第一節 崩塌特性對埋積特性的影響

第四章 討論

本章利用前一章分析歸納所得之結果進行討論，第一部份討論崩塌對 埋積特性的影響，第二部份討論局部控因對埋積特性的影響，第三部分討 論地質特性對埋積特性的影響，第四部份討論外部因子（地震與颱風）對 埋積特性的影響。最後利用臨界坡降的觀點來討論各流域埋積河段的穩定 性，探討各流域近期再發生土石流的可能。

第一節 崩塌特性對埋積特性的影響

透過上一章的分析結果可知，影響埋積各項特性的重要流域特性以河 道坡降的影響最為明顯，其影響了埋積長度、面積、比例與埋積分佈類型，

這表示在山地型河川的環境下，河道坡降是影響崩塌材料能否停積在河道 內的重要原因。然而河道內是否有沈積物堆積，來源區提供的土石材料理 應相當重要，本研究試圖以兩年度的崩塌面積、崩塌率與崩塌增加量等變 數，強迫進入複迴歸分析，但此些變數未達 0.05 的顯著水準，表示對埋積 長度、比例並不具解釋能力。

根據航照判釋，本研究區的埋積河段在民國 82 年即是如此，且其中 36 條支流在民國 69 年至民國 85 年期間沒有發生土石流的現象（劉盈劭，

2001)，表示這些埋積河段在賀伯颱風之前並沒有顯著的變動，應是更早期 的事件影響所造成，或是長期演育而形成。

研究區內各支流流域內部在過去五十年的影像資料中，可判讀的崩塌

多屬零星的小規模崩塌，且多發生於不同次的大型降雨（如颱風）之後（劉

盈劭，2001)，表示每次大型降雨之後，各支流流域或多或少會產生新的崩

塌材料而進入河道堆積；且加上各支流發生土石流多集中於近十年，可表

示過去五十年因大型降雨而造成的崩塌土石多於河道內堆積而無完全向 下游搬運，因此各支流的埋積河段在集集地震與桃芝颱風之前應有受各次 小型崩塌影響而逐漸堆埋的現象。

然而本區各支流在集集地震與桃芝颱風後都發生了大規模的崩塌，產 生大量的土石，相對於受大地震影響之前的大型降雨造成的崩塌地多有特 定的分佈而言（劉盈劭，2001)，從影像判釋過程中可知大地震與大颱風造 成各支流的崩塌多從上游至下游皆有發生，表示崩塌材料不虞匱乏，但是 對埋積河段的增加比例卻有限，由此可知雖然有大型崩塌的出現，對埋積 河段分佈的影響不如其他流域特性的影響（如河道坡降與影響水文條件的 流域地形條件） 。

崩塌土石是以隨機(stochastically)方式進入河道系統的，而此隨機的供 應結果會和「河道系統的地形」與「搬運過程中產生的流場特性與堆積分 佈」交互作用(Benda,1997)。這表示河道和流場特性會影響沈積物堆積的 情形：若河道坡降較緩或流能較弱時，崩塌土石才會容易堆積於河床；相 反地，若河道坡降較陡或流能較強時，崩塌土石即使供給不虞匱乏，還是 不易形成埋積河段，河道形態和河道中的流場特性應該才是影響各支流

「能」堆積的原因，而崩塌是扮演提供材料的角色，且應是較長期的影響，

所以本研究僅利用少數年度的崩塌資料並無法良好解釋之。

第二節 埋積分佈、轉變類型誤判的可能原因

如上章所述，透過判別分析能大致區分埋積河段的分佈類型與轉變類 型，但仍有部分支流的埋積分佈、轉變類型無法透過判別分析來正確區 分。本節將透過局部控因與分類適當與否的討論，來找出判別分析誤判的 原因。

