Yahoo奇摩新聞 那一晚，大規模崩塌與複合式災害帶來的小林村悲劇
文／黃家俊（成功大學地球科學所畢業。《Geostory聽聽地球怎麼說》科普平台創立團隊與作者群之一，曾任「為台灣而教（TFT）」教師、服務於台南偏鄉國小兩年，現為LIS情境科學教材—地球科學教材設計師）
圖片提供／春山出版
《颱風：在下一次巨災來臨前》以2009年8月8日造成重大災情的中度颱風莫拉克為核心，勾勒颱風的科學生命史與台灣土地相互交揉的故事。颱風是大自然各種劇烈變化的集合產物，強大的風雨總是對一些地方帶來重複的災難，但巨災的出現，使理解颱風的尺度必須改變。
莫拉克在短短幾天就降下相當於台灣一整年的降雨量，高雄小林村幾乎遭土石覆滅，台灣受到影響的民眾超過900萬，占總人口40％。本書透過科研，解謎複雜的小林滅村之因，分析當時高雄山區是如何出現大規模崩塌與複合式災害。
2009年8月8日下午3點多，高雄甲仙鄉小林村旁的小竹溪因集中又強勢的雨量而暴漲，土石隨小竹溪的溪水漫流到路上，居民緊急動用怪手搶救，但是水來得又快又急，怪手的挖掘力仍無法負荷。到了8月9日凌晨3點半左右，小林村西側的旗山溪（又稱楠梓仙溪）暴漲嚴重，許多住家水深及腰，村民驚覺不妙，立刻攜家帶眷往高處逃難。
過了約3小時，小林村居民聽到幾聲巨響，原來是小林村東北方的獻肚山因不敵暴雨侵襲嚴重崩塌，混著水的大塊土石發出怒吼似的低沉聲音，順著坡道向下滑動、大口吞噬小林村9至18鄰約100多戶房屋，土石最後堆積到旗山溪，出現臨時的堰塞湖，堰塞湖以下河道因水流阻斷，水位突然下降。
這狀況維持不了太久。到上午7時左右，崩塌土石所形成的堰塞湖終究支撐不了上游累積的水量，旗山溪水位超過了堰塞湖天然土堤的高度而溢流、滲流，土堤也同時被溪水向外推擠、潰裂。像是汽球膨脹至極限似地，挾帶土石的混濁溪水接著從土堤張裂出的裂隙爆出，土堤也轟隆一聲瞬間潰堤，累積的水量傾瀉而下，場景與水庫潰壩並無二致，小林村被這突如其來的滾滾黃水完全淹沒，有400多人成為災後統計數字中的罹難人口。
小林滅村：3階段坡地災害連續串接的悲劇
災害過程不可能被還原，致災的地質構造無法被重組，災前的地下水位無法探究，更不可能重新下一場大雨，因此，要從災後現場回推災害發生的過程，猶如名偵探柯南辦案，需要對現場各項蛛絲馬跡仔細推敲，研究影響小林村大崩塌各項因子的重要性，並建立因果關係。
我們該如何知道大崩塌、堰塞湖、潰堤、洪水之間的先後時間次序？其實是有跡可循的。科學家從鄰近雨量站每10分鐘記錄一次的雨量，可以得知破紀錄的降雨變化；從河川水位站的紀錄則可得知水位變化與溢堤時間，也可以得知堰塞湖形成時堵住水流使水位瞬間下降的情形，以及堰塞湖潰壩後再次使得水位迅速上升的過程；甚至大規模崩塌的土石，也被原本測量地震震動的儀器記錄到了，因此我們可以進一步清楚釐清先後次序。
小林滅村過程是幾個坡地災害連續串接所造成的悲劇：首先是持續性降雨使得溪水暴漲、多處地區發生崩塌與土石流災害，獻肚山的大規模山崩掩埋了部分的小林村；再來，崩落的土石阻塞河道形成堰塞湖；第三階段是堰塞湖的潰堤讓大量土石隨氾濫的河水往下游沖刷，重創整個村落。
