土石流發生途徑
土石流發生的主要途徑,大致可分為下列幾種:沖刷溪床造成土石流、沖刷
溪流邊坡造成土石流、壩體崩塌造成土石流、地下水位升高形成土石流及其他
途徑造成的土石流。
沖刷溪流底床造成的土石流,是指溪床上原來就有相當厚度的土石堆積,洪
水期間由於溪床表面沖蝕及地下水位上升,產生局部沖刷破壞,並逐漸擴大造
成溪床整體破壞,而形成土石流。沖刷溪流邊坡造成的土石流,則是指溪床邊
坡不穩定而產生大量崩塌,這些不斷崩塌的大量土石,與溪溝洪水混合後形成
土石流沿著溪流流動。而壩體崩塌造成的土石流,是指溪流邊坡不穩定,以致
產生大量崩塌,這些崩塌土石阻塞河道,形成一個小水壩,如堰塞湖,阻擋水
流使溪水水位上升,當水位到達破壞水位,或高到超過土石堆時,造成土石堆
崩塌而形成土石流。致於地下水位升高形成的土石流,則是指地表下岩層細縫
中的地下水,受到他處高水位壓力作用,產生極大的孔隙壓力,造成局部土體
的破壞或土壤液化而形成土石流。
其他途徑造成的土石流,是指除了前面四種土石流的發生途徑外,因其他原
因所造成的土石流,臺灣地區曾經在下列三種情況下發生過土石流。第一種情
況是因山坡上游泳池崩塌而造成土石流:民國八十六年八月十八日溫妮颱風襲
臺,臺北市天母德行東路 338 巷內的民宅,其後山上方別墅的游泳池突然崩
裂,大量水流沿著山坡流下,並急遽沖刷沿途坡面的表土層,而形成土石流,
並淹沒一間三合院民宅,造成一家六死一傷的慘劇。
第二種情況是因山坡上棄土場崩塌而造成土石流:民國八十七年十月十八日
瑞伯颱風襲台,臺北縣五股鄉登林路「臺聯工程木業裝潢公司」廠房後山上方
灰渣場,因排水不良大量積水,造成灰渣場土堤潰決,形成土石流沿著山坡沖
流而下,沖毀數間民房造成人員傷亡。
第三種情況是因橋孔淤滿積水潰決而形成土石流:南投縣神木村神木國小前
的霍薩溪橋,在民國八十五年賀伯颱風之前,其橋孔淨空約有十餘公尺,但在
賀伯颱風之後,由於土石流的淤積,其淨空剩下不到兩公尺,賀伯颱風之後,
數度小規模的土石流及河道輸沙使土石繼續淤積在橋孔下,終致橋孔完全被土
石堵塞。民國八十七年五月九日,在一場小雨之後,由於橋孔淤滿溪水無法宣
洩,致使霍薩溪橋上游溪面積水形成水塘,當水位逐漸升高到橋面時,橋面承
受不了水的側向壓力,發生崩塌而形成土石流。這些土石流或許可歸類於壩體
崩塌型土石流。
土石流發生的基本條件
形成土石流的基本要件包括豐富的鬆散土石、充足的水分及足夠大的坡度,
此三條件缺一不可。豐富的鬆散土石,提供形成土石流所需的固態物質;充足
的水分潤滑土石流內固態物質,並降低固態物質間的摩擦力與凝聚力,促使固
態物質液化以助於流動;足夠大的坡度,提供土石流流動動力,使土石流克服
其內部的摩擦力與凝聚力後,繼續向低處流動,並在流動過程中促使泥石與水
高度混合增加其流動性。
自然土石流的鬆散土石來源,主要取決於流域地質特徵。在地質構造複雜、
斷裂皺褶發達、地震多、山坡穩定性差、岩層破碎或山崩地滑多的地區,能為
土石流的形成提供豐富的鬆散土石。人為土石流的鬆散土石來源,除取決於流
域地質特徵外,主要由人類活動所造成。例如,山坡地不當利用與開發、森林
被亂砍濫伐、山坡地的道路開發、工程棄土及礦區棄渣的處理不當等,均能為
土石流的形成提供大量鬆散土石。
鬆散土石的堆積,一般需要較長的時間,但土石流的發生卻是突然爆發、歷
時較短且來勢兇猛。發生大地震地區,由於地殼震動,將地表土層做水平及垂
直方向的劇烈搖動,使得地表土層變得非常鬆散,甚至形成堰塞湖,因此是發
生土石流的高危險區。
水不僅是土石流的組成成分,更是激發土石流的直接條件。水的來源大致上
有三種:降雨、融雪及潰壩。降雨是臺灣地區水的主要來源,每逢颱風或豪雨,
各地即常發生土石流。例如,一九九六年賀伯颱風經過臺灣本島帶來大量降雨,
除了造成臺北市社子島及臺北縣板橋市的嚴重淹水外,更造成南部地區土石流
災害,導致嘉義縣阿里山、南投縣陳有蘭溪附近村落及屏東縣好茶村居民及財
物的慘重損失。引發土石流所需要的水量,各地不一,主要取決於地形坡度、
鬆散土體性質及降雨特性。若土體顆粒細、疏鬆、含水量高、且具有較陡的地
形,僅需少量的水即能引起土石流;反之,則需要較多的水量方能引起土石流。
坡度是提供土石流發生及流動的動力,坡度陡的地區較容易發生土石流。當
土石流流經坡度較陡的地方時,由於其強大的侵蝕力,會侵蝕渠岸及渠床物質,
使土石流規模逐漸增大;反之,當土石流流經坡度較緩的地方時,由於動力減
小,部分泥石開始沈積,泥石與水相繼分離,使土石流規模逐漸減小,甚至停
止流動。
一場土石流過程包含發生階段、流動階段及停止階段。理論上,水流流經溪
床時,如果溪床上有豐富的泥、砂或石頭,而且在流速、流量足以激發土石流
的情況下,最容易引發礫石型土石流,其溪床坡度範圍大約是15~30度之間,
而引發泥流型土石流發生的溪床,坡度範圍大約是6~12度之間。斜坡面或溝
床上堆積層的物質成分及植生情形,也是影響土石流是否會發生的重要因素。
許多現場調查資料顯示,在不同地區,因為地質、地形、植生及水源特性等條
件不一,發生土石流的條件也不盡相同。
< 待續 >
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