陳毅青（彰師大地理學系副教授）


圖1 高屏溪流域的崩塌主要位於東南向坡（影像來源：Google Earth）

崩塌是地表最為顯著的地形特徵之一，不僅刻畫著地表，也帶來許多自然災害。在世界各國的崩塌研究中，普遍發現到一個有趣的現象，似乎崩塌的空間分布存在某種特定方向性，這也表示崩塌會集中在特定坡向的邊坡，例如在圖1的衛星影像中，東南坡的崩塌規模明顯多於西北坡。目前學界大多從日照、天氣與氣候、地質構造和地震波的方向來解釋，但對於其切確的原因仍然相當分歧。因此，我們提出研究問題是，崩塌的方向性的現象是否普遍存在？地震和颱風如何影響崩塌方向分布？隱含了什麼環境營力呢？

我們以臺灣歷史上最重要的崩塌事件為研究對象：1999 年集集地震與 2009 年莫拉克颱風。因為臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊的聚合帶，同時也是西北太平洋颱風的主要路徑上，頻繁的地震與颱風產生廣泛且眾多的崩塌，讓我們能夠更全面地研究檢視這些問題。


圖2 1999年集集地震（左）與2009年莫拉克颱風（右）崩塌方向，黑色箭頭指向崩塌主要的方向，紅色箭頭代表強降雨時的主要風向，圓圈代表該區崩塌方向性不顯著。（作者製圖）

我們發現崩塌特定方向性是普遍存在於臺灣島的邊坡上，但地震與颱風的崩塌方向呈現不同分布型態。在1999年集集地震的影響範圍中，有 96% 的區域的崩塌具有特定方向性，集集地震的崩塌以地震震央為中心，呈現輻射狀指向外側（圖2左），例如震央南側的陳有蘭溪流域，崩塌方向朝向南方；震央北方的大甲溪流域，則崩塌方向朝向北方，代表地震誘發崩塌的方向會背向地震波的來源，且在地震震度越強的地區越為明顯，因地震波的 S 波在山稜的頂部與背部產生地形放大的效應，增加崩塌發生的可能性。

在 2009 年莫拉克颱風的崩塌中，有 98% 的區域的崩塌具有特定方向性，崩塌的方向大多朝向東南方或南方（圖2右），這與我們傳統認知有很大的差異。莫拉克颱風的強降雨主要因西南氣流與颱風的交互作用，在邊坡尺度上，迎風面和背風面的降雨強度差異可達 25-40 mm/h，面向西方和西方的邊坡崩塌規模應該最多，但是實際崩塌方向卻以東南方或南方最多。我們發現在「邊坡尺度」，迎風面的降雨強度增加，不會使得崩塌增加，而是有其他因素在控制著（註：在「區域尺度」，降雨強度越強，崩塌會越多)。

進一步分析發現，颱風誘發的崩塌方向性與岩層方向相當一致，這也代表崩塌主要發生在順向坡的位置。因在造山運動過程中，臺灣的西部麓山帶與中央山脈西翼存在許多東南方向的順向坡，因為順向坡岩體的滑動面與坡向一致，且坡長比逆向坡要長，降雨使得孔隙水壓升高，再加上洪水侵蝕坡腳，容易導致在順向坡引發崩塌。

臺灣島造山運動迄今仍在激烈的進行，構造運動引發的地震和岩層褶曲，深刻地控制崩塌作用，使得地震的崩塌方向會背向震央，呈現輻射狀指向外側；颱風降雨的崩塌方向主要受到順向坡控制，與迎風面關係不密切。因此，當我們要瞭解臺灣的地形演育過程，或評估崩塌的危害時，需要對於地體構造有進一步的認識。

備註：本研究已獲刊登在 Earth Surface Processes and Landform

Chen YC., Chang KT, Wang SF, Huang JC, Yu CK, Tu JY, Chu HJ, Liu CC (2019) Controls of preferential orientation of earthquake- and rainfall-triggered landslides in Taiwan’s orogenic mountain belt. Earth Surface Processes and Landforms. doi: 10.1002/esp.4601)