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即時預告土石流
全台土石流災害越來越多，目前各種整治工程尚無法阻止其發生。要減低災害，得透過雨量資訊，建立預警系統，當降雨量超過警戒基準值時，即時告知當地居民盡早撤離避難。
文／楊嘉慧
審稿／成功大學水利及海洋工程學系 詹錢登
國內土石流的問題是從 1980 年歐菲利颱風觸發花蓮縣銅門村土石流導致 20 餘人死亡後，開始受到重視；1996 年賀伯颱風的超大雨量，引發南投縣陳有蘭溪流域 47 處土石流，其中 9 處災情慘重，當時直接死於土石流災害者也有 20 餘人。之後，農委會水土保持局請專家學者在全台山區進行大調查，找出土石流危險溪流或溝谷，並訂出土石流降雨警戒標準，希望在豪大雨期間、土石流發生前， 提早疏散民眾，確保民眾生命安全。
土石流形成三大條件
土石流是泛指沙、泥、黏土、礫石甚至巨石，與來自地表水、地下水或雨水等水流混合後，沿著溝谷運動的現象，通常土石含量超過 20% 就可視為土石流。土石流形成條件必須有足夠土石堆積物、充足水量與適當的地形坡度。土石堆積物來源包含溪谷源頭、上游及中游的岩石，經風化、沖刷、侵蝕或 人為破壞，崩解成土石堆積於河床。這些土石堆平常不會有立即危險，但只要雨量過大、降雨時間長，就會在雨水的推動下，轉換成土石流往低處流動；尤其流動過 程，因為會刮蝕、切割兩側谷壁，使得土石量不斷增加，若發生在土質鬆散的地方，一份的水量可能引發 5~10 倍流量的土石流。
成功大學水利及海洋工程學系詹錢登表示，土石流的流動特性是前端呈波浪狀，而且大石礫在前，碎石、泥沙在後，其可怕之處在於流速約在每秒 2~20 公尺，若看到土石流才準備逃走，往往已來不及；土石流遇到障礙物也不會轉彎變向，容易產生猛烈衝擊或爬高現象，使建物倒塌、損毀。台灣地質破碎、地勢陡 峭，是土石流發生頻繁的地區，目前雖然有各種工法可以減輕土石流的危害程度，如埋設排水管集中排除雨水、蓋攔砂壩攔阻淤積等，但仍無法阻止其發生。要減低 生命財產的損失，還得仰賴土石流預報系統。
山區土石流大調查
全台山坡地區很多溪流或溝谷都可能發生土石流，預估有數萬條，而受限於人力及經費，目前進行調查的主要以溪床坡度在10度以上、上游集水區面積大於三公 頃、以及影響範圍的住戶在五戶以上；或住戶不到五戶但有重要道路、橋梁需要保護者。符合土石流發生要件者即被歸類為「土石流潛勢溪流」。
每條土石流潛勢溪流發生土石流的臨界降雨條件均不一樣，農委會水土保持局根據當地的集水區面積、不穩定土石堆的量、坡度大小，以及參考過去土石流發生區與 降雨量之間的關係等因素，訂定土石流降雨警戒基準值，做為撤離民眾的參考。警戒基準值是以有效累積降雨量為指標，算法是當天降雨的累積降雨量，加上其前七 天的加權降雨量（即將每隔 24 小時累積降雨量各別乘上一個百分比，時間距離越遠，對土石流直接影響較小，乘上百分比越低），目前採用的土石流降雨警戒基準值最低為 250 毫米，最高為 600 毫米。
警戒基準值和土石流潛勢溪的數目並非固定不變，因為人為破壞、大雨或地震過後，土石堆積位置或土方量會有所變化，甚至可能出現新的溪谷，改變激發土石流的 條件，所以每年會依據各地雨量、土壤資料檢討更新，地震、颱風過後，也會調查更新。例如1996年賀伯颱風發生時，全台共有 485 條土石流潛勢溪流，到 2001 年桃芝颱風，增加至 800 多條，921 大地震之後更是暴增到 1420 條，現在又增加到 1503 條。此外，莫拉克颱風過後，南部地區山區崩塌嚴重，土石流警戒基準值也適度下修 50 或 100 毫米。
