環境地震學家趙韋安的堰塞湖關鍵字：樹木裂開的聲音是崩塌前兆？如何在6分內偵測全台各地的崩塌？同一地點可能多次出現堰塞湖？

刊出日期 2025.11.12

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我是陽明交通大學土木工程學系副教授趙韋安。先前，花蓮馬太鞍溪上游有一個堰塞湖，在颱風來的時候溢流潰決，大量洪水沖到下游的光復市區，造成上百戶住家受損，有十幾人因此罹難。
台灣在2009年就曾因為嚴重的風災，造成小林村滅村。那年有個很大的颱風叫「莫拉克」，它帶來破紀錄的豪雨，光是颱風經過的兩天內，下的雨相當於一整年的雨量。當時最嚴重的災害發生在高雄甲仙的旗山溪，大雨造成溪水暴漲和土石流，中斷部落聯外道路，後來又因山崩形成堰塞湖，堰塞湖在短短幾分鐘後潰決，小林村被土石整個埋掉，最終有400多人身亡。
那次災害後，學術界非常努力在防災科學上精進，我的專長是環境地震學，在那時投入研究如何即時偵測山崩的發生，也剛好在花蓮的馬太鞍溪堰塞湖派上用場。只要有足夠的時間防災、救災，就有機會把傷亡降到最低。
為什麼環境地震學不是研究地震，而是研究崩塌呢？以前老師告訴我們，地震的發生是因為地下的斷層錯動所造成，可是我長這麼大還是沒看過真正地震的發生，但在台灣是可以做到地震的預警、預報及測報，所以我相信，當我們面對直接看到的山崩災害，一定也可以做到崩塌的災害預警。
＃崩塌
崩塌，就是邊坡土石材料受到重力影響而失去穩定，突然或緩慢地沿著坡面向下移動。當邊坡受到地震或降雨作用，可能就加速崩塌行為的發生。
台灣位處颱風頻繁經過的地區，同時也是板塊交界處的地震帶，不管是颱風帶來的強降雨或地震造成的土石鬆動，都有可能引發崩塌，進而造成「坡地災害」，所以我們要很小心。像上個月受到颱風外圍環流和東北季風影響，北台灣一整個星期都在下豪大雨，在台北市郊的山區如陽明山，就有出現土石流事件；在新北市雙溪地區，也出現多起的崩塌事件。
我們可以如何留意崩塌的發生呢？以下有幾個徵兆提供大家判斷：
觀察周遭樹木是否有歪斜的狀況
道路、擋土牆或結構物中，是否出現連貫性的新生裂縫
岩石、樹木裂開的聲音
透過現地監測儀器，包含降雨、水文、傾斜、位移等儀器，也可以被動地做一些崩塌監測，例如地下水位突然急遽升高或降低、裂縫有滲水的現象，都可以作為崩塌前期的徵兆判斷。
提前劃定可能發生崩塌的危險區域、針對特定地區密集監控，就是很重要的防災工作。像是農業部農村發展及水土保持署，他們會負責調查「大規模崩塌潛勢區」，找出崩塌面積超過10公頃，或土石量達10萬立方公尺，或崩塌深度在10公尺以上的崩塌地。當中央氣象署預報說豪雨即將來襲，政府相關部門就會針對這些大規模崩塌潛勢區發布土石流或崩塌警戒，提醒民眾留意，嚴重的話也要執行疏散作業。
這些調查潛勢區的工作，是在莫拉克風災後著手建置的。根據2025年最新公告，全台目前有103處大規模崩塌潛勢區，不過因為政府調查及監測量能有限，實際上還有更多危險的範圍沒有被納入，像是最近馬太鞍溪、立霧溪因崩塌出現的堰塞湖，就不在這103處崩塌潛勢區內。
全台灣有79處已被列為優先處理的大規模崩塌區域，這些區域的邊坡下方，有需要保護的聚落、道路或關鍵設施，崩塌的量體會大於100萬立方公尺，而且崩塌有明顯變形的活動跡象，在歷史上曾經也發生過多次的崩塌區域，才會被政府列為優先處理的大規模崩塌潛勢區。
所謂的大規模崩塌造成的二次災害，進一步可以分成3種類型：
重力堆積：通常會發生在邊坡的山腳處
