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百年震盪──斷層下的台灣啟示錄

【918池上地震凸顯的長期危機】政府漠視斷層研究、開發政策脫鉤,連台積電都向橋科說「No」

「護國神山」台積電為何向橋頭科學園區說「No」?背後是一場被政府漠視的車瓜林斷層危機。圖為橋科預定地。(攝影/林彥廷)
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921大地震23週年的前夕,台東關山、池上連續兩天(9月17日、18日)發生芮氏規模6.4和6.8地震。規模6.8不僅是今年(2022)最大的地震,至截稿前最新的統計,今年規模超過6以上的地震已達8起之多。中央氣象局地震測報中心主任陳國昌坦言,台東這區域很少發生地震,極可能是未知的新斷層構造。

台灣對活動斷層調查,是從921大地震後才開始啟動,現公告的活動斷層有36條。但斷層調查公告始終牛步,2019年前長達8年未公布新的調查,經監委糾正,今年才一口氣增列3條活動斷層;然而,活動斷層帶上可能需要限制開發的「地質敏感調查」並未同步。《報導者》獨家掌握,今年新列為第一類活動斷層的高雄北部「車瓜林斷層」,通過原以打造南部半導體園區為號召的橋頭科學園區,首要招商目標的「護國神山」台積電最後避險未進駐,官方的地質敏感區審查竟還在卡關──民間警覺增強,政府心態還在與老天「對賭」。

斷層和火山一樣,也有「活動」和「不活動」的區別。活動斷層是指先前曾經活動,而且在近期內有可能再度活動的斷層。活動斷層有可能造成地表破裂,並影響和破壞地質,活動斷層上哪些地方高度危險?哪些地段合適開發建設?或建物需要有什麼規範?就必須靠進一步的地質敏感調查精確劃設。

台灣是地震帶密布的島嶼,但斷層帶的調查與政策始終脫鉤。中央地質調查所今年1月公布3條活動斷層,其中由高雄市內門區向南延伸至高雄市橋頭區,北段呈北東走向、南段轉為東北東走向,長約25公里的逆斷層車瓜林,被經濟部中央地質調查所(簡稱地調所)公布為最新的第一類活動斷層
第一類活動斷層指1萬年內曾活動者;第二類活動斷層則是在過去10萬年至1萬年內曾活動者。

但車瓜林被公告為第一類活動斷層9個月後,地質敏感區的調查至今未完成。去年環境影響評估剛過關的橋頭科學園區(簡稱橋科)就在其正下方,影響評估也遲遲未能因應。

更讓人怵目驚心的是,車瓜林斷層其實是過去出現許多地層潛移造成的詭異狀況後,相關單位才被迫加速調查。

車瓜林「地下危機」早有端倪:國道、高鐵屢現異象

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地震、斷層、橋頭、科學園區、高鐵、車瓜林
行駛中的高鐵列車通過橋頭科學園區預定地,也通過剛公告的車瓜林活動斷層。(攝影/林彥廷)

車瓜林斷層線通過的重要交通樞紐,都出現了顯著的危害。國道三號中寮隧道,2004年路面抬升,甚至曾讓卡車因高度不足擦撞隧道上方的照明設備,嚴重影響行車安全;高鐵燕巢機廠北部路段更每年潛移1~1.5公分,列車軌道微調已至極限。

意即,車瓜林斷層突然被公布為第一類活動斷層,並不是一場「意外」,而是近年專家與許多單位早已重點關注的「地下危機」。地調所構造與地震地質組組長林啟文坦言,就是因為在國道、高鐵陸續發現車瓜林斷層潛移的速率很快,與民眾生命安全相關,地調所加快調查腳步,於今年1月將其公布為第一類活動斷層。

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車瓜林斷層通過國道三號、高鐵與剛通過環評的橋頭科學園區,對北高雄的重大建設帶來影響。(設計/江世民)
車瓜林斷層通過國道三號、高鐵與剛通過環評的橋頭科學園區,對北高雄的重大建設帶來影響。(設計/江世民)

