跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(100.28.227.63) 您好!臺灣時間:2024/06/15 00:12
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:吳文川
研究生(外文):Wen-Chuan Wu
論文名稱:台北區自來水管線系統地震危害度評估及因應對策研究
論文名稱(外文):Seismic Hazard Assessment & Solution Research of Taipei District Water Pipeline System
指導教授:林慶元林慶元引用關係
指導教授(外文):Ching-Yuau Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:營建工程系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:89
語文別:中文
論文頁數:172
中文關鍵詞:自來水管線地震危害度
外文關鍵詞:water pipelineSeismic Hazard
相關次數:
  • 被引用被引用:2
  • 點閱點閱:400
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:1
台北區自來水管線系統地震危害度評估及因應對策研究
研 究 生:吳文川
指導教授:林慶元 博士
時 間:90年7月
論 文 摘 要
本研究利用蒐集台北地區地質狀況、地下水、斷層及地震等特性資料,檢視台北供水區現有供水設備,參考國內外現有耐震防災體系等文獻資料,藉由檢討現有台北供水區自來水設施耐震現況,探討災害預防、緊急供水及災後復舊應變事宜。並利用過去國內外地震管線損害情形統計分析資料,模擬台北地區管線危害度,進而評估地震後之斷水戶數及復舊時間等,以供自來水主管單位作為防災應變計劃參考。
由研究結果發現台北供水區於地震防災因應對策,應優先汰換老舊鑄鐵管線(CIP),如將老舊鑄鐵管線全部汰換為球狀石墨延性鑄鐵管(DIP),當台北供水區發生如九二一集集大地震之規模時,預估台北供水區管線平均受損率將由0.43件/km降至0.2件/km,則預測震災復舊開始時之斷水戶數將由820,495戶大幅減少為396,101戶,修復時間將相對縮短。
關鍵字:自來水管線、地震危害度

Seismic Hazard Assessment & Solution Research of Taipei District Water Pipeline System
Thesis Advisor : Ching-Yuau Lin
Graduate Student : Wen-Chuan Wu
ABSTRACT
This paper (study) discusses disaster prevention, emergent water supply and post-disaster recovery by collecting the characteristic data of geological status, underground water, faults, and earthquakes around Taipei, reviewing the existing water-supply facilities and disaster prevention systems, and checking earthquake tolerance of existing water supply facilities in Taipei. This papaer also simulates the pipeline hazard in Taipei by the statistic data of seismic damages, in order to estimate the water-cut householes and recovery time, which provide for the government disaster prevention plan.
The result says that the prior solution is to substitute the old CIPs for semimic disaster prevention in Taipei. If all old CIPs are substituted with DIPs, and the earthquake same scale as 921 Gigi earthquake is occurred in Taipei, the average damage ratio of the pipeline will be reduced from 0.43 repairs/km to 0.2 repairs/km, and at the beginning of the recovery time the water-cut households will be greatly reduced from 820,495 households to 396,101 households. It means that the recovery time will be shortened accordingly.
