0.74(芬園鄉)   全縣位於斷層西側。
詳附圖
雲嘉地區 0.01 0.63(林內鄉) 0.08(番路鄉) 0.37(古坑鄉) (雲林縣)
(嘉義縣)

另發現沿車籠埔斷層經過之鄉鎮市區為受擠壓最嚴重之地區,包含苗栗縣之卓蘭鎮;臺中縣之東勢鎮、石岡鄉、豐原市、潭子鄉、太平市及霧峰鄉;臺中市之北屯區;南投縣之草屯鎮、南投市、名間鄉及竹山鎮等地區。

2.垂直位移方面:

各縣市垂直位移明顯變化之地區,主要以車籠埔斷層及大茅埔雙冬斷層間之地區受擠壓隆起情形最為明顯,隆起最高之點位為位於東勢鎮與石岡鄉邊界處之三等控制點L064,其高程上升8.45公尺,霧峰鄉內之萬斗六二等衛星點高程上升5.92公尺次之。

縣市 下降最大量(公尺) 上升最大量(公尺) 備註
苗栗縣 0.45 0.47 詳附圖
臺中縣市 0.37 8.45 詳附圖
南投縣 1.14 3.34 詳附圖
彰化縣 0.42 0.05  詳附圖
雲嘉地區 0.53 0.12

(雲林縣)

(嘉義縣)

(二)四等控制點:

苗栗縣共檢測10個歷年重測區,其相對位移差量以86年度卓蘭鎮為最大,其基線長之變化量為0.05公尺~10.01公尺,基線精度為1/293~1/19319。臺中縣市共檢測35個歷年重 測區,其相對位移差量以84年度石岡重測區為最大,其基線長之變化量為0.23公尺~4.06公尺,基線精度為1/236~1/8570。南投縣共檢測13個歷年重測區,其相對位移差量以76年度草屯重測區為最大, 其基線長之變化量為1.47公尺~4.09公尺,基線精度為1/293~1/19319。彰化縣共檢測20個歷年重測區,各年度之相對位移量均無明顯變化。雲林縣共檢測8個歷年重測區,各年度之相對位移量均無明顯 變化。嘉義縣市共檢測11個歷年重測區,其相對位置無明顯變化,應未受九二一地震及10月22日嘉義梅山地震之影響。 總計檢測97個歷年數值重測區,變化明顯之重測區共計9個重測區因斷層經過需重 新檢討,其餘雖屬全區位移,但尚能符合地籍測量之精度要求。

歷年重測區明顯變化地區一覽表

縣市 數量 重測專區
苗栗縣 1 86卓蘭
臺中縣市 7 79、85、87東勢,84石岡,80、88北屯,87太平
南投縣 1 76草屯
彰化縣 0
雲嘉地區 0

【四】九二一地震對地籍測量之影響:

根據檢測結果分析,此次地震所造成之地表變化並非僅是單純的地殼板塊一致性的移動,災區範圍內之控制點(含圖根點)及地籍資料受影響程度分析如下:

(一)原由內政部於民國69年公布之三角點成果(TWD67)受震災,原點位坐標已不適用。因此內政部決定今後災區各縣市測量引用之坐標系統,以88年11月公布之TWD97系統為主 ,原TWD67為輔。各縣市之地籍圖根點資料,因地震影響部分遺失、部分位移而不敷土地複丈使用,亟須新、補建方可供縣市地政事務所辦理土地複丈及災區重建之測量依據。

(二)就檢測本中心歷年重測區之四等控制點,雖僅9個重測區產生明顯相對位移,但以整體考量災區範圍內之各項地籍成果,位於地表破碎帶沿線之土地,因受地殼擠壓影響,造 成相對變形情況嚴重,地形、地物位置之相對關係改變,如苗栗縣卓蘭地區,及因相對位移精度已低於地籍測量要求規範,經本中心統計,受影響之土地計有310段,面積約141,150.3191公頃,筆數約 607,115筆。

各縣市受地殼擠壓影響土地之地段數、面積及筆數一覽表

縣市 地段數 面積(單位:公頃) 筆數
苗栗縣 6段 1195.91000 7434
臺中市 22段 3670.70070 28833
臺中縣 156段 79973.29172 275065
南投縣 101段 44710.36000 226401
彰化縣 22段 7253.86670 59192
雲林縣 1段 2894.00000 3097
嘉義縣 2段 1407.19000 7093
總計 310段 141105.31912 607115

(三)地殼未變動,僅地表滑動或崩塌之地區,如南投縣國姓鄉九份二山、雲林縣古坑鄉草嶺一帶,原地籍圖可繼續使用。

【五】後續因應措施

(一)儘速辦理災區三等控制點補建、新建工作

九二一震災後,本中心除實施三階段之基本控制點檢測工作外,為因應災區縣市重建及地籍測量需要,加密布設三等控制點,優先辦理南投縣、彰化縣、雲林縣及嘉義縣東半部 之三等控制點補建、新建作業。

(二)全面檢測苗栗縣及台中縣、市三等控制點工作

苗栗縣及臺中縣、市三等控制點,本中心原於87年度全面布設完竣,因受九二一大地震影響,必須全面檢測並改算新的坐標成果,目前均已檢測完竣。

(三)監測中部地區基本控制點

為監測中部地區基本控制點變化情形,本中心擬定中部地區控制點監測作業,自88年12月起至89年6月止,挑選車籠埔斷層線附近一、二等衛星控制點59點及經濟部地質調查所 監測點35點合計94點,每月監測1次,每點以GPS衛星定位接收儀觀測13個小時,以掌握地震後斷層活動對災區基本控制點之影響情形。