土石流：崩塌與水的混合，以土石流的方式持續向下堆積，造成災害範圍擴大
堰塞湖：崩塌發生後的大量土石阻斷河道，形成堰塞湖的天然壩，致災範圍除壩體本身的堆積處外，還有上游水位的升高造成的淹水現象，或是潰壩後，下游可能有溢淹的現象
＃天然壩
堰塞湖是指河川被阻塞物阻斷，造成上游的水流不下去，持續累積就形成湖。這些阻塞物是「天然壩」，它的來源可能因豪雨或地震而造成的崩塌堆積物，掉進河裡就形成類似擋土牆的效果。在國外，有些天然壩是來自火山的熔岩流，或冰河的冰積物。
崩塌剛形成的天然壩都不是很穩固，因為天然壩的結構非常鬆散，就像一面牆有很多洞，這些洞長時間會受到河水流動的破壞，或是壩體本身局部塌陷，可能都會讓堰塞湖在形成的一年內自然消失。
天然壩消失的方式有很多種：可能是當上游的堰塞湖水位持續升高，尤其是遇到大雨來襲，湖水溢出、流向下游，同時沖刷天然壩，這些不穩固的土石會被水切出一個開口，就會有更多湖水快速流出，最終導致天然壩潰壞，這就是「溢流潰壩」的過程。
在馬太鞍溪堰塞湖的災害中，也是因為颱風讓堰塞湖達到滿水位，最終發生溢流潰壩的情況。它的規模非常大，有大約6,000個奧運標準游泳池的水量夾雜土石傾瀉而下，快速灌入下游的花蓮縣光復鄉、萬榮鄉，甚至沖斷馬太鞍溪橋，也有一些來不及逃生的民眾被沖走。
這次災難發生前，學界和政府就有注意到這個堰塞湖的形成，在處理的過程中，我們覺得非常棘手的是，這個天然壩的崩塌，不但是台灣史上觀測到最大的崩塌事件，它的天然壩大小也達到世界級的規模。根據測量結果，整個崩塌區的土石量體高達3億立方公尺，如果把這3億立方公尺的土石都挖到日月潭，可以裝滿兩座日月潭，短時間內根本不可能挖完。
＃微地動偵測
一般來說，崩塌都是出現在人煙稀少的地方，所以我們很難及時發現堰塞湖的存在，但如果要降低災害的影響程度，能爭取到多少時間是防災、救災很重要的事情。在莫拉克颱風後，我們實驗室2010年就投入研發「微地動崩塌監測系統」，這套系統透過地震儀測到的震波訊號，只要短短6分鐘，就能快速找出全台各地崩塌可能發生的位置與規模。
什麼是微地動？我們的地球平時都在呼吸，它可以產生非常細微的震動，但由於這些震動真的太微小，人無法感受到，所以我們透過「微地動儀」去感受這些微小的震動。在台灣，這套系統在2015年開始運作，是全球第一個開發的即時崩塌監測系統。我們的研究團隊在2017年得到許多國際獎項的肯定，包含歐洲地球科學聯盟傑出青年科學獎、國際工程地質優秀青年獎、吳大猷先生紀念獎，這些獎項的肯定讓我們知道，這項技術不僅在台灣，也在國際上有很大的影響力。
今年7月21日馬太鞍溪上游出現崩塌的當天，我們實驗室這套監測系統立即看到崩塌的訊號，後續也通報相關單位，讓他們投入更多調查資源、想辦法將災害降到最低。
注意到崩塌後，我們要確認是否有堰塞湖形成，常見的做法是利用衛星影像去判斷，這次林業署在7月底就看到馬太鞍溪上游真的出現堰塞湖，甚至從衛星圖就初步評估崩塌面積達到500公頃。
因為崩塌地點在深山裡，非常偏僻且沒有道路，人、車都很難進去，只能透過直升機進一步去實地調查，並安裝監測設備。成功大學的研究團隊，在天然壩的上游安裝水位計，最大的困難是如何固定監測設備、如何進行資訊的即時傳輸。我們在即時傳輸上是用衛星的傳輸技術，把水位的資訊傳到政府機關。
我們實驗室在堰塞湖和下游聚落之間的河道旁，架設微地動儀，主要目的是即時偵測潰決的洪水，更精確地判斷洪水到達的時間，對下游的居民做預警、幫助撤離。當河水流動變強時，微地動儀可以感受到洪水的腳步聲，這些腳步聲產生的洪水震動，其強度變化可以提供我們做洪水的預警。