過程中，通訊早已中斷，無法傳遞接收資訊，部分道路、橋梁亦中斷，山區的聚落與外界失去了聯繫。災防科技中心坡地與洪旱組組長張志新回憶，8月8日當天晚上在災害應變中心值班時，看著累積雨量持續地上升，沒有最高、只有更高，雨量不斷地破紀錄，災害應變中心卻無法與山區聚落取得聯繫，只能想像、焦心著災情可能很嚴重，直到隔天早上，才傳出驚人的消息：小林村不見了。
有關「坡地災害」：山崩、地滑、土石流等
所謂的「坡地災害」是發生在山坡地的災害總稱，泛指土壤、岩石等地質材料受重力作用向下運動所造成的破壞行為。我們可能常於新聞中聽過山崩、地滑、落石、土石流卻不清楚差異。從學者的觀點來看，這些都屬於崩塌的其中一種形式，因運動方式、以及崩塌材料差異而有不同。
以運動方式來區分，大致可分為一個或數個岩石從高處自由「墜落」（falls）、岩塊因破裂面生成而大規模向前「傾覆」（topples）、地質材料受重力作用而隨坡面「滑動」（slides）、土壤液化沿坡面「側滑」（lateral spreads）、土石與水混合產生「流動」（flows）、以及「複合型運動」（complex and compound）等6類。
至於崩塌材料則分為基岩（bedrock，土壤層下堅硬岩層）及工程土壤（engineering soils，一般常見岩石碎屑與土壤的混合物 ）2類。不同的崩塌材料以不同的形式運動，就會產生不同類型的災害，但簡單來說，以「墜落」「傾覆」與「快速滑動」形式運動的歸類為俗稱的「山崩」；以緩慢「滑動」或「側滑」運動者都算是「地滑」；地質材料以「流動」進行移動者就稱為「土石流」。
縱使小林村滅村機制複雜，在災害發生後許久，人們仍然大多以「土石流遭致滅村」來看待此次事件，這或許是因為土石流是一般民眾最有感受、新聞畫面也最常播映的坡地災害之一。「土石流」一詞要為台灣人熟知，應該是1996年賀伯颱風在神木村造成的土石流災情，然而更早可以往前推到1990年的銅門村遭土石掩滅村莊事件。
花蓮縣秀林鄉銅門村靠近花蓮市南端，從花蓮市行經吉安鄉，切入木瓜溪後溯源而上，車程約一個小時可抵達。銅門村地形陡峭、環境秀麗，整個村莊座落在木瓜溪中上游，海拔從300公尺一路拔高到1,200公尺，除了主溪流外，流域範圍涵蓋清水溪及許多野溪。周遭環境開發程度低，溪水清澈，溪流沿岸富有多樣動植物生態，加上特殊地質與多層次紋理的大理石，為花東區知名的旅遊勝地，這一帶又以「慕谷慕魚」最為人所熟知。
大量土石從無名野溪滾滾沖刷而至，淹沒了村落12鄰與13鄰，共36人遭活埋、32棟房屋全毀、11棟半毀，幾近滅村，事後村民放棄重建而另行遷村。當時媒體報導仍多以山洪爆發、山崩、水崩山來稱呼，但農委會邀集而來的日本專家及國內學者將此事件定調為「土石流災害」，才讓「土石流」一詞正式登場。
土石流的類型
不像水患，土石流總是在一瞬間發生。其組成物質主要是水、泥、砂、礫石甚至包含巨石，按照這些物質以不同比例組合，可將土石流分為泥流型、礫石型及一般型等3類，其泥砂含量分別為50％以上、10％以下、以及介於10至50％之間，而這三類土石流均曾在台灣發生過。在監測技術還未發達前，土石流發生前大多沒有任何顯著徵兆，一瞬間發生，居民往往躲避不及導致傷亡慘重。土石流挾帶大量土、石、泥砂等堆積物，以集體搬運、直線前進，通常遇到彎道或障礙物時會停止前進，接著快速地堆疊起，直到溢過河岸沖出新河道才作罷。土石流發生，原本界線分明的河岸被滾滾黃砂淹沒，蜿蜒曲折的小溪受到土石的衝撞力而截彎取直，河川的流向受到改變，地景樣貌完全改變，人在當中完全可以感受山河驟變的震撼與威力。