1. 埋積分佈類型誤判的可能原因

在利用河道坡降進行埋積分佈類型的判別分析時，能正確判別 79.5 % 的埋積分佈類型，然而亦有出現誤判的溪流如表 4-1：

表 4-1 民國 87 年埋積類型判別分析誤判表

87 埋積類型 誤判 1 誤判 2

1 郡坑溪、白不仔南三溪

2

內茅埔南溪、內茅埔北溪 白不仔口二溪、白不仔北溪 烏乾南一溪、十八重南四溪

針對此些誤判的支流，本文提出三種誤判的可能原因，分別為局部河 道形態差異、人工壩體影響、供給限制。各原因詳述如下：

a. 局部河道形態差異

局部河道形態差異意指有些支流內部的河道坡降變化較大，而平均河

道坡降無法完全反映與埋積類型的關係，此類流域包括白不仔南三溪、內

茅埔南溪。白不仔南三溪的整體河道坡降較陡(33.23 %)，因而判別分析視

其為埋積分佈於下游的類型。但該溪流中游流路較平緩(坡降 13.97 %，如

圖 4-1，推測與流經陳有蘭溪主流河階有關)，因而開始形成埋積河段；下

游流路坡度較陡(66.03 %)，且高度落差大(55 m)，因此使整體河道坡降數

值提高，因而在判別分析時產生誤判的現象。

內茅埔南的整體河道坡降較緩（27.87 %，如圖 4-2） ，因而判別分析將 其視為埋積河段延伸至上游之流域。內茅埔南的中游流路流經風櫃斗河階 面上，於航照判釋時流道較不明顯，僅在下游流路下切階崖並匯入陳有蘭 溪主流時才見較寬的谷床，因而判釋該流域的埋積河段主要分佈於下游。

0 100 200 300 400 500 600 700

0 100 200 300 400 500 600 700 距河口距離(m)

海拔高度(m)

白不仔南三溪 埋積河段

局部平緩(13.97%)

下游落差大(55m)

圖 4-1 白不仔南三溪的河道縱剖面

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

0 500 1000 1500 2000 2500 距河口距離(m)

海拔高度(m)

內茅埔南溪

埋積河段 河階

圖 4-2 內茅埔南溪的河道縱剖面

（河階）

b. 人工壩體影響

此類型流域為郡坑。郡坑的河道坡降較陡（35.88 %）因而判別分析將 其視為埋積主要分佈於下游的流域。然而該溪流的河道有多道人工壩體，

建築在坡度較陡的河道，因而使得土石材料堆積於較陡的河道，影響了埋 積河段的分佈。本研究區其他支流的人工壩體多築於中下游坡降較緩的河 道，因此對埋積河段的分佈而言，影響較不大。

c. 土石供給限制(supply-limited)

此類流域包括烏乾南一、白不仔北溪、白不仔口二溪、內茅埔北溪。

此些流域的面積皆小(0.23~1.16 km

)，於 87 年的崩塌率皆低(分別為 0 %、

0 %、0%、0.81%)，表示此些流域在數十年頻率的大型颱風影響之下，並 無明顯新增的土石材料，也就表示數十年間此些流域的新增土石材料可能 很少，河道呈現土石供給限制(supply-limited)的情況，即土石材料供給能 力相對小於搬運能力，埋積比例因而較低。

2. 埋積轉變類型誤判的可能原因

從第三章的分析結果可知，利用判別分析無法成功區分出第 1 類(埋積 比例增加>10 %，共 13 條)與第 2 類的埋積轉變類型(埋積比例變化在±10 % 之間，共 26 條)，表示這兩類流域在整體流域特性上無明顯的差別。

但從第二章圖 2-12 可得知多數流域的埋積比例都有增加的現象，且都

是中小型的流域，而埋積比例變化大於 10 %的也都是小型的流域，這表示

小型流域在大地震與大颱風的雙重影響下，會明顯地增加埋積比例。雖然

判別分析並不能成功挑出埋積比例變化大於 10 %的流域，但從埋積比例增

加的流域都屬中小型流域的現象來看，流域規模埋積比例的增加與應有一

定的關連；而以增加量>10 %或介於 ±10 %的分組方法，可能未必是適當

的分類依據，因而才會出現無法成功區分的現象。

規模較大的特性，表示可能在大型降雨事件時因產生的流量較大而改變較 上游處的埋積河段，轉為巨石或岩塊橫亙的底岩河道。而對埋積比例也有 減少現象的二廍溪、三廍溪與郡安溪而言，根據張瑞津等(2001)對三廍溪 於桃芝颱風前後的縱剖面測量結果可知，該溪流在土石流發生之後，中游 高程明顯提高，表示土石流對埋積河段的高度有明顯的改變，但對平面分 佈的範圍並無從得知；不過在桃芝颱風過後，工程單位極力整治河道，使 得此三條支流的河床埋積皆受人為影響，可能因此影響判釋結果，而得出 此三條溪流的埋積比例皆有降低的現象，因此也與本研究處理的流域特性 無明顯的關連。

