衛星影像的老舊不影響我們對土石流的預測又一例

這兩張影像 (上為Google Earth 衛星影像, 下為航照) 是高雄縣那瑪夏鄉的民權村區域.

不管是衛星影像或航照都顯示一共有兩條致災的土石流合襲民權村, 即 A 與 B, 其中以B比較嚴重; 從影像中可見到它淹沒了學校的操場. 在衛星影像的判釋圖中, S表示土石流的發源地, D表示堆積扇.

高雄縣DF003土石流這次反而沒事, 可能是鬆散土石已被清光了吧! 恐怕還要再等一段很長的時間, 讓岩盤風化到一定程度之後, 產生新的土石, 才會復發; 這就是筆者常稱的土石流的交替性之特性, 即土石流會在很多條既生土石流中, 輪流復發.

由以上的證據顯示, 在未發生莫拉克土石流之前, 我們就可以從衛星影像上預測到這兩條土石流; 主要的根據是這兩條土石流之前就曾發生過, 所以在地面上留下了不可抹滅的痕跡; 即凡走過必留下痕跡也!

衛星影像的老舊不影響我們對土石流的預測

在各種不同類型的天然災害中, 只有土石流最常在同一位置 (或同一條溪谷) 重複的發生. 同時, 土石流一旦發生之後, 即會在地面上留下非常顯著的地形特徵. 職是之故, 衛星影像或航空照片的新舊並不會影響到我們對土石流的預測.

下圖為一張航空照片, 它顯示高雄縣那瑪夏鄉 (原三民鄉) 民族村在這次莫拉克颱風來襲時所受的災害情形, 從該張照片中我們可以看到各自獨立的三條大土石流及一條小土石流. 民族村即位於照片的中央, 它受到一大一小土石流的夾擊.

如果我們對照一下Google Earth 的衛星影像 (上圖) (請注意上,下兩圖的方位正好差九十度, 為了獲得正地形, 不得不爾), 立即可以發現, 這三大一小的土石流在災前即顯示在衛星影像了. 不過, 衛星影像上只表示沖擊民族村的一大一小土石流, 其兩側的大土石流則未加以圈繪.

匯水窪地是啟動及辨識土石流的關鍵性地形

形成土石流必須具備三個必要條件:

(1) 相當的土石來源
(2) 產生流體足夠的動力及必要的高速之陡峭地形
(3) 猛暴的水量

以上三個條件必須在適宜的地點才能發生, 那就是在匯水窪地內進行.

匯水窪地 (見下圖) 有圓形, 橢圓形, 長條形, 或不規則形等各種形狀; 它是個凹地, 三面環山, 僅留下一個袋口可以讓土石流衝出. 只有具備這種形狀才能匯聚大量的雨水, 也只有具備陡峭的坡度才能產生高速的土石流.

大部份匯水窪地的內部具有掌狀 (或扇狀) 水系 (見中圖及上圖), 但長條形匯水窪地則具有魚骨狀水系, 不過一般以前者居多. 這種匯水窪地很容易從衛星影像上辨識. 所以清查既生土石流, 並且建立目錄, 必須依賴遙測影像, 否則難竟其功, 因為很多地方人跡無法到達, 而且有些既生土石流已經被草木所遮掩, 在地面上很難發覺.

土石流是所有土砂災害中, 能夠在原地重複發生之特徵最為顯著的一種災害; 所以只要清查既生土石流就可預測未來的土石流, 其準確度超過百分之七十. 筆者相信匯水窪地的面積或水系密度與土石流的規模及週期有相當的關係.

土石流具備三種地形單元--發源地, 流通段, 及堆積區. 凡發生過的土石流必在地面留下痕跡, 其中以發源地及流通段的痕跡最難抹滅; 堆積區因為地形緩和, 容易被開墾或定居, 甚至被流水沖毀, 所以較難辨認; 而且堆積區不見得都是扇狀, 有時候呈長條狀, 有時候就直接堆積在河床上(見上圖), 其能見度更低.

清查土石流必須將發源地, 流通段, 及堆積區三個單元連成一個系統同時調查及研究, 否則對土石流的來龍去脈很難了解. 我們國內出版的土石流分佈圖不是斷頭就是截尾, 這是很可惜的一件事. 希望對土石流有更深進一層的研究之後, 這種情況可以改觀.

佔用河道者難得幾次不出事--台灣的例子

居民與水流爭道舉世皆然, 台灣也不乏其例.

上圖是屏東縣獅子鄉獅子頭溪谷中的和平村 (獅子村), 其與河爭道, 能不出事者幾稀?!

河階台地與土石流堆積扇的吉與凶風水論

讓我們再回到小林村, 它位於照片的中間偏左; 而中間偏右的台地就是五里埔; 前者是土石流堆積扇, 在風水上屬於凶地; 後者是河階台地, 在風水上屬於吉地, 但是從科學風水的觀點來看, 吉地還是有些小地方具有潛在的危險性.

(1) 靠近楠梓仙溪的一側是懸崖, 其崖緣 (崖頂與崖坡的交界) 屬於張力帶, 容易發生崩滑 (Slump).

(2) 在河道的凹岸處稱為攻擊坡, 屬於被河岸侵蝕的崖坡, 容易發生邊坡滑動, 例如八號橋註記的右下方可見到弧型的滑動塊還懸掛在崖坡上.

(3) 河階台地的背後則有土石流的侵襲, 例如楠梓仙溪註記的正上方就是一條既生土石流, 它有隨時復發的潛在危險.

