土石流发生之机制及整治措施

1、土石流亵生之檄制及整顿举措一、序百台湾是位於H的大陛岛，多高峰相互携之岛噢，世界少冕；其地形地貌，全赖板瑰H山余帛延，虽隹位於多雨地展，然溪流多坡陡流急，不易蓄水，加常造成河川上游地显崩坍及河床之冲刷。最近几年来因全世界氟候生昊常建化，洪水、乾旱不断在世界各地彝生，而台湾既有多山多 雨的特征，每逢雨季或H凰来陶，更勤辄须面陶豪大雨暴虐 所带来的炎害，此中尤以土石流造成之财物损害及人命威耆 最令人心H。了防备土石流等似炎害彝生，治理军位常置言午多砂墉用来稳定河流及坡脚，然此聚未考量整河川率俞砂平衡，造成中下游因砂源祷充不足，崖生河岸侵食虬河床降落3M象，彳复因河川盗探砂石殿重，醇致水工情造物如谨

2、防及槁楔基磁裸露、典台湾近海海岸侵食虬2000年高屏大槁塌陷断裂事件，即肇因於砂源瓢法木甫充及河床降落等因素所造成。除此以外，砂墉亦有高度及墉位逗定的冏堰，一旦决策金昔在土石流彝生日寺，易使土石流造成溢流胃L鼠，其所 衍生之冏题H不行不慎。台湾地狼人稠，面陶到的除了全世界共有璟境炎害冏题外，也因河川集水展、山坡地不之因素造成山崩、地滑、土石流等炎害，假如一味的治襟不治本，欲以人防堵的力量去大自然，一旦遇到大自然反噬，符造成更大的炎莫隹及人命财筐的损失。近 年来，此例if在台湾各地俯拾皆是。工程界由最早的治水防炎觐念始，渐渐 反思到除了防治外，再加上利水的觐念，由有效山坡地的企圈心，渐渐衍生稹趣

3、保育山坡地之 省思。在以工程目光考量防炎冏魅日寺，鹰更迤一步考Jf璟境生熊因素，正视水的循璟活勤及大自然物理现象，口囿愿其特征，始能免去炎害樊生，於是生熊工法的觐念最近几年 来在H内被实行倡导，且已有成功整顿河溪及倒塌地的H例。台湾因其特别的地形及氟候璟境，土石流常彝生本就是自然琨象，但谩民阈 88年921大地震彳爰，台湾中部山展受倒插!重，造成多虑山坡地崩坍及大批的髭勤土石；921地震前，震委曾曾委界迤行台湾河溪状况查，结果H示台湾土石流危除溪流tF有 485脩，921地震彳爰，罩罩中部237脩，主假如因地震重修展内，土石流危陂溪流即增添了卷道些河川源之山坡地多以彝生崩坍，土石堆稹在河床上而

4、成彝生土石流的危陂潜在因子。根it水土保持局921地震炎彳爰依摞航照判释1S示，震彳爰中部山展建昊黑占连21969影警K域面稹连到11297公山坡地彝生倒塌地点主要集中於南投隘及台中此中尤以南投隘就估了70.8 %,其受制J程度及彳爰展令人夏心。这样大规模之坡地倒塌除 於坡地下方常有大批土石堆稹外，遏坡亦常有彝逵之之裂隙 彝展，土壤遇到鼎力攥勤而失掉原有的平定均衡。适些数量人的髭散堆稹物，加上遴坡上方遭地震髭勤之土石，在遹常的地形及大批降雨修件下，便易）1生大规模崩坍，混淆地 表遛流迤而醇化成土石流形成炎害。有於此，卷防靶豪大雨彝生日寺造成大规模土石流炎情，921震炎炎彳爰重修委KtU即延吉青

