第四章 活動構造與流域地形特徵的關係
第一節 活動構造的分布與特徵
根據第二章河階的對比，進一步瞭解地形面的形態、分布與構造的關係（圖 4-1） ，以下分成白水溪、六重溪、龜重溪加以討論。
（一） 白水溪（圖 4-2）
利用立體鏡可見到木屐寮面上的崖與河流走向垂直，此即為 Sun（1970）觀 察到的木屐寮斷層的地形線形（圖 4-3 A、B、圖 4-4，剖線位置見圖 4-2） ，然此 線形僅在木屐寮地區顯著，在其北方的枋子林地區卻未見有地形上高度或坡度的 變化。木屐寮面與枋子林面的高差十分顯著，相差約 15 公尺（圖 4-3C，剖線位 置見圖 4-2）。
此外，木屐寮面南方有白水溪支流流貫，在木屐寮面的南方受支流下切 2 公 尺，形成木屐寮 1、虎山橋 1 等階面，說明木屐寮斷層在木屐寮面形成後再度活 動，造成侵蝕基準的下降，河川下切，其後木屐寮斷層再次活動，其上盤抬升，
支流再將木屐寮 1 等階面下切形成階崖，透過河階的階數，可推知木屐寮斷層活 動的次數最少 2 次。此現象與楊貴三（1986）在草屯地區的調查相似，烏溪的舊 河路形成富寮 a 面與富寮 b 面，受到隘寮斷層的活動各形 12、6 公尺的崖高。
雖然嘉南平原在一萬年前之後逐漸海退（陳文山等，2005b） ，侵蝕基準下降，
但在嘉南平原的階地仍以一階為主，少數地區形成第二階，但此少數的地區多位 在曲流滑走坡，與木屐寮面上的階地形成原因並不同。透過白水溪流域的地形面 分布，可以發現木屐寮斷層在地形面上的特徵顯著，表現在與河流直交的撓曲 崖，及在木屐寮面上再下切而形成的階面。然在流域內的其他活動構造則未觀察 到類似的地形特徵，故判斷此地是由構造作用所形成。
（二） 六重溪（圖 4-5）
在上游坪頂附近的扇狀階地（以下簡稱扇階）形態有特殊之處，一般的扇階 由上游向下游高度漸減，但此處在扇階的末端，地勢反而高起（圖 4-6，剖線位 置見圖 4-5） ，向東傾斜。在土石流的末端也常出現凸起的現象，多因大石塊阻擋 所形成，但高度較小，而坪頂此處的約高出 10 公尺，故與此現象的關係較小。
訪問當地的居民（居住已 60 多年） ，其表示此地形高起從其居住之時即已存在，
過去在上面種柑橘，現局部地區已整地興建房屋，高度已降低一些。再加上與日
治時期的地形圖（1928 年）相對比（圖 4-7），可發現此扇階末端的反傾高起相
當明顯，延伸範圍可達 100 公尺左右，因此應該不是人為作用所導致，似乎與構
造作用有關，與中油的地質圖相對比，發現此處有前大埔向斜經過，且位置就在 東傾面下，與地形特徵相吻合，顯示此地形似乎與前大埔向斜的活動有關。
六重溪出谷口附近的嘉宏橋為木屐寮斷層與六甲斷層的轉折點（盧詩丁等，
2000） ，但在地形面上未能見到相關的地形特徵。其他如：六重溪斷層、南寮背 斜與崙後斷層的構造地形也未見到。
（三） 龜重溪（圖 4-8）
龜重溪流域在地形面上所觀察的特徵如下：
在三塊厝地區的地形有異常之處，與河流作用所形成的階地不同，河流所形 成的階地其階面高度會由上游往下游降低，然而在三塊厝地區，其階地卻向上游 傾動，而從地形面分布的位置及型態來看，似乎有可能受牛山背斜與北勢坑斷層 的影響。由中油地質圖觀之，北勢坑位在本區西勢角一帶，並無向北延伸的趨勢，
且因北勢坑斷層的西側為升側，因此對於三塊厝的地形面影響不大，而應受牛山 背斜的影響較大，推論由於位在牛山背斜的東翼，受到牛山背斜活動的影響，因 此階地向東南傾（圖 4-9，剖線位置見圖 4-8）。
在山麓地區如：東山服務區、新吉庄等地，其階崖與河流走向直交，顯示在 FT4 面形成後，受其他作用影響而形成與河流走向垂直的階崖方向。由其階崖的 形態較直，與一般河流所形成的有所差異，推測應與六甲斷層較有關係（圖 4-8） 。
從各階的比高分布來看，各階的比高在牛山背斜處較兩翼大，顯示此處的階 地受到牛山背斜的影響，除了比高的差異外，在牛山背斜軸部的階地如：崁頂、
