山坡地開發及防災相關研究

一、山坡地開發強度

（一）開發強度衡量標準

所謂山坡建築開發強度乃指：人類開發行為對大自然改變的程度，

關於開發強度一般可由工程及人文兩方來加以探討。

1、工程開發強度

指依自然環境地形坡度而規定開發強度之方法。是考慮開發環境容受力，所 能承受人為開發行為對環境之影響而訂定之方法，一般有下列方式：

（1）可開發區面積比率限制（陳榮源，1983）：

按開發區域的平均坡度大小決定可開發面積比率的方法。所 謂「可開發區」意義：即指可供建築用途之面積，包括建築物 所在基地、巷道、停車場與兒童遊樂場等，它與應保留為自然 狀態的綠色開放空間不同；可開發區之地表大都經過人工舖設 柏油、水泥…..等，成為不透水層（impervious surface），又稱 為舖地面積。

實施可開發區面積比率限制的原則為：

A、開發區的平均坡度愈大，則可開發區面積比率愈小，反 之亦然。

B、開發區以外的地表，必須保持良好的植生覆蓋狀態，禁 止人為的不當開發過程導致岩層外露，否則減少其可開發面積 比率。

(2)坡度-密度型（slope-density regulation）(陳榮源，1983)：

依開發區域平均坡度大小規定建築密度的方法，美國地方市 鎮大都以每戶所需最小建築基地面積或每英畝土地可容納住宅 單位數，作為限制標準。台灣建築密度，是以建蔽率（建築物 最大水平投影面積/基地面積×100%）與容積率（總樓地板面積 /基地面積×100%）為坡度建築密度限制之標準。

坡度-密度型的原則為：

A、開發區的平均坡度愈大，則建築密度愈低，反之亦然。

B、坡度的級距要與自然界的變化相一致，方能表現自然形貌。

C、坡度的級距要與人類使用條件相一致，才能高度利用價值。

2、人文的開發強度：

在都市計畫的概念上，開發強度乃指人口、土地及建築物三者間的相對數量 關係，常以比值表示，比值的大小即是開發強度的高低，常用的開發強度指標，

有以下分類方式：

（1）土地人口密度：是人口對土地之比或土地對人口之比，前 者指單位面積的人口數，如居住人口/住宅用地，後者指每 人占有土地之數，如基地面積/居住人口數。

（2）建築人口密度：是人口對建築之比或建築對人口之比，前 者指單位建築物或建築面積上的人口數，如居住人口/住宅 單位（戶數），後者指單位人口數或每戶佔有的建築面積或 建築物，如居室數目/戶數。

（3）土地建築密度：是土地對建築之比或建築對土地之比，前 者指單位建築所用的土地面積，如住宅用地/住宅單位，後 者指單位土地面積上的建築物或建築面積，如建築總樓地

板面積/基地面積，此比值即為容積率。

二、開發強度對自然環境之影響

自然界的平衡是許多因素相互牽制與作用的結果，山坡地異於平地之特性 是降雨、植生表覆與地質狀況三者相互作用維持穩定之平衡關係，良好之地質 狀況可維持山坡地外觀，除去植生覆被，會因表土長期裸露造成地表狀態急速 變化；遽增的降雨會使地表逕流增加，造成嚴重泥土沖蝕或岩石崩坍，開發過 程中，人為干擾與破壞自然平衡是無可避免，會將環境帶入不穩定的狀態，引 進新災害，尤以水土資源面臨之衝擊最大。

山坡地開發活動大致為建築開發、興建水庫、道路、採礦、採取或堆積土 石、經營遊憩用地、設置墳墓、處理垃圾等廢棄物及其他開發整地者，這些活 動如開發不當或超限利用，對自然環境將產生各種不利變化現象，山坡地建築 開發將改變地表覆被狀態，進行土石方開挖與回填，不易維持原排水系統，裸 露表土易遭受沖蝕及地下水發生改變，其中侵蝕、崩坍及逕流對坡地自然環境 衝擊最大，影響因子及估算方式分述如下：

(一)侵蝕

土壤侵蝕造成表土流失及影響土壤侵蝕因素的相關研究，其中以 Wischemeier 及 Smith 所創萬用土壤流失公式（Universal Soil Loss Equation）對土壤流失量預測與研究最廣（萬鑫森，黃俊義，70 年）。

土壤流失量萬用公式：

A=R*K*（L*S）*C*P

A：土壤流失量（噸/英畝/年）

R：降雨侵蝕指數（呎-噸/英畝）

K：土壤耐蝕指數 L：坡長（呎）

C：植被管理因素 P：水土保持管理因素

六個變數代表影響土壤沖蝕作用因子，估測降雨區域廣、延時短，

降雨強度愈大，則沖蝕能量 R 愈大；K 值從 0 不易沖蝕土壤至 1 易沖 蝕土壤；L，S 為地形因子，坡度愈陡坡長愈長則降雨產生逕流愈深，沖 蝕速度愈快，土壤流失量愈多，以上為自然條件限制；而 C 及 P 值代表 地表植被及水土保持管理因素，C、P 值大表示土壤被破壞結構、入滲力 及植物覆被的程度愈嚴重，土壤流失量愈多（Dunne and Leopold 1978；

Williams and Berndt，1972）。

(二)崩坍

台灣地區山坡地因地勢陡峻，地質脆弱，地震頻繁及豪雨集中，山 區崩坍普遍，崩坍（landslide）乃塊體運動（Mass Movement）而致破 壞之行為，崩坍發生的原因有潛因與誘因二種，潛因為山坡地本身自然 環境，如地形、地質、地下水等因素影響而成；誘因係誘發崩坍之因素，