撤離有標準
若居住地位在土石流影響範圍，而且未來幾天可能降下豪大雨，就要特別注意氣象局發佈的降雨資訊。當降雨預報的有效累積降雨量超過土石流降雨警戒基準值時， 表示達黃色警戒標準，地方政府會開始進行避難疏散勸導；一旦實際有效累積降雨量超過警戒基準值時，就達紅色警戒，必須馬上撤離。
詹錢登表示，以有效累積降雨量當做警戒指標，是為了讓民眾能簡單判別是否將發生土石流。實際上，發佈土石流降雨警戒時會同時考慮有效累積降雨量及降雨強 度，以兩者為參數畫出「避難基準線」，做為警戒依據。降雨強度是每小時下的累積雨量，單位時間雨量越大，瞬間衝擊力強，土石流發生的機率相對會提高。也就 是說，即使有效累積降雨量尚未達到警戒基準值，但降雨強度夠大，而且持續下了一段時間，仍可能發生土石流。當條件達到避難標準，警戒系統會自動產生土石流 預警單，資料經確認後會立刻傳真至各縣市政府災害應變中心與鄉鎮市公所，地方政府再視情況疏散居民，從警戒發佈到土石流發生，通常約有 6~24 小時撤離時間。
此次高雄縣甲仙鄉小林村滅村事件，有人怪罪是土石流預報系統失靈。詹錢登分析，小林村的災情主要是來自雨水滲入岩層，形成滑動面而導致獻肚山崩塌，不屬於 一般的土石流事件。目前土石流預報系統還不能包括預估山區崩塌的可能，這是因為崩塌的誘因很複雜，地震或豪大雨只是原因之一，還必須有非常詳盡的土壤、地 質、地形等資訊，目前國內針對崩塌預測模型的研究還不到應用階段，因此尚未建置崩塌預警系統。小林村當時雖然有發出土石流紅色警戒，部份居民也逃至避難點 避難，但是沒有大規模崩塌的預報，最後連避難點也一起遭掩埋。
詹錢登提醒，土石流形成的原因與其流動性非常複雜，土石流防災不能過度依賴預報系統或整治工程，當下大雨且降雨時間相當長時，住在土石流潛在地區、或曾發生地震災害的居民就要有高度危機意識，隨時注意雨量預報提供的警訊，並有撤離的準備，才能減低災害。
土石流發生前有何徵兆？
每次土石流的發生機率與程度大小，都會隨土石堆的位置及量的多寡而有所不同，因此土石流警戒標準會訂得比較寬鬆，以確保土石流真正來襲前，居民都已被通知 並安全撤離。然而，這也往往導致預報不夠精準，使得民眾在未見大風大雨前都不願撤離。成功大學水利及海洋工程學系詹錢登表示，觸發土石流的有效累積降雨量 主要是指土石流潛勢溪流集水區中、上游的累積雨量，並非集水區下游的雨量；豪雨主要降在山區，居民容易誤判，等看到土石流逼近，常常來不及躲避。
若未提前撤離，一定要留意土石流發生的各種可能徵兆。當只聽到異常山鳴、附近有土石流或山崩，表示數小時後可能發生土石流；若持續發現水異常混濁、泉水突 然停止、聽到樹木裂開聲音等，1小時前後發生土石流的機率相當高；一旦聽到一連串大小石頭撞擊、水流聲音，就是已發生土石流了。之所以會有種種徵兆，是因 為土石流發生前後，上游腐植質可能會掉落溪谷，出現腐臭味；崩落的土石也可能堵住水道，使泉水突然變小或停止；若發現持續降雨但溪流量減少，也代表可能即 將發生土石流，這是因為水流被土砂阻蓄，一旦崩潰，挾帶砂石的水流就會往下衝。當然，在政府發出土石流預警時就儘速撤離，才是保障自身安全的最好的方式。
延伸閱讀
《自然災害－大自然反撲》，丁仁東著，五南出版
〈災害潛勢資料〉，謝龍生、陳聯光、蘇昭郎、葉森海撰文，《科學發展》2007年2月號
〈土石流防災知多少〉，陳樹群撰文，《科學發展》2004年2月號
高中課本《地球科學》