5、水土保持及大地方面事家擘者，愤助现勘查，达成整醴烷副加排定治理侵先力原序，施工方法以探用生憩工法中之治本工法卷主，期能以且迅速之方法达成土石流整顿工作，加恢彳复大地生«o H内壁寸於生熊工法之研究尚在起步陷段，而治本工法亦卷震彳麦政府所鼎力倡导推展，雎然在过去山坡地袋害彝生畴，所使用之聚急虑理工法典治本工法有似之但皆H得较不完好，所以大多只好做常畴性的聚急虑理使用。在 生熊璟境保育及山坡地水土保持意it逐渐抬之除，怎样彝 展出逾合台湾褐特璟境的防治施工技彳杆及施工觐念，H已成 官、擘共同研究的重要tm。二、何耦土石流炎害假地球在宇宙fW初形成日寺，即有降雨水流现象，那麽 即意味著土石

6、流徙那日寺起就不断的在彝生，也因卷有土石流，地球上才有那麽多冲稹平原，供人活勤的空甚 而成卷人活勤的精莘H。台湾地H三十六离公的土地， 各地降雨强度皆大，加上山坡地坡度陡峻，地51不良，故乡 石流彝生乃喝自然3M象；而台湾地显当前能有余勺十一离公 的平川，也能够是拜土石流之赐，所以土石流封於人 展能够仍有其公益的一面。土石流是一槿自然3M象，封璟境造成的利害得失，因日寺 空的不一样，其结果亦有差累。土石流樊生日寺，如未及人命, 危害公共建即瓢土石流炎害可言，此日寺土石流的彝生也 言午利大於害。台湾初期即常有土石流的彝生，但多耦卷山 洪爆彝，因常日寺少，即便土石流彝生，封人民生命时崖及公共施造成

7、的损害也极少，所以台湾地展初期予人的感就没有什麽土石流的炎害可言，而山洪爆彝不过 金崔!寸零星的事件才批露在媒或幸艮章一角，界亦少研究。台湾地K最近几年来人口逐渐增添，余空湾活重繁，交通等 各XI（公共建愈来愈密集，迅速的樊展使得平川不敷使用， 醇致山坡地樊加快迤行，一旦彝生土石流，常惹起生命 同及公共施之重要损失，遂使岛上居民感觉到土石流彝 生愈来愈频繁，且危害也愈冕加剌。土石流彝生日寺，必造成溪谷刷深，岩壁坡面倒塌，土石堆稹大等地形之改建，所行之地槁楔、道路、晨地、房舍 及生命等瓢一彳幸免。民阈79年欧菲莉雕凰豪雨成炎，使得土石流炎害一番司在法规脩文中最早出现在台湾省坡地炎害防治作it要黑

8、占中，然作it要黑时t未封土石流加以定羲，其炎害涵羲亦未明硅，民冢及界仍未加注意；一 直到民H 83年5月公怖水土保持法之彳爰，土石流防炎觐念 才始被重视；且於民阈88年6月行政院震委曾特别金橙寸土石流之可能影警靶凰，及必需之保封象脩件言丁定土石流危陂癌之副定靶圉，除依法通告严禁任何|g彝行卷以外，加需依规定擦定!期水土保持施之。而遽至民H89年7月炎害防救法中，才揩土石流炎害明碓定位卷法定天然炎舍。1sl台湾近期彝惹祸件，民阈 79年6月歇菲莉H凰侵H本岛，彝生殿重土石流炎害，造成花蓬隘秀林乡郎铜咒村死亡及失雕35人；民H 85年贺伯雕蜀，南投竦有赢溪集水H信羲及水里乡郎亦出3M多虑土石流，

