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土石流

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日期:105-05-27       
壹、土石流介紹
 
    一、土石流定義
土石流係指泥、砂、礫及巨石等物質與水之混合物,受重力作用所產生之流動體,沿坡面或溝渠由高處往低處流動之自然現象。在台灣,土石流大多在豪雨期間發生在山坡地或山谷之中,其外型與一般常見之混凝土砂漿極為相似,因此又被喻成『天然預拌混凝土』。
    二、土石流型態
 
        1.礫石型(granular flow):
土石流中大多為大顆粒之石塊,主要為砂石、礫石和卵石等所組成;其運動方式以碰撞和滾動為主,泥水只扮演潤滑的角色,流速約在3~10m/s之間。
        2.泥流型(mud flow):
土石流中組成的石塊顆粒較小,主要為黏土、粉土和砂等細顆粒;其運動方式以泥水本身的流動為主,而砂石則懸浮於其中,流速約為2~20m/s。
    三、土石流特徵
  • 流動速度快、泥砂濃度高、沖蝕力強、衝擊力大。
  • 土石流表面流動速度快,而土石流下面流動速度較慢。
  • 土石流之流動速度受到所含有土石的粒徑大小、土石顆粒和泥水比例的多少、及溪谷坡度所影響。礫石型土石流流速約3~10m/s,而泥流型土石流則約為2~20m/s。
  • 土石流的前端隆起、流量大,多為集中的巨大石礫,後續的水流則多為泥流。
  • 土石流中石礫的分布多為大石頭在上、小石頭在下。
  • 由於溪谷出口的坡度緩且寬度大,能有效降低土石流的流動速度,因此土石流常在此形成扇狀堆積。

大石在上小石在下

土石流多發生在15至30度坡地

    四、土石流發生原因與徵兆
 
        (一)   土石流發生原因主要有三個:
  • 豐富的堆積物:足夠的鬆散土砂提供土石流中所需的固態物質。
  • 充份之水分:充分之水分能降低土石流中土砂之間的摩擦力,是很好的潤滑劑,能夠幫助固態物質流動。
  • 足夠的坡度:足夠大的斜面坡度讓土石流有流動的動力,使土石流能克服土石的摩擦力後繼續向低處流動。
        (二)   土石流發生徵兆
當土石流三個主要發生原因一成立(雨量多、土石多及坡度多等「三多」),土石流便可能發生。
 
以下是發生前的徵兆和可能的造成原因:
土石流發生前徵兆
徵兆發生時間 徵兆 原因
幾小時前
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
1. 附近有山崩或土石流發生(視覺) 代表周邊坡面與地質已處於不穩定狀態
幾小時前
一小時前
幾分鐘前
發生土石流有發生可能
2. 野溪流量突然增加(視覺) 上游可能有豪雨
幾小時前
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
3. 有異常的山鳴(聽覺) 上游可能已發生崩塌或土石流
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
4. 溪水流量急遽減少 (視覺) 上游野溪可能已被崩塌土石阻塞
一小時前
幾分鐘前
發生土石流有發生可能
5. 溪水中帶有流木(視覺) 上游可能發生山崩或河岸沖蝕
 
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
6. 溪水異常混濁(視覺) 上游可能發生山崩或河岸沖蝕
 
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
7. 溪流中有石頭摩擦聲音(聽覺) 因溪流流量增大
 
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
8. 有腐植土臭味 (嗅覺) 上游可能發生山崩樹倒,從樹木腐植層散發出的之臭土味
 
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
9. 有樹木裂開之聲音(聽覺) 上游可能發生土石流,撞裂樹木之聲音
 
一小時前
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
10. 動物有異常行為(視覺) 動物的感官比人類敏銳,表示可能已發生人無法感受到的大自然異常現象
   