尫子上天等處，階地較為零碎，而距牛山背斜遠處的階地如：東原，形狀呈現長 條形，與 Hsieh and Knuepfer（2002）在曾文溪、二仁溪等的研究，在背斜軸部 與遠處的階地形態有所差異相似，顯示此處應有活動背斜的分布。
階地東傾、與河流直交的階崖及河階階數的差異等表現地形營力「異常」之
處，在三塊厝地區的階地東南傾在位置上與牛山背斜似有相關，然而同樣與六重
溪的坪頂地區相似，此種現象的發生在鄰近地區並未見到，因此還需再透過其他
調查方式的印證。六甲斷層活動在新吉庄等處所形成的階崖，有學者認為受到岩
性控制的影響（盧詩丁等，2000），但此岩性的影響為何在臺灣西部平原與麓山
帶交接處未見到，是值得討論的問題。透過階數的比較、各階的比高與形狀，說
明牛山背斜的活動。然而此區其它的活動構造，如：前大埔向斜、崙後斷層則未
見到任何的地形特徵佐證。
圖 4-1 急水溪中上游各流域階地分布與活動構造位置圖
圖 4-2 白水溪流域階地分布與活動構造位置圖
（A）
48 50 52 54 56 58
0 100
200 300
400 (m)
(m)
W E
枋子林 FT6
木屐寮斷層 的推測位置
（B）
木屐寮
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
0 50 100 150 200 250 300 (m)
(m) W
E
FT4
FT4 木屐寮
斷層
（C）
50 55 60 65 70 75 80 85
0 100 200 300 400 (m)
(m)
N S
FT6
FT4
白 水 溪 枋子林
木屐寮
圖 4-3 木屐寮斷層沿線的地形橫剖面
說明：箭頭位置為木屐寮斷層的推測位置，此線形僅在木屐寮地區顯著（B 圖，
高度×10），在其北方的枋子林地區（A 圖，高度×13）卻未見有地形上高
度或坡度的變化。C 圖（高度×7）為木屐寮面與枋子林面間呈現一明顯的
高差，約 15 公尺，剖線位置見圖 4-2。
圖 4-4 木屐寮斷層崖
說明：崖高（上下兩階之落差）7 公尺，圖中人高約 1.6 公尺，此照片往上游方 向拍攝，下階面在照片左下角之農田。（拍照位置 TWD67：193580，
2584236）
圖 4-5 六重溪流域階地分布與活動構造位置圖
坪頂
380 390 400 410 420 430 440 450
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 (m)
(m)
NW FT1a SE
圖 4-6 坪頂地區的橫剖面（垂直×5）
說明：扇狀階地的形態應為由上游往下游低降，但在坪頂地區呈現由上游往下游
（東南往西北）上升的情形，剖線位置見圖 4-5。
圖 4-7 坪頂地區的地表形態
說明：左圖為 1928 年的地形圖，右圖為 1985 年的經建版地形圖，兩者在坪頂地
區均呈現地形面的東傾，顯示此東傾與人為活動的關係較小。
圖 4-8 龜重溪流域階地分布與活動構造位置圖
圖 4-9 三塊厝階地橫剖面（高度×15）
說明：河川由東南向西北流，但三塊厝的階地卻由東南向西北高起，顯示受到構 造活動的影響。
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
0 50 100 150 200 250 300
三塊厝 (m)
(m)
NW SE
第二節 流域對活動構造的反應
地形指標（geomorphic index）可以定義構造的相對活動性與評估地震災害，
是一個分析地形的系統性工具（Ramirez-Herrera,1998）。在第三章已利用河流彎 曲度、河流坡降指標、面積高度積分測量白水溪、六重溪、龜重溪三流域的流域 特徵，因此以下將分析三流域對活動構造的反應：
（一）河流彎曲度