因此若排除此些人為整治極為顯著的影響，應可說在本研究所針對的 43 個支流當中，在桃芝颱風影響過後，較大規模的流域的埋積河段會有明 顯減少的現象；而中小型流域的埋積河段會有增加或不變的現象，而增加 的多寡與本研究選取的 23 項流域特性並無直接的關連。

Massong(2000)曾提及河道內若有巨石或巨木橫亙時，會阻止後方沈積

物向下游搬運，因此局部坡降很陡的河段仍能堆積沈積物；劉盈劭(2001)

亦提及土石流間歇傳輸時，巨石會在河道內停止而壅塞後方土石，形成龍

頭堆積的現象。本研究認為中小型流域之所以普遍出現埋積比例增加的現

象，應與上述巨石橫亙造成的效應有關。而 Benda(1990）認為在土石流過

後，河道淤滿巨石後，由於暫時無法沒有足夠的流能將土石向下搬運，所

以淤滿了河道，但其認為此些堆積的土石經會因後續大型降雨事件、或隨

時日就地風化成更細的顆粒而向下游搬運，而回復原河道形態(圖 4-3)，表

示此些新增土石僅暫時性的留在河道內。本研究區明顯新增埋積比例的中

小型流域若在後續時日沒有如集集地震的大型地震誘發大型崩塌的話，應

也會有上述的效應，而恢復該些支流如民國 82 年的河道形態。

圖 4-3 河道受土石流造成的加積-消夷循環(轉繪自 Benda,1990)

土石流

第三節 地質條件對埋積特性的影響

本研究將各流域的出露地層區分為軟岩與硬岩，並用軟硬岩的比例進 行與各項埋積特性的統計分析，但結果發現軟硬岩比例僅與埋積比例呈中 度相關，且相關係數僅 0.347，表示本研究區 43 個流域的各項埋積特性與 軟硬岩的比例並無顯著的關係。

然而從各支流埋積分佈類型的空間分佈來看（如圖 4-4） ，可明顯看出 無埋積河段的支流(十八重南一溪、南二溪、南三溪、南五溪)皆集中於十 八重溪以南的地區。而埋積河段延伸至中上游的類型多分佈在陳有蘭溪左 岸北段(米籠坑～火燒寮坑)、左岸南段（白不仔溪到阿里不動溪）與右岸 的中段（二廍溪～九層橋溪） 。埋積河段主要分佈於下游的類型則較無空 間集中性。

由於本研究區位於不同地層的流域之河流地形與沈積物特性各有不 同（謝有忠，1999），而河流地形、沈積物特性與埋積河段的分佈又有一 定的關連（如本章第一節所述），因此本節透過各類埋積分佈類型的流域 之出露地層與沈積物特性的探討，來瞭解地質特性對埋積特性的可能影 響。

以無埋積河段的流域而言，該些流域的出露地層皆以十八重溪層為 主，主要由厚層板岩組成，並夾薄層變質砂岩，而板岩常沿劈理面破壞而 易呈碎屑岩屑，溪床內的沈積物多以板岩岩屑組成、泥、細砂所構成（謝 有忠，1999，如照片 4-1） ，易受流水搬運，且脫水性低，不易形成間歇性 流動（游繁結等，1996；陳禮仁等，1996）；而這些流域的河道坡降亦較 陡（27 %~54 %） ，表示在這樣的陡坡條件之下，配合細顆粒沈積物的特性，

在遇到大型降雨時，沈積物很容易被搬運出谷口，而少有於河谷內堆積的

現象，也就沒有埋積河段的形成。同樣位於該地層的十八重南四溪也有類

似的沈積物粒徑特性，但該溪流於距下游谷口 600+ m 至 1500+ m 處呈曲

圖 4-4 各流域的地層與埋積分佈類型

註:地質圖轉繪於謝有忠(1998)，十八重南三、四的流域地層以經濟部中央地質調查所的二十五萬 分之一地質圖補充。

照片 4-1 十八重南二的谷口堆積體(a)與沈積物組成(b)

