潘博士的遙測教室
看圖說故事-從不同時項的衛像看小林村地區的地形演變及災點遺傳
潘國樑 博士
小林埋村事件發生於2009年8月9日清晨,因豪雨崩山,巨量土石從獻肚山的山頂,向著楠梓仙溪(旗山溪)傾瀉;位於楠梓仙溪左岸的小林村在數十秒鐘之內,且在毫無預警的情況下被數十公尺厚的土石所掩埋,在地村民均難逃厄運。
此事件在地形上留下難以抹滅的痕跡,由於地質作用的毫不停歇,致使地形不斷的在演變中;而這種演變的過程均一一被衛星影像記錄下來。本文特別從Google Earth的影像庫中挑出3個時間點的影像來進行追蹤,包括事件前(影像日期為2001年11月17日)、事件後不久(影像日期為2010年1月29日)、及事件後4年的影像(影像日期為2013年11月23日)。旨在從微地形演變來看自然的變與不變。
圖1為小林村地區在災前的全景。影像上所加繪的線條為筆者所作的判釋結果,將其作為基準線,以觀地形在災後如何發生變化。基本上,災前的影像已經呈現一種古土石流的地形;這是小林村事件所貢獻出的災後研究成果。
影像中有幾個關鍵點必須加以說明,才能追蹤崩山的致災過程。其中N點為土石流發源地的頸部位置;一般而言,土石流的發源地都呈凹窪地形,此有利於地表逕流的匯聚,是形成土石流的必要條件之一。同時,發源地都留有一個袋口,可以讓土石加上充沛的水有如岩漿從火山口爆發噴出一樣,所以N點的存在是形成土石流的動力條件。H點是溪溝HM及HL的分岔點。NHM形成曲流,且是一條比較明顯的溪溝;降雨時水流量較大。NHL基本上呈線形,直衝小林村,但是在影像上比較不明顯,平時的水流量極少。在H點的地方,NH的河床突然高突起來,類似遷急點一樣。P是順向坡滑動所遺留的痕跡;從N一直到M,岩層形成一個球面形,基本上傾向南方,即向右手側傾斜。在這種地質條件下,河流的下切作用常會造成順向坡的滑動;而土石流的下切作用則更勝於清水流。
自從小林村災變之後,地形即發生了很大的改變;從幾個地形關鍵點的位移情形即可知道地形變遷的梗概。圖2顯示小林村地區於災後4年,土石流發源地的頸部N及小溪溝遷急點H有明顯的下移,其中前者下移300公尺,而後者則下移230公尺,這些數據已經超過影像在位置上的誤差值(最大約50公尺)。理論上,頸部下移意味著發源地的擴大及集水面積的增加,連帶的造成將來土石流規模的升級。
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圖1 小林村地區的災前影像及判釋結果 (影像日期為2001年11月17日)(見內文說明) | | 圖2 小林村地區災後4年的發源地頸部N及小溪溝 急點H之下移情形(影像日期為2013年11月23日) |
造成小林埋村的土石流從N處暴衝出來,然後從H處開始堆積,一直到了楠梓仙溪的河床才停止,甚至還有小部份抵達對岸。為了比較災前及災後微地形的改變,筆者特別利用災前的衛星影像,將舊地滑所遺留的痕跡圈繪出來,其結果如圖3所示;較顯著的部份共有6處,其中除了a為岩盤的順向坡滑動之外,其他均為在土石流堆積物內的滑動,且都是屬於弧形滑動類型。如果將圖3的判釋結果疊在災後的影像上時,我們赫然發現,6處舊地滑幾乎都忠實的複印在新地形上,其吻合的程度可以包括位置及界線;而影像上界線的稍許偏離可視為影像未作正射校正的誤差所致。
災前的原地形也許會影響邊坡穩定性,但是經過新土石流堆積物的覆蓋之後,於地形重新雕塑的情況下,不管災後歷時多久,地滑的位置及範圍都保持極度的近似,而且個數更沒有增減。此足以證明土石流及地滑具有高度的遺傳性。例如從圖4至圖6的災後18天、半年、及4年的地形進行目視比對,可以明顯的看出,災後地形不斷的在演變,而相對的,6處地滑則始終維持”不”變。不過,演變中的地形卻有逐漸恢復災前地形的趨勢(見圖3及圖6);唯有HL小溪溝(掩埋小林村的土石流之路徑)則尚未成型。
災前及災後的水系之所以復原時間比較久,可能是因為土石流覆蓋的厚薄有所不同,所以微地形應有受到一定程度的改變;但是這種改變是短暫的,在十數年至數十年之後水系還是會自動調適到之前的型態,雖然不會精準的恢復到先前的流路,但總是會在一定的條帶內擺動。
從小林村的案例得知,地形的改變只能影響到水系的變遷,而無法影響到地滑的發生。從災前與災後的地形之高相似度,加上新、舊地滑在位置及範圍的分佈之高複製性,可以推測小林村事件在地質史上係一再的在重演。職是之故,根據這個推論我們可以從舊地滑(地滑的發生時間在百年以內)或古地滑(地滑的發生時間在百年以上)的圈繪來預測未來地滑的發生位置。
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圖3 小林村地區災前的地滑位置及範圍 以小寫英文字母標示的黃色加繪部份) (影像日期為2001年11月17日) | | 圖4 小林村地區災後半年的衛星影像 (影像日期為2010年1月29日) (影像上加註的 小寫英文字母處為災前的地滑位置及範圍) |
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圖5 小林村地區災後18天的低空照片 (照相日期為2009年8月26日) (影像上加註的小寫英文字母處為災前的地滑位置) | | 圖6 小林村地區災後4年的衛星影像 (影像日期為2013年11月23日) (影像上加註的 小寫英文字母處為災前的地滑位置及範圍) |