(4) 河階台地可能被古堆積扇所覆蓋, 使得吉地變成凶地 (見上述前言), 例如上述的既生土石流就是在河階台地上堆積了一個錐狀的堆積扇, 它位於谷口, 而且又呈現中間高兩側低的典型堆積扇特徵.

省道21註記上方的綠帶就是用來阻擋來自後山的洪流或土石流, 因此未加開發而留為空地.

小林村有意遷移到五里埔重建, 但是五里埔並沒有提供廣闊的可用地可作為永久遷村之用. 可見要找一塊吉地是何其不易! 風水之說雖然可以參考, 但還是需要有科學的根據.

佔用河道及谷口的下場--三張委內瑞拉的土石流照片

這是發生於委內瑞拉的土石流, 照片要由下往上看.

從谷口一直到出海口都是不吉之地, 它們是河水的通道, 雖然流水只佔據幾個水道, 而非整個河谷, 但是這些水道經常改變流路, 只要來一次洪水, 流路就左衝右撞, 攻城掠地, 所以沒有一處是安全的, 除非位處較高的河階台地. 但是河階台地也非萬全之地, 容後再說.

道路的排水設施不良常引發土石流

這是一張在日本鄉村的土石流照片, 雖然損壞不大, 但是證明一件事情: 道路的排水不良, 以路面為水路, 沖往下邊坡, 不是引發土石流, 就是引起崩塌.

南投縣仁愛鄉的眉原及中原位於土石流之堆積扇上

南投縣仁愛鄉的眉原及中原之西南方村落均位於土石流的堆積扇上. 在地形上, 這兩個地方很容易被誤認為河階台地. 但是仔細觀察, 我們可以見到河階平台上有一層薄薄的土石流堆積物覆蓋在它的上面.

這裡的堆積扇具有典型的扇狀外型, 而且位於谷口, 同時還顯示中間高, 兩側低的錐狀地形, 所以確定為土石流堆積扇無誤.

它們的形成年代可能很新, 因為堆積扇的厚度不大, 而且流通段未顯示深刻的痕跡, 同時發源地也沒有明顯的湯匙狀凹陷地形. 但是不能因為土石流的規模小, 而忽略它的破壞性.

逆向坡滑動又一例 --高雄縣妙崇寺

妙崇寺位於高雄縣新發, 藤枝林道3.5K的下方. 在這次莫拉克颱風時, 其上邊坡發生滑動, 因而稍微受到土石衝撞的影響.

地質上, 該次發生滑動的邊坡係位於逆向坡上, 上圖的上緣, 右緣, 及右上角沒有圈繪的部份為順向坡(屬於廬山層), 其餘的部份則為逆向坡. 逆向坡容易堆積崩積土; 因為崩積土性鬆散, 孔隙大, 水易滲, 所以剪力強度較低, 平常小雨時即會發生潛移(一般稱為走山) ; 其滑動面為複數, 沒有單一的顯著滑動面, 不過滑動的行為一定發生在崩積土內, 最深的滑動面只能到達岩盤與崩積土的界面而已. 圖上所繪的橢圓都是各個滑動塊體所遺留下來的痕跡, 它們的滑動方向雖然都朝著下坡方向, 但是仔細觀察, 還是有所偏差, 可見其複雜度. 梨山地滑就是屬於此類.

逆向坡上的崩積土, 其厚度呈上薄下厚的錐狀體. 所以這次滑動(其實已經到達土石流的程度), 其滑動體的頭部已經深入岩盤, 因而留下一個楔型(Wedge)凹槽, 行走於藤枝林道時, 它就位於其上邊坡, 明顯可見. 這個凹槽將成為未來發生土石流的匯水窪地, 所以未來的邊坡破壞將由滑動轉為土石流, 這是進行邊坡穩定性監測時不得不考慮的課題.

由順向坡滑動變成土石流

這是內湖的後山, 碧山巖寺(位於影像中心點的右下方)附近. 在碧山巖寺的右方, 有兩個呈現黃色的地景, 一個像雞爪, 另一個像划船的槳; 它們就是本文所要探討的土石流.

這兩個地景座落在順向坡上, 該順向坡的外表很像一個傾斜的三角形, 我們通常稱之為三角面. 從三角形的頂點向其底邊劃線, 這條線就是岩層的傾斜方向, 它是三角面上最陡的一條線, 也就是通常順向坡滑動的方向.

這兩個地景就是順著岩層傾斜的方向向下邊坡滑動, 稱為順向坡滑動. 不過滑到一定距離之後, 滑道突然緊縮, 變成兩條細線, 也就是順向坡滑動就在開始緊縮的地點轉變為土石流, 然後在地形的坡度變緩, 且突然開闊的地方, 兩者合而為一, 並將其土石堆積在樹林內, 形成一個堆積扇. 這就是典型的土石流地形. 土石流的地形具有三個明顯的地形單元:雞爪及划槳處稱為土石流的發源地, 緊縮的部位稱為流通段, 堆積扇的地方就是扇狀地.

扇狀地的坡度和緩, 常被誤認為是風水絕佳的定居所在. 事實上情況正好相反. 因為土石流有一再復發的特性, 每一次土石流發生時就將其堆積扇疊在上一次土石流所產生的舊堆積扇上, 所以有些村落會被土石流掩埋,主要就是基於這個原因.

作者在10餘年前就已經從衛星影像上發現, 全台約有400處的聚落定居在土石流的堆積扇上, 何時要出事? 那就要看上帝所安排的優先順序是怎麼樣!!

委內瑞拉土石流又一景

大於一米的巨石擋在二樓的地方. 可見土石流的輸運力是何等的驚人, 洪水則無此能力.