目前地調所正在進行車瓜林斷層的地質敏感區劃設,預計今年底完成。林啟文說明,目前已經進行地質敏感區初審第一次會議,搜集專家學者建議並進行資料補充後,將再送經濟部討論,「希望今年底能公布車瓜林斷層的地質敏感區。」

擔任地質敏感區初審委員、今年剛退休的台灣大學地質科學系教授陳文山表示,車瓜林斷層經過國道三號、高鐵、還有未來的橋頭科學園區預定地,有急迫性與必要性要劃設地質敏感區,因為按照《地質法》規定,公告地質敏感區後,土地開發都必須進行地質調查與地質安全評估,按照過去地調所劃設地質敏感區的範圍,上下盤加起來300公尺
在斷層面上方的岩層稱為上盤(Hanging Wall),在斷層面下方的岩層稱為下盤(Foot Wall)。
斷層敏感區範圍的劃定上,若斷層兩側變形狀況對稱,則在兩側繪製各約150公尺寬的區域;若兩側變形狀況不對稱,則在影響範圍較大的主要變形側(上盤)劃設約200公尺,非主要變形側(下盤)約100公尺等易受斷層影響之範圍。
,「這範圍內的開發行為都要管制,不是不能開發,只是要評估風險後選擇合適的方式。」

台積電避險超車政府,橋科半導體聚落成幻影

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台積電、地震、斷層、高雄、煉油廠
台積電不選橋科、改選定高雄煉油廠舊址為新廠址,目前正在進行汙染整治工程。(攝影/林彥廷)

科技產業是台灣經濟的命脈,從1980年起設置的新竹科學園區(簡稱竹科),聚集起高科技人才,讓台灣發展成半導體代工王國。但從新竹科學園區到高雄橋頭科學園區,都發生設置後才發現有活動斷層的相同狀況。

竹科擴大時發現有斷層通過,新竹科學園區管理局2005年委託陳文山帶領團隊實地挖掘後,直到2007年地調所才公布「新城斷層」為第一類活動斷層。為避免廠房跨越斷層,竹科將新城斷層通過路線全部改為綠帶。

時隔十多年後,相同狀況再次發生。位於高雄市的橋科預定地占地262.39公頃,去年9月1日才剛通過環境影響評估,營建署正在整地規劃道路,未來負責管理的南部科學園區管理局也開始招商,希望吸引半導體大廠進駐,帶動橋頭新市鎮的開發。

沒想到,橋科最主要招商對象──台積電──在11月突然宣布落腳半屏山旁的高雄煉油廠舊址。隨後,今年1月地調所新公布3條活動斷層中,第一類活動斷層車瓜林斷層,就在橋頭科學園區正下方。

直到9月2日,在國科會與高雄市政府共同舉行的橋頭科學園區區段徵收工程祈福動土典禮上,高雄市市長陳其邁偕行政院院長蘇貞昌連袂出席,陳其邁仍強調,「橋科的發展對落實未來南台灣半導體完整產業聚落具有關鍵影響。」但在台積電率先退出後,橋科半導體園區其實已成幻影。

「未來橋頭科學園區內沒有『晶圓代工』,」南部科學園區管理局副局長鄭秀絨接受《報導者》採訪時證實。她也坦言,主因在於台積電改到中油煉油廠舊址後,業內探尋不斷,「台積電不要這塊地後,他們也不進駐。」但她向記者解釋,即使沒有晶圓代工(註)
南科管理局強調,只是沒有晶圓廠,仍有半導體上下游的4家廠商。
,「目前仍有13家廠商獲得入區許可,招商狀況仍然很好。」但在台積電率先退出後,晶圓廠也無人進駐,橋科只招得到半導體上下游產業,原本號稱的半導體聚落成幻影。