幾分鐘前
發生土石流發生可能性高
11.感覺地表震動 (觸覺) 土石流滾動時造成之震動
   
發生土石流必定發生
12. 上游有「 Go 」聲音(聽覺)及火光或像雷光的閃電 土石流流動時,巨石撞擊造成的現象
 
 
    五、土石流分類方式
        按照不同的成因、地貌條件、組成物質、泥石來源、流體特性、激發因素、力學特徵及發育階段等不同指標,可將土石流區分為不同之類型。
分類指標 分類 參考文獻
土石流成因 自然土石流、人為土石流 詹錢登(2000)
土石流崩塌範圍大小 大規模崩塌誘發型、源頭部崩塌誘發型、小規模崩塌誘發型、溪床堆積物流動型土石流 中筋氏(1977)
土石流土砂提供(或運動)方式 滑動型、崩塌型、溝床侵蝕型、坡面侵蝕型土石流 周必凡(1980)
土石流激發因素 暴雨型、融雪型、暴雨融雪型、地震型、火山爆發型土石流 池谷浩(1980)
土石流發育階段 發展期、旺盛期、衰退期、停歇期土石流 陳光犧(1983)
土石流促發因素 激發、觸發、誘發型土石流 呂儒仁(1988)
土石流發生之地貌條件 河谷型、山坡型土石流 周必凡等(1991)
土石流流動力學特徵 土力類、水力類土石流 周必凡(1991)
土石流動力條件 水力、重力、動力土石流 吳健民(1991)
土石流發生型態 邊坡崩塌流體化土石流、河谷天然堰塞霸潰決土石流、溪床堆積土石不穩定土石流 Takahashi(1991)
土石流物質組成 礫石型、泥流型、一般型土石流 水土保持手冊(1992)
 
 
    六、土石流警戒基準值
        土石流警戒基準值係利用中央氣象局之雨量資料,以有效累積雨量及降雨強度之乘積為降雨驅動指標(RTI),將具有相類似性質之土石流潛勢溪流集水區整合為一群集,以統計方法計算出同一群集之土石流降雨警戒雨量值,再行簡化為累積雨量,以訂定各地區之土石流警戒基準值,提供於疏散避難時之參考。某地區有效累積降雨量超過警戒值時,該地區就可能發生土石流,目前各地區之土石流警戒基準值主要分為九個級距(範圍由200至600mm)。每年並依據新增之雨量資料、重大事件(如:地震、颱風),檢討修正。

土石流警戒基準值

貳、土石流災害的型態及其應變對策
 
土石流災害型態 說明 應變對策:硬體設施 應變對策:軟體設施
淤埋 下游沖積扇堆積淤埋 溪流工法、生態工程 劃定土石流潛勢區、限制開發、輔導下游堆積區民眾遷移或及早疏散避難
沖刷 沖刷河道兩側造成侵蝕及溪床向下切深 溪流工法 限制河道兩岸開發並設置緩衝帶,兩岸居民及早疏散避難
堵塞 溪流過窄及橋涵過低均易造成泥砂、石塊或流木堵塞 疏通或清淤河道避免堵塞、加大河寬、減少橋橔並加大橋涵斷面積 注意河水水位與橋涵是否堵塞、及早通知易堵塞河道兩側居民疏散避難
撞擊 土石流流動時撞擊力極強,易將構造物撞毀穿透 溪流工法、橋樑工法 輔導土石流潛勢區居民遷移或及早疏散避難
溪流改道 原有河道受土石流堆積或河岸崩塌而產生溪流改道 溪流工法 輔導易發生崩塌或河道堆積區域居民遷移或及早疏散避難
磨蝕 堤防、固床工等混凝土結構物受土石流磨損 溪流工法、護坡工法 注意檢測工程結構物是否受損造成防護效益降低
擠壓主河道 河道兩側崩塌及支流帶入泥砂堆積會造成主河道擠壓 溪流工法 劃定土石流潛勢區、限制開發、輔導居民遷移或及早疏散避難
 
 
    一、土石流防災秘訣

土石流防災秘訣「疏、隔、攔、迴避法」

    資料來源:
    水保局土石流防災資訊網
 
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