土石流發生的條件
土石流的發生通常需要滿足3個因素才能形成。首先，土石流發生區要有夠多的泥砂、土石，這些物質通常來自不穩定的山坡地，因河川侵蝕、風化作用而產生；除了山坡地外，在溪川的上游或源頭堆積的一些土石、河床上的鬆散土層也是土石流的來源之一。再來，坡度——也就是地表的傾斜程度要夠大，當坡度增大至一個臨界值時，斜坡上堆積物所承受的摩擦力較小，坡度會成為天然的滑梯，提供土石流往下流動的動力。最後一個條件是降雨量要夠大，水是天然的潤滑劑，因此當地表水驟增、降低土石之間的摩擦力，使堆積物超過其土壤液性限度（Liquid limit）時，土石水的混合物便會呈現類似液體的性質，開始往低處「流動」。
台灣很不幸擁有土石流生成所需的所有條件，在莫拉克之前，就有數起因颱風造成土石流的新聞傳出，如2001年納莉颱風所引發的土石流，吞沒雲林縣古坑鄉華山村十多戶民宅；2004年敏督利颱風引發的72水災，導致台中縣和平鄉松鶴部落受創嚴重，中橫公路柔腸寸斷、面目全非，至今都未通車；南投縣水里鄉郡坑村土石流、信義鄉神木村土石流、信義鄉豐丘明隧道土石流等等，都是大家對土石流的記憶。
當然，也不是所有土石流事件都具備上述3要素。以2014年日本廣島土石流事件為例，該土石流是因鋒面帶來的短延時、強降雨而產生，但從災後衛星影像及現場勘查結果都發現土石流源頭並沒有大面積的崩塌現象，源頭並沒有明顯的土石堆積，經研究證實，僅僅靠著土砂在流出的過程、不斷下刷河床帶出大量土石，就足以掩埋房舍。也就是說，對於土石流災害發生條件的認識，還有很多值得去深究的部分。
獻肚山大規模深層崩塌，掩埋村落
回顧小林村的複合型坡地災害，除了山崩、土石流外，專家學者從此次災害理解更多的是來自獻肚山的「大規模崩塌」，屬於致災性的崩塌事件。
大規模崩塌在崩塌分類中屬於「岩體滑動」一類，在小林滅村後，日本NHK電視台首先使用「深層崩壞」一詞描述崩塌事件，台灣則引用修改為「深層崩塌」，但是在評估崩塌致災的規模時，發現深度其實很難確認，而且有關深度的定義，每個國家之間都有不同，像是歐美通常定義崩塌深度大於2公尺就稱為深層崩塌，日本則認為崩塌深度要大於3公尺以上；反觀台灣的造山運動比歐美或日本來得旺盛，地質通常破碎、風化速度快、土壤層深厚，使得台灣的崩塌深度很容易超過上述限度。再來考量後續判釋潛在崩塌時，多採用空照等技術，深度反而更難評估，因此經由多方討論下，國家災害防救科技中心以「大規模崩塌」一詞取代「深層崩塌」，並定義崩塌面積大於10公頃、深度大於10公尺、或崩塌體積超過10萬立方公尺才稱為大規模崩塌。