台積電向橋科說「No」的原因是什麼?一名不具名的學者透露,橋頭科學園區有三大問題:「高鐵振動」、「泥火山噴出甲烷」以及「潛移斷層」都會衝擊晶圓代工。

其中,高鐵振動不只在這發生,南部科學園區
範圍包括台南園區1,043公頃、高雄園區567公頃、橋頭園區262公頃。
也遭遇一樣的困境,更何況橋科基地緊鄰高鐵軌道,振動問題無解;橋科內的滾水坪泥火山將劃定為公園預定地,但泥火山噴發不只有泥巴,還有甲烷──據了解,現場的總硫含量超過晶圓廠容許值1,000倍之多。此外,車瓜林這條潛移斷層也是重要關鍵──車瓜林斷層是活動斷層,每年南邊的地盤會往西平移1~1.5公分(10~15mm/年),可能會影響奈米等級的晶圓廠精密度。

鄭秀絨坦言,台積電先進製程對外在環境很敏感,確實在評估設廠時,考慮高鐵振動與泥火山持續噴發導致空氣中的甲烷偏高,最後決定放棄進駐而在晶圓廠紛紛打退堂鼓後,未來橋科將只有半導體上下游產業進駐,而是將以車用電子廠商為主,其中鴻海與裕隆成立的鴻華先進科技將是最大一家廠商。

為何台積電避險超車政府?地質專家、興創知能總經理鄭錦桐提到,其實很多企業都會找民間顧問或學術單位諮詢,愈大的企業愈需要充足的資訊做好風險控管:

「他們不是怕斷層,那些都可以從工程技術上克服,最怕的是政府沒充分揭露資訊,事後知道付出的成本遠遠是事前的好幾倍。」

環評補救有可能?環團不樂觀

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地震、車瓜林、斷層、中央大學、李錫堤
中央大學應用地質研究所退休教授李錫堤擔任環評委員,力主橋科斷層通過處要設綠廊避險。(攝影/林彥廷)

橋科在環評通過後才公布下方有斷層,是否就代表開發建設回不了頭?

事實上,在地調所正式公布車瓜林斷層前,環評委員、中央大學應用地質研究所退休教授李錫堤在審查橋頭科學園區環評時就主張,橋科下方「可能有斷層」,必須將斷層與緩衝帶劃設為公園綠地。

南科管理局依照建議,在橋科預定地中央規劃10公頃的泥火山公園,周圍有60公尺寬的環公園道路。只是地質敏感區劃設的範圍是300公尺,仍有部分廠房土地可能會被涵蓋,而且地調所公布的斷層圖是1/25,000比例尺,會不會有誤差
根據監察院的糾正報告,在1/25,000的比例尺下,1公釐距離會有25公尺的誤差。
?這都是未來南科管理局必須面對的問題。

環保署前副署長詹順貴則認為,環評通過的條件與現在有很不一樣的變化,開發單位有必要提出環境影響差異分析(簡稱環差):

「當時橋頭科學園區這塊地會中選,主因是台糖土地不用徵收,又離橋頭新市鎮不遠,所以沒做好事先的調查評估,典型的先射箭再畫靶。如今地調所公布活動斷層穿過正下方,趁著未整地動工前主動提出環差或許是解決辦法。」

但長期關注橋科的地球公民基金會環汙與能源倡議專員鄧宇佑,對環差的亡羊補牢作法,很難樂觀期待。他表示,因為在《環境影響評估法》中,並無相關法規強制要求當環境現況與環評通過當下有所落差時,應重做環評或環差,因此期待開發單位主動提出的可能性並不高。

不過他也補充,橋科的環評會議結論有提及「若未來公告區內緊鄰或有活動斷層或活動斷層地質敏感區通過,相關建築亦須依法進行耐震設計」,因此地球公民基金會將去函要求環保署環境督察總隊,監督開發單位是否有就新的斷層事證因應調整。