【科學Easy Learn網路版‧行政院國科會補助案】
全台土石流災害越來越多，目前各種整治工程尚無法阻止其發生。要減低災害，得透過雨量資訊，建立預警系統，當降雨量超過警戒基準值時，即時告知當地居民盡早撤離避難。
文／楊嘉慧
審稿／成功大學水利及海洋工程學系 詹錢登
國內土石流的問題是從 1980 年歐菲利颱風觸發花蓮縣銅門村土石流導致 20 餘人死亡後，開始受到重視；1996 年賀伯颱風的超大雨量，引發南投縣陳有蘭溪流域 47 處土石流，其中 9 處災情慘重，當時直接死於土石流災害者也有 20 餘人。之後，農委會水土保持局請專家學者在全台山區進行大調查，找出土石流危險溪流或溝谷，並訂出土石流降雨警戒標準，希望在豪大雨期間、土石流發生前， 提早疏散民眾，確保民眾生命安全。
土石流形成三大條件
土石流是泛指沙、泥、黏土、礫石甚至巨石，與來自地表水、地下水或雨水等水流混合後，沿著溝谷運動的現象，通常土石含量超過 20% 就可視為土石流。土石流形成條件必須有足夠土石堆積物、充足水量與適當的地形坡度。土石堆積物來源包含溪谷源頭、上游及中游的岩石，經風化、沖刷、侵蝕或 人為破壞，崩解成土石堆積於河床。這些土石堆平常不會有立即危險，但只要雨量過大、降雨時間長，就會在雨水的推動下，轉換成土石流往低處流動；尤其流動過 程，因為會刮蝕、切割兩側谷壁，使得土石量不斷增加，若發生在土質鬆散的地方，一份的水量可能引發 5~10 倍流量的土石流。
成功大學水利及海洋工程學系詹錢登表示，土石流的流動特性是前端呈波浪狀，而且大石礫在前，碎石、泥沙在後，其可怕之處在於流速約在每秒 2~20 公尺，若看到土石流才準備逃走，往往已來不及；土石流遇到障礙物也不會轉彎變向，容易產生猛烈衝擊或爬高現象，使建物倒塌、損毀。台灣地質破碎、地勢陡 峭，是土石流發生頻繁的地區，目前雖然有各種工法可以減輕土石流的危害程度，如埋設排水管集中排除雨水、蓋攔砂壩攔阻淤積等，但仍無法阻止其發生。要減低 生命財產的損失，還得仰賴土石流預報系統。
山區土石流大調查
全台山坡地區很多溪流或溝谷都可能發生土石流，預估有數萬條，而受限於人力及經費，目前進行調查的主要以溪床坡度在10度以上、上游集水區面積大於三公 頃、以及影響範圍的住戶在五戶以上；或住戶不到五戶但有重要道路、橋梁需要保護者。符合土石流發生要件者即被歸類為「土石流潛勢溪流」。
每條土石流潛勢溪流發生土石流的臨界降雨條件均不一樣，農委會水土保持局根據當地的集水區面積、不穩定土石堆的量、坡度大小，以及參考過去土石流發生區與 降雨量之間的關係等因素，訂定土石流降雨警戒基準值，做為撤離民眾的參考。警戒基準值是以有效累積降雨量為指標，算法是當天降雨的累積降雨量，加上其前七 天的加權降雨量（即將每隔 24 小時累積降雨量各別乘上一個百分比，時間距離越遠，對土石流直接影響較小，乘上百分比越低），目前採用的土石流降雨警戒基準值最低為 250 毫米，最高為 600 毫米。
警戒基準值和土石流潛勢溪的數目並非固定不變，因為人為破壞、大雨或地震過後，土石堆積位置或土方量會有所變化，甚至可能出現新的溪谷，改變激發土石流的 條件，所以每年會依據各地雨量、土壤資料檢討更新，地震、颱風過後，也會調查更新。例如1996年賀伯颱風發生時，全台共有 485 條土石流潛勢溪流，到 2001 年桃芝颱風，增加至 800 多條，921 大地震之後更是暴增到 1420 條，現在又增加到 1503 條。此外，莫拉克颱風過後，南部地區山區崩塌嚴重，土石流警戒基準值也適度下修 50 或 100 毫米。
