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土石流

文˙圖/莊文星

 

 

  山崩落石所造成之大大小小的石塊、泥土與水混合後,順著地表斜坡下滑移動或流動,常掩埋農田、房舍、道路或溪谷,造成天然災害,泛稱為土石流。然根據固體材料粗細又可分為以細顆粒泥漿為主之泥流(圖1)、沙土之土流(圖2)與礫石、石塊夾雜沙土之土石流(圖3)。土石流一辭,於岩石學詞彙中泛指含大量水分之碎屑物搬運流動,有一半以上的固體材料;其顆粒大小超過沙粒大小或含大量粗礫的岩石碎屑則稱為岩屑流(圖4),於日本與台灣民眾則通稱為土石流,而於中國大陸則以泥石流稱之。


圖1.細顆粒黏土所造成的泥流

圖1.細顆粒黏土所造成的泥流。

 

圖2.埔里蜈蚣里沙質之土流(土石流)

圖2.埔里蜈蚣里沙質之土流(土石流)。

 

圖3.埔里霧社(台14線)南豐加油站之土石流

圖3.埔里霧社(台14線)南豐加油站之土石流。

 

圖4.泥沙夾雜大量的岩石碎屑粗礫為岩屑流或土石流所造成

圖4.泥沙夾雜大量的岩石碎屑粗礫為岩屑流或土石流所造成。

 

圖5.921大地震後豪雨前大坑太平圳斷層帶之地貌

圖5.921大地震後豪雨前大坑太平圳斷層帶之地貌。

 

圖6.同 圖5 豪雨後之地貌

圖6.同 圖5 豪雨後之地貌。

 


 

土石流形成的主要原因

  地質條件不穩定的山坡地經由風化崩解之大大小小石塊、泥沙、土壤或由於山崩、地滑與落石而於河谷或坡腳下堆積了大量之碎屑物。此豐富的土石材料,因位處傾斜的山麓斜坡上,加上豪雨所帶來充沛的雨量,流水宣洩不良。由土、石與水混合,因重力順坡下滑流動即形成土石流,其破壞力量無遠弗屆。

  1999年921集集大地震引發了九份二山、草嶺、九九峰、埔里與中部橫貫公路等地多起的山崩與落石,埋下了土石流的危機。翌年初春2月下旬,中部地區連日大雨,車籠埔斷層破裂帶地表涇流、雨水、河川水流沖刷,破碎鬆散的地表地形改變劇烈(圖5與圖6)。水流侵蝕搬運泥沙匯入大甲溪形成滾滾濁流(圖7與圖8)。混濁之流水導致豐原、鯉魚潭水源泥沙含量過高,淨水設備無法負荷,迫使大台中地區水公司分區隔日輪流供水。921災後,台中、南投、雲林等山坡地崩坍情形相當嚴重。2月下旬山區降大雨,雨水沖刷崩塌山壁,鬆動的土、石仍會繼續崩落滑動,當混雜大量水份,滑動將轉變衍生形成土石流四處流竄,讓山區的居民心驚膽戰、憂心忡忡,深怕釀成巨災。土石流的外觀在地形上可依其流程區分為源頭發生部、流動軀幹部與堆積趾部等三大部分。一般源頭發生部通常四周由山嶺環繞,只留下一處出口,如碗狀或湯匙狀。源頭發生部谷壁崩坍之碎屑材料大量堆積,一般谷壁四周的植生顯得相當稀疏或為不毛之地(圖9與圖10)。流通軀幹部通常位於山溝河谷流域中下游,河床上常有河谷兩岸崩坍下來的碎屑物與崖錐堆積。堆積趾部多位於溪流下游出口處,坡度較平緩,通常成沖積扇狀的平坦地形。堆積趾部表面與前緣多巨大的岩塊堆積。整體而言,山溝溪谷產生土石流,從源頭發生部、流通軀幹部至堆積趾部的總體形狀則為伸長的舌狀。

 

圖7.921大地震後豪雨前埤豐橋地震斷層瀑布景觀

圖7.921大地震後豪雨前埤豐橋地震斷層瀑布景觀。

 

圖8.同 圖7 豪雨後,大甲溪滾滾濁流。

圖8.同 圖7 豪雨後,大甲溪滾滾濁流。

 

圖9.台灣溪流源頭多崩坍地,大量土石堆積為土石流的源頭發生部之溫床。

圖9.台灣溪流源頭多崩坍地,大量土石堆積為土石流的源頭發生部之溫床。

 

圖10.台灣中部頭嵙山礫岩地層地震災後豪雨易衍生土石流

圖10.台灣中部頭嵙山礫岩地層地震災後豪雨易衍生土石流。

 

 

土石流的防治措施

  台灣位處新生代之造山帶,由於構造運動的影響,岩石地層多破碎不連續面。外在地質環境條件相當惡劣,加上豪雨流水的侵蝕沖刷、外力的風化等各種地質營力作用,以及人為不當的坡地開發與土地利用,原本已破碎脆弱的岩石更易因山崩落石而崩落堆積或阻塞於山溝溪谷,匯聚而成為土石流的材料。921災後,台灣中部多山崩落石,山區土石鬆動,豪雨常造成土石流危機。豪雨使山區土石隨山洪傾瀉而下,掩埋道路、房舍、農田與果園,令人怵目驚心。目前災區防治方面的工作,主要是以崩坍地工程防治措施為主,植樹造林、護坡與加強河流渠道疏濬功能。而於工程整治,切忌亂倒廢土,否則更將引發河川下游二次的土石流。長遠的做好國土利用規劃,使山坡地的開發利用,都需要經過確實的影響環境評估,防止濫墾、濫葬、恣意變更土地利用,避免山坡地水土保持不良的情形持續惡化,土石流失更加嚴重,才能早日解脫土石流的夢魘。