為了瞭解其他因素對河流彎曲度的影響，首先依據地層分布測量各河段的彎 曲度（圖 4-10）。白水溪河流彎曲度高的地方出現在沖積層、二重溪層；六重溪 高值出現在澐水溪層、二重溪層；龜重溪則出現在六雙層、崁下寮層。比較各流 域最高的彎曲度值，白水溪各地層的河流彎曲度值均小於 1.5，六重溪則以二重 溪層的數值最高，可達 1.7；龜重溪則出現在崁下寮層，且數值大於 1.5，顯示彎 曲度與地層的關係較低。
進一步，為了瞭解活動構造對流域形態的影響，本研究再依據主要構造線分 段測量各河段的彎曲度。在上游地區河流彎曲度的數值普遍較小，不列入考慮，
以計算中下游段為主。各段的計測以兩條構造線的中點為界，分別計算各構造線 的上游與下游的彎曲度變化。在白水溪的部分，以木屐寮斷層為界，分成二段；
六重溪的部分以木屐寮斷層、六甲斷層、六重溪斷層、前大埔向斜為界分成六段；
龜重溪的部分則以六甲斷層、牛山背斜為界分成四段，由於前大埔向斜在上游地 區與河流流向平行，因此不加以計算。根據計算的結果（圖 4-11），討論如下：
研究區內的河流彎曲度變化，多在活動構造的上游側較高，除了白水溪木屐 寮斷層的下游側，六重溪流域的六重溪斷層下游處之外，普遍與 Schumm et al.,
（2002）指出在活動構造抬升處的下游側，河流彎曲度有較大的研究結果相反。
而進一步比對地層的變化，木屐寮斷層的下游處為沖積層，地層較為鬆軟，因此 彎曲度有可能較大。由以上可知，本研究區內三條河流的彎曲度變化，與構造活 動的關係並不密切。
（二）河流坡降指標
在河流坡降指標異常高的地區，一則代表該地區岩性較為堅硬，使得河川坡 度較陡；另外的原因則是構造活動的影響，造成局部地區地勢相對較陡，河川能 量變大，下切的能力增加，而造成河川坡度變陡，使得河流坡降指標的數值變大，
因此本文進一步套疊地層（圖 4-12）進行比對，發現在白水溪的姜子崙及上游、
六重溪出谷口與上游、龜重溪進入平原區、東原與上游仍有異常高值。
更進一步套疊三河川的構造位置（圖 4-12)。在白水溪流域，其在崙後斷層 處的變化較顯著（圖 4-12），且與地層分布的關係較小。雖然在木屐寮斷層處也 有相當明顯的變化，但是此處位於二重溪層進入到六雙層的位置，也有可能受到 地層分布的影響。然而在姜子崙處的高值並無法解釋，從構造分布來看並無構造 的經過，若從地層來看，其皆位在相同的地層，因此並無法說明為何在同一地層 中會有高值出現。
在六重溪的部分，與構造分布相疊合後，有明顯數值變化的地方位在木屐寮 斷層與六甲斷層的交界處，另一個值較大的地方分布在六重溪層附近（圖 4-12） ， 附近可能的構造僅有前大埔向斜，然而向斜對河川坡度的影響並不顯著，因此應 與向斜的關係較小，與六重溪層的關係較大。然而若以六重溪層分布的地區來 看，在六重溪中，六重溪層的數值有高有低，並無規律之處，因此以地層解釋此 高值的出現仍有待商榷。
在龜重溪的部分，數值明顯變化之處分布在六甲斷層、牛山背斜、前大埔向 斜等處，同樣可以發現這些構造皆未位在岩性變化之處（圖 4-12），然而就其變 化的趨勢來看，六甲斷層附近的坡降變化較有可能為六甲斷層所造成，而前大埔 向斜處的坡降變化應該是受其他因素的影響，Chen et al., (2003)對中南部的 16 條 河川進行標準化河流坡降指標（SL/K）的分析，其中有兩條（急水溪、龜重溪）
與本研究相同，得出在牛山背斜、前大埔向斜、六甲斷層與木屐寮斷層處坡降指 標明顯變化，同樣其在前大埔向斜的部分的值也相當的高，而 Chen et al., (2003) 則認為此受到六重溪層的影響，六重溪層以砂岩為主，抵抗力較高。不過，此解 釋同樣也面對為何同一地層會有高低值出現的問題。
就三條河流的河流坡降指標來看，數值確有高低的變化且部分高值與構造分
布的位置相符合，然而對於無構造分布卻有高值出現之處的解釋仍待商榷，有進
一步討論之處。整體來看，由河流坡降指標的數值變化來看，與本研究區內的活
動構造的關係並不顯著。
（A）白水溪
（B）六重溪
（C）龜重溪
圖 4-10 急水溪中上游各流域河流彎曲度與地層的關係