keyword:water pipeline , Seismic Hazard

目 錄
目錄……………………………………………………………………………………………………………………Ⅰ
表索引………………………………………………………………………………………………………………Ⅴ
圖索引………………………………………………………………………………………………………………Ⅷ
第一章 緒論………………………………………………………………………………………………………1
1.1前言……………………………………………………………….………………………………………1
1.2研究目的…………………………………………………….…………….…………………………2
1.3研究範圍…………………………………………………….……………………………….………2
1.4研究方法…………………………………………………………………………………………………2
1.5文獻回顧…………………………………………………………………………………………………3
第二章 台北地區自來水供水概況與檢討…………………………………………………8
2.1台北供水區範圍……………………………………………………………………………………8
2.2台北供水區之土地面積與人口數量………………………………………………8
2.2.1供水區之土地面積………………………………………………………………………8
2.2.2供水區之人口數量………………………………………………………………………9
2.3台北區自來水供水系統概況……………………………………………………………11
2.4台北區自來水供水系統目前之擴建計畫……………………………………12
2.5 現有供水設備與檢討………………………………………………………………………13
2.5.1出水設備…………………………………………………………………………….………13
2.5.2輸配水設備……………………………………………………………………………….13
2.5.3台北區自來水監控系統工程…………………………………………………14
2.5.4現有設施檢討……………………………………………………………………………14
第三章 自來水管線震災案例檢討及危害度評估…………………………………19
3.1日本阪神地震自來水設施損害、修復概況與檢討……………………19
3.1.1地震概要……………………………………………………………………….……………19
3.1.2自來水設施受損及復舊概況…………………………………………………20
3.1.3兵庫縣斷水修復概況………………………………………………………………20
3.1.4以事業單位做分類的損害概況………………………………….…………21
3.1.5以設施來分類的損害概況………………………………………………………27
3.1.6兵庫縣自來水設施震災的損失金額……………………………………29
3.1.7災害復舊後的檢討……………………………………………………………………30
3.2台灣集集地震自來水設施損害、修復情形與檢討……………………32
3.2.1地震概要……………………………………………………………………….……………32
3.2.2集集地震管線受損情形與分析……………………………….……………33
3.2.3復舊時程…………………………………………………………………….………………35
3.2.4災害復舊後的檢討…………………………………………………………….……35
3.3台北供水區自來水管線地震危害度評估……………………………………37
3.3.1台北盆地的地質與大地特性…………………………………………………38
3.3.2台北地區發生地震機率推估…………………………………………………40
3.3.3台北供水區自來水管線危害度評估……………………………………41
第四章 台北區自來水供水系統地震因應對策………………………………………51
4.1地震對策的基本考量…………………………………………………………………………51
4.1.1 地震對策的必要性…………………………………………………………………51
4.1.2 地震對策的執行………………………………………………………………………53
4.1.3地震對策的目標………………………………………………………………………54
4.1.4 地震對策的體制………………………………………………………………………58
4.1.5 地震對策的財政措施…………………………………………………….………59
4.2地震時的體制………………………………………………………………………………………60
4.2.1緊急時期的體制建立及訓練…………………………………………………61
4.2.2平時訓練………………………………………………………………………………….…64
4.2.3蒐集情報、連絡及宣傳體制……………………………………………………65
4.3自來水供水系統設施的耐震化………………………………………………………68
4.3.1 自來水供水系統受害程度的預測………………………………………68
4.3.2 耐震化的順序及整備……………………………………………….……………69
4.3.3 構造物的耐震化………………………………………………………………………75
4.3.4 管路的耐震化……………………………………………………………………………76
4.3.5設備及機器的耐震化………………………………………………………………79
4.4緊急供水對策………………………………………………………………………….…………80
4.4.1緊急用水的確保……………………………………………………………….………80