流的形態（曲流度 1.23），且於距下游匯流口 600 餘公尺處的河段有接近 90°之轉彎，且該河段的河床坡降亦緩（13.0 %） ，沈積物可能因此在這樣 適當的坡降、曲率的河段環境下開始堆積而形成局部的埋積河段。

至於本區埋積河段延伸至中上游的支流，此些支流流域內出露的地層 由兩種地層或兩種地層以上所組成。陳有蘭溪主流左岸北段的支流（米籠 坑～火燒寮坑）由桂竹林層的關刀山砂岩（上游）和南莊層（中下游）所 組成；右岸中段的支流（二廍溪～九層橋溪）由白冷層（上游）和水長流 層（下游）為主要地層。從埋積河段的分佈位置來看，此些支流的埋積河 段大都分佈在相對軟岩的地層出露區（南莊層或水長流層），左岸支流的 埋積河段則向上游延伸至硬岩區。這些流域的中下游皆恰好發育於相對軟 岩的地層上，而從上游硬岩（關刀山砂岩或白冷層）崩塌所提供的大量土 石材料（沈積物粒徑從數公尺巨礫到細砂不等）向下游搬運時，因下游坡 降較緩（如圖 4-5、4-6） ，在土石流運動過程中由於顆粒組成較混雜、易出 現脫水的間歇運動（游繁結等，1996），因而於河谷內堆積形成長且連續 的埋積河段。而左岸支流位於關刀山砂岩的河床坡降顯然較右岸支流位於 白冷層的河床坡降為緩，因此左岸支流的埋積河段多有延伸至上游的現 象，右岸支流則無。這表示左右岸支流的上游岩性有所差異，上游河道坡 降因而有所不同，間接影響了埋積河段向上游延伸的情形。

(a) (b)

第 1 類埋積分佈類型的流域之中，兩種以上地層組成的流域出露地層 各有不同，但埋積河段的分佈特性相近，且這些流域都屬較大規模的流 域，中下游河道的坡降皆緩，因此適合沈積物的堆積；再加上沈積物粒徑 混雜，由黏土至礫石甚至巨礫岩塊所組成(謝有忠，1999)，在土石流運動 過程中因顆粒組成較混雜、易出現脫水的間歇運動（游繁結等，1996），

因而開始堆積形成長且連續的埋積河段。

至於第 2 類埋積分佈類型亦有兩種地層組成與單一地層組成兩種。兩 種地層組成的支流如：左岸北段的支流（烏乾坑～惡浪南二溪）由桂竹林 層的關刀山砂岩和南莊層所組成；右岸中段的支流（明隧道溪～十八重北 溪）主要由白冷層和水長流層（或十八重溪層）所組成。這些支流的埋積 河段和地層的關係也類似第 1 類埋積分佈類型和地層的關係，即下游河段 恰分佈於相對軟岩的地層，因此埋積分佈較居下游

。

而第 2 類埋積分佈類型中單一地層組成的流域以桂竹林層的關刀山砂 岩或水長流層為主，且流域規模小。雖然各流域的地層有軟硬岩的差別，

但由於流域規模皆小，所以各流域的河道坡降皆陡，而沈積物粒徑也較混 雜，因此埋積河段多出現於下游地區。

註12

十八重北溪的下游河段雖分佈於相對硬岩地層，但該河段可能因為坡降較緩，且沈積物粒徑 也有混雜現象（源自上游十八重溪層的細顆粒與源自中游白冷層的粗顆粒），所以仍有埋積河段