如集中性豪雨、長期性降雨、地震、溪流淘刷、人為開發及破壞、山區 道路開闢及礦產土石開採作業等活動所致，依據山地農牧局於民國 66 年 調查，台灣地區山坡地崩坍地加以分類，山區崩坍誘發原因以溪流淘刷 山坡地之坡腳所引起崩坍最多，其次為地質原因、逕流沖刷、複合原因、

開闢、土壤滲流及農墾等原因。而台灣地區山區崩坍原因百分之八十以 上與地形、地質及水有直接關係，其次為改變山坡地原有型態及土地利 用現況而未水土保持所致，諸如地形陡坡及順向坡、地質方面岩層破碎 及不連續紋理最易受風化、重力負載、挖填土、開礦及地震等破壞；水 庫蓄水及洩降、農墾灌溉、基地排水等使土石孔隙水壓提高、降低土粒 凝聚力增加崩坍機會（潘國樑,72 年；洪如江,73 年）。

(三)逕流

坡地經開發對逕流影響顯著，坡地開發改變地表原土地使用狀況愈

多，大範圍不透水層舖面及工程雨水排水系統取代地表敷蓋種類與自然 排水型態（Dunne and Leopold 1978），會降低自然對雨水排水貯存功 能，如植物截留量、窪地貯存量與土壤入滲量等。

坡地開發產生之逕流量除積水不便外，逕流沖蝕表土會削弱土壤凝 聚力；沖刷地面廢棄物間接造成表土流失、崩坍滑動、下游河川污染及 洪峰提高等災變，故逕流管理為坡地開發的控制因素，規劃過程中應用 逕流估算方式，研究最適雨水管理方案，以降低及延滯逕流，減少自然 環境衝擊，估算逕流為坡地規劃設計區域水文系統之依據，一般估算方 法有二：預測逕流總量之「土壤敷蓋組合法」與預測逕流尖峰量之「合 理式法」。

由估算式可知主要之變數為降雨強度、地形、地質、土壤、植被與 土地利用行為，因地表土壤入滲能力、植物敷蓋、土地利用狀況與地形 四類因素最為重要，又土地地用型態與強度決定其他三類因素。

由上述坡地開發對環境影響因子之現象、成因及解決對策趨勢，可 歸納人為土地利用方式是誘發坡地災變的主因，故正確開發行為之非結 構性方法，可預先減少災變發生的威脅，再輔以結構性工程設施防治之，

乃為經濟有效的作法。

三、邊坡理論

(一)邊坡破壞之發生原因

1、李三畏(1984)認為崩坍發生原因有潛因及誘因二種。潛因為坡地 本身之自然環境，如地形、地質、地下水、溫泉及地震等。誘因 係誘發崩坍之因素如集中性豪雨、長期性降雨、地震、溪流淘刷 以及人為之墾植、開闢道路、社區、開墾土石礦等活動。依據以 往調查之 7,810 處崩坍地加以分類，山區崩坍誘發原因以溪流淘 刷 (坡地之坡腳)所引起之崩坍最多，佔全崩坍地之 30.71%。其

次為地質原因，佔 18.35%。逕流沖刷、複合原因、開闢道路、

滲流及農墾等原因分別為 17.52%、16.9%、8.08%、4.8%以及 3.58%。歸納分析後有如以下之現象：

（1）臺灣山區之崩坍地百分之八十以上與地形、地質及水具有直 接的關聯。

（2）大量的改變山坡原有型態及土地利用容易引起崩坍，山區道 路所引發之崩坍 (8.08%)較農墾地之崩坍 (3.58%)為多。

2、李德河(1997)認為坡地發生災害的原因包括人為開發、地質、地 形、重力、降水及地震等。一般可依其特性將之分類如下:

（1）自然的原因與人為的原因。

（2）素因--坡地之先天性的、內在的原因；誘因--後天性的、外 在的原因。

（3）促成破壞力增加的原因與減少抵抗破壞力的原因。

3、根據國內學者專家之研究，整理出影響台灣地區發生邊坡崩塌 的主要因素如下:

（1）水文因素最大(溪流淘刷、逕流沖刷、集中性豪雨、長期性 降雨、地下水位、孔隙水壓力等)。

（2）地質構造因素次之(地質弱面、不連續面方向、不連續面間 距、含水張力裂縫、破碎帶、互層順向坡、河谷解壓及不連 續面出露之坡面等)。

（3）地形因素再次之。

（4）土石材料性質(岩石材料強度、土壤材料的凝聚力 C 與內摩 擦角ψ 、複合土、膠結物質及粒度等)與崩塌歷史所包含之特

定影響範圍。

（5）植生、人為因素與地震誘因等之影響則大小不定。由於台灣 地區位於環太平洋地震帶上，地震頻繁，地質脆弱不穩定，

另一方面對於人為開發管制之不當，故地震及人為因素這兩 個誘因對邊地崩塌的影響頗大。

(二) 崩塌危險程度評估方法

並非所有的山坡地都是不能開發的，需視其坡地本身及開發程度而 定，故在進行人為活動前需先瞭解發生崩塌的可能性。由於影響坡地災 害的因子眾多，欲單獨根據其中一項因子來評估邊坡的穩定性，將導致 重大之誤差。因此大部份的學者都根據數項主要因子來進行綜合性評

並非所有的山坡地都是不能開發的，需視其坡地本身及開發程度而 定，故在進行人為活動前需先瞭解發生崩塌的可能性。由於影響坡地災 害的因子眾多，欲單獨根據其中一項因子來評估邊坡的穩定性，將導致 重大之誤差。因此大部份的學者都根據數項主要因子來進行綜合性評