說明：白水溪河流彎曲度的高值出現在沖積層與二重溪層；六重溪的高值出現在 澐水溪層與二重溪層；龜重溪的高值出現在六雙層與崁下寮層，顯示河流 彎曲度與地層並無關係。
0.5 1 1.5 2
0 5
10 15
20 25
距離
（km）
彎曲度
鳥 嘴 層 澐 水 溪 層 六 重 溪 層 崁 下 寮 層 二 重 溪 層 六 雙 層 沖
積 層
0.5 1 1.5 2
0 5
10 15
20 25
30 35
距離 40 (km)
彎曲度
沖 積 層
六 雙 層
二 重 溪 層
崁 下 寮 層
六 重 溪 層
崁 下 寮 層
二 重 溪 層
澐 水 溪 層 六 重 溪 崁 下 寮 層
中 崙 層 鳥 嘴 層
0.5 1 1.5 2
0 5
10 15
20 距離 25
(km)
彎曲度
鳥 嘴 層 澐 水 溪 層 六 重 溪 層 沖
積 層
二 重 溪 層
崁 下 寮 層
六 重 溪 層
澐 水 溪 層
六 重 溪 層 澐 水 溪 層
圖 4-11 急水溪中上游分段後的河流彎曲度變化
說明：根據活動構造的位置加以分段計測，結果顯示彎曲度較高的地區多位在活 動構造的上游處，與 Schumm et al.,（2002）研究結果在活動構造的下游 處的河流彎曲度較大的情形不同，顯示河流彎曲度的變化與現在構造分布 的關係並不密切。
0.5 1.0 1.5
0 2
4 6
距離8
（km）
彎曲度
木 屐 寮 斷 層
0.5 1.0 1.5 2.0
0 2
4 6
8 10
12 14
距離 16 (km)
彎曲度
木 屐 寮、
六 甲 斷 層
六 重 溪 斷 層 牛
山 背 斜
0.5 1.0 1.5 2.0
0 2
4 6
8 10
12 14
16 距離 18
(km)
彎曲度
六 甲 斷 層
牛 山 背 斜
（B）六重溪
（C）龜重溪
（A）白水溪
0 1 2
0 5
10 15
20
與源頭距離（km）
SL/K
A B C D F G J 木
屐 寮 斷 層
六 重 溪 斷 層
崙 後 斷 層 南 寮 背 斜
0 1 2
0 5
10 15
20
與源頭距離（km）
SL/K
A BC D E F E F G 六
甲 斷 層
崙 後 斷 層 南 寮 背 斜 前 大 埔 向 斜 六
重 溪 斷 層 六
重 溪 斷 層
（A）白水溪
（B）六重溪
（C）龜重溪
圖 4-12 急水溪中上游的河流坡降指標（SL/K）與活動構造及地層的分布關係
活動構造
y 斷層經過
褶曲經過
D 崁下寮層 E 六重溪層 F 澐水溪層 G 鳥嘴層 H 中崙層 I 糖恩山砂岩 J 長枝坑層 地層
A 沖積層 B 六雙層 C 二重溪層
0 1 2
0 5
10 15
20 25
30 35
與源頭距離（km）
SL/K
A B C D E D
C D E F G
六 甲 斷 層
牛 山 背 斜
前 大 埔 向 斜
前 大 埔 向 斜
南 寮 背 斜
白河水庫
（三）面積高度積分
若將三流域計算所得的次流域面積高度積分與地層相套疊（圖 4-13） ，結果 顯示此區的地層為由東向西變化，而從面積高度積分的數值分布來看並無此規律 性，顯示面積高度積分與地層的關係並不顯著。
其次，將次流域的面積高度積分與活動構造相套疊（圖 4-14），顯示在牛山 背斜處的面積高度積分值較高，然而在東原北方與南方、由關子嶺往南至大嶺、
南寮一帶的面積高度積分值雖然也較高，但是造成這些現象的原因並無法清楚的 說明。陳彥傑等（2005）雖然發現各次集水區的面積高度積分與集水區內的高差 呈現對數負相關，並利用此關係求出各次流域的殘差標準值，說明在急水溪流域 中所呈現的異常區位在尫子上天及關子嶺地區。然而也僅說明造成尫子上天一帶 高值的原因，並無說明關子嶺地區高值如何出現。此外，三流域的上游及沖積平 原區的值較河流的中游地區的值高，顯示次流域的面積高度積分值受到其他因素 的影響，並不僅僅只受到構造因素的控制。因此透過次流域的面積高度積分所能 說明的構造意義仍相當有限。