【六】辦理災區圖根點補建、新建工作

為辦理災區土地複丈及地籍圖重建需要,研擬「九二一集集地震災區圖根點新建補建計畫(草案)」,由震災7縣市政府辦理屬於「震災受損輕微,曾辦理地籍整理地區」之圖 根點,做為繼續採原地籍測量成果辦理複丈之依據。

二、0206花蓮地震

【一】前言

107年2 月6 日深夜11 點50 分,臺灣東部花蓮地區發生芮氏規模6.26 的地震,其中花蓮市最大震度達到7 級,造成花蓮市附近區域多處建築物倒塌及人員傷亡(以下簡稱0206 花蓮地震)。本中心於107年2 月7 日蒐集建置於宜蘭縣、花蓮縣、北臺東縣及中央山脈地區之一等衛星控制點(GNSS連續站)(以下簡稱GNSS 連續站)計53 站,以107 年2 月6日8 時至23 時50 分及107 年2 月7 日0 時至8 時等2 個時間段衛星觀測資料,使用Trimble 公司的Trimble Business Center 軟體計算地震前、後之位移量,所有成果約制在金門衛星追蹤站(KMNM),其中花蓮(HUAL)GNSS 連續站之地表最大位移量約達45 公分,而位移量超過1 公分的GNSS 連續站則有11 個(如下圖)。

花蓮地震地表位移量

本中心另蒐集本年2 月7 日至2 月13 日之GNSS 連續站衛星觀測資料,以Bernese V5.0 軟體重新解算花蓮地區11 個GNSS 連續站坐標為e-GNSS 最新坐標成果,於本年2 月22 日提供給e-GNSS系統使用。惟因位移量過大,已對花蓮地區基本控制點成果精度造成影響,為符國土測繪法及相關子法所規定基本控制點精度,本中心協調花蓮縣政府及花蓮地政事務所,共同規劃於該地區進行基本控制點檢測,據以維護我國大地基準,提供高精度控制點空間資訊予各界測繪相關業務使用。

【二】基本控制點檢測

(一)工作日期:107年2月26日至3月2日,5個工作天。

(二)人力儀器:共計18部衛星定位接收儀36人,由本中心調派12 部接收儀28人,花蓮縣政府2部接收儀4人,花蓮地政事務所4部接收儀4人。

(三)作業範圍:北從花蓮和平,南至鳳林,西至中央山脈,計辦理53個基本控制點檢測,並與22個GNSS連續站進行聯合計算處理。

【三】檢測結果分析

(一)GNSS連續站檢核

1.為辦理後續基本控制點檢測計算所需,首先從53個GNSS 連續站中選定22 個GNSS 連續站(其中11 個經檢測視為0206花蓮地震前後無變動之固定點位),作為後續花蓮地區基本控制點檢測計算之約制點位。

2.為蒐集上開22個GNSS連續站1天(107年3月2日,24 小時)、 15 秒間隔之衛星觀測資料,以Bernese V5.0軟體計算各站間之基線向量,並使用本中心「衛星定位基線網形平差系統」執行網形平差計算,最小約制於武陵(WULI),其中13個GNSS 連續站具有 TWD97[2010]公告坐標值。先分析13個GNSS連續站觀測資料解算 距離相對關係,剔除相對精度低於1/100,000之基線,包含花蓮 (HUAL)、東華大學(NDHU)、水璉國中(SHUL)、新城(SICH)及壽豐 (SOFN)等5站後,再以8個GNSS連續站之原公告坐標值(如下圖) 作為約制點位,重新計算其餘 14 個GNSS連續站坐標成果。

花蓮地震後控制點檢測使用之GNSS連續站位置分布圖

(二)基本控制點檢測之基線計算及網形平差計算

1.在檢測區域內計有基本控制點53 點(其中一等衛星控制點2點、 二等衛星控制點11點、三等控制點40 點),於107年2月27日至107 年3月2日,進行6小時靜態衛星定位測量,資料接收頻率為每5 秒記錄1筆資料,總計4個觀測時段。

2.每個觀測時段同時蒐集鄰近基準站之接收資料,使用Topcon MAGNET V4.3 軟體進行基線向量計算,總計選取1,523 條基線觀測量(實際觀測基線 1,579 條,剔除基線 56 條,合格率96.5%)。彙整各時段基線觀測量組成觀測網形,使用本中心「衛星定位基線網形平差系統」執行網形平差計算,進行基線偵錯,並以上開22 個GNSS 連續站(其中8 個為原公告坐標值,其餘14 個為最新坐標成果),進行強制附合網形平差計算。

3.完成檢測之基本控制點計53 點,惟其中6 點之檢測成果與公告成果之較差在誤差範圍內,爰將該6 點一併納入約制。故本次檢測作業共計採用22個GNSS連續站與6 個基本控制點作為約制點位,進行強制附合網形平差,計算其餘47 點基本控制點之最新坐標成果,爰加計上開14 個GNSS 連續站點,本次檢測工作共解算61 個點位之坐標成果。

【四】結語

依據檢測結果,花蓮地區受到0206花蓮地震影響,靠近震央地區之三等 控制點平面最大變動量甚至已達到1.2公尺以上,原公告成果受影響程度已無法再提供測繪業務使用。本次檢測作業實際完成一、二、三等衛星控制點53點檢測工作,並解算完成14點GNSS連續站及47點基本控制點之最新坐標成果,可提供各界使用。

內政部107年4月20日台內地字第1071302871號公告