第一章 緒論
1.1 研究目的
台灣位於板塊交界帶，地質構造破碎、地震頻繁。此外降雨多集 中於颱風季，且以暴雨型態出現，因此地滑、崩坍、土石流等坡地災 害頻傳。近十年來因土石流造成的經濟損失及人員傷亡尤其慘重。如 1996 年 7 月賀伯颱風，造成南投縣陳有蘭溪流域發生嚴重土石流災 害；1999 年 921 集集大地震，使得土石流危險溪流增至 721 條；又 2001 年 7 月桃芝颱風，土石流危險溪流暴增至 1420 條；2004 年 7 月 敏督利颱風，造成中部及南部地區重大損失。根據統計，台灣地區從 民國70 年到 89 年，因土石流災害造成的死亡人數約 200 人，在鄰國 日本1967 到 1987 年有 1257 人死於土石流災害。在土石流發生的區 域，常見房屋淹沒、橋樑沖毀與交通中斷，造成人民生命財產嚴重的 損失。因此預測土石流發生之可能性，可以進一步預防土石流的發 生，提供給下游居民預先警告，以避免及減少生命財產的損失。
早期對發生土石流預測，往往只利用降雨與破壞紀錄，如Canon
& Ellen (1985)以美國舊金山灣區 6 次的降雨量與災害紀錄，建立該地 區土石流發生的臨界降雨基準，並作為防災警報發布的依據。謝正倫 與張東炯（1996）、范正成與姚正松（1997）等亦提出以降雨強度與
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累積雨量為指標之方法。而近年來相關的研究，則將地文因子加入考 慮，亦即對分析對象進行分類，除提升分析的精度外，並藉以對災害 可能發生的時間與地點一併作較佳的預測。
土石流發生破壞機制之研究方面，目前國內外學者多考慮水可位 於土層內任何位置引發土石流之可能性；也有考慮土體內部滲流力作 用及超額孔隙水壓引發土石流之可能性(周憲德與廖偉民，1998)，雖 所考慮之機制已相當完善，但有關入滲效應所產生之孔隙水壓變化對 土石流發生機制影響，尚缺深入探討。Tarantino & Bosco (2000)曾提 出入滲對非飽和邊坡穩定之影響，但卻未對濕潤線（wet front）以上 孔隙水壓變化進行討論；在土石流發生臨界雨量線方面，均以統計方 法分析土石流發生之降雨特性參數，如降雨強度、降雨延時、累積雨 量及臨前降雨量等四項 (詹錢登，2000)，這些方法多不考慮現場地 文因子條件。因此，如何同時考慮地文及水文因子為本研究主要研究 內容。
1.2 研究方法
有鑒於近年來土石流災害頻傳，嚴重影響人民生命安全、財產，
因此瞭解土石流發生機制、土石流危害度分級與土石流災害防制乃為 刻不容緩的工作。而土石流發生時，往往具有流速快、衝擊力大、發
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生時間短等特性，而且常伴隨著豪雨、崩塌材料而發生，在此情況下，
欲瞭解土石流之整體特性確有其困難，所以學者紛紛著手研究土石流 發生的力學機制與影響因素，其最終目的旨在對土石流災害的成因及 行為能夠有清楚的認識，並進而建立有效的防治對策。
研究土壤水分的傳輸現象是十分複雜的，若要探討土體內孔隙水 壓，必須先從其傳遞機制著手。而孔隙之多寡與分佈形態，直接控制 其滲透行為，且孔隙之型態或連通方式又受顆粒粒徑分佈範圍與顆粒 排列方式之影響。其中，土壤內部在平衡時所保存的含水量與基質吸 力大小有關，其關係曲線即所謂的土壤保水曲線（soil moisture retention curve），以下簡稱『保水曲線』。而不同土質或不同初始孔隙 率狀況下，保水曲線各不相同。甚至具同一孔隙率之土體亦可能有多 種不同之顆粒排列方式，若僅依孔隙率將無法反應真實情形。因此建 立保水曲線之預測模式，將可進一步了解土壤顆粒內水流現象，並對 了解土石流材料性質有所助益。
另一方面，土壤之篩分析可以提供一些土壤基本物性及級配情況 之資料，對於土石流水分傳輸現象之完整描述亦具關鍵性的影響。然 而，土石流材料粒徑差異非常大。加上土石流發生地一般位於山區，
不易到達，不論是採樣或是現地直接進行篩分析試驗均非常困難。故 本研究嘗試以數位影像紀錄現地土石流材料粒徑分佈情況，冀望能解
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決目前所遭遇之困難。
圖 1.1 研究流程圖