0 10 20 30 40 50 60 70

郡 坑

郡 坑 南 一 溪

郡 坑 南 二 溪

二 廍 溪

郡 安 溪

三 廍 溪

三 十 甲 溪

明 隧 道 溪

豐 丘 北 溪

豐 丘 溪

流域名稱 河道坡降（%）

白冷層河床坡降 水長流層河床坡降

0 10 20 30 40 50 60 70

米籠坑 竹子腳坑 火燒寮坑 烏乾坑 惡浪坑 惡浪坑南二溪

流域名稱 河道坡降（%）

關刀山砂岩河床坡降 南莊層河床坡降

圖 4-5 左岸北段流域位於不同地層的河床坡降

註：由 DTM 產出之米籠坑河道並無流經關刀山砂岩 圖 4-6 右岸北段流域位於不同地層的河床坡降

小結

從上述討論可得知，流域內出露的岩性特性會影響沈積物的特性，也

影響局部河道坡降的不同：若沈積物粒徑較小、河道坡降較陡時，便不會

形成埋積河段；若沈積物粒徑較為混雜時，且配合適當的河道坡降，便容

易形成長且連續的埋積河段。

第四節 颱風、地震對埋積河段的影響

本研究區近期發生數次重要事件，包括賀伯颱風(民國 85 年)、集集地 震(民國 88 年)、桃芝颱風(民國 90 年)與敏督利颱風(民國 93 年)。地震與 颱風都是台灣自然環境中最重要的外部事件，地震對於河道沈積物的供給 有正面的助益，但對河道形態的影響較為間接；地震造成崩塌所新增的土 石材料仍須透過水流的力量將其帶入河道，所以對河道形態的影響最為直 接的即為大型颱風的降雨（張瑞津等，2001）。

透過三個颱風於本研究區的逐時雨量資料可發現（圖 4-7） ，桃芝颱風 的降雨強度最大，達到 125.5 mm/hr，其次是賀伯颱風的 70.5 mm/hr，而敏 督利颱風則為 40.5 mm/hr。

0 20 40 60 80 100 120 140

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 雨時(hr)

雨量(mm)

賀伯 桃芝 敏督利

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 降雨延時(hr)

雨量(mm)

賀伯 桃芝 敏督利

圖 4-7 三次颱風事件的逐時雨量圖

從三次颱風的累積雨量來看（圖 4-8） ，賀伯颱風的累積雨量最大，達 814 mm；其次是桃芝颱風，累積雨量達 453.5 mm；最後是敏督利颱風，

累積 343.5 mm。

若將各支流埋積分佈的轉變配合大型颱風的降雨特性來看，在民國 85 年賀伯颱風影響之後，民國 87 年的埋積分佈位置大致與民國 82 年的相 似，中小型流域無論有無發生土石流，其埋積河段分佈位置皆沒有明顯的 改變。也就是在如此大型降雨的颱風影響之下，未發生土石流的中小型流 域的埋積河段分佈皆無改變，植被覆蓋情形也無所改變；有發生土石流的 中小型流域，埋積河段分佈亦無明顯改變，僅植被覆蓋程度有所改變。

對未發生土石流的中小型流域而言，表示當初造成這些埋積河段的外 部事件，與賀伯颱風並不相同；在僅僅有超大型降雨事件的影響下，此些 流域可能因新增材料的不足、溪流內的沈積物趨於穩定（從植被覆蓋谷床 情形可得知）等原因，因而未發生土石流，所以埋積形態並無明顯改變。

對有發生土石流的中小型流域而言，表示在賀伯颱風這樣大型降雨事 件、上游並無大型崩塌的情況下，發生土石流的原因應與埋積河段內的土 石受大量降水造成超額孔隙水壓，使得土體有效應力降低而造成土石流有 關(陳榮河，2001)。但從各流域內土石流影響的範圍來看，大都未佈及先 前的埋積範圍，如三廍溪的土石流動僅出現於中上游河段(張瑞津，2001)，

表示先前(民國 85 年以前)分佈較長的埋積河段並不是受到像賀伯颱風這樣 的單一降雨事件所造成的。

然而民國 88 年的集集地震使得各流域出現大規模的崩塌，新增的土 石材料堆積於邊坡，受到一般降雨事件即漸續下傳、出現局部性的土石流

（張瑞津等，2001）。劉盈劭(2001)對本區流域的中小型流域進行近 50 年

的土石流頻率調查，發現各流域在集集地震之前，發生土石流的臨界降雨

條件各有不同，如豐丘溪、十八重南一溪、南二溪等溪流曾在總降雨量 100

mm(1947 年 6 月)的條件下發生土石流，表示此些流域敏感性較高；其他

流域則需達 500 mm 以上才有土石流的發生，表示此些流域的敏感性較 低。而民國 90 年桃芝颱風的總降雨量未達 500mm，但降雨強度高(125.5 mm/hr)，讓各流域產生高的洪峰流量，沖刷新增的不穩定土石材料，因此 本研究區內有 37 條支流發生土石流，其中亦包括敏感性低的流域