918池上地震凸顯的長期危機:地質調查學界動起來,政府要跟上

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台灣、地震、車瓜林、斷層、台大、地質、陳文山
台灣大學地質科學系退休教授陳文山認為,要謹慎小心處理車瓜林斷層的潛移問題。(攝影/林彥廷)
儘管車瓜林斷層帶上已有重大建設
指國道、高鐵以及行政院於2019年核定的橋科。
,地調所也了解應盡快調查並劃設容易發生危害的地質敏感區,但林啟文坦言,車瓜林斷層進入平原後,上面覆蓋厚厚的沖積層,地表很難發現斷層痕跡,無法精確繪製詳細斷層線,因此在平原段以虛線代替實線。
至於開發與斷層到底能不能並存?台大土木工程學系大地工程組教授林銘郎說:「就像看病前需要做一系列檢查,醫師才有足夠的證據研判,你到底生了什麼病,需要採取什麼樣的治療對策。」以當年竹科內的新城斷層為例,設置時根本不知道有斷層,在發現後,由陳文山組團隊研究
根據竹科針對新城斷層的紀錄,旺宏電子委託的地質調查結果與地調所差距達100公尺,最後委託台大地質學系陳文山進行深3層樓的槽溝開挖,才確認新城斷層位置。
,針對斷層特性做出劃設綠帶的決策,這就是最好的例子。林銘郎指出:
「回到橋頭科學園區也是如此,目前僅有地調所公告的資訊,但比例尺是1/25,000,如果我們想要更近一步確認虛線的斷層到底實際經過哪裡,那更精準的地質調查勢在必行。」
長期研究車瓜林斷層的成功大學測量及空間資訊學系副教授景國恩指出,台灣南部地底下有泥貫入體
地底下一大團泥質沉積物沿著裂隙往上竄的現象,地表會出現經常噴發的泥火山。
的特性,萬丹泥火山就是最明顯的例子;在橋頭科學園區預定地也有一個「滾水坪泥火山」正在噴發當中,而車瓜林斷層的潛移特性,就是斷層通過地底這一大團泥後,泥混合水滲入斷層中產生潤滑作用,讓斷層受到擠壓的能量可以透過潛移釋放,所以才能測量到斷層每年穩定的移動量。他表示:
「池上斷層也是這樣,可是仍有發生過規模6的地震,雖然目前仍未找到車瓜林斷層有累積能量的證據,我的研判發生地震的可能性低,但科學上是不能排除發生地震的可能性。」

成功大學今年與中央大學、正修科技大學、國家地震工程研究中心、中興工程顧問社等合作組成跨領域團隊,將針對橋頭與楠梓兩大區域進行地震災害與地表變形敏感度研究。計畫主持人、成功大學地球科學系教授饒瑞鈞指出,政府極力發展大南方計畫,要在台南與高雄交界的橋頭與楠梓進行建設,而這一塊區域卻有世界上少見潛移速度這麼快的斷層,相關調查資料也不足,因此他們的團隊計劃申請國科會經費,針對這塊區域進行調查,以供未來的建設參考。

景國恩認為,除了學術界的研究之外,如果科學園區確定落腳在此,那地質敏感區的劃設速度要快,才能有法源依據讓進駐廠商做好地質調查;此外,因為橋科劃設的綠帶與環泥火山道路僅有80公尺寬,加上地調所現有資料不足、無法精確繪製斷層線,且環評時南科管理局委外的廠商鑽探深度也不足100公尺,強烈建議仍必須投資更多經費做好調查,避免竹科的狀況再次發生。

亡羊補牢:國道三號監控車流量、高鐵最壞考慮停駛

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地震、台積電、橋科、車瓜林、斷層、高鐵
受斷層活動影響的高鐵橋墩,上頭裝設各種偵測儀器,測量潛移速率。(攝影/林彥廷)

車瓜林斷層對台灣國道、高鐵和橋科3個重大建設都造成影響,其中國道和高鐵已出現具體傷害,只能以補救工程因應;橋科還在規劃中,最可以從根本避開,因此專家認為應特別針對橋科進行環差與敏感地質調查

車瓜林斷層與旗山斷層互相推擠抬升,導致國道三號中寮隧道結構出現龜裂現象,路面也因為抬升導致高度淨空不足,高度較高的卡車已經擦撞到隧道上方的照明設備,危及行車安全。

國道三號中寮隧道與田寮三號高架橋因為旗山斷層與車瓜林斷層的抬升與擠壓,必須大規模整修。本圖兩個時期(2011、2022年)對比可明顯看出挖除改善的痕跡。(設計/江世民)

