誰毀了小林村 ﹖ —小林村災變調查與破壞模式探討

一、緣起
莫拉克(Morakot)颱風期間於2009年8月9日清晨，造成高雄縣甲仙鄉小林村發生大規模山崩，導致整個村落遭掩埋，透過國內外媒體之大幅報導，可謂震驚中外。由於小林村災害之規模及影響所及為歷年罕見，本文透過相關資料蒐集及現地初步踏勘調查結果，針對小林村災害發生之原因、過程及破壞型態等進行初步探討與研判，並就未來全球氣候變遷下可能之災害型態提出相關省思與建議。

二、小林村之地形與地質
小林村在行政區上隸屬高雄縣甲仙鄉，位於台21線里程約223km處，村內聚落主要分布於旗山溪左岸之高灘地及低位河階上，與河床之高差約在5~10m之間。其東側有一較高位之河階地，應可對比於小林村南側之五里埔高位河階地。小林村東側山脈屬玉山山脈，最高點位於大竹溪山，標高1,664m，西側旗山溪對岸屬阿里山山脈，最高點標高為1003.8m。小林村南側有角埔溪流過，村內分別有高雄縣編號DF-006及DF-007土石流潛勢溪流穿過，北側另有一無名溪通過。
依據經濟部中央地質調查所出版之甲仙地質圖幅[1](圖1)顯示，小林村附近出露之地層為鹽水坑頁岩及糖恩山砂岩層，主要岩性分別為頁岩與砂岩或泥質砂岩。周邊之高位河階地、低位河階地及分布於河道上之現代沖積層，均以砂、泥、礫石為主。
在地質構造上，小林村東側高位河階地有近乎南北向之小林向斜軸通過，並向南傾沒。其西翼之地層約呈東北-西南走向，地層傾角較大，約在50~60度左右。東翼地層走向多呈西北-東南走向，地層傾角較緩，約在20~30多度之間，局部區域屬於順向坡。因向斜軸往南傾沒，造成地層走向在軸部圈合處逐漸轉為近東西走向。向斜軸東側約800~900m處有甲仙斷層通過，該斷層亦呈近乎南北走向，為往東南傾斜之逆斷層，斷層周圍邊坡之岩盤因較為破碎，可能堆積有較厚之崩積層。

圖1 小林地區地質平面圖 [1]

三、災後現地調查結果

圖2與圖3分別為小林村災前與災後之正射航照影像，圖4為災後之空拍照片。此次崩塌及堆積範圍初步估計約達270~280 ha之面積，崩塌區冠部至小林村之高低差約有900m以上。初步概估小林山崩滑動之土體可能高達1,000萬m3。
原通過小林村之高雄DF-006土石流溪流已完全被崩塌之土石所掩埋，位於小林村北側之無名溪遭崩塌土石沖刷而下。小林村南側高雄DF-007及角埔溪均發生土石流。推測山崩後，土石除堆積於小林村河階地外，部分土石並順勢衝至對岸 (旗山溪右岸)，阻斷溪流而形成堰塞湖；約略1小時後堰塞湖發生潰壩，洪水沖刷小林村，形成災後之地形。
小林村後方崩塌範圍之最大標高1,250m，位於高位河階後方之高陡邊坡，介於高程600~1200 m間之範圍，為小林村北側無名溪之上游河谷，崩落之大量土石沿河谷往下快速移動，於標高約600m之河道轉折處，部分土石翻過與DF-007土石流溪流之分水嶺，衝擊並堆積於1)小林村部落、2)小林村東側高位河階地及3)旗山溪河道與右岸。
小林村現地踏勘點位置如圖4所示，各踏勘點分別以圖文並列說明於圖5~圖19。依據踏勘結果，由於主要崩塌區下半部溪谷出露之岩盤為厚層砂岩，層理並不發達，依據量測到之地層位態，僅於無名溪谷右岸局部屬順向坡，山崩可能於表土層、崩積層之土岩界面與風化岩層內發生。

四、災害原因之探討

根據事後災民之說法，小林村係先遭遇洪水暴漲淹水，之後獻肚山發生大規模山崩，大量土石瞬間掩埋整個村落，並堵塞旗山河道上游形成堰塞湖，之後堰塞湖潰壩導致暴洪二次災害。在整個災害原因推論過程中，雖亦曾懷疑小林村附近編號DF006及DF007兩條溪流發生土石流造成此次災害，惟依目前調查結果及專家學者之推論[2][3][4]，莫拉克颱風帶來高強度、長延時之降雨型態，尤其發生山崩前6小時之降雨強度高達90mm/hr以上，致獻肚山發生大規模山崩應是造成此次小林村災害最致命之一擊(詳圖20)。

