认识土砂灾害

作者: 分类: B默生活 发布于:2020-08-05 182次浏览 94条评论

广义的土砂灾害泛指地表的岩块或土壤因为外力作用(例如:地震、豪雨)产生移动而侵害人类活动,造成人命财产的损失。为了减少土砂灾害的产生或减缓其对人类活动的影响,相关单位首先定义土砂灾害的类型,再针对各类型的土砂灾害提出防治的方法,以及灾害预警的机制。然而不同单位所定义出来的土砂灾害类型不尽相同,以中央地质调查所、水土保持局、内政部营建署与台北市政府等四个单位为例,对土砂灾害就有超过三种定义,且针对各类型灾害的应变程序也没有共识,因此当灾害发生时,中央与地方在防救灾的沟通与协调上可能因此出现困难。

为了让民众更能认识土砂灾害,本文参考国内外土砂灾害相关文献,由地表物质的搬运方式、运动速度及型态的不同,将土砂灾害分成山崩、地滑及土石流三大类。

1.山崩

山崩通常发生在陡坡或峭壁,其主要的触发机制有两种,第一种称为「坠落 (Falls)」, 山壁上的某些岩层受到风化或侵蚀后会分解成岩块或岩屑,此时若有突如其来的大雨或是地震便会造成这些成岩块或岩屑突然与坡体分离,以自由落体、弹跳或滚动的方式快速向下掉落(如图一所示)。

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图一 山崩-岩块或沿屑自山壁坠落。(http://www.wsgs.wyo.gov/hazards/landslides.aspx)

第二种称为「倾覆 (Topples)」,在具有不连续面的山坡体,若山坡脚处有开挖工程或是过度的河流沖刷作用,位于山壁上的岩块或土体便可能因为本身的重力而突然向前倾倒(如图二所示)。

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图二 山崩-岩体与山壁分离并倾覆。(http://www.wsgs.wyo.gov/hazards/landslides.aspx)

以上两种形式的山崩虽然成因不同,但皆会对邻近的村落或是路面行驶的车辆造成潜在的威胁。

2.地滑

在坡度相对较缓的区域,当山坡上的某岩层或土层的下滑力大于摩擦力时,会沿着一个明显的破坏面开始向下滑动,依据破坏面(滑动面)的形状不同,可分成「平面型滑动 (Translational landslide)」与「弧型滑动 (Rotational landslide)」。

平面型滑动(图三)基本上发生在顺向坡的地层,其主要触发原因有二:一是山脚处因为人为开发或河流侵蚀而露出坡趾,失去支撑上部岩层的作用力,导致上部岩层滑落;二是因为大量雨水入渗导致页岩软化,砂岩层与页岩层的交界处摩擦力因此减少,砂岩层便开始沿着交界面向下滑动,其作用力可能造成山脚下的建筑物倾倒或全毁。

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图三 平面型地滑。(http://www.wsgs.wyo.gov/hazards/landslides.aspx)

弧型的滑动(图四)则是发生在土壤较鬆软或是岩体破碎的坡地,过剩的雨水渗入会导致整块土层或岩层塌陷,若坡面上存有聚落,则土层可能因为无法承受建物重量而更容易引发此类地滑,造成建筑物因为基础受破坏而倒塌。

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图四 弧形地滑。(http://www.wsgs.wyo.gov/hazards/landslides.aspx)

3.土石流

土石流 (Debris Flow) 一般发生于山坳处或河谷中,需同时具备土砂堆积、适中的坡度 、充沛雨量等三个条件才可能触发 (如图五所示)。

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图五 土石流。(http://www.wsgs.wyo.gov/hazards/landslides.aspx)

「土石」是土石流一个不可或缺的成份,因此在河谷的上游必须有堆积了一些崩落的土砂材料,这些堆积物的组成可能是砂石、砾石或泥土;而一般发生土石流的坡地坡度约为 15 至 30 度,如果河谷的坡度过大,土石会直接崩落而不会堆积,若坡度过小,则水流较不容易产生带动土石向下滑动;有了上述两个条件,加上一定程度的降雨量,堆积的土石与表层土壤会因为雨水的沖蚀开始向低处移动,最后形成土石流。而较大或长延时的降雨会导致地下水面骤升而涌出地表,会加速水流对坡体的侵蚀,因此将引发更大规模的土石流。

以台湾为例,最常发生的土砂灾害是地滑以及土石流,云林县的草岭则是地滑发生最频繁的地区(如图六所示),最近一次的地滑是由 921 大地震所引起,造成如此频繁地发生地滑的最主要原因是草岭处于顺向坡地区,且位于山坡下方的清水溪不断沖刷河谷,造成其边坡非常不稳定,凡遇地震、豪雨,极易发生崩塌事件。

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图六 921 地震导致草岭发生地滑。(http://921kb.sinica.edu.tw/archive/wcamoea/wcamoea4.html)

而因人为开发所造成的地滑事件则属林肯大郡最为人所知,林肯大郡原址位于新北市汐止的山脚下,虽然建筑物与山坡之间筑有挡土墙,但民国 86 年温妮颱风带来的豪雨造成林肯大郡后方山坡大规模地滑,土石沖断挡土墙入侵民宅造成 28 人死亡(如图七所示)。

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图七 台北汐止林肯大郡因地滑而受到破坏。(http://140.112.64.54/photo/pic.php?CID=3&Album_ID=31&Photo_ID=1045)

民国 98 年的小林村灭村事件是近年来伤亡人数最多的土砂灾害事件,当时莫拉克颱风带来的大量降雨导致村落后方献肚山发生大规模之地滑,大量土石直接掩埋部分小林村村落,不久后小林村前方的山也发生崩坍,大量土石在楠梓仙溪形成堰塞湖,随后溪水暴涨使堰塞湖溃堤,形成土石流将剩下的村落淹没(如图八所示)。

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图八 小林村两阶段灭村示意图,图中白框处之村落被上方滑落的土石掩埋,黄色区域的村落则是被后来形成的土石流淹没。(https://www.youtube.com/watch?v=D59xJBfj1Cc)


参考文献

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