撤離有標準
若居住地位在土石流影響範圍，而且未來幾天可能降下豪大雨，就要特別注意氣象局發佈的降雨資訊。當降雨預報的有效累積降雨量超過土石流降雨警戒基準值時， 表示達黃色警戒標準，地方政府會開始進行避難疏散勸導；一旦實際有效累積降雨量超過警戒基準值時，就達紅色警戒，必須馬上撤離。
詹錢登表示，以有效累積降雨量當做警戒指標，是為了讓民眾能簡單判別是否將發生土石流。實際上，發佈土石流降雨警戒時會同時考慮有效累積降雨量及降雨強 度，以兩者為參數畫出「避難基準線」，做為警戒依據。降雨強度是每小時下的累積雨量，單位時間雨量越大，瞬間衝擊力強，土石流發生的機率相對會提高。也就 是說，即使有效累積降雨量尚未達到警戒基準值，但降雨強度夠大，而且持續下了一段時間，仍可能發生土石流。當條件達到避難標準，警戒系統會自動產生土石流 預警單，資料經確認後會立刻傳真至各縣市政府災害應變中心與鄉鎮市公所，地方政府再視情況疏散居民，從警戒發佈到土石流發生，通常約有 6~24 小時撤離時間。
此次高雄縣甲仙鄉小林村滅村事件，有人怪罪是土石流預報系統失靈。詹錢登分析，小林村的災情主要是來自雨水滲入岩層，形成滑動面而導致獻肚山崩塌，不屬於 一般的土石流事件。目前土石流預報系統還不能包括預估山區崩塌的可能，這是因為崩塌的誘因很複雜，地震或豪大雨只是原因之一，還必須有非常詳盡的土壤、地 質、地形等資訊，目前國內針對崩塌預測模型的研究還不到應用階段，因此尚未建置崩塌預警系統。小林村當時雖然有發出土石流紅色警戒，部份居民也逃至避難點 避難，但是沒有大規模崩塌的預報，最後連避難點也一起遭掩埋。
詹錢登提醒，土石流形成的原因與其流動性非常複雜，土石流防災不能過度依賴預報系統或整治工程，當下大雨且降雨時間相當長時，住在土石流潛在地區、或曾發生地震災害的居民就要有高度危機意識，隨時注意雨量預報提供的警訊，並有撤離的準備，才能減低災害。
土石流發生前有何徵兆？
每次土石流的發生機率與程度大小，都會隨土石堆的位置及量的多寡而有所不同，因此土石流警戒標準會訂得比較寬鬆，以確保土石流真正來襲前，居民都已被通知 並安全撤離。然而，這也往往導致預報不夠精準，使得民眾在未見大風大雨前都不願撤離。成功大學水利及海洋工程學系詹錢登表示，觸發土石流的有效累積降雨量 主要是指土石流潛勢溪流集水區中、上游的累積雨量，並非集水區下游的雨量；豪雨主要降在山區，居民容易誤判，等看到土石流逼近，常常來不及躲避。
若未提前撤離，一定要留意土石流發生的各種可能徵兆。當只聽到異常山鳴、附近有土石流或山崩，表示數小時後可能發生土石流；若持續發現水異常混濁、泉水突 然停止、聽到樹木裂開聲音等，1小時前後發生土石流的機率相當高；一旦聽到一連串大小石頭撞擊、水流聲音，就是已發生土石流了。之所以會有種種徵兆，是因 為土石流發生前後，上游腐植質可能會掉落溪谷，出現腐臭味；崩落的土石也可能堵住水道，使泉水突然變小或停止；若發現持續降雨但溪流量減少，也代表可能即 將發生土石流，這是因為水流被土砂阻蓄，一旦崩潰，挾帶砂石的水流就會往下衝。當然，在政府發出土石流預警時就儘速撤離，才是保障自身安全的最好的方式。
延伸閱讀
《自然災害－大自然反撲》，丁仁東著，五南出版
〈災害潛勢資料〉，謝龍生、陳聯光、蘇昭郎、葉森海撰文，《科學發展》2007年2月號
〈土石流防災知多少〉，陳樹群撰文，《科學發展》2004年2月號
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