第一章 緒論
1.1 前言
土石流由於發生快速及破壞力極強之特性，往往造成居民生命財產損 失，而為避免土石流的再度發生，必須對當地發生土石流之原因進行了 解，才能選擇適當的防治工法，以防止土石流的再度發生。
土石材料之特性是影響土石流發生的重要因子，而土石材料之特性又 因地域之不同而顯示不同之特徵；本研究選定之區域為民國 89 年象神颱 風造成之土石流災害地點，包括台北縣金山鄉重和地區(圖 1-1)及瑞芳鎮侯 硐地區(圖 1-2)，兩地皆屬於北部地區，地質條件與以往研究區域為中部及 東部不盡相同。
象神颱風發生時，重和地區兩天之累積雨量高達 700 公釐以上，其中 民國 89 年 10 月 31 日之降雨量達 395 公釐，為該地歷年來最大單日降雨 量；故造成兩處主要的崩塌地：一處位於三和溪支流之兩湖坑(圖 1-3)，土 石沿著陡坡大量滑下，但沒有形成土石流；另一處位於三和溪之上游，崩 塌之土石引發土石流順著三和溪衝向下游之三和國小，導致民房以及建物 的毀損。
而侯硐地區兩天累積雨量約 600 公釐，豐沛之水量也造成嚴重之災 情，其災變過程大致如下：
(1) 水位高漲─民國 89 年 10 月 31 日以來連日降雨，大粗坑溪及基隆河水 位暴漲，河口水位提昇超過5 公尺，並溢流至九芎橋面高程(圖 1-4)。
(2) 出現堰塞湖─侯硐國小東南東方之昇福坑發生坍塌；崩塌之土石阻塞了 昇福坑及大粗坑主流河道，並形成堰塞湖。
(3) 堰塞湖潰決─89 年 11 月 5 日堰塞湖潰決，觸發土石流宣洩而下，巨石
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直徑達2 公尺。暴漲水位推估超過 4 公尺，致溪水溢流，並擴及沿整治 河道北鄰之舊河道漫流。
(4) 土石流災害發生─侯硐國小及民宅聚落正位處舊河道出口，直接受到土 石流衝擊；加上正值基隆河水位暴漲，造成十分嚴重的災害。
1.2 研究方法與內容
本研究首先將透過室內試驗，對土石材料之基本力學性質、透水性質 以及保水特性進行探討，並探討土石材料在不同飽和度下之力學性質，以 對土石材料之特性有更完整之了解。同時，將利用程式分析，對降雨入滲 的現象進行模擬，並改變降雨強度、降雨延時、土壤的滲透係數、邊坡坡 度等參數，以了解各因子對土石流源頭之邊坡穩定的影響。
在試驗方面，為使土壤處於某一飽和度的狀態下，本研究主要控制基 質吸力之大小，並進行三軸排水試驗，觀察礫石土壤在不飽和狀態下之力 學行為，及求取剪力強度參數。本期選用之土樣為侯硐地區之土石流堆積 材料，以等重量替代法模擬現地之粒徑分布曲線，控制試體乾密度與現地 密度相同，進行一系列之試驗：
(1) 土壤基本物理性質試驗─如粒徑分析、塑性分析、比重試驗。
(2) 消散性試驗 (3) 三軸透水試驗
(4) 土壤水分特性曲線試驗
(5) 飽和均向壓密不排水三軸試驗
(6) 土壤於不飽和狀態下之排水三軸試驗
藉由上述之試驗以了解土石材料之特性，並與前人研究區域(包括三和 坑、神木、豐丘、銅門)（陳榮河等人，1999，2000，2001，2002，2003）
之試驗結果進行比較，探討各地材料之不同特性。另一方面，藉由三和坑 及昇福坑所得不飽和土壤試驗結果，說明土石流材料之不飽和特性，並提
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供未來試驗之方向及依據。而試驗所得之剪力強度參數與透水係數將用於 現地之穩定性分析與破壞機制之分析。
在程式分析方面，分成兩部分來進行降雨入滲對邊坡穩定影響的探討：
(1) 安全係數之探討─利用極限平衡分析程式 STABL，探討降雨延時及 入滲深度對邊坡穩定性之影響。
(2) 應力變化與水壓變化之探討─利用有限元素分析軟體 ABAQUS，探 討現地在降雨入滲下之土壤應力與水壓的變化機制。同時也探討土 壤滲透性、降雨強度、降雨延時，及邊坡坡度等因子對邊坡穩定的 影響。
最後針對本省北、中、東部各地區不同特性之土石流加以分類，並依 據土石流潛勢溪流資料中，找出有災害歷史的潛勢溪流，再利用地理資訊 系統軟體ArcView 進行建立資料庫，包括溪流長度、溪床平均坡度、集水 區面積、有效集水區面積、集水區平均坡度、集水區形狀係數，及地質分 區等影響因子。再將各影響因子應用統計方法進行整理討論，並進一步利 用商用套裝軟體SPSS 做多變量分析，對發生及未發生之潛勢溪流進行分 別群集加以區別分析，以瞭解各種不同條件下的土石流發生特性，及建議 其所應採用之防治方法。
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