。

在比較民國 87 年與民國 93 年的埋積河段分佈可發現，大型流域明顯 受到高降雨強度產生的高洪峰流量而造成埋積河段轉變成底岩河段的現 象；中小型流域顯然因新增大量土石材料、配合高降雨強度而普遍出現土 石流，並改變河床的植被覆蓋程度。

然而從各流域在桃芝颱風時發生土石流而造成的埋積範圍來看，中小 型流域的埋積範圍都重新覆蓋或下切在先前的埋積範圍之上，並向上游延 伸出現新的埋積河段。集集地震的發生頻率約 300~500 年(Ota, Y.,2001，摘 自張瑞津等，2001)，若無其他類似大地震足以影響本研究區各支流產生大 型崩塌的話，應可說本研究區出現大型地震與大型颱風的組合為 300~500 年，也就是埋積河段出現植被覆蓋減少與長度改變等現象也應與這類大事 件組合的頻率相符合。然而如前節所述，此些新增的埋積河段在日後可能 會繼續向下搬運，又回復至地震之前的埋積分佈，表示集集地震和桃芝颱 風雖讓埋積河段有增加且下蝕的現象，但並未將所有埋積河段淤埋或侵蝕 殆盡而出現與先前迥然不同的埋積分佈，而土石流發生的臨界雨量閾值的 降低應只是河道內因土石增加而出現的調節現象，最後應會趨於平衡穩定 並恢復至原先的埋積河段分佈情形，所以這樣的大事件組合對流域的整體 河道演育而言可能是個短期的波動，而非不可回復的劇烈改變。

註13

其他未發生土石流的 7 條支流中，有 3 條為低敏感性的流域，1 條為高敏感流域，另 3 條溪

第五節 從埋積河段的穩定性探討各流域好發土石流的特質

埋積河段的土石在遇到大型的降雨事件時，可能會因降雨的特性、流 域規模和新增土石量的條件不同而有不同的反應，再復發土石流的可能性 也不同；因此如何利用埋積河段的分佈特性，來評估各流域近期再發生土 石流的可能，是個值得探討的問題；而新增的埋積河段是否會在近期向下 游搬運而回復至原先的底岩河段也值得探索。

土石流在溪谷中流動而呈暫時堆積，乃因脫水或受阻而停積下來，通 常停積在坡度陡峻的溪谷，此些皆屬暫時性之堆積，若再遇大型降雨使得 雨水滲透堆積層、或於堆積層表面形成表面逕流而啟動土石，很容易再度 形成土石流(游繁結，1998)。因此這些位於流動部的堆積層（即本文所謂 埋積河段）的穩定與否對土石流的發生條件而言有相當重要的意義。

以往學界多透過土樣的採集與篩選級配，進行室內水槽實驗，以藉實 驗來分析不同土石材料組成下土石流發生之現象（如游繁結等，1994、張 守陽，2000 等），也得出豐碩的理論與成果。但得出的理論往往需要許多 當地的觀測資料才能有效的應用，因此降低了各界應用的便利性。而水土 保持局判定潛勢溪流的地形準則以河道坡降(> 15°)、有效集水面積(>3 公 頃)為主（王晉倫，2003），雖能便利應用於判定土石流潛勢溪流，卻又忽 略了溪床土石的堆積情形。

然而透過前人研究(Montgomery et. Al.,1996、1999)可知，底岩河道與 沖積河道之間存在一臨界坡度，也就是當河道坡度大於臨界坡度時，會呈 現底岩河道，反之則呈現沖積河道，Massong (2000)則發現透過集水面積

－河道坡降的關係可以良好的計算臨界坡度的方程式（詳見第一章）。

本文引用 Massong (2000)臨界坡降的概念，來討論本研究區各支流於

民國 93 年埋積河段的穩定性。但因本研究僅有 30 個流域的 5x5 DTM 資

料，又由於 40x40 DTM 所獲取之河道坡降與民國 93 年的實際河道坡降差

異較大，因此本節僅針對此 30 個流域內部的埋積河段進行穩定性的探討。

透過 SPSS 進行判別分析所得出的判別式較不具地形上的意義(單僅以 河道坡降作為區分要素)，因而需以 Massong(2000)所提及的臨界坡降方程 式進行係數的人工修正。本研究經由人工修正後得到埋積、底岩河段的臨 界坡降式，即 y=15x