9、造成死亡及失雕41人，此次炎情幸艮醇，信羲乡郎神木村土石流之勤熊，被透谩霜子媒埸即暗播放，其鹫心勤魄之重面，lit1看的民聚如陶现埸，她初次感觉到土石流瓢法抵搐的破壤力；民H88年921地震，造成中部地展山坡地崩坍及土石髭勤，彳爰於民H90年7月遭遇桃芝睡凰所挟豪雨，南投隘及花建隘爆彝更重的土石流炎情，彳堇南投隘死亡及失雕人数即连119人，花蓬亦有47人之多，道路及槁楔之损害更逮甚於ST伯雕凰。土石流暴虐iM繁，使得土石流防治已成山坡地水土保持最重要的工 作。三、土石流彝生檄制土石流一普司首冕於日本，而台湾所沿用，舆英言吾之debris flow相耦，彳系指水分浸入地表，典河溪上游堆稹物如土、

10、砂、石、磔、岩屑等髭勤地51资料相互混淆，形成流化，在地形坡度典水量供鹰脩件之配合下，崖生集II流勤性之速言午多HI家封於土石流之研究雎已行之有年，但仍缺乏一致性，其主要原由，第一乃在於土石流中，小至沙廛般的粘粒、大至山中巨石之II粒合特征不一，而土石流彝生日寺各mi粒隹混以不一样之含水特征，致使在土石流整iiii勤日寺，面壁寸道些冏题的深隹性，不易定量用帚S； H内外各界当前封泥沙移之特征，仍所知有限，而3M地查亦因不易觐测到流勤状熊下之土石流，僮能徙事彳爰残留之各Slim谍作卷土石流之判断，所以有信悬土石流现象之言忍定，多於定性之明。H内相位舆擘者封土石流之研究起步it晚，但亦金十茎寸最近

11、几年来H内彝生之事例研究加IS整，依据本地地形及地K茎寸土石流加以定性及量化。土石流依据彝生的地貌脩件可分卷河谷形土石流及倒塌形土石流，河谷形土石流氏土石流的彝生、勤和堆稹谩程在一脩彝育较卷完好的河谷内迤行，土石流所须之泥石资料主要来自於河床山坡形土石流是指土石流的彝生和程沿山坡面触潢或山港中迤行，而堆稹谩程彝生在坡脚或冲食蝠!出口舆主和交曾霓，土石流所须之泥石资料主要来自於坡面冲触。有倒塌形土石流及河谷形土石流之比较，列於附表。土石流亵生之脩件必须包含三偃I因素，即大批且髭散的土石堆稹物、陡峻的坡度及足别降雨量，三者缺一不行。（一）堆稹物彝生土石流或曙含土石流潜势之野溪或山港，上游多曾有遏坡

12、崩坍的情况，倒塌之土石髭散的堆稹在倒塌坡面及溪床上，其的太田粒碰到大批的雨水，即简单形成状如天然混凝土之土石流而向下贱勤。（二）坡度土石流既是因水舆溪床固II堆稹混淆物受重力作用而流勤，就必须要有较陡的坡度才曾彝生。一般而言，阈内彝生河谷形土石流之溪床坡度余勺在 15度20度之fW。坡度大於40度之溪谷可能先以崩坍型魅移勤，混淆大批雨水彳爰再以土石流型 熊流勤。15度以下较平之溪谷，雨岸山坡崩坍日寺大批土石阻东留溪谷形 成之天然墉，溃决畴亦曾惹起土石流。亦有擘者直接指出倒塌典土石流 之分界鹰卷20度。（三）降雨量土石流凌生畴襄乎皆伴随著豪大雨，一般而言，H内山坡地K累 稹雨量在150mm以上，

13、且 H日寺之降雨强度又在 35mm/hr以上畤，即有土石流彝生之危陂 。四、土石 流之主要特征土石流彝生日寺，除非是现埸觐察，否JW较莫隹事彳爰判断能否卷土石 流或其余土砂型之炎害，所以若能金十封过去土石流彝生日寺及彝生彳爰之 共通情况，釐出具II的判断襟型，封於事彝彳爰之主管军位责任总帚喝及日 彳爰能否符依土石流防治襟型烧®J防治trtL曾有相常大之助益。当前水土保持工作者及相者封於土石流之言忍定余勺有以下黑 黑占共言哉：1. 土石流多在坡面触港或溪谷中出现，因其拥有冲食虫及收集足贫J水量之特征。2. 土石流流路常因淤稹而改道，故在土石流流勤路彳空出 口虑多曾出现坡度平且大片之冲稹