獻肚山的崩塌地位於小林村以東標高800公尺以上位置，分為東南方大的、與偏北方略小的兩個崩塌地；標高570公尺以下，包含整個小林村位址都是崩塌物的堆積區，標高570至800公尺處則為土石流通區。整個崩塌深度平均約40公尺，最大深度達80公尺，崩塌面積則達60公頃，崩塌量體依據陳樹群教授推估高達2,700萬立方公尺。以一層樓3公尺、一個足球場面積約0.7公頃為單位來看，此次崩塌量相當於100個足球場大、堆滿高13層樓的土石從高處一次摔落那麼誇張，這個崩塌量遠遠超過大規模崩塌的標準！這使得獻肚山的崩塌也成為國際非常關注的大規模崩塌事件之一。
崩塌事件發生後，站在旗山溪的河床上，一眼望去盡是灰黃雜亂的土石覆蓋原本綠意盎然的山間溪谷，河床上遍布散亂的漂流木，兩旁的山壁也因持續性暴雨沖刷而顯得光禿禿。
曾有山崩事件的初期報導提到獻肚山因崩塌，從原有標高1,600公尺降至600公尺，此論述甚至在沒被驗證的狀況下被其他單位直接引用，然而獻肚山的山頭高度實際上沒有受風災變低，因崩塌區的位置位於獻肚山西側坡地、標高約800至1,200公尺之處，而非從山頭開始崩塌。除此之外，有許多學者於災後到現地進行地質勘查，雖然無法還原地層，但是從現場崩落的土石特性，崩落後露出的岩層、露頭，盡可能地拼湊出原來的模樣。研究一致認同除了高強度、長延時降雨為觸發事件的「扳機」，「地質條件」是構成事件發生的重要原因。
崩塌地形的特徵
大規模崩塌地形的認識有助於中央地質調查所進行大規模崩塌潛勢地區的判讀。這類型的崩塌在瞬間發生快速滑動前，具有深部潛移的特徵，也就是作用深度深而移動緩慢的地質現象，這使得變形作用不只發生在土層，連更深處的岩體都會受影響。我們可將大規模崩塌地形分成3個區段，從坡頂而下至坡趾分別稱為「冠部」、「陷落區」以及「隆起區」。
冠部是開始崩塌的位置，或說是崩塌的地層與固定不動的地層分開之處，當土石受重力作用往下方滑移的過程會在此處製造出大大小小與崩塌方向垂直的裂縫，當裂縫擴大且部分土石往下滑移就形成崩崖。
陷落區是提供崩塌材料的主要來源，地形呈現凹槽狀，好似以湯匙挖了一匙布丁似的。陷落區的岩層同樣受重力作用沿著主崩崖凹面滑移、轉動，過程中可以分裂成好幾塊崩體，當崩體順著凹面滑移時，原來的坡地傾斜方向會改變，轉而往崩塌源頭的方位傾斜，因而成為反向坡；這每一塊崩體除了坡面外，還有另一個面提供彼此滑移，這些面皆朝下方傾斜，與主崩崖方向一致，就像滑坡上再放上好幾塊滑動性高的木板，這些稱為次崩崖。
崩崖與反向坡這兩個面在陷落區相交成兩種線性構造，一是橫向脊，為陷落區中的高點，另一個構造稱為陷溝，是陷落區的低點，橫向脊與陷溝的高低連續變化構成多重山脊地形，這是潛在大規模崩塌地形判釋的主要依據。
大規模崩塌的原因之一：順向坡
構成小林村災害的地質構造特性是旗山溪東側的「順向坡」。
所謂的順向坡是指岩層的層面與山坡的坡面傾斜方向與角度接近一致。在沒有受到地殼運動抬升或擠壓作用的影響前，泥砂等沉積物原本會因為重力的作用，在水中緩慢沈澱呈水平狀態，然後再受壓密、膠結的作用形成一層層的沈積岩層。受到地殼運動的推擠後，原本水平的岩層就會彎曲成「褶皺」或「褶曲」，或是斷裂、或是錯動產生斷層。在這狀況下，地層通常因扭曲、錯動而傾斜，當岩層層面傾向與山坡坡面具相同的傾斜方向時，地層容易像溜滑梯似地沿著較弱的層面之間滑動，形成順向坡滑動。當然，並不是有順向坡的地方，此現象就一定會發生，通常仍需要外力的作用誘發，像是地震使地層之間鬆動、或是颱風降雨使地層之間的阻力減小而隨重力滑動，順向坡更會因為開挖或河流侵蝕而切斷坡腳，也會使得地層的支撐力不足而滑動。在莫拉克之前，颱風所導致的順向坡滑動災害，以「林肯大郡倒塌」事件最為著名。