根據小林地區1/5000 像片基本圖、災後空拍照片及現場實際踏勘資料，初步研判崩塌區約介於高程600~1200 m間，平均坡度約40%，已超過我國建築技術規則對「坡度陡峭」之定義（指平均坡度大於30%者），為水土保持技術規範所定義之五級坡以上。圖22為小林村地區之數位地形立體模型，並標示本次崩塌之範圍與崩落方向。小林村現地之標高約375m，由災後現場堆積大量土石，而附近山脊仍大致保持原來地形，甚至局部殘留植生未遭破壞，推斷小林村周圍邊坡應未發生崩塌狀況，而係遭受上方崩落土石破壞或掩埋，推估崩落土石堆積範圍應包括旗山溪、小林村及標高600m以下之邊坡（詳圖23）。

由小林山崩之破壞程度來看，可推知當時土石崩落規模極大及速度甚快，以致於整個村落及大部分村民在猝不及防下遭土石掩埋。由此次崩塌範圍高差最大達900m，可推測崩落土石到達小林村時速度已相當快，在大規模山崩量體作用下形成巨大破壞能量，導致部分土體及屋舍甚至被推移至河道右岸，並造成短暫堰塞湖現象。
根據此次崩塌範圍內之裸露岩層及土石崩塌堆積情形，推測此次滑動位置應位於表層或風化層與堅實岩盤之間。另外，由現場裸露岩層具有平滑表面，顯示此岩層過去應曾經出露於地表，並受到長期風化侵蝕形成較為平滑之表面，之後因周圍不穩定邊坡產生崩塌，破碎土石乃逐漸堆積於上游谷地中，推測應為此次山崩災害之土石來源。
從地調所之甲仙地質圖幅來看，小林村地區有小林向斜通過，因此小林村東側之邊坡局部可能為順向坡，而於崩塌區之中間部位又有甲仙斷層通過，可能造成該邊坡之岩盤較為破碎，因此小林地區之地質構造與岩盤條件，十分不利。本次之豪大雨使土體有效應力降低，達到符合山坡滑動條件，致使獻肚山發生歷年來罕見之大規模崩坍。

五、災害破壞模式之探討

針對小林村災害之誘發機制及現地觀察，初步研判其可能之破壞模式如下：
1. 覆蓋崩積層破壞：一般發生於坡度較陡之邊坡，滑動面通常位於土岩界面或表層土壤。由於本次崩塌區內坡度較陡，災後現場多處裸露邊坡及岩石層面，顯示滑動面極可能位於土岩之交界面上，加上小林村現場堆積之崩塌土石多為風化材料及塊石，故研判屬於此種破壞模式之可能性應是相當高。
2. 流動破壞：如台灣常見之土石流，其特徵為移動距離極大，且流動速度極快。其發生之條件有三：(1)須有大量崩積物存在，(2)堆積坡度足以產生一定流速，及(3)因降雨量使地表水驟增。根據此次山崩現場之調查顯示，邊坡上應存在老舊崩積層，受到暴雨誘發因子作用下，引發類似土石流發生區與流動區之直線性特徵，於標高1200m~600m之崩塌土石，直衝小林村，而未沿無名溪原較為蜿蜒之流路宣洩。
3. 楔塊破壞：係兩組以上不連續面切割坡面形成楔塊下滑，主要發生於岩坡地形上。由本次山崩跡象研判，局部有約N800W/860N之高角度節理存在，與N300W/300W之層面，可能於西北向之坡面形成滑動方向為N78.30W/23.30之楔塊破壞，由於節理為高角度，楔塊量體不大，且滑動方向不同，故並非本次山崩災害之主要破壞模式。
4. 順向坡破壞：係邊坡沿單一平面下滑，常發生於岩坡層面或弱面。此次崩塌區內西南向邊坡局部存在順向坡層面，如圖16中之踏勘位置，惟整體崩塌範圍未見有類似草嶺或九份二山明顯之順向坡滑動面，故順向坡亦非本次山崩之造成主因。

