靜浦至新蘭河階地形發育模式

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流域面積 (公頃)

圖4- 49 靜浦至新蘭間流域面積與有無河階

圖4- 50 靜浦至新蘭間面積大於 180 公頃較大流域的分布。左：北半部；右：南 半部。

從本章前幾節的討論，這些共有的特徵及其背後代表的河流地形影響因素 為：流域範圍深入主要山脊一帶的都鑾山層，顯示這些流域來自上游的礫石沉積 物 (火山角礫岩、安山岩、凝灰岩) 岩石強度較高，這類底床載至中游與下游的 工具效應較強；河階分布的上界多在都鑾山層界線附近，顯示河階在主流中起始 分布的位置受控於都鑾山層的界線，即都鑾山層提供的岩屑沉積物要到出了都鑾 山層後才有助於生成地形面；主流中上游或上游都鑾山層界線一帶或稍下游處常 分布大型的河階面，則顯示都鑾山層崩塌而來的沉積物曾高速率地從該界線一帶 或稍下游處積夷出大型的地形面。凡此，均有助於後續發育模式的探討。

雖然各流域上游至中游地形演育的過程從形貌特徵解讀得大致類似，但下游 因為海岸抬升與沖積扇堆積的情況不一，使下游河階生成過程及影響因子因而不 同。由於下游地表抬升速率影響的是下游河階階序的數量與分布，以及大型海階 崖生成與否等兩項特徵，因此本文再依該二特徵將較大的流域分成兩大類：

(1)下游有高大海階崖的流域

這裡的高大海階崖為10 m 者。這些流域之下游通常是抬升速率高的海岸 段，以致出露了早於14-15 ka 即已在海面之下的地形，加強了海岸受侵蝕的效 果，生成了高大而底岩出露的海階崖 (Hsieh et al., 2004)。研究區中這類海階崖 最高大，意味著河流下游因地表抬升、海岸侵蝕後退而下切的潛能最大。58 號 (圖 4-51)、116 號 (圖 4-52)、125 號 (圖 4-53)、173 號 (圖 4-54) 等流域屬於這類例 子。若底岩上的沉積物較厚，這個崖將會更高大，侵蝕基準下降得更多，下切潛 能也越大，例如125 號流域。173 號流域由於都鑾山層佔流域的面積比例高，以 致地層界線位於河流中下游，沉積物至此才開始作用，出現地形面，上游也因此 無大型河階。

圖4- 51 58 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

圖4- 52 116 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處為所指的是同 一個較高大的海階崖。

圖4- 53 125 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

圖4- 54 173 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

下游海岸地表抬升速率較高，本已使河流下切的幅度較大，再加上研究區中 地表抬升速率較高，利於較大海階崖的生成 (Hsieh et al., 2004，前文的圖 4-41)，

而海階崖的生成，又再增加了下游河流下切的幅度 (Bull, 2007，概念如前文的圖 5-2)，這兩個因素的效應讓這類流域的下游由高差較大的海階面向上游對比，二 海階面比高之間所能涵蓋的河階階序較多 (可到四至五階) 或階與階之間高度 落差較大，並且河道中常有因向源下切而成的遷急點 (圖 4-51 至 4-54)。

(2)下游無明顯海階崖的流域

不明顯的海階崖指高度<10 m 的崖，這類海階崖包括僅看得出一個等高線較 密的間隔所成的崖 (<10 m)，或是無法從 1/5000 像片基本圖等高線的疏密看出階 崖的位置 (<5 m)。靜浦以南至新蘭之間海岸無明顯海階崖的海岸段零星，因此 這類型的流域不多，其中109 號 (圖 4-55) 屬這類例子。雖然該流域下游無前人 海階橫剖面的資料，但從地表具沖積扇地形但無明顯海階崖，推測其沉積物與底 岩應皆為較平坦之斜面。

這類河流的海階崖小而不明顯，因海階崖生成所驅動的下切幅度小，使階地 縱剖面中，下游河階的階序數較少 (二至三階)，階序間的高差亦較小，河道中 無明顯遷急點 (圖 4-55)。

前述兩大類流域的分布如圖 4-56。

圖4- 55 109 號流域的階地縱剖面

圖4- 56 靜浦至新蘭間較大流域的分類。左：北半部；右：南半部。

圖例中的(1)(2)(3)同前文表 4-14 者

然而靜浦至新蘭之間，較大流域的下游除了上述的兩類外，本文從海階崖形 態與海階橫剖面 (Hsieh, et al., 2004) 尚發現若干流域下游生成海階崖時，海水的 侵蝕未觸及海階面的底岩，這情況又能再分為：(1)底岩有較早期的階梯狀階崖，

但上覆更後期沉積物受侵蝕生成的海階崖，以及(2)底岩呈平坦斜面，階崖完全 由沉積物構成等二小類。前者的例子有157 號 (圖 4-57)、162 號 (圖 4-58) 流域 等 (162 號流域與前述的 173 號類似，都鑾山層佔流域面積比例高，河階至中游 才出現)；123 號 (圖 4-59) 流域則是後者的例子。