交通部高速公路局(簡稱高公局)規劃組組長林生發受訪時指出,高公局從2004年開始修復國道三號,並將龜裂的隧道壁補強,但結構變形依然持續,因此才找成大的專家組成顧問諮詢會議尋找原因。經歷3年監測,他們確定這是大自然不可抗力因素,即斷層活動導致的大地變形,而且每年抬升8公分、隧道口北邊的田寮3號高架橋則是因為每年平移6公分,伸縮縫受到擠壓已經無法發揮用處。

「因此在2017年開工,將旗山斷層通過的中寮隧道口北上挖除75公尺、南下挖除105公尺,確保斷層抬升不會破壞隧道結構,此外,原本隧道口外是高架橋的剛性結構,因應車瓜林斷層平移,將800公尺的高架橋改為土堤的柔性結構,並於2019年完工,共耗資7.8億元,此後即使旗山斷層再抬升,只需要定期刨除路面即可安全通行,」林生發說明,國道三號中寮隧道平時每小時單向有1,500~2,000輛車通過,連續假日車流量則是平時的1.75倍,經過專家討論後決定採取全球首例的「以柔克剛」工法改善,並持續以GPS連續設站測量大地變位量。

沿著車瓜林斷層往平原走,2007年通車的台灣高鐵與車瓜林斷層垂直交叉,台灣高鐵公司從2013年以來就監測到車瓜林斷層的潛移特性,在斷層通過的幾個橋墩下方加裝各種光纖與GPS定位儀器,嚴密監測中。

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車瓜林活動斷層與高鐵垂直交叉,透過空拍圖可以清楚看到;而一旁的白色區塊(圖前方)就是滾水坪泥火山。(攝影/林彥廷;設計/江世民)
車瓜林活動斷層與高鐵垂直交叉,透過空拍圖可以清楚看到;而一旁的白色區塊(圖前方)就是滾水坪泥火山。(攝影/林彥廷;設計/江世民)

據了解,高鐵331K的幾座橋墩,從2013年至今的監測,移動速率為每年1~1.5公分,對於高速行駛的高鐵來說,這已經危及行車安全。雖然台灣高鐵公司持續在軌道上微調、維持軌道平整,但通車至今,橋墩至少已經移動15公分,能調整的幅度已逼近極限。

然而,斷層平移並不會停止,軌道能調整的幅度終究有限。因此台灣高鐵公司規劃將在受影響的高架橋樁基礎四周設置鋼管樁,增加側向承載力,達到預防與改善橋樁基礎的效果。萬一真的無法改善,台灣高鐵公司內部都曾經討論過降速行駛,不過高鐵不願證實。但據了解,高鐵甚至考慮停駛台南與左營間進行大規模整修等對策。

國家斷層調查牛步,風險控管落後日本

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地震、斷層、車瓜林、橋頭、科學園區、滾水坪、泥火山
成功大學組成的跨領域地質調查團隊,實際在滾水坪泥火山勘查,並希望爭取經費對車瓜林斷層做深入研究。(攝影/林彥廷)
台灣位處於地震帶上,如何與地震共存是台灣面對的課題,而斷層的錯動正是地震發生的原因之一。今年3月,監察院以活動斷層調查與地質敏感區劃設進度緩慢糾正經濟部,監察委員田秋堇接受《報導者》採訪時指出,截至今年1月為止,公告的活動斷層有36條
21條為第一類活動斷層,15條為第二類活動斷層。
,2019年啟動調查時地調所已8年沒有公布新增的活動斷層,調查後地調所才針對車瓜林斷層初鄉斷層口宵里斷層以及崙後斷層加快調查,直到公布糾正案前2個月才公布除了崙後斷層之外的3條活動斷層。

田秋堇指出,2016年陳文山提出49條活動斷層的說法,台大地質科學系教授徐澔德則提出有38條活動斷層與活動構造,但當時經濟部依舊維持33條活動斷層的數字,顯示有很大的落差,因此才會不斷發生「核定的開發案啟動之後、斷層才出現」的問題。