，kappa=0.6

，表示能良好區分底岩與埋積河段(如 圖 4-9)。

y = 15x

kappa=0.6

1.E+05 1.E+06 1.E+07

0.10 1.00

埋積河段 底岩河段 新增埋積河段 區隔線

圖 4-9 底岩河段與埋積河段的 集水面積-河道坡降 點散佈圖

從各埋積河段、底岩河段的集水面積－河道坡降之點散佈圖(圖 4-9) 可發現，埋積河段和底岩河段有明顯的群聚性。本研究以圖 4-9 中兩種河 道形態的區隔線，做為埋積河段與底岩河段的臨界坡降線，出現「大於臨 界坡降卻為埋積河段」或「接近臨界坡降的埋積河段」的現象，可能表示 該河段的土石材料較不穩定，近期可能容易受降雨事件而向下搬運。若該

註14

0.4≦kappa≦0.75 時，表示此方程式能良好的區分各組資料；當 kappa＞0.75 時，表示該方程

河道坡降(m/m)

集水面積

埋積河段下游亦有埋積河段的分佈，可能會帶動下游埋積河段內土石繼續 向下搬運，或停積於該下游河段（視該河段的臨界坡降或降雨事件的大小 而不同） ；由圖 4-9 亦可知新增的埋積河段多屬不穩定的河段，也映證了前 節所述：此些新增埋積河段會繼續向下游搬運，恢復至以往的河道類型。

至於「低於臨界坡降的埋積河段」表示在近期大型降雨事件時，若無其他 外力因素（如上游並無土石向下搬運）的影響下，應該相對較為穩定。

從埋積河段的臨界坡降來看各溪流近期有無土石流發生的可能，主要 是針對「溪床內部土石不穩定而發生土石流」

類型的發生可能之推論。

然而各支流因受到集集地震的影響，流域內的岩層可能較地震前更脆弱，

一遇大型降雨可能容易產生崩塌而提供新的材料。一旦新的材料從邊坡進 入河道系統時，便會改變溪床內原本堆積土石的穩定性，而將之一併向下 搬運，因此利用埋積河段的臨界坡降來看各溪流近期有無土石流發生可能 時，前提在於新的大型降雨事件並無誘發新的崩塌地，如此才能以埋積河 段的臨界坡降特性，來判斷各溪流在大型降雨時是否有發生土石流的可 能。

從埋積河段的臨界坡降觀點來看研究區內近期可能因溪床內部土石 不穩定而出現土石移動現象的流域有 17 個中小型流域，分佈位置多集中 在研究區的北部左右兩岸流域（如竹子腳～惡浪南二、平坑～三廍，詳見 表 4-2，分佈位置詳見圖 4-10） ，其中北段左岸支流流域內的上游埋積河段 多處在不穩定的狀況，表示這些埋積河段的土石未來會繼續向下游搬運，

慢慢回復至較穩定的河道形態，一旦上游河段回復較穩定的河道形態、且 無新增崩塌時，此些流域應能回復至先前地形敏感性較低的情況。

而北段右岸的支流流域不穩定埋積河段在民國 82 年時即分佈於流域 內，且民國 87 年皆有出現土石流的傳輸，表示這些埋積河段普遍處於不

註15 Takahashi(1991)認為土石流三種類型包括：1-溪床的土石因地表或地下水的作用，使溪床上的 土石不穩定而形成之土石流。2-壩體破壞造成 3-溪床邊坡不穩定產生大量崩塌土石，直接與溪床 水流混和而形成。

穩定的狀態下，即使上游沒有新的崩塌材料供給，遇到大型降雨時可能就 會因為土石不穩定而出現土石流的現象，這也反映此些流域的地形敏感性 較高的特性（劉盈劭，2001），容易出現溪床堆積土石因滲留破壞或逕流 破壞而形成的土石流，在工程整治或聚落開發上，應更多加留意。

