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台灣之大山崩及其造成因素


資源系教授 陳時祖



台灣位於歐亞板塊和菲律賓板塊之交界，由於板塊之互相擠壓作用，使得台灣地盤之上升速度很快，由於地形上升快，溪谷下切之速度也變得很快，坡度就變得很陡，加上雨量大及地震多，這些因素組合起來，使得台灣島內由於自然因素造成之山崩很多。又由於台灣三分之二地區是山區，人口密度又大，大家只好向山區發展，山區過度開發之結果，也使得山坡變得很不穩定，因此台灣地區由於人為因素造成之山崩也不少。先天條件不佳加上人為不當調配，使得台灣變成一個幾乎年年有大型山崩及土石流之地區，也使得山崩及土石流變成台灣居民的夢魘。本文介紹幾個台灣過去幾十年發生過死傷較嚴重之山崩以及其形成因素，希望讓讀者粗略了解一下造成這些山崩的原因。



草嶺山崩

台灣有記錄的最大山崩應該是雲林縣草嶺的山崩。草嶺之山崩不但規模大，且在同一地區重複發生。此地最早之山崩傳言是發生於民國前50年(1862年)，是地震(1862年6月6日)引起的，當時台灣是在開發的早期狀態，因此未留下記錄。草嶺的第二次大山崩是發生於民國30年12月17日，是由於嘉義大地震引起的，此次山崩下滑之土石體積量約為1億至1.5億立方公尺。草嶺的第三次大山崩發生於民國31年8月10日，是由於豪雨將上一年地震造成之鬆動土石推動下滑造成，下滑之體積約為1.5億至2億立方公尺。草嶺的第四次大山崩發生於民國68年8月15日，是由於豪雨造成，下滑量約為5百萬立方公尺。草嶺的最近一次大山崩是發生於前年(88年9月21日)，是由大家所熟悉的921集集大地震造成，下滑量約為1.2億立方公尺造成之死亡人數有三十六人。草嶺山崩的特色有二，一是規模非常大，二是重複在一個地點發生且主要觸發因素是大地震或大地震後之豪雨，為什麼會這樣？圖1是草嶺921地震引起之山崩剖面圖，由這張圖，我們可以看到下列三個現象：一是山崩下滑區(圖1中河流東北岸)之坡面是近乎與地層之層面(各地層之交界面)平行，也即是所謂之順向坡。地質上順向坡之存在即表示這個地方之岩層在自然條件下就會沿著層面下滑。二是這個地方之層面傾斜角很小(15度左右)，因此一旦沿層面下滑時，其下滑之面積及體積有可能會很大，也因由於滑動面傾斜角很小，一般之颱風豪雨不易造成大規模山崩，而主要是由幾十年一次之大地震來觸發大山崩。三是山坡下方有一清水溪，溪水可不斷沖刷加深河谷及使河谷旁之山坡坡度變陡，而使得山谷旁邊坡變得不穩定。至於草嶺何時會變得比較穩定？筆者認為需等待圖1中之砂岩與頁岩交互之地層(卓蘭層)全部滑掉後，餘下的錦水頁岩所產生之山崩會是次數多且每次量比較少之形態。



半屏山

民國50年6月4日，位於高雄市北部之半屏山發生山崩，下滑量約為一百四十萬立方公尺，此山崩除了造成42人死亡之外，也造成鐵路縱貫線被掩覆變形約1000公尺，當時鐵路是位於山腳與水泥廠之間，後來鐵路再重建外移至水泥廠東邊。這次山崩產生的主要原因是由於山腳下採礦引起。圖2是半屏山的示意山崩地質剖面圖，是傾斜之石灰岩覆蓋於泥岩上，地層傾斜角度約為30度。由於石灰岩是強度及透水性相當高的岩層而其底下之泥岩是強度及透水性皆低的地層。因此下雨時雨水會下滲到石灰岩及泥岩之交界面再向下流動，使得泥岩表面由於吸水軟化而更弱，因此石灰岩與泥岩之交界面就容易形成山崩之滑動面，當山腳下之石灰岩被水泥公司逐漸採去做水泥原料之後，其底部之支撐漸漸減弱，終於無法負荷其上方之重量而下滑。自從那次山崩後，在取得軍方同意開放後水泥公司改變了採石方法，改採由上而下逐次開採，因此已無重大山崩事故再發生。目前石灰岩巳幾乎全部採掉只剩下泥岩了，因此上述之山崩形式巳不可能再發生。

