河階生成因素的區域差異

階、山麓沖積扇等地形分布的角度來看，研究區內至少還有三個區塊受這些因素 影響的情況與靜浦至新蘭間較大的流域不同，這三個區塊為水璉溪 (45 號集水區) 與蕃薯寮溪一帶 (49 號集水區)、杉原附近 (202 至 207 號等流域)，以及靜浦至 新蘭分布於較寬海階面或沖積扇面的沿海小流域。

（一）水璉溪與蕃薯寮溪一帶

水璉溪與蕃薯寮溪位於研究區北段，都鑾山層及其他岩體強度較高的地層逼 臨海岸，切入這些硬岩所生成的海階比其周圍海岸底岩為較軟沉積岩的海岸段窄 且低 (Hsieh et al., 2004)，海岸空間狹小，甚至無海階分布，再加上此海岸段全 新世中期以來地表抬升的速率較低 (謝孟龍、劉平妹，2010) (前文的圖 4-8a)，現 代 (2000-2008 年) 的測量甚而為研究區中沉降速率最高的地區 (Ching et al., 2011) (前文的圖 1-14)，雖然是短期測量的結果，難以代表全新世的抬升狀況，

但仍暗示著此區長期而言為可能為研究區中抬升速相對較低的區塊，所以較少因 為下游地表抬升或海階崖生成，以致河流侵蝕基準面下降等河流地形發育的影響 因素。此外與研究區中段河流上游常有較大積夷型河階不同的是，此二流域的河 階大致越往上游越為狹小。計算各集水區上游河階起始分布集水區的平均坡度 (附錄四、前文的圖 3-51 至 3-55)，可發現水璉溪與蕃薯寮溪上游集水區的平均坡 度普遍較研究區靜浦至新蘭者小了許多，若再看這幾個上游河階起始分布的位 置，也發現這些點位並非鄰近都鑾山層的邊界，而是在分界的下游處距離地層界 線有一段距離 (圖 4-66)，由此推測此二河上游集水區由於坡度小，較不易以崩 塌或土石流的方式將岩屑向下游推移，因此需要稍大的集水區才能有足夠的水量 與推移載來生成稍寬廣的氾濫原，以致於開始出現河階的位置會明顯較地層界線 下游。這由現今土石流潛勢溪流分布的位置 (前文的圖 4-13) 僅分布於此二溪的 周圍，也可了解此二溪上游沉積物的沖積並不旺盛。

圖4- 66 水璉溪與蕃薯寮溪各支流的河階起始分布集水區

再觀察河道縱剖面坡度的大小。由於此二溪的流域面積就研究區而言屬較大 者，因此與研究區中段的水母丁溪 (編號 96) 以及三仙溪 (編號 149) 作比較。

圖 4-67 顯示此二溪縱剖面坡度明顯小於水母丁及三仙溪，這應是地表抬升速率 較低的緣故。水璉與番薯寮二溪的河道剖面均有明顯的遷急點，都在岩層交界 處，惟二溪遷急點的成因推測並不相同。水璉溪坡度的轉折位於上游都鑾山層的 下界 (圖 4-68)，坡度轉折應是上游河流無力下切都鑾山層但較下游已下切蕃薯 寮層與八里灣層所致；蕃薯寮溪的坡度轉折位於下游都鑾山層的上界 (圖 4-69)，

坡度轉折應是侵蝕基準下降後向源侵蝕，但受都鑾山層的強抗蝕性阻礙而生成。

所以此二溪仍受地表抬升、侵蝕基準下降、河流下切所影響，但由抬升速率較低 且曲流由下游廣布至中上游 (圖 4-70)，尤其蕃薯寮溪因河口硬岩阻擋動力回春，

驅動下切的力量更弱，估計河流以側蝕即能反應部分的侵蝕基準下降，類似 Yoxall (1969) 的實驗結果，而非全以河流下切來反應，廣布至中上游的曲流因此 生成。

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圖4- 70 水璉溪與蕃薯寮溪分布的曲流

（二）杉原附近

杉原附近 (202 至 207 號流域) 位於研究區南端，地表多出露利吉層，整體 岩性較均質，無顯著較上游河段岩體強度或岩石強度高於較下游河段的情況 (圖 4-71)，在 202 號 (入船溪) 與 206 號 (入江溪) 流域中游甚至出現局部河段強度 較上游高的情況。以206 號集水區為例，其上游河階起始分布集水區的平均坡度 同樣比靜浦至新蘭低 (附錄四、前文的圖 3-51 至 3-55) 且土石流潛勢溪流同樣僅 分布至都蘭以南、杉原以北 (前文的圖 4-17)，推測其與水璉、蕃薯寮二溪類似，

上游底床載之供給較不旺盛，使得上游河階面逐漸狹小而未見較大型階面。然而 與水璉、蕃薯寮二溪不同的是，此段海岸抬升速率高 (前文的圖 4-1a)。而正是 抬 升 速 率 高 而 使 其 海 階 面 不 寬 (Hsieh et al, 2004)。若繪製面積高度 曲線 (hypsometric curve) (Strahler,1952)，可發現水璉 (45 號) 與蕃薯寮 (49 號) 二溪 因構造抬升較不活躍，面積高度曲線已呈向上凹之型態 (圖 4-72)，曲線下方的 面積 (面積高度積分，hypsometric integral) (Strahler,1952) ¹³ 也較水母丁 (96 號 流域)、三仙溪 (149 號) 小，惟蕃薯寮溪因下游動力回春延遲而遷急點高懸，使 其曲線左側反而呈向上凸起且積分值較水母丁、三仙二溪為大，否則應與水璉溪 類似。反觀206 號流域，其河道縱剖面雖然顯示坡度較水母丁溪及三仙溪低 (圖 4-67)，但面積高度曲線與水母丁、三仙二溪類似，呈較直的曲線 (圖 4-72)，這 著實反映了與水璉、蕃薯寮二溪相異的構造抬升背景，而較低的主流坡度，應是 顯示了此流域主流的下切速率因全流域都在利吉層內，多泥岩，岩體強度 (抗蝕 強度) 低 (岩體強度 3)，讓河流的下切較趨近能抵消地表的高速抬升的程度，而 非因抬升速率低。