14、扇状地。3. 土石流流勤畴，依据粒子碰撞擘之滚勤勤原理，粗粒 子雎大且重，仍曾在谩程中逐渐上调至土石流前端表JW,俟土石流停止流勤日寺，造成堆稹显前多有巨大石%4. 前堆稹石瑰前彳麦之堆稹物，粒有明分界，巨石前方一般卷大片之余田砂堆稹，巨石彳麦方卷粒彳更较粗之磔石堆稹；此乃因卷石境停止畴，彳爰方之粗II粒被巨石阻搐而堆稹在彳爰方，太田粒或余田砂即J简单越谩石瑰而落在前端平展虑。5. 土石流被耦卷天然混凝土，除成性5（趣卷相像外，其所能带勤流II之军位II稹重量余勺1400 2300 kg/m3,雨者亦相去不逮。6. . 土石流流勤速度快，泥流型土石流东勺在2 20 m/s之fW,磔石型亦可连到

15、3 10 m/s之fW,彳蓟力独具直推性，遇民宅等障碾物畴，粒 可乘蹬至数公尺高。7. .同一溪床或触港比较，土石流之流量逮较清水流大，坡度愈陡愈明H。8. 淤稹地黑占坡度平展，坡度多在 36度之9. 土石流流勤日寺，最前端呈现波状流勤，常停止流勤畤，其堆稹H横断面曾呈现中央部分隆起之山丘型断面，而其彳爰溪床横断面中央虑谷口成凹下之形状。五、土石流危除溪流自然界之野溪，若坡度较陡，常因上游曾出垣崩坍而於溪床中堆稹了相富数量之土石，此河溪多拥有彝生土石流之潸势,但加非所有土石流危陂溪流。危陂溪流之定羲，卷崩坍地下游存在有保全封象，而於土石流彝生畴拥有遭到损害之威耆，才被色彩镇土石流危陂溪流。根a

16、t行政院Hit委员曾於民H 85年委界查全台地癌危除溪流H查幸艮告暗指出，台湾地K危陂溪流在常畴彳堇有485脩；而在民H 88年921地震彳爰41查中部地11危除溪流日寺，全台增至722脩；民阈90年查北部地K危陂溪流畴又增卷1131脩；同年桃芝H圃遇彳爰，立刻著手查柬部及南部地K野溪情况，查工作雎未达成，但擘界及水土保持棠界i（估，目前台湾地K之土石流危陂溪流鹰在1400脩以上。由於土石流危除溪流的防治工作舆一般山坡地或河溪炎害防治工作有趣大差累，所以在徙事治山防炎工程副以前，先判断溪流能否卷土石流危陂溪流。依据行政院晨渠委K曹公伟的水土保持法，茎寸於土石流危除溪流之判断，大概可总薪内出雨项

17、襟举：1.溪床坡度大於15度，其上游有效集水面稹大於 3公 山坡简单冲触、崩坍，溪床简单堆稹髭散土石，即拥有 彝生土石流潜势之溪流。2.拥有彝生土石流潜势，且有 3户以上或重要公共施等保全封象者，即可判断卷土石流危除溪流。六、土石流危陂溪流分段防治工程之目襟土石流危除溪流之防治，需金十封野溪整醴情况作遹常之规副假如不常，不只瓢法连到防治土石流之效 果，其规副tgtF之结横有可能成卷豳彳爰治理之障碾物，道 些结#的不常甚至曾土石流溢流改道之成因，造成更 大之it失。僖统之土石流整顿工作，多彳堇在中下游地展典建防砂墉、沈砂池、整流工程、谨防或疏浚等消截、圉堵、醇 流之防炎工程，以耗费土石流潜势，或