上述之半屏山山崩型態在民國75年9月2日再度在高雄出現，不過出現的地點在壽山之東側，其產生之主要因素是和半屏山是相同的，也即是山之下半部的石灰岩不斷被採掉(由於山頂部份是軍事要塞禁止採礦卻充許山腰以下採礦)，終使其上方之石灰岩產生下滑現象。此地之地質剖面和半屏山類似，傾斜角20至40度之石灰岩地層覆蓋於泥岩上，唯其山頂上及山之西側的地質狀況是和半屏山不同的。壽山山崩之岩石下滑量也是一百多萬噸，但是死亡人數只有四人，主要因素是山腳下是水泥公司廠房，山崩時水泥公司之山上及廠區工作人員皆已下班，算是不幸中的大幸。壽山石灰岩採石場目前已停採多年，由於植生復舊工程很成功原來的採掘場及崩塌地已經長滿植物，一般人已不容易看出崩塌遺跡了。



中山高速公路八堵交流道工地山崩

民國63年9月28日，中山高速公路八堵交流道在豪雨後發生山崩，死亡人數為36人。圖3為此地點之示意山崩地質剖面圖，由此圖可看出此地也是屬於順向坡，地層傾斜角約為30度，地層則為厚層砂岩夾薄層頁岩。造成這個山崩的原因和半屏山之例子很類似，是為了建造公路將順向坡之坡腳挖掉後使得上方之岩層變成不穩定，在雨季時雨水下滲軟化頁岩地層加上地下水水壓使得砂岩沿著地層交界面下滑。由於台灣山區順向坡很多，許多順向坡的走向又平行於山谷的方向，因此公路沿山谷建造時常常不可避免的切掉山坡的坡趾而造成山崩災害，只是八堵交流道工地山崩造成之災害特別大而令人印象特別深刻。



林肯大郡

民國86年8月18日，颱風造成台北縣汐止鎮林肯大郡社區後方山坡地滑動，並使擋土牆斷裂，大量土石衝入山坡下方五樓公寓內，造成28人死亡之慘劇，由於事件發生不久大家應該記憶猶新。圖4為此地點之山崩地質剖面示意圖，從此圖可看出，這個邊坡也是順向坡。和前面幾個順向坡滑動例子不同處是，此邊坡產生大規模破壞前已做了擋土牆及岩錨等保護工程，只是工程設計時少考慮到一些因素(例如雨水下滲所產生之地下水壓)，加上施工時又有偷工減料之嫌，因此不幸地在豪雨來臨時產生崩塌，再加上公寓離開擋土牆太靠近使得崩壞的擋土牆及下滑之土石得以大量衝入住宅內而造成大量傷亡。



九份二山

前年921集集大地震造成之大山崩是以第一個例子草嶺為最大型，其次則為九份二山。九份二山山崩下滑量約為3千6百萬立方公尺，造成39人死亡。九份二山也是一個順向坡，地層之傾斜角約為20-30度，坡面之平均傾斜角約為23度。

由以上五個例子，可看到台灣死亡最慘重之山崩有幾個特性。一是這些山崩之邊坡全都是順向坡。筆者認為產生這個現象之原因是順向坡在台灣尤其是西部丘陵地及海拔不高之山區普遍存在，許多順向坡之坡度不陡，除非把坡腳切掉，通常也不會有大災難，因此會有不少人口聚集在山腳下甚至山坡上。以草嶺為例，由於山坡之傾角只有十餘度，因此在坡面上以農牧為生甚至居住的人不少。民國30年的大山崩奪走不少人命(傳說十二戶七十四人)，山崩後滑掉的地方是沒人敢居住，但是崩塌地上方之山坡上仍有四戶二十多人長期居住，農忙時暫時居住的人更多，以致在921地震這塊地方下滑時又產生重大傷亡。第二特性是同樣的現象會重複產生，例如民國50年高雄半屏山，由於山腳被人工開挖失去支撐而下滑產生大悲劇，民國63年同樣的事發生在中山高速公路八堵交流道工地。民國75年類似的事件發生於高雄壽山，民國86年再發生於林肯大郡。歷史是重複的，後人很難記起前車之鑑，或者每個人都自認為藝高人膽大，自己會小心卻一再重蹈覆轍。

如本文開場白所言，台灣地區由於天然條件所限，要想避免自然界的山崩是不可能的，但是只要小心應對應可大量減少自然因素造成山崩的損失，也可將人為因素造成之山崩降低很多。筆者希望今後不再會看到一次奪走很多人性命的山崩在台灣再出現。
轉載自http://email.ncku.edu.tw/~em50190/ncku/196/b/b1.htm