台灣多山，地形陡峭，以水力發電或以水資源開發為目標之越域引水隧道工程早自日據時期即有案例，如台灣中部之舊武界引水隧道，台灣南部之烏山頭水庫越域引水隧道等；近十多年以來的案例則包括許多水力發電隧道，乃至甲仙至南化水庫之越域引水隧道等。此等隧道之開挖均採鑽炸工法，惟均未聞有因隧道開炸而引致大範圍山崩土石流之案例。以此次八八水災南部地區山崩土石流重災區之分佈範圍，均與超高降雨量分佈範圍一致之事實顯示，這些山崩土石流之發生與強降雨量有直接關係，小林村災變亦係前述廣泛分佈山崩土石流之一，其災因係高降雨量所引致，與距其有七公里之遙之曾文越域引水工程之施工，應無因果關係。
根據以上推論，本次邊坡災害以「覆蓋崩積層」之可能性最大，局部有順向坡及岩楔破壞，而整體呈現「流動破壞」之行為。根據Joerg Heumader [5]對邊坡量體快速運搬型態之分類，依重力及水流作用力之影響程度，可大致分成落石、山崩、地滑、土石流及洪水等不同型態。當受重力影響程度較大時，其搬運型態偏向塑性行為，如落石、山崩及地滑等；反之，若受水流作用程度大些，則較似土石流或洪水。
由於災害當時居民曾聽到轟然巨響及塊石撞擊之聲音，加上現場堆積土石之坡度較陡，顯示其含水量不高，故研判本次災害破壞模式應屬於「山崩」之可能性最大。若考量本次災害之破壞規模及土石崩落速度，類似於國外雪崩(avalanche)之型態，初步研判可歸類為「土石崩(debris avalanche)」之型式。惟現地踏勘僅能到達標高750m位置，未來仍待進一步掌握至標高1200m之情況，並深入探查地層狀況後，以回饋分析方式確認破壞模式。
六、結論-教訓與省思

莫拉克風災導致南部地區嚴重災害，尤其小林村遭掩埋及近500人喪生，付出代價極為慘痛，本風災後續之影響恐至深且鉅，惟鑑往知來，教訓與省思觀點如下：
1. 全球氣候變遷，極端氣候易導致非預期、超過以往經驗之大規模災害，面對未來不確定性昇高，應體認工程技術有其限度，工程規劃應多面向思考。
2. 不利自然條件及潛在環境敏感區域，如低階河階地、易淹水區、地層沉陷區、山崩高潛勢區、土石流潛勢溪流等，此次均為嚴重災區，顯示國土保育規劃應為政府急迫需要之政策。
3. 小林村災變係本次八八水災廣泛分佈山崩土石流之一，其災因係高降雨量所引致，與距其有七公里之遙之曾文越域引水工程之施工，應無因果關係。
4. 小林村災變的教訓是：若只注重潛在的土石流是不足的。保全對象之上邊坡若有斷層通過，且地質上屬向斜層，地形方面又有高低位台階呈現，此表示歷史上曾有洪水及崩坍發生，因此大規模的覆蓋層或崩積層破壞即有可能。而隨崩坍而來的堰塞湖更形成二次破壞的元凶。此類地質與地形的特徵，足以引起毀滅性的破壞，故不論工址調查、危險坡地評估均需就類似的地形、地質狀況特別留意。
七、致謝

莫拉克風災後，中興工程顧問股份有限公司即在第一時間前往勘災，感謝水利署、水土保持局、行政院公共工程委員會及原住民委員會等機構之鼓勵與支持及提供之各項協助。
參考文獻

[1] 宋國城、林慶偉、林偉雄、林文正 (2000年)「五萬分之一台灣地質圖說明書，圖幅第五十一號，甲仙」，經濟部中央地質調查所。
[2] 李錫堤 (2009年，8月)「部落安置與重建自然條件的考量」，財團法人地工技術研究發展基金會網站線上論壇。
[3] 中興工程顧問股份有限公司 (2009年，8月)「八八水災災害調查成果與分析」。
[4] 陳樹群 (2009年，8月)「小林崩塌元凶是誰」，聯合報投書。
[5]Joerg Heumader (2004), "Active and passive countermeasure against debris-flow hazards", Proceedings of international symposium on landslide and debris flow hazard assessment, Taipei, p.1-11.

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