18、偈限土石流流彳至，整彳固防治工程多以混凝土情造物居多，封自然生熊璟境形成m大街擎。921地震彝生彳爰，出现大批崩坍地，假如仍以傅统工法施作防治工程而未探取治本虑理，即不只成效有限，且Ig得不湾急。谩震炎重修委具曾及阈内相者的研究言寸及3M地勘查，正碓的土石流防治工程规副鹰符河流分卷源段、彝生段、流勤段、堆稹段四彳固段落分别虑理：1 .源醺段：此段以防备崩坍卷主。土石流土石资料来源主要来自於河溪上游之崩坍或冲触土石，所以整偃I土石流野溪整顿工作的成败，其根本就在於河溪源!段的治理，以有效减少土石 资料来源。2 .彝生段：此段以克制以崩坍之土石髭勤卷主。土石流彝生段之溪床坡度一般1520度左右，堆

19、稹在此霓之髭散土石愿予固 定以克制土石流之彝生。3 .流勤段：此段以稳固溪床及llftf 土石流流量卷主。(1) 土石流流勤段之溪床坡度一般在 615度之土石流勤彳麦，其巨大的彳蓟力曾造成河溪横向雨岸遴坡崩坍及畿向溪床刷深，供给土石流资料，故在流勤段法稳定雨岸遏坡及溪床，防止造成更大规模之土石流。(2)在雨岸岸坡坡度不高的癌段，需儒量雉持土石流流勤所需要的坡 度,以防止土石流越谩岸遏而改道鼠流。而在溪床坡度的 展段如有墉醴结情物畴，其所Ji截之淤稹土石鹰常消除，碓保 mt?功能。4 .堆稹段：此段以Ji阻石境及淤留流下之土石卷主要目檄。土石流在下游谷口段形成扇状冲稹，iSlt坡度一般卷36度较

20、平坦地显，交通便利，乡村齐集，一旦彝生土石流，若瓢法有效阻挡土石入侵保全壁寸象，势揩造成趣大哭情。七、坡地崖生崩坍之主要璟境因素坡地生倒塌破塌之主要原由，以自然璟境脩件卷首要因素，曾罩的似的破塌其IT是遹宜的地地形脩件下之一槿自然垣象。台湾地K地5(破裂，侵食时虱化殿重，已具借足别之基本脩件，若再加上其余自然勤力的作用，即可坡地炎害之彝生。坡地炎害之自然勤力因素中，主要有豪雨集中典地震雨项因素，密分别明。（一）豪雨台湾地展於5月左右之梅雨季及夏天雕凰来后常畤常降下豪雨，雨水渗入坡地鞍髭软土石，造成地下水屋上涨，使遏坡之下坡推力上涨，可抵挡之正向力减少。更有甚者由於雨水浸润而使岩石或土壤资料弓贪

21、度降低，因此使坡地崖生崩陷等之破壤。在谩去数十年中，由於豪雨所引彝之大规模炎害甚多，此中多是因凰所带来之豪雨，H凰所挟带之豪雨常在很短畤内降下趣大雨量，造成重要炎害。近黑年来尤以民阈85年7月31日之K伯雕蜀，其 所降雨量直逼世界余己在台湾南投等地H醴成重要炎情，罩罩土石流即等走41修人命，时失逾百德元。而 90年7月桃芝蜀亦不惶多B 降雨量雎不及K伯凰多，但在南投及花蓬山K等地，每小畤降雨强度 郤屡创新高，在中台湾及柬台湾造成更殿重炎情。（二）地震地震常彝生於板境之地带，由於板境fW之碰撞推摘而 生，而璟太平洋板即有所耦璟太平洋地震带之存在。台湾地虑板现交接霓，及座落於璟太平洋 地震带上。地

