中臺灣河川新地貌（五）—濁水溪

文˙圖／莊文星

摘要

　　濁水溪為臺灣第一大溪，發源於中央山脈合歡山主峰與東峰間，流經中央山脈板岩地區，地質環境特殊，岩性軟弱多破碎易風化，挾帶泥沙多，河水四季均呈混濁故名。主要支流有霧社溪、塔羅灣溪、萬大溪、丹大溪、巒大溪、水里溪、陳有蘭溪、清水溝溪、東埔蚋溪、清水溪、郡大溪等。名間-集集之濁水溪河段有車籠埔斷層、初鄉斷層、雙冬斷層等。分布地層主要為泥、沙、礫石之沖積層、階地與臺地以及頭嵙山層、卓蘭層、錦水頁岩等。
　　濁水溪集集攔河堰位於集集鎮林尾里，集集攔河堰原設計蓄水量1千萬立方公尺，因混濁的濁水溪搬運大量的泥沙淤積，目前有效蓄水量僅剩餘一半，約500多萬立方公尺，且持續惡化中。也由於濁水溪水利工程阻擋泥沙，嘉義沿海外傘頂洲正以每年四、五十公尺的速率消退中。集集攔河堰已漸漸失去其原先設計提供為六輕給水，防止雲嘉地區超抽地下水引發地層下陷的功能，如今幾乎成了名不副實的攔沙壩。
　　濁水溪名竹大橋－－集集攔河堰河段有車籠埔斷層、初鄉斷層與雙冬斷層。車籠埔斷層與初鄉斷層此二斷層可能為基底斷層。初鄉斷層位於車籠埔斷層之上盤，兩斷層間的卓蘭層有褶皺發育，如集集攔河堰出水口－－名竹大橋間河床。名竹大橋位於名間－－竹山間橫跨濁水溪，為921斷層地表破裂所經，故已斷裂毀壞，大甲溪與濁水溪流域地形也大幅改變。
　　集集攔河堰壩址位處卓蘭層地層，褶皺卓蘭層中多垂直或傾斜之砂岩、砂頁岩互層，由於暴雨或集集攔河堰之排砂與洩洪，在河水大量沖刷侵蝕下，形成新的集集峽谷地貌，而有臺灣的九寨溝之美稱。集集攔河堰出水口下游河床卓蘭層，據推測為淺海相沉積岩地層，多沙棒、生痕化石、貝類化石富集帶 、波痕、含碳質物、煤屑岩層與層間礫岩。由於集集攔河堰之興建排沙與洩洪等水力措施，造成不定時急流的沖刷才顯露了卓蘭層中寶貴的沉積構造、褶皺和峽谷地貌。但在雨季、颱風暴雨及洩洪等劇烈的沖刷與侵蝕作用下，這一切即將毀壞化為烏有，故應及早規劃資料蒐集，例如居住跡生痕化石Ophimorpha sp.有著淺海快速沈積環境的露頭，極為重要且難得一見，所有可能採集的標本必須設法緊急搶救保留，並作詳細照相繪圖記錄與研究，以留下重要特殊的地史記錄。

關鍵詞：濁水溪、集集攔河堰、車籠埔斷層、竹山、新草嶺潭卓蘭層、集集峽谷

前言

　　921集集大地震是臺灣人難以從記憶中消除的一場夢魘。震央在日月潭西方約12.5公里的南投縣集集，主要災區涵蓋濁水溪河谷至大安溪河谷之間。在地形上屬臺灣中央山脈西側的山麓丘陵區。其範圍有屬於苗栗縣的卓蘭，南投縣竹山、集集、中寮、國姓、埔里、魚池、名間、草屯，也有屬於臺中縣的新社、東勢、和平、豐原、石岡等地，為強震區內人口密集之市鎮，房屋倒塌受損率甚高，是以傷亡慘重。災區內除房屋倒塌、道路、橋樑斷裂之外，地面起伏變形，陵谷移位等因地殼擠壓、斷裂的現象明顯。因此，地震的發生原因就自然地被歸咎於附近斷層之活動。

車籠埔斷層

　　921集集大地震係因北自大安溪與大甲溪流域，南至濁水溪流域，近九十多公里長的車籠埔斷層作怪所造成。車籠埔斷層沿著臺中盆地的東側邊緣南北向延伸，斷層面以約30度傾角向東傾斜。斷層東側上升數公尺，由雲林縣的桶頭開始，經竹山、名間、南投、中興新村、草屯、霧峰、車籠埔、太平、大坑到豐原。過了豐原、石岡轉為東北方向延伸，影響遠達卓蘭鎮內灣、食水坑及東勢鎮四角林與東勢林場。車籠埔斷層所經之處破壞嚴重，許多橋樑垮了，原為平坦的道路或溪流河床慘遭破壞形成高低起伏，山崩地滑，中部地區地形地貌大大地改變。斷層地表破裂帶所經之處，於名間車站東方約600公尺舊集集鐵路支線處隆起約3公尺呈南北向延伸，附近鐵軌推擠隆起變形，為車籠埔逆斷層極完整的寫照與歷史記錄（圖1）。