民國 95 年 5 月 29 至 6 月 12 日之間的降雨，於阿里山測站測得單日 最大降雨量達 811.5 mm (95/06/09，資料來源：中央氣象局網站)，而本研 究區 43 條支流透過野外考察發現，三廍溪與竹子腳坑的河床有明顯淤高 的現象，其中三廍溪局部河段出現土石漫出河道的局部土石流現象(如照片 4-2)，其餘支流則無明顯改變。三廍溪出現局部土石流現象的河段距上游 崩塌區甚遠，且上游河段並無明顯的改變，且此河段位於兩支流匯流處，

由此可知是屬於溪床土石不穩定而出現土石移動的現象。而竹子腳坑則由 於中下游左岸有一處新增大型崩塌(如照片 4-3)，而提供新的土石材料，使 得下游河段明顯淤高，而中上游河段則無明顯改變，因此此現象應與崩塌 造成土石淤埋河道較有關係。

由於本研究尚未取得鄰近測站的雨量資料(隔年方可公布)，因此此次

大型降雨對各支流的影響未能進一步深入討論；但從三廍溪上游無新增崩

塌材料供給但仍出現局部土石移動的現象可知，本研究區各支流內部堆積

的土石多處不穩定的狀態，遇到大型降雨事件時仍有可能發生土石移動的

現象；而此些土石不穩定的河段在人為整治上若能留意整治後河道內的土

石堆積量，即在流能相對較大的河段整治上應著重於土石的清除，以減少

遇大雨時發生土石移動並淤滿河道的情形發生，降低致災的潛在危險性。

a 攝於 94/12/08

b 攝於 95/07/07

c 攝於 95/07/07

二支流匯流

照片 4-2 三廍溪中游受 95 年 6 月初豪雨影響 出現溪床不穩定之土石流

a: 94/12/08 三廍溪中游的河道情況，人為整 治，溪床仍有土石堆積

b: 95/07/07 三廍溪中游河道情況，明顯出現土 石移動且淤高的現象

c: 95/07/07 三廍溪中游的河道情況，土石淤滿 河道且堆積至左岸道路上

（無）

照片 4-3 竹子腳坑下游河道左岸新增崩塌，並使得河道淤高 a:竹子腳坑下游河道於 94/08/24 的情形，受人工整治，土石堆積較少 b: 竹子腳坑下游河道於 95/07/07 的情形，有明顯淤高的現象

c:竹子腳坑左岸新增的崩塌地

b 攝於 95/07/07

表 4-2 大於或接近臨界坡降的埋積河段

註：*號為新增的埋積河段，無編號則代表該支流的整體河道，各埋積河段分佈位置詳見圖 4-9

左岸流域 右岸流域

流域名稱與埋

積河段編號 河道坡降(%) 臨界坡降(%)

流域名稱與 埋積河段編 號

河道坡降(%) 臨界坡降(%)

竹子腳坑 21.93 19.28 平坑 23.91 25.70

火燒寮坑 22.02 22.66 南平坑_2 24.37 21.59

*火燒寮坑_1 27.14 27.00 黑石坑 31.68 30.43 烏乾坑_1 36.79 40.46 *郡坑南一_1 70.50 36.02 烏乾坑_2 30.07 28.01 *郡坑南一_2 46.11 35.80 烏乾坑_3 22.31 26.24 *郡坑南一_4 39.96 33.33 烏乾坑_4 21.56 23.44 *郡坑南一_5 32.19 32.76 烏乾坑_5 18.27 22.62 *郡坑南一_6 80.66 32.36

*烏乾坑_6 17.43 21.84 二廍 17.14 20.32

*烏乾南一_1 63.02 38.41 三廍 15.64 16.22

*烏乾南一_2 26.02 27.46 三十甲 16.33 18.18

*惡浪坑_3 39.77 26.64 郡溪口 28.23 30.62

*惡浪坑_4 22.15 26.46 *十甲_1 29.05 26.00

*惡浪南二_1 27.11 27.49 惡浪南二_2 29.00 27.34 白不仔北 26.34 30.19 白不仔南三 29.24 33.58

*內茅埔南_1 24.91 18.18

內茅埔南_2 15.29 17.98