潘博士的遙測教室 看圖說故事-落石的遙測調查


落石常有落網之魚,也就是說,落石災害常發生在我們預想不到的地方。其原因是我們站在地面時,很難看見潛在的落石發源區,因為落石大多發生在高陡坡的地方,我們的視線常被地形所阻斷。因此,我們必須從遙測影像上進行落石發源區的辨識,以打破上述的盲點。

要辨識落石發源區,必須先了解落石的發生條件,如表一所示;這些條件常可從遙測影像上進行辨識及分析。而圖1至圖7就是一一說明分析的方法。

表1 落石的發生條件及其影像特徵

     發 生 條 件       影  像  特  徵
地形 高陡坡 1.影像陰影強烈。
2.發源區無植被,色調光亮。
3.邊坡上有無根孤石的殘留。
4.坡趾部有落石堆。
5.縱剖面呈上陡下緩狀;緩坡面非常平整,坡度約30餘度,稱為安息坡。
6.坡頂可見多組節理及張力裂縫;坡緣則見鬆弛岩塊。
7.若為落石冰河,則可見其運動路徑如溜槽。
岩性 硬脆性,如砂岩、石灰岩等 1.顯示正地形,稜角突出,地表粗糙。
2.岩層常佔據山頭。
邊坡 大多發生在逆向坡,少數發生在高陡的順向坡 用河谷的V字規則或岩層三角面判定順向坡或逆向坡。
類型
節理 需有兩組以上的節理,將岩體切割成塊狀 1.兩組或兩組以上的線形交叉,夾角約60~90°。
發達 2.坡緣常呈鋸齒狀。

 

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圖1 砂岩的落石作用及其產生的結果

說明:從圖中可見堅硬的砂岩形成蓋岩(Caprock),佔據著山頭,並且在坡緣帶形成了半圈陡崖。岩層被兩組節理切割的情形特別明顯,從而在坡緣帶形成鋸齒狀的曲折線及鬆弛的岩塊;其安息坡及落石堆也是歷歷在目。

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圖2 高雄的壽山石灰岩

說明:壽山石灰岩覆蓋在順向坡上而成蓋岩,因岩層脆性易碎,故發育出兩組節理,將岩層切割成塊狀,於鬆弛後即向逆向坡(由巨厚的泥岩組成)墜落,並形成30餘度的安息坡,坡面上可見許多無根孤石點綴。

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圖3 台灣東南海岸的恆春石灰岩

說明:其與高雄的壽山石灰岩非常類似,因落石作用而在面海的坡面上形成安息坡,且在坡趾部(在海平面附近)形成顯著的落石堆。

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圖4 燕子口附近的落石發源區

說明:因為橫貫公路的邊坡既高且陡,故從路面上無法見到該發源區,可是在衛星影像上卻明顯易辨;其中缺乏植生及岩層顯露乃是其最大的影像特徵。同時從影像上還可辨識鬆弛的岩塊,以及岩塊下滑時所刻鑿出來的溜槽。

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圖5 南迴鐵路某隧道口的上邊坡影像

說明:我們從影像上可以明顯的看到兩個巨大的鬆弛岩塊,即將脫離母體,向下墜落。同時,安息坡上的崩積層也是像一座火山一樣,隨時可能會爆發。為預防計,不但巨大岩塊需要進行錨固,而且巨厚的崩積層也要從事地表及體內排水。

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圖6 2013年8月發生於八斗子漁港後山的巨石墜落區域之衛星影像

說明:該地區的地形及地質,充分具備了落石的發生條件(見表1),包括堅硬岩層(即砂岩)、高陡邊坡及節理切割,當然還要有扣板機的外力,即豐沛的雨量。

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圖7 橫貫公路九曲洞附近的落石頻發區之衛星影像

說明:該影像除了充分顯示,發生落石的基本條件之外(見表1),最重要的是它還暗示了落石發生區的活動性。我們可以從落石發源區的植生生長狀況來進行分析。基本上,缺乏植生、且岩層裸露的地帶是正在發生的活躍地帶;而隨著植生密度的增加,就表示活動性逐漸減弱。

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