科學家們也沒有停下腳步，大家除了持續監測堰塞湖的動靜外，還有團隊專門在計算災害發生後下游淹水的可能分布範圍，這些分布範圍可以作為政府進行疏散避難時的參考，也可以大量減少人員的傷亡。
在颱風來臨前，最後一個由台大與陽明交大團隊算出來的淹水範圍相當精確，但最後還是有一些民眾沒能順利逃離。我想最大的問題是「防災資訊的落差」，有些防災資訊可能無法傳遞至高齡者、行動不便者、獨居長輩。
我認為防災資訊不只是「收到了沒」，而是「能不能真的去理解」、「能不能真的去反應、行動」。
我想這就是凸顯我們在這次的疏散、避難的執行上，還有很多進步的空間。大自然的力量真的太強大，我們一定要用最敬畏、謹慎的態度面對。但我也認為，如果事前沒有這麼多專業人員投入監控這個世界級規模的巨型堰塞湖，一定會造成比現在更大、更多的傷亡。
雖然我們已經知道有微地動、水位計可以偵測崩塌的發生，以及後續堰塞湖可能造成的潰決影響，但是天底下沒有最厲害的寶可夢，連在寶可夢的世界也是如此。不同的災害監測技術間，應該要互相整合，建立更完善的防災標準作業流程，就可以發揮一加一大於二的防災成效，大大減少災害的傷亡現象。
＃再現堰塞湖
馬太鞍溪上游堰塞湖目前的水位較潰決前下降119公尺，蓄水量大約是150萬噸，只剩原本的1.7％。林業署已經宣布，馬太鞍溪堰塞湖在2025年10月22日下午解除紅色警戒，但後續若還有強降雨或地震發生，也可能再次發布紅色警戒。
目前光復市區和河道兩岸的下游堤防，已經用沙包抬高5公尺，我們未來發布紅色警戒，會依據24小時累積雨量達到200毫米，或是河川的水位提高0.5公尺當作警戒、1公尺當作疏散的標準。如果地震發生時，震度達到5弱以上，就有可能會產生崩塌，也會再度發布紅色警戒。
去年0403花蓮地震發生後，以中央氣象署監測到5弱的地震至少有12起以上，其中有2起是6強，此時我們知道，花蓮地區的地質變得相當脆弱，而且崩塌的發生比以前更加頻繁。這次馬太鞍溪上游堰塞湖潰決後，後來往下游800公尺處又出現一個小規模的崩塌，也形成小型堰塞湖，蓄水量大約有60萬噸。它在10月21日被發現，當天晚上就出現溢流，光復鄉大馬村的居民也在第一時間被強制撤離。
另外大家都很熟悉的景點──太魯閣峽谷的立霧溪，10月17日時也被微地動系統偵測到燕子口地區出現崩塌、形成新的堰塞湖。我們實驗室在堰塞湖形成的兩天後到現場勘查，發現這個堰塞湖壩體的高度很高，但湖水水位與公路平行，所以第一時間水是從公路流出去、形成大瀑布，沒有立即的危險。也因為這個條件，我們可以進行工程介入，讓湖水逐漸溢流，警戒也在13天後解除。
燕子口已經不是第一次出現堰塞湖，最早在1951年就有記錄到出現73公尺高的天然壩，半年後才潰堤，1998年芭比絲颱風後也再次形成堰塞湖。我們可以發現，出現過堰塞湖的地方，它未來很有可能反覆發生，主要是因為和崩塌的生命週期有關，發生崩塌的位置，如果邊坡上依然有不穩定的土石材料，崩塌就會再度發生，亦有可能再度形成堰塞湖。
台灣最著名的案例是雲林縣古坑鄉的草嶺地區，由於當地地層極不穩定，歷史上已經發生至少5次重大崩塌，這些崩塌的土石攔截濁水溪支流清水溪、竹篙水溪而形成堰塞湖，包含我們今年7月的丹娜絲颱風過境後，也有堰塞湖形成，但目前河川已恢復自然流通的能力，大家不用過度擔心。
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