4.4.2緊急供水器材的準備………………………………………………………………85
4.4.3緊急供水方法……………………………………………………………………………86
4.5緊急修復對策………………………………………………………………………………………90
4.5.1調查受災情況……………………………………………………………………………91
4.5.2 緊急修復體制…………………………………………………………………………92
4.5.3修復器材的儲備………………………………………………………………………93
4.5.4管路的修復工程………………………………………………………………….……96
4.6地震時的支援………………………………………………………………………………………97
4.6.1接受支援的體制………………………………………………………………….……97
4.6.2進行支援的體制……………………………………………………………….……100
第五章 結論與建議……………………………………………………………………………………103
5.1結論……………………………………………………………………………………………………103
5.2建議事項……………………………………………………………………………………………104
參考文獻…………………………………………………………………………………………………………107
表索引
表2-1 台北供水區都市計劃土地分區使用面積……………………112
表2-2 台北供水區各地區土地面積及人口概況……………………113
表2-2 台北供水區各地區土地面積及人口概況(續)……………114
表2-3 台北自來水系統至民國80年之各期建設工程供水情形……115
表2-4 民國90年各種需水量…………………………………………116
表2-5 民國100年各種需水量………………………………………117
表2-6 民國119年各種需水量………………………………………118
表2-7 現有配水池一覽表……………………………………………119
表2-7 現有配水池一覽表(續一)…………………………………120
表2-7 現有配水池一覽表(續二)…………………………………121
表2-8 現有加壓站一覽表……………………………………………122
表3-1 阪神地震概要…………………………………………………19
表3-2 阪神地震兵庫縣自來水設施受損概要………………………123
表3-2 阪神地震兵庫縣自來水設施受損概要(續)………………124
表3-3阪神地震斷水、復水情形……………………………………125
表3-3阪神地震斷水、復水情形(續)………………………………126
表3-4 兵庫縣自來水給、配水管損害率……………………………127
表3-5 台灣地區中央氣象局震度表…………………………………127
表3-6 集集地震依管種別損害分析表………………………………128
表3-7 集集地震依管徑別損害分析表………………………………129
表3-7 集集地震依管徑別損害分析表(續)………………………130
表3-8 集集地震依管種、徑別損害分析表…………………………131
表3-8 集集地震依管種、徑別損害分析表(續)…………………132
表3-9 集集地震依地質型態管線損害分析表………………………133
表3-10 台北盆地地層與地下水大略劃分表……………….………134
表3-11台北、基隆、宜蘭及花蓮區域發生強震機率表……………135
表3-12 阪神地震之自來水管線被害數及損害型態(神戶市、芦屋市、西宮市)………………………………………………………135
表3-13 阪神地震之自來水管線管種別、口徑別被害件數、率(神戶市、芦屋市、西宮市)………………………………………136
表3-14 阪神地震之自來水管線管種別、震度級別被害件數、率(神戶市、芦屋市、西宮市)……………………………………137
表3-15 阪神地震之自來水管線管種別、表層地質別被害件數、率(神戶市、芦屋市、西宮市)……………………………………138
表3-16 台北區自來水輸配水管明細表……………………………139
表3-17 台北供水區管線損害評估…………………………………140
表3-18 台北供水區管線損害評估(CIP汰換為DIP)……………140
表4-1 緊急供水目標…………………………………………………141
表4-2 行動方針內容…………………………………………………142
表4-3 備份支援設施檢核表…………………………………………143
表4-4 緊急供水準備狀況檢查表……………………………………144
表4-4 緊急供水準備狀況檢查表(續)……………………………145
表4-5 修復對策準備狀況檢查表……………………………………146
表4-6支援時攜帶物資、物品清單範例……………………………147
表4-7 管線復舊現場所需工具清單…………………………………148
表4-7 管線復舊現場所需工具清單(續)…………………………149
表4-8 與請求支援的事業處開會檢核表……………………………150
圖索引
圖2-1台北供水區域圖………………………………………………151
圖2-2供水系統圖……………………………………………………152
圖2-3供水系統圖……………………………………………………153
圖2-4 DIP防脫接頭剖面圖(KF、UF、S型)……………………154
圖3-1集集地震自來水設施損害情形………………………………155
圖3-1集集地震自來水設施損害情形(續一)………………………156
圖3-1集集地震自來水設施損害情形(續二)………………………157