圖1. 集集線鐵路位於車籠埔逆斷層破裂帶擠壓隆起約3公尺鐵軌嚴重變形損壞。

　　集集大地震於九份二山與草嶺發生嚴重的大山崩。地震、斷層、山崩、岩屑滑落、豪雨及其後所衍生的土石流為中部帶來了莫大的浩劫，亦可說是近期地貌改變的六大元兇。草嶺地區發生的大坍方，堵塞濁水溪上游支流清水溪而形成堰塞湖，萬一潰決將對下游造成莫大威脅（圖2）。由於地震的強烈破壞導致山坡地極不穩定，日後的山崩土石流災難劫數難逃。921地震後，清水溪上游流經來吉的阿里山溪與流經豐山的石鼓盤溪是極嚴重的崩塌區，土石移動彙集後由清水溪流入新草嶺潭。原本大約有2個日月潭蓄水容量的天然水庫，於2001年桃芝颱風一來，新草嶺潭就塞滿土石幾乎消失。2005年海棠、瑪莎等一系列颱風帶來的洪水更造成淺留小湖泊窪地全面瓦解，清水溪也再度貫通，短短幾年濁水溪支流清水溪流域地形的改變十分驚人。

圖2. 草嶺大山崩與新草嶺潭

濁水溪流域及源頭

　　濁水溪全長178.6公里，流域面積4323平方公里，是臺灣最長也是面積最大的主要河川，依河流支流等級區分，屬六級河，但達五級河的支流只有陳有蘭溪、清水溪以及丹大溪。
˙源地：合歡山東峰與奇萊連峰間的佐久間鞍部。濁水溪由發源區後直下到水里東南方4公里的龍神橋地峽開始形成沖積扇，從此河面有寬有窄。水里坑有1.5公里，進入集集後部分有3公里寬，集集西南方2公里的草嶺地峽，或稱獅象隘口最窄，僅400公尺。再往西隘寮里有1.5公里，濁水約2.5公里，竹山的香員腳約3.5公里，鼻子頭約3公里。過了鼻子頭一路向彰化平原出海。由於濁水溪上游及主要支流，流經中央山脈板岩地區，地質環境特殊，挾帶泥沙多，河水四季均呈混濁故名（圖3）。

圖3.濁水溪上游支流萬大南溪主要位於中央山脈板岩地質區內河床多砂石岩屑易造成河床增高淤塞與土石流

˙出海口：彰化大城鄉與雲林縣麥寮鄉。大城鄉由於水產養殖超抽地下水，引發地層下陷，每逢大潮、颱風豪雨時易釀成淹水，禍害無窮。
˙主要支流：霧社溪、塔羅灣溪、萬大溪、丹大溪、郡大溪、巒大溪、水里溪、陳有蘭溪、清水溝溪、東埔蚋溪、清水溪、邵坑溪等。
˙流經區域：彰化縣大城鄉、竹壇鄉、溪州鄉、二水鄉、田中鎮；雲林縣麥寮鄉、崙背鄉、二崙鄉、西螺鄉、莿桐鄉、林內鄉；嘉義縣阿里山鄉、梅山鄉；南投縣竹山鄉、鹿谷鄉、集集鎮、名間鄉、水里鄉、魚池鄉、仁愛鄉。
˙重大水利工程設施：明潭、大觀、鉅工、萬大霧社、濁水、明湖等水庫及集集攔河堰等。
　　濁水溪名間－－集集濁水溪河段有車籠埔斷層、初鄉斷層、雙冬斷層等。分布地層主要為泥、沙、礫石之沖積層、階地與臺地以及頭嵙山層、卓蘭層、錦水頁岩等（圖4）。

圖4.濁水溪流域名間-集集段地質圖。原圖參考台灣地質圖 埔里、南投圖幅。 a 沖積層t階地堆積層, ，Cl卓蘭層， Tkh 頭嵙山層火炎山相，Tks頭嵙山層香山相， Kc桂竹林層 ，Nc南莊層 Sk深坑砂岩。

集集攔河堰

　　濁水溪集集攔河堰（圖5、6）位於集集鎮林尾里，因有獅頭山和象鼻山形成的天然隘口，地理位置重要，又是濁水溪河道最窄處，因此攔河堰選在這個位置建造。集集攔河堰原設計蓄水量1千萬立方公尺，因混濁的濁水溪搬運大量的泥沙淤積，目前有效蓄水量僅剩餘一半約500多萬立方公尺，且持續惡化中。也由於濁水溪水利工程阻擋泥沙，嘉義沿海外傘頂洲正以每年四、五十公尺的速率消退中。集集攔河堰已漸漸失去其原先設計為提供六輕給水，防止雲嘉地區超抽地下水引發地層下陷的功能，如今幾乎成了名不副實的攔沙壩（圖7）。

