2010/01/04

堰塞湖的溢流道會以曲流的型式偏向堆積體最薄的部位自己沖出一條水路來



















最近為了莫拉克颱風的災情, 看了不少土石流的案例, 結果歸納出一個結論:堰塞湖的溢流道會以曲流的型式偏向堆積體的後側, 且其凸向與滑向相反.

我們依照從下至上的順序來看看6張影像. 最下面一張是齊柏林先生從飛機上所拍的小林村照片, 其最吸引人的地方是照片中央的堰塞湖, 是原溪溝被一個大規模的順向坡滑動 (堆積體呈深灰色) 阻斷後所造成的, 我們可以很清楚的看到溢流道發生在堆積體的後側.

其上一張影像為福衛二號所取得的小林村影像 (羅佳明博士提供). 它拍的時間較晚, 堰塞湖的湖水已經不見了, 但是可以很清楚的看到溢流道已經在堆積體的後緣形成一個曲流, 且凸向滑動區的源頭 (即上邊坡方向), 也就是說曲流的凸向正好與滑動體的滑向相反.

我們找出災前的Google Earth影像, 在S的地方是一個古地滑的滑動面 (屬於順向坡滑動), S1則是堆積體. 同樣的, 河道也是從堆積體的後側通過.

再上一張影像為高雄縣那瑪夏鄉的民族村, 雖然是一張災前的影像, 但是這次釀成災害的土石流則與影像中的紅色線條在位置上完全吻合. 可見土石流具有遺傳的特性, 即新土石流總是繼承著舊土石流的溝槽一再復發.從影像中再度見到曲流總是凸向上邊坡的方向.

我們挑選更早的草嶺地滑為例, 更上一張影像為草嶺地區的地質圖 (中央地質調查所資料), 我們清楚的看到清水溪在地滑體的趾部形成一個很大的曲流, 它同樣也是凸向上邊坡, 而且也是發生在堆積體(呈橘黃色)的後側; 其前側係位於清水溪的左岸, 靠近嘉義縣的邊界.

自從921集集烈震發生後, 到現在已經有10年的時間, 曲流已經由一大變成二小 (見最後一張影像), 也就是說曲流對順向坡的趾部攻擊, 已經由一點變成兩點, 這樣是否會縮短復發的週期, 有待密切的監測.

那麼為什麼會發生以上這些現象? 筆者的解釋是在縱向上堆積體分別躺臥在滑動面上及河槽內, 形如錐體, 其錐尖 (位於上邊坡方向,即滑動面上) 薄, 橫斷面短; 錐底 (位於下邊坡方向, 即河槽內) 厚, 橫斷面長. 因為鬆散堆積物越薄, 河水越容易侵蝕, 所以河道容易朝上邊坡的方向發育.

特別要注意的是以上的論證只適用於堰塞湖的案例. 如果堆積物未堵塞整個河道, 或者滑動是屬於緩慢型的潛移 (Creep) 型時, 則結果完全相反, 即曲流會發生在滑動體的前緣, 且其凸向與滑向一致; 因為滑體的滑速太慢, 不足以堵塞河道, 所以河道還是繼續存在, 不過卻慢慢的被滑體給往外推移.

(保留著作權)