圖3-2台灣地區活動斷層分布圖……………………………………158
圖3-3管線損害率相對應於最大地表加速度之關係圖(Katayama et al. 1975)…………………………………………………159
圖3-4台北市於475年回歸期人工地震下依據Katayama建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管所得之損害率分布等高線圖………………………………………………………….…160
圖3-5台北市於475年回歸期人工地震下依據Eguchi建議之回歸線評估管徑為200公厘鑄鐵管所得之損害率分布等高線圖…161
圖3-6台北市於475年回歸期人工地震下依據Barenberg建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管所得之損害率分布等高線圖………………………………………………….…………162
圖3-7台北市於475年回歸期人工地震下依據O’Rourke 與 Ayala 建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管所得之損害率分布等高線圖………………………………………………….…163
圖3-8台北市於475年回歸期人工地震下依據Hwang 建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管所得之損害率分布等高線圖……………………………………………………………164
圖3-9台北市於475年回歸期人工地震下液化區內之液化沉陷量分布圖(李咸亨,1997)…………………………………………165
圖3-10台北市於475年回歸期人工地震下依據Porter 建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管於液化區之損害率分布圖……………………………………………………….……166
圖3-11台北市於475年回歸期人工地震下依據Heubach 建議之回歸直線評估管徑為200公厘鑄鐵管於液化區之損害率分布圖……………………………………………………….……167
圖3-12阪神地震輸配水管損害率與復舊開始時通水率關連圖.…168
圖3-13 阪神地震兵庫縣斷水戶數推移………………………….…168
圖3-14 神戶市於地震發生後對管線復舊之通水率情形…….……169
圖4-1神戶市緊急供水方案…………………………………………170
圖4-2 導水管複數化的考量方式……………………………………170
圖4-3 管線繞過配水池的考量方式…………………………………171
圖4-4 可撓伸縮管的對策範例………………………………………171
圖4-5 地盤變動幅度大時的對策例…………………………………171
圖4-6 耐震型地下式儲水槽例………………………………………172
圖4-7 臨時設置的供水裝置範例……………………………………172

參考文獻
1.吳陽龍,「由阪神大地震談大台北區自來水系統的強化及應變」,民國八十七年二月。
2.陳志佩,「台北市地震危害度研究-大地工程資料庫之應用」,國立臺灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,鄭繁教授指導,民國八十六年六月。
3.日本水道事業體,「阪神、淡路大震災と水道-被害狀況、總括、復舊工法水運用など」,日本平成九年三月。
4.日本財團法人水道技術研究ヤソター,「水道の地震對策マニュアル(改訂版)」,日本平成八年九月。
5.鄭錦澤,「自來水合理維生供水量可行性探討」,第十五屆自來水研究發表會報告集pp.315-327,民國八十七年十一月。
6.謝定亞、王炳鑫、施昭宇、盧烽銘,「自來水輸配水管線抽換評選多評準決策模式之研究」,第十五屆自來水研究發表會報告集pp.129-140, 民國八十七年十一月。
7.王桑貴、鄭錦澤,「自來水設施地震補強與應變整備對策」,中華民國自來水協會會刊第19卷第2期,pp.68-81,民國八十九年五月。
8.吳天瑍,「自來水事業防災應變之探討」,中華民國自來水協會會刊第19卷第3期,pp.46-59,民國八十九年八月。
9.日本水道協會,「自來水設施耐震工法指南及解說」,日本平成九年。
10.鄭錦澤、張華生,「台北地區輸配水管網供水調度暨維生應變之探討」,第十六屆自來水研究發表會論文集,pp.23-58,民國八十八年十一月。
11.許敏能,「各管材長度閥類數量統計及竣工圖管理系統研究」,第十六屆自來水研究發表會論文集,pp.59-65,民國八十八年十一月。
12.廖介廷,「管網系統相關閥栓類電腦建置之研究」,第十六屆自來水研究發表會論文集,pp.67-81,民國八十八年十一月。
13.丁育群、蔡綽芳,「九二一震災對都市空間防災規劃問題探討」,工程月刊,第七十三卷,第九期,工程界談九二一大地震研討會論文集,pp.25~36,民國八十九年九月。
14.李威儀、錢學陶、李咸亨,「台北市都市計畫防災系統之規劃」,台北市政府都市發展局委託中華民國都市計畫學會執行,民國八十六年六月。
15.吳天瑍,「緊急事故應變與災害處理對策之探討」,台北市政府八十四年度員工平時自行研究報告,民國八十四年六月。
16.陳永祥、曹登皓、杜振宗、丁金彪、黃申伯、李浩然,「港灣及河海堤工程震後緊急調查及措施研究」,港灣工程耐震安全評估與災害防治研討會論文集,pp.8-1~8-22,民國八十九年七月。
17.王炳鑫,「台灣九二一集集地震公共給水管線設備損害報告」,中華民國自來水協會會刊,第19卷第1期,PP.64-81,民國八十九年二月。
18.台北自來水事業處,「公共設施用地內設置耐震配水池評估案」,台北自來水事業處委託財團法人中華顧問工程司辦理,民國八十七年九月。