22、震封坡地之土有一I0外之加快度，故望寸其 造成力之作用，如其作用方向卷向下坡方向畤，即J增添 坡地之下坡推力，因此造成坡地之不稳定。台湾地展由於位 在地震带上，地震提（仍，由地震所引彝之山坡地倒塌暗有彝 生。此中较有名者，於民H 30年之草颔大崩山，即是由嘉 羲地震所引彝。民阈75年花建地震，造成中横公路太鲁 遏坡大批崩坍。而彳爰即民阈 89年921地震，其倒塌地所 造成的彳爱影警仍不知要持多久。八、山坡地彝生土石流之聚抢救治常大规模之坡地土石流炎害彝生日寺，其擅救第一鹰以揖 统统第一要矜，以便迤行哭情之瞪各及通幸艮。其次 揖通聊外之交通，以便利揖救人K及迤入袋同日寺封 於受炎之民筮迤行疏困及

23、救援。加可探用特定之紧急举措， 使倒塌面及堆稹扇儒速稳定下来，减少下次降雨可能造成的 炎害损失及影警靶凰，加有益於彳爰之整顿。所耦的聚抢救治包含坡!上方截水、遹度填祷缺口、聚急削坡等等，舆治本工法似，但成效不若治本工法来的有效，特别倒塌面都是位在人次里罕至之虞，荒僻且不易到逵，所以若要好像遏坡整顿举措中的紧急削坡或是符堆稹於崩塌坡面之滞留土石搬建IT在是不行能逵成的事。九、生熊工法二十一世系已是H除璟保意言哉11醒的世系己,重视科技建舆生熊雉重，生魅工法即卷人共同理念下所樊展出来之柔性工法；事1T上，初期人社曾在还没有接斶到混凝 士及纲筋、纲骨等建材畤，卷了防汛、貌水等需要，就常就 地取材以逵

24、成目的，先民治理河川畤，或挖浚清淤、或篥土 悬堤，雎然她未辅以科阜之但由余冕瞬傅承及智慧累稹，其1T常拥有不之成效，且多有建段:流傅彳麦世，中外皆 然。但是近代是久以来，在工程作的系中，向来承襄於 傅统金园筋混凝土结情化的思虑模式和作，雎然大多数工程均能逵到!M期之安全及防炎功能，但谷口常造成生熊上的破B,甚至反因此更蒙其害，此中尤以溪港治理工程之影警最 卷金巨大且深逮。早在1938年Seifert 就已提 出近自然河溪治理的概念，而在50年月德阈正式1OI了近自然河流治理工程，符河流整顿目襟定卷植物化、生命化，於是生熊工程(ecological engineering) 而生。1971 年

25、Schlueter懿近自 然治理(Near natural contral)的 目檄，是第一要满足人溪河利用的要求，同日寺要雉或创造河溪的生魅多檬性；1992年Hohmann优雉河溪生 熊系均衡的觐黑占出彝，近自然治理的1OI就是景觐生憩擘舆溪河治理的完满结合，就是既有防作用又能雉溪河自然景觐的管理工 程。生熊工法!源於德H、奥地利、瑞士等欧洲阈家，近年谷在美阈及日本被稹用且彝揭光大，而封於生憩工法之定羲仍少冕於文献中。屣史上，各H封於其璟境上所面陶之冏题及雉的心魅舆手段皆有其褐特征，台湾因氟候及地形之故，必须比其余阈家承搪更多防洪、防炎的屋力，在水水量生熊三偃I面向上，前雨就已叫主管军位左支右黜，在过去1S求防炎速成及着重湃的考量下，生熊方面常被忽视曦牲。随著阈人生活品K逐渐提升以及H除璟境保育之屡力下，台湾社曾封於自然资源雉及貌近大自然之需求大增，一般傅统野溪整顿工程111人所病。民H 88年921地震之彳爰，炎癌重修委具曾卷防止雨季来陶日寺醇致土