豪雨造成的土石流 < 摘自科學發展月刊374期 2004年 2月 14～23頁 >
出現在電視畫面上滾滾而來的土石，所到之處屋毀人亡，家園瞬間蕩然
無存，這麼可怕的土石流，是如何形成的？
作者：詹錢登（國立成功大學 水利及海洋工程學系）
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山坡地由於地形、地質、土壤等自然條件的特殊性，再加上人為不當的開發，
在颱風、暴雨及地震時，極易發生嚴重土壤沖蝕、崩塌、地滑、土石流等土體
運動現象。這種現象，一般稱為山崩或崩山，依照土體的運動形式，山崩可分
為墜落、傾翻、滑動、側滑與流動等五種類型，或簡單地區分為崩落、地滑及
流動等三種類型。
土體墜落是體積大小不一的岩塊或土塊以自由落體的運動方式向下掉落，大
多發生在陡峭邊坡或懸崖；土體傾翻是岩塊向下坡方向傾斜，然後發生滾落，
常發生在路邊邊坡及河道邊坡；土體流動則是指土體像流體似地以流動的方式
移動。土體流動速率差異很大，有的每年只有數公分，有的每秒幾公尺甚至數
十公尺。土體流動非常慢的叫潛移，流動很快的在臺灣及日本稱為「土石流」，
在中國大陸稱為「泥石流」，英文則稱為「debris flow」。土石流雖然在陸
地表面、湖底或海底均可能發生，但一般所指的土石流是指豪雨期間，大量鬆
散的土體與水的混合體，在重力作用下，沿自然坡面或溝渠由高處往低處流動
的現象。
土石流的運動特性介於流體與固體之間，它的外觀有如預拌混凝土，因此土
石流又常被比喻為「天然預拌混凝土的流動」。土石流中的土體種類繁多，其
顆粒大小的分布範圍，有的較窄、粒徑較均勻，而有的粒徑分布很寬，從黏土、
砂、礫石甚至巨石都有。含砂水體的流動如果按照泥砂體積含量來區分，可區
分為挾砂水流、高含砂水流、土石流及地滑等四類，其中土石流體的含砂體積
濃度介於挾砂水流和滑動土體之間，高濃度的高含砂水流常被視為土石流，而
地滑也常被當成是土石流。
土石流是土體由不穩定狀態轉向穩定狀態的自然過程，它的主要特徵是發生
突然、流動速率快、泥砂含量高、沖蝕力強、衝擊力大。一場土石流的過程包
含發生區、流動區及堆積區：土石流發生區的坡度大約在 15～30 度之間，流
動區的坡度大約在 6～15 度之間，堆積區的坡度大約在 3～6 度之間；土石
流常在溪谷出口處（坡度緩、寬度大的地點）形成扇狀堆積地。
土石流往往對其活動區（包括發生區、流動區、堆積區）內的各種設施、人
民生命財產及生態環境造成直接破壞和傷害，同時，大量土砂進入或堵塞河流，
還會給河流上、下游地區帶來巨大危害及難以估計的損失。由於土石流的規模、
性質、地形條件和受害對象的不同，危害也有所不同，常見的土石流危害方式
有淤埋、沖刷、撞擊、磨蝕、堵塞、漫流改道、彎道超高、擠壓主河道等。
土石流雖然是一種自然現象，但是在土石流的運動過程中，常造成各項建設
不同程度的損害，甚至人員的傷亡，因此「土石流」三個字又成為「災害」的
代名詞，常令人聞「土石流」而色變。
http://www.nsc.gov.tw/files/popsc/2004_14/9302-02-02.JPG
土石流衝擊橋梁高度不足被土石撞擊，使得橋面下的水泥崩落，
鋼筋裸露。
土石流的分類
土石流體的組成物質主要是水、泥、砂、礫石甚至巨石，但是它們彼此間含
量比例的變化卻是很大，因此土石流按照其物質組成，可分為泥流型土石流、
礫石型土石流及一般型土石流。
泥流型土石流（又稱泥流）是指土石流中泥砂含量大而礫石含量少，其泥砂
含量占 50％ 以上；
礫石型土石流（又稱水石流）是指土石流中礫石含量大而泥砂含量少，其泥
砂含量占 10％ 以下；
一般型土石流是指土石流中土體物質的顆粒大小分布很廣，由黏土、粉土、
砂、礫石甚至巨石等各種粒徑顆粒所組成，其泥砂部分的含量約在 10％～50％
之間。
土石流的類型主要是與當地集水區內鬆散土體的特性有關，在臺灣地區，這
三類土石流均曾發生過，例如花蓮縣銅門村及南投縣豐丘兩地曾發生礫石型土
石流，臺東縣豐濱鄉新社村及南投縣同富村曾發生泥流型土石流，而南投縣郡
坑橋及神木村曾發生一般型土石流。臺灣地區近年來所發生的土石流中，泥流
型土石流大約占 50％，礫石型土石流大約占 20％，而一般型土石流大約占
30％。將土石流在類別上加以區分，除有助於研究工作的進行外，更有助於規
劃及執行適當的防治對策。
土石流的特性
土石流具有爆發突然、來勢兇猛、組成複雜及破壞性大等特性。豐富的鬆散
土石、陡峻的坡度及充足的水分是發生土石流的基本要件。然而土石流往往爆
發突然，很難準確地預知其發生時間與發生地點。理論上，土石流的發生與該
區域內崩積物厚度、地質成分、地形特性及水文特性等因子有關。
土石流的四大特性
爆發突然：土石流爆發突然，很難預知其發生的準確時間與地點，目前僅對土
石流發生與降雨特性的關係有初步瞭解而已。
來勢兇猛：土石流泥位陡漲暴落，歷時較短，一場土石流過程可從幾十分鐘延
長到幾小時，但是其流速每秒可達給公尺甚至幾十公尺，其洪峰流
量最高可達上游水流流量的五到十倍。
組成複雜：土石流的組成物質複雜，包括水、泥、沙、礫石甚至巨石，而且彼
此間的含量比例變化很大，不易分析其流動特性。
破壞性大：土石流含砂濃度很高，前端呈波浪狀而且巨石集中，流動速率快，
對障礙物產生猛烈的衝擊，破壞力極高。
土石流歷時較短，一次土石流過程一般從幾分鐘至幾小時；它的流速每秒可
達幾公尺甚至幾十公尺，而且它的表面流速明顯高於其底部流速。土石流體組
成粒徑非常不均勻，它的流動不穩定，有陣流現象，當前端受阻而停止時，其
後續部分會因慣性而壅塞疊高，致使壓力增加而迫使前端再次流動。土石流前
端呈波浪狀並有巨石集中現象，而其後續部分礫石的大小及濃度均較小。由土
石流的橫斷面觀之，在前端部分其中央呈隆起的形狀，而其後續部分中央則呈
凹陷的形狀。
土石流的流動有明顯的直進性，遇到障礙物或通過彎道時不易繞流或變向，
因而產生猛烈的衝擊作用或爬高現象。土石流在完全發展的情況下，它的洪峰
流量最大可高達上游水流流量的五到十倍；換言之，在充分鬆散土砂的情況下，
一分的水可能引發五到十倍的土石流。
< 待續 >
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