19.日本財團法人水道管路技術ヤソター,「阪神、淡路大震災の支援活動-厚生省の現地情報蒐集、支援調整及び民間からの支援活動の紀錄」,日本平成八年三月。
20.台北自來水事業處,「台北地區自來水系統地震災害防救計畫」,民國八十四年二月。
21.邱昌平,「台灣地區地震災害之防範與應變對策」,民國七十四年六月。
22.丁育群,「永續都市的防災設計」,公訓報導第96期,pp.51~53,民國九十年。
23.周永川、何泰源、陳福勝,「維生線系統之地震防災管理對策」,中日地下維生管線震害與防災研討會論文集,pp.124~135,民國八十九年六月。
24.台北自來水事業處,「台北自來水事業處89年統計年報」,民國八十九年六月。
25.台北自來水事業處,「台北區自來水第五期建設給水工程計畫規劃報告」,台北自來水事業處委託財團法人中興工程顧問社辦理規劃,民國八十年五月。
26.李景亮、梁英文,「結構耐震設計」,民國八十九年九月。
27.呂學榮,「台北都會區承受8.0級大地震災害與應變措施研究」,國立台灣工業技術學院營建工程技術研究所碩士論文,民國八十二年六月。
28.蔡益超等,「民國75年11月15日地震台灣北部地區建築結構震災調查報告」,結構工程,第二卷第一期,民國七十六年一月。
29.葉永田、陳國誠、溫國樑、蔡主權,「台灣地區七十五年五月二十日及十一月十五日二次地震之比較」,民國七十五年台灣地區四大災害之發生與防災問題論文集,國立中興大學,中華民國科技整合研習會,民國七十五年。
30.蔡主權、蔡益超,「台北區捷運系統耐震設計反應譜之研擬」,PP.4~7,民國七十六年。
31.WU,F.T.,「Recent tectonics of Taiwan」, J. Phys,26,Suppl, S265~S299.,1978。
32.葉義雄、溫國樑、陳國誠、葉永田,「台北地區斷層分佈及其活動性」,民國七十六年。
33.張徽正、林啟文、陳啟銘,「台灣地區活動斷層分布圖」,民國八十六年。
34.葉耀輝,「地震工程新支-維生線耐震工程簡介」,現代營建,pp47-49,民國七十四年一月。
35.Katayama,T.,Kubo,and Ssto,N.,「Earthquake damage to water and gas distribution systems.」,Proc.U.S. Nat.Conf. Earthquake Engineering, Earthquake Engrg. Res.Inst.(EERI),Oakland Calif.,pp.396~405,1975。
36.Eguchi, R. ,Taylar, D. and Hasselman, T. ,「Seismic component vulnerability models for lifeline risk analysis.」,Tech.Report No.82~1396~2C,J.H. Wiggins Co.,Redondo Beach,Calif.,1983。
37.Barenberg,M.E.,「Correlation of pipeline damage with ground motion」,Journal of Geotechnical Engineering, Vol.119, No.6,pp.706-711,June,1988。
38.O’Rourke,M. and Ayala,G.,「Pipeline damage due to wave propagation.」,Journal of Geotechnical Engineering,Vol.119,No.9,pp.1490-1498,September,1993。
39.Hwang,H.H.M. and Lin,H.,「GIS-BASED evaluate of seimic performance of water delivery systems.」,Center for Earthquake Research and Information,Febrary 10,1997。
40.Porter,K.,Scawthorn,C.,Honegger,D.,O’Rourke,T.and Blackburn,F.,Performance of water supply pipelines in liquefied soil.Proc.4thUS-Japan Workshop on Earthquake Disaster Prevention for Lifeline systems,Los Angles.
41.Heubach,W.F.,「Seismic damage estimation for buried pipeline systems」,Proceeding of the Fourth U.S. conference on lifeline earthquake engineering,San Francisco CA,pp.312-319,1995。
42.日本財團法人水道技術研究ヤソター,「水道の耐震化計劃策定指針(案)の解說」,日本平成9年5月。
43.日本水道協會,「1995年兵庫縣南部地震による水道管路の被害と分析」,日本平成8年5月。
44.台北自來水事業處,「台北自來水事業處88年統計年報」,民國八十八年七月。
45.台北自來水事業處,「台北自來水事業處自來水管線系統之耐震能力評估及補強準則」。
46.內政部營建署,「修正建築技術規則建築構造編耐震設計規範與解說」,民國八十八年十二月二十九日台八八內營字第八八七八四七三號函。
47.日本水道事業體,「神戶市自來水耐震化方針」,平成7年6月。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top