圖5.集集攔河堰為座落於以獅頭山─象鼻山為依托，名獅象守口之天然隘口。

圖6.集集欄河堰空拍全景。

圖7. 集集攔河堰塞滿濁水溪所帶來的泥沙得不定時的洩洪排沙以維持水庫的蓄水功能。

　　集集攔河堰下游的濁水溪河床，本文中稱為集集峽谷，峽谷附近剖面的岩層依位態、分布與產狀分為A、B、C、D四段，皆屬於晚中新世至早更新世的卓蘭層。由上而下分別為：
　　D段：集集攔河堰上游，包含獅頭山與象鼻山二山在內，約呈北30至45度東走向，朝東傾斜約40～50度，由厚層砂岩夾薄層頁岩構成，在獅頭山南側，面臨濁水溪林尾隘口的峭壁上及集集攔河堰河床（圖8）以及集集攔河堰水庫南岸都可以見到這一岩層的出露（圖9）。這段岩層非常完整岩性堅硬強固，地形上形成明顯的單斜之豕背構造（圖7），也成為攔河堰二側極良好的基礎與依托（圖6）。

圖8.集集攔河堰為建構於卓蘭層岩盤上，其出水口處河床多褶皺構造，依出露岩石構造可分為D、C、B及A四段岩層，B段岩層參考圖10，A段岩層參考圖11。

圖9. 集集攔河堰水庫內的卓蘭層厚層砂岩，由本文中D段極厚層砂岩夾薄層頁岩構成。

　　C段：集集攔河堰下游約300公尺內，由厚層砂岩夾中至厚層的頁岩構成，褶皺構造顯著，推測屬同沉積崩移之構造（圖10）。
B段：位於集集攔河堰下游約300公尺至800公尺間，大致是由厚層砂岩與頁岩互層（圖10）。
A段：位於名竹大橋附近，由厚層砂岩與頁岩互層組成，有摺曲構造，由於初鄉斷層在附近，受到程度不同的擾動作用（圖11）。

圖10. 集集攔河堰下游濁水溪河床出露岩石為屬C段與B段岩層。

圖11.集集攔河堰-竹山名竹大橋(九二一災後重建)段，河床出露岩石為砂岩夾薄層頁岩具褶皺構造之A段岩層。

　　濁水溪名竹大橋－－集集攔河堰河段有車籠埔斷層、初鄉斷層與雙冬斷層。車籠埔斷層與初鄉斷層此二斷層可能為基底斷層。初鄉斷層位於車籠埔斷層之上盤，兩斷層間的卓蘭層有褶皺發育，如集集攔河堰出水口－－名竹大橋間河床（圖10、11）。名竹大橋位於名間－－竹山間橫跨濁水溪，為921斷層地表破裂所經，故已斷裂毀壞（圖12），大甲溪流域地形也大幅改變。

圖12.921地震斷層破裂切過名間-竹山，名竹大橋位於車籠埔斷層地表破裂帶上嚴重毀壞，鄰近區域濁水溪河床急遽改變。

　　集集攔河堰壩址位處卓蘭層地層（圖8、10與13）。褶皺卓蘭層中垂直或傾斜之砂岩、砂頁岩互層，由於暴雨或集集攔河堰之排砂與洩洪，在河水大量沖刷侵蝕下，形成新的峽谷地貌，有臺灣的九寨溝之美稱（圖13）。集集攔河堰出水口下游河床卓蘭層，據推測為淺海相沉積岩地層，多沙棒、生痕化石（圖14〜16）、貝類化石富集帶（圖17）、波痕（圖18）、含碳質物、煤屑岩層與層間礫岩(圖19)。由於集集攔河堰之興建排沙與洩洪等水力措施，造成不定時急流的沖刷才顯露了卓蘭層中寶貴的沉積構造、褶皺和峽谷地貌，但在劇烈的沖刷與侵蝕作用下，這一切即將毀壞化為烏有，故應及早規劃資料蒐集，例如居住跡生痕化石Ophimorpha sp.（圖15、16）有著淺海快速沈積環境的露頭，極為重要且難得一見，所有可能採集的標本必須設法緊急搶救保留，並作詳細照相繪圖記錄與研究，以留下重要特殊的地史記錄。

圖13.集集攔河堰傾斜之卓蘭層砂頁岩地層水壩洩洪河水沖刷形成當地所稱九寨溝新地貌。

圖14.集集攔河堰卓蘭層多沙棒生痕化石。

圖15.居住跡Ophimorpha sp. 生痕化石,推測為淺海濱海相沉積環境。

圖16.集集攔河卓蘭層多波痕與生痕化石沉積構造，可惜因攔河堰排沙洩洪與河床地質條件不良岩性軟弱，可能很快就從這個世界消失，宜儘速補救採集蒐藏資料留存。

圖17.集集攔河堰卓蘭層中之具類化石富集帶。

圖18.集集攔河堰卓蘭層多波痕構造。

圖19. 集集攔河堰卓蘭層中之含碳質物地層與層間礫岩地層。

參考文獻

陳華玟、陳勉銘、石同生，2004。臺灣地區五萬分之一分幅地質圖及說明書第31號─南投圖幅，79頁。經濟部中央地質調查所。
黃鑑水、謝凱旋、陳勉銘，2000。臺灣地區五萬分之一分幅地質圖及說明書第32號─埔里圖幅，75頁。經濟部中央地質調查所。