此外,地質敏感區的劃設更是牛步化。田秋堇直言,36條活動斷層中,僅有20處劃設地質敏感區,而以地調所每年劃設一處的規畫計算,若36條都要劃設完畢還要等16年;反觀日本,活動斷層已公布至2,000條,田秋堇解釋,「公布的用意是告訴民眾斷層不可怕,可怕的是不知道自己家在斷層附近,毫無風險意識。」

糾正案中還直指,活動斷層與地質敏感區的1/25,000比例尺無法與內政部營建署的禁限建圖幅比例尺1/1,200相對應。田秋堇指出,調查官實際查詢日本國土交通省圖資,斷層的比例尺是1/6,000,顯示台灣在這部分仍有很大的進步空間。

林銘郎則是建議,活動斷層與地質敏感區的1/25,000不是問題,而是在於對應的內政部圖資中,上面的建物並未清楚調查,不管是開發商或是民眾要查詢時無法立即有效地對應地表建物,這恐怕是相關單位要改善的項目

918池上地震可能出自未知斷層,政府如何加快地質調查和政策腳步?

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長期研究車瓜林斷層的成功大學測量及空間資訊學系副教授景國恩(右2)與研究團隊在高雄燕巢進行現勘,水泥階梯因潛移已經明顯破裂。(攝影/林彥廷)

地質調查牛步化的問題,還是得從制度上解決。

以車瓜林這條斷層為例,它往山區走,儘管國道三號中寮隧道因斷層抬升導致隧道內龜裂、危及行車安全,早在2004年就確定是斷層所致並研議大規模整修,但公布斷層的進度一直拖到2022年才完成,這段期間橋頭科學園區就這樣通過環評。

台灣的斷層與地質勘查研究始終跟不上經濟開發的速度,車瓜林案例恐怕還只是冰山一角。

鄭錦桐就指出,過去因為採礦所以將地調所歸在經濟部轄下,但經濟部強調發展與開發,一個公布活動斷層與地質敏感區並影響開發的單位怎麼可能受重視,「根本上的利益衝突與人格分裂。」

鄭錦桐認為,目前了解組織再造要將礦務局與地調所整併,但這只是換湯不換藥,對於加快台灣的地質調查沒有太大幫助,最好的方式還是讓地質調查業務納入環資部,讓經濟部管開發,環資部負責環境與調查工作。

景國恩建議,目前有太多亟待調查的活動斷層,但地調所劃設速度這麼慢就是因為沒人也沒錢,未來如果組織改造,應該仿效國外設立工作站,由地方工作站來負責最基礎的調查工作,或是像日本開放給民間做調查,加快活動斷層調查速度。

本文截稿之際,9月17日21時41分台東關山發生芮氏規模6.4地震,18日14時44分台東池上更發生芮氏規模6.8的主震,深度僅7公里。中央氣象局地震測報中心主任陳國昌17日坦言,這區域很少發生地震,距離池上斷層很近,本來以為是池上斷層引發的地震,但詳細一看卻發現,震央位於斷層西側,但斷層是向東傾斜,兩者可能無關,而是可能有科學家未知的構造。景國恩也認為,這次台東地震在意想不到的地方發生,可能有一條從未被發現的斷層與池上斷層平行,「這也是為什麼我們疾呼要加快地質調查的原因,因為我們還有太多的未知。」

鄭錦桐強調,自己來自民間,談的是風險承擔與風險可接受度,但不管如何,關鍵在於事前有沒有足夠資訊可以評估,以橋頭科學園區為例,台積電事先做好評估認為這些風險過高選擇另尋場址,這就是在降低可能的風險。隨著科技的進步,工程能承擔或可以評估的風險變高,差別在於「要花多少心力好好調查?」恐怕政府與民間都要思考這個問題。

索引
車瓜林「地下危機」早有端倪:國道、高鐵屢現異象
台積電避險超車政府,橋科半導體聚落成幻影
918池上地震凸顯的長期危機:地質調查學界動起來,政府要跟上

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