13「面積高度曲線」為集水區內各個高度比相對於面積比點的連線，「面積高度積分」則為此連 線下方的面積，亦即面積高度曲線上的各點為集水區於各高度比時由高程較低處所累積而來的面

圖4- 71 杉原以南之岩石強度

以上兩個區域，不同點在水璉溪與蕃薯寮一帶溪抬升速率較低而杉原附近抬 升速率較高，這點由水璉溪與入江溪的面積高度曲線 (圖 4-72) 以及階地的縱剖 面 (圖 4-73) 可知。除此之外，就河階分布而言，兩區相當類似，河階均集中在 幾個最大的流域，且這幾個大流域中，階序與河階面積為越往下游越多與越大。

這些特徵顯示這幾個北端與南端較大的流域乃因面積相對較大，主流河谷的水流 與礫石沉積物至中下游足以侵蝕出較寬廣的河谷，能容納較寬廣的氾濫原，於後 留下較多的河階地形，即是大流域主流流量累積至中下游而侵蝕出地形面，因而 地層 (岩石強度) 配置以及沉積物工具效應的角色較弱，與靜浦至新蘭之間的河 階生成模式不同。

圖4- 73 水璉溪與入江溪的河階縱剖面。上：水璉溪；下：入江溪 從圖中可見入江溪 (206 號流域) 由下游至中上游分布幾個比高較大 (約 50 m) 的河 階，顯示下切量大，推測為反應地表快速抬升的結果。水璉溪 (45 號流域) 則除了下游 外無此特徵。

（三）中段海階面上的沿海小流域

靜浦至新蘭間分布於地形面上的沿海小流域，由於面積小，河階地形普遍較 少，分布零星。從其流域及主流短小且多僅切割在海階面或鄰近大河沖積成的陸 向沉積物 (包括沖積扇) 上，可知其演育歷史較短，為較高海階面出現後才繼續 於其上刻蝕出河道。由於上游未深入山區，也難與研究區中段的大流域一般能有 大量推移載進入河谷。這些小河流中，部分有著在海階面上位於越高階者，其河 道越深越寬的特徵 (圖 4-74)，顯示主流因基準面下降快速驅動河道下切，且此 向源侵蝕的現象已延伸至上游 (Chang, 1996)。圖中的幾個小流域 (本文的 118 至112 號流域之間) 位於海岸線由北至南約 77-78 km 之間，乃研究區中海岸抬 升速率高的區段 (可見前文的圖 4-1a)。這類抬升速率較高，產生海階崖，驅使 動力回春造成海階面上河谷較寬或是隨著海階階序增高而有上游較下游寬深的 例子，往南尚有成功稍南處 (100-101 km，153 至 156 號流域)、168-171 號流域 (110-112.5 km，不包括 170 號的大流域)、174 與 175 號流域 (118 km 一帶) 以及

河段的小流域，例如90-91 km 之海岸段 (圖 4-76A)，圖中的兩個小流域 (143 與 144 號流域) 便無海階崖橫切而過，海階面上的河道窄淺，也無上游河段較下游 深廣的情況，這類例子還有163-166 號流域 (106.5-109 km) (圖 4-76B)。因此河 流基準面下降的快速與否以及因下降快速而驅動的動力回春，幾乎成了此類流域 地形演育最重要的因素。

圖4- 74 河流從最高階海階崖處向上游回春。Chang (1996) 海階階序中，羅馬數字越小、圖例灰階越深，表示階序越高。

圖4- 75 沿海具動力回春痕跡的小流域

(A) 153-156 號流域，其河流短小但河谷頗寬；(B) 168-171 號流域，河谷隨海階階序增 高而變寬；(C) 174 與 175 號流域，其河流短小但河谷頗寬；(D) 182 與 183 號流域，河 谷隨海階階序增高而變寬。圖中這些小流域均有海階崖通過。

A B

C

D

圖4- 76 沿海沒有動力回春痕跡的小流域

(A) 143 與 144 號流域；(B) 163-166 號流域。這兩個地區沿海皆無海階崖且小流域於地 形面上的河段河谷窄淺，亦無明顯上游河谷較下游寬的現象。

由於此類流域位於海岸山脈中段東側、河流短小而年輕，若其繼續發育，可 能朝西側向源侵蝕與匯集水系，拓展其流域面積，使集水範圍進入都鑾山層，而 後便有崩塌潛能較高的岩石碎屑供給來源以及上游岩石強度較下游高的地層配 置，終而愈趨近似模式 (前文的圖 4-64) 所表示的系統，否則其僅具備模式系統 圖下方的影響因素 (圖 4-77)。因此這類小流域可謂是靜浦至新蘭間較大流域發 育上的前身。

圖4- 77 研究區中段小流域位於模式中的位置

圖中灰色虛線方框為中段小流域在模式中的位置。若流這些流域向研究區內部發育擴 大，將成長為 (如圖中灰色粗箭頭) 包括整個模式的較大流域。

A

B