上段所舉二小類的例子，由於外貌上均有較高大的海階崖，在圖 4-56 中皆 被歸類為下游有高大海階崖的流域。然而若考慮前人調查的海階橫剖面，則前段 第一小類 (157 號、162 號流域) 固然仍可視為有高大海階崖的流域，但另一類 底岩平坦但有沉積物構成的海階崖的例子 (123 號流域)，本文從其平坦的底岩將 其歸類為類似下游無明顯海階崖等抬升速率較慢的流域。其上厚層沖積扇受海水 侵蝕成崖的過程中，當崖高至某個高度，仍可能僅藉由扇端崖的生成而驅動下游 沖積扇面上向源的下切 (如前文圖 4-42A 之概念)。惟本文未調查各流域海階崖 的橫剖面，是故在下游有較高大的海階崖的流域中這類的情況有多少，並不清 楚，因而未將圖4-56 再分類。

圖4- 57 157 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

圖4- 58 162 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

圖4- 59 123 號流域的階地縱剖面

A: 海階的地層剖面 (Hsieh et al., 2004)；B 階地縱剖面。A 與 B 中箭頭處所指的是同一 個較高大的海階崖。

至於面積 180 公頃以下而有無河階者參半 (前文的圖 4-49) 的流域，本文同 樣將靜浦至新蘭間180 以下的流域分為四類：具相異岩石強度且強度較高者在較 上游 (第 I 類) 或在下游 (第 II 類)；單一岩石強度而為強度較高者 (第 III 類) 或 較低者 (第 IV 類) (圖 4-60)。圖中的情形與整個研究區 (前文的圖 4-39) 類似，

即第I 類流域河階總面積隨著流域面積增加而增加的趨勢最明顯，其他類別的流 域僅第IV 類流域在 68 與 74 公頃 (為 110 與 111 號流域) 處有因流域面積較大而 河階總面積較高的現象。再看各類流域有無河階地形的情況 (圖 4-61)，其中雖 然第IV 類流域有河階者的面積確實大於無河階者，然數量最多的第 I 類流域，

有河階的流域整體看來其面積未明顯大於無河階者。因此本文認為在靜浦至新蘭

間佔較小流域比例最高的第I 類流域，除了流域面積影響河階的有無外，應尚有

圖 4-62 是靜浦至新蘭間第 I 類型小流的域平均坡度，有無河階者的平均坡 度分布的範圍如同流域面積一樣差異不大，然而這些流域的分布位置 (圖 4-63) 卻顯示當有與無河階者位置相近而緊鄰時，有河階者之平均坡度總是明顯大於其 周圍無河階的流域。據此，本研究認為靜浦至新蘭間較小流域與較大流域不同，

其河階發達的程度除了受流域面積、岩石強度分布所影響外，流域的平均坡度也 是影響因素之一。推測此乃當集水區內整體坡度較大，較有利於邊坡提供岩石碎 屑進入河道，生成地形面。也正是因為受平均坡度影響，因此180 公頃以下的較 小流域，河階的有無單以流域面積來看並不穩定。此外，雖然流域坡度大亦有利 於沉積物的搬運，但從實際的河階分布來看，此區中的第I 類型的較小流域，該 效應應不及岩石強度分布與流域平均坡度沉積物促進河階生成的效應。

圖4- 62 靜浦至新蘭間第 I 類較小流域有或無河階者之平均坡度

圖4- 63 靜浦至新蘭間第 I 類較小流域的平均坡度。左：北半部；右：南半部 第I 類流域指具不同岩石強度分布而較高岩石強度分布於較上游之流域

（二）河階地形發育模式

根據跳躍磨蝕模式 (Sklar and Dietrich, 2001; 2004; 2006)，河床底岩尚未完全 受底床載覆蓋時的工具效應是河流磨蝕底岩河床的重要媒介。根據流水槽實驗，

在工具效應作用的情況下，隨著推移載供給的速率越高，不僅磨蝕速率越高，河 床受侵蝕的寬度也越廣 (Finnegan et al.,2007)，因此河流內只要推移載的供給夠 多，岩石強度又高於河床底岩，河谷底部便有可能因底床載的工具效應而加寬。

另一方面，若底床載供給速率過高，覆蓋底岩的範圍漸廣，反而對底岩起了保護 作用，侵蝕速率增加的幅度將減少，進而侵蝕速率下降，甚至河谷可能完全進入 堆積過程，其結果將類似 Bull ( 1979; 1991; 2007) 所謂河流能小於抵抗能而使河 谷積夷，這也能使河床因向上堆積加上對谷壁的磨蝕而加寬。

以海岸山脈東翼普遍抬升、河流基準面普遍下降的環境，除了部分河流中下 游產生側蝕而增加蜿蜒度外，多數皆以下切來反應侵蝕基準的下降。若如此，研 究區內將只有部分流域的中下游會出現曲流河階，多數地區將為深谷而罕見因河

床曾較為寬廣而生成的河階面。然而實際上海岸山脈東翼卻是河階地形遍布，甚

5.下游因覆蓋厚的大型沖積扇而生成扇端崖的流域，海岸將因大量沉積物的覆蓋 而前進，之後扇端受海水侵蝕成崖，海岸後退。若扇端崖至足夠高度，亦能驅 動向源侵蝕，生成階地。

6.未發育高大的海階崖，下游因侵蝕基準面下降的幅度小，河流下切的幅度亦 小，河谷中也無明顯因向源下切而成的遷急點，河階階序少、階序之間高度的 落差也較小。

由於在個別流域中未有足夠的年代資料，未足以斷定前述各過程與作用詳細 的順序，但能以系統圖標示出各過程及作用間的因果關係 (圖 4-64)。這些過程

由於在個別流域中未有足夠的年代資料，未足以斷定前述各過程與作用詳細 的順序，但能以系統圖標示出各過程及作用間的因果關係 (圖 4-64)。這些過程