位於汐止山區、被視為「大眾貴族化社區」的林肯大郡，當時主打為台灣第一座複合式整體開發案，也是「老丙建」區域下的產物。所謂老丙建，是1983年《山坡地開發建築管理辦法》公布實施前，即已編定為丙種建築用地的區塊。與一般「丙建」最大的不同在於老丙建不受嚴格的山開辦法管理，開發面積與坡度亦不受限制，這樣的建築基本上容易進行大規模的山坡地開發，當欠缺地質調查、不瞭解地質條件、不知道如何因應不良地質問題的盲點，且存在土地使用強度過高、公共設施不足等問題，而藏伏許多災害危機。
1997年8月初，溫妮颱風於西北太平洋誕生，持續朝西北西方向前進。溫妮颱風被列為強烈颱風，且侵台路徑屬於為第一類、也就是從台灣北方海面通過而不登陸的西北颱，此類颱風歷年對台灣的災情影響甚鉅，不能輕忽。在溫妮颱風的強風豪雨橫掃台北地區時，天母、內湖、汐止地區都出現嚴重的積水、甚至山崩，而其中的林肯大郡後方的岩層因擋土牆不堪負荷而滑落，土石壓毀金龍特區第三區第三排房屋，造成160戶房屋倒塌、300多戶住宅受損、甚至有28人於此事件中罹難；第三區第二排房屋就算沒有被完全壓毀，但房屋皆呈現半倒狀態，已完全不適合居住。造成林肯大郡後方山坡下滑的原因，正是順向坡坡腳岩層被移除，改以擋土牆取代，經過大雨影響，擋土牆不敵順向坡的下滑力量，最後導致岩層順著層面整個滑落。
林肯大郡旁的順向坡構造由砂岩與頁岩交互成層，這兩種岩石所含顆粒物的粒徑不同，砂岩的顆粒物質較大也使得孔隙較多；頁岩的顆粒物質小、孔隙也就小。當雨水降至砂頁岩構成的順向坡地區時，雨水能滲透砂岩，卻不易滲透頁岩，而讓水積聚在兩種岩層的介面之間。積聚的水有潤滑的效用，容易使水積聚面上方的岩層滑動。滑動的最後一個關鍵點在於坡腳是否穩固，林肯大郡因建商為擴充基地、不當開挖順向坡坡腳，使岩層缺少足夠的支撐力，最後在溫妮颱風肆虐期間釀出悲劇。
小林村聚落旁的獻肚山，由崩塌後露出的岩石層面可以判斷為順向坡。小林村位於旗山溪左岸的高灘地與低位河階地之上，屬於現代堆積物，材料結構並不穩固。堆積物之下則依序為鹽水坑頁岩與糖恩山砂岩，前者主要由厚層塊狀頁岩組成，中間偶夾薄層砂岩或薄砂頁岩互層；後者則由細砂岩與頁岩及粉砂岩互層組成，這些岩層與獻肚山坡地一樣大致都向西傾斜，為該地區提供一個天然的滑坡條件，讓土石容易滑落至旗山溪。但就如前面所述，並不是有順向坡的地方就一定會發生崩塌，只是順向坡條件在獻肚山表面下的地質構造作用，加劇當地脆弱的地質基因。
大規模崩塌原因之二：楔型破壞
學者在崩塌區進行研究時，小林村崩塌地位於內英山脈的西斜面，旗山溪的左岸，附近有旗山斷層、甲仙斷層、甲仙背斜、小林向斜等地質構造，崩塌地標高800公尺以上主要出露糖恩山砂岩層，主要岩石組成為泥質砂岩與細砂岩，也是此次大規模崩塌最主要的土石來源，而在標高800公尺左右的位置，岩層中的裂隙密度比崩塌地其他地方要來得高，對照地質圖，此處剛好接近甲仙斷層的所在地。
小林向斜延伸相當完整，是本區主要地質構造，甲仙斷層、旗山斷層皆屬高角度逆斷層，是此區主要的斷層帶。甲仙斷層線約略從北北東往南南西方向延伸，中間剛好穿過小林崩塌地。在很早以前斷層錯動的過程，將原來具連續性的沉積岩層切割成大大小小的岩塊，這些岩塊由兩組地層層面交錯、以及另一組破裂面構成，破碎易崩落，常稱之為「楔型破壞」，岩塊之間的裂縫讓雨水能更容易的滲入岩層底部。也就是說構造作用造成地質破碎不穩定、加上適量的水滲入裂縫並作用在滑動面上，就構成了待受啟動的災難機關。
啟動崩塌的另一種因素：一層神祕的泥
針對相同的崩塌地，有學者提出不同解釋，認為崩塌材料最主要的岩石是來自鹽水坑頁岩與舊有的崩積物，而非糖恩山砂岩；不強調甲仙斷層在這個區塊的影響力，而強調鹽水坑頁岩與糖恩山砂岩之間的夾層。以滲水的能力來說，頁岩比砂岩差得多，在一個具有砂頁岩交錯的順向坡岩層中，通常會以頁岩做為主要的滑動面。鹽水坑頁岩於糖恩山砂岩上方，到底要如何讓砂岩成為滑移面呢？
提出這觀點的一些學者認為「頁岩層底部的細粒底泥」可能會是這個問題的解答。這些底泥被認為是岩層滑移時進一步磨碎形成，顆粒比原來頁岩層中的泥更小，這些細粒物質附在糖恩山砂岩頂層上，就像是幫原來粗糙的紙面護貝一層光滑、不透水的膜，提供了岩層良好的滑動面。
有關小林崩塌地的成因，由不同學者提出的說法凸顯了地質研究複雜、災後調查困難等實際狀況。而小林村崩塌的真相或許後續還有更多探索。
嘗試建構獻肚山大規模崩塌事件發生，故事大致可被如此呈現：在由鹽水坑頁岩與糖恩山砂岩組成的順向坡地，因為台灣旺盛的造山作用讓坡地受力產生多個破裂面與斷層帶，使岩體變得破碎易動，甚至在過去就曾發生過山崩事件、堆積不少鬆散的崩積土層；最後當莫拉克颱風伴隨西南氣流造成高強度與長延時的降雨，雨水除增加坡地重量外，也提供岩層碎塊之間的潤滑作用，整個山坡終於承受不住，鬆散破碎的土石因重力隨著順向坡坡面傾洩而下、掩蓋部分的小林村。
臨時形成的堰塞湖，潰堤後重創全村
小林村複合型災害的第二部曲，為大規模崩塌土方堆積旗山溪形成的堰塞湖最後潰堤。堰塞湖是指發生山崩、土石流後崩落土石堵塞原有河道，當河道儲水至一定程度後形成的湖泊。這種湖泊通常於地震或颱風後形成，是一種不穩定的堤壩地形，容易因滲流、溢流侵蝕、沖刷、崩塌等作用而潰壩，並對下游產生瞬間衝擊性的破壞。
高雄旗山溪源自具脆弱地質的山區，歷年來推測同樣會於不同河段出現或大或小的堰塞湖，但此次獻肚山崩塌阻擋了整條旗山溪，像是在此臨時興建水庫一般，匯集上游所有的水量，又加上當時山區總累積兩千毫米的雨量灌注，致使潰壩現象極具破壞性。
堰塞湖潰堤後，旗山溪累積的水量混合大量的土石衝擊小林村剩餘住宅，是整個滅村事件的最終章。儘管土石流毀壞村落、破壞道路建物的新聞在台灣頻傳，但沒有一次死亡人數比小林村滅村事件更加嚴重。大規模深層崩塌、加上堰塞湖潰堤後洪水似的土石流動發生，造成400多位村民罹難，也占該次莫拉克風災總死亡人數的7成。
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