環境地質總論

環境地質總論

1.環境地質學概論

1.1 定義

「環境地質」一詞係美國伊利諾州地質調查所研究員James E. Hackett於1964年所創(Ivey, 1969)，他認為土地利用，尤其是都市地區，必須以區域地質資料為基本依據來進行都市計劃，此種因應規劃工作從事之地質調查，稱之為環境地質學(Environmental Geology)。Ivey(1969)根據韋氏大辭典對環境(Environmental)和地質(Geology)兩字的定義，融合出環境地質學的定義為研究影響人類生命與發展的所有地質狀況與地質作用的學問。引申這個說法，吾人可以認為凡是從地質學的觀點來研究人類生存環境的安全與衛生的科學就稱為環境地質學。

環境地質一詞有時會與工程地質互為混淆。一般而言，若是以地質學的觀點來研究工程基址的地質與力學參數就稱為工程地質學。因此，環境地質學著重在地質災害的研究，所謂地質災害乃是指影響人類生存環境的安全與衛生而受地質因素所控制的災害，其種類包括活動斷層、山崩、地盤下陷、基礎沉陷、侵蝕和沉積等，所以環境地質是先期性而且是區域性的研究，其資料是土地利用與災害防治所必需者；工程地質則重在土壤與岩石的工程性質的調查與試驗，其資料是工程規劃與設計所必需者，所以工程地質是後期性而且是局部區域的詳細調查。兩者的差異在於環境地質資料可供土地規劃或工程選址之用；而工程地質資料則可供工程設計之依據。以一套完整的工程選址與設計流程而言，兩者往往可以相輔相成。

1.2 本省山坡地常見之地質災害種類

本省可供開發為建築用地之山坡地，主要係指中央山脈西側的麓山地帶其標高在一百公尺以上，而未超過五、六百公尺者，地形學上稱之為麓山丘陵地。根據最新的板塊學說，台灣島係位於兩地殼板塊的接合處，其縫合線即為今日之台東縱谷。縫合線以東稱為海岸山脈，屬於菲律賓海板塊；縫合線以西為中央山脈和台灣西部地帶，屬於歐亞板塊。這兩個板塊相互擠壓，至今不輟。大約在距今兩百萬年以前(約在第三紀末至第四紀初期)，東部海岸山脈與中央山脈碰撞在一起，台灣不斷有地震發生，正是這兩板塊相互撞擠所造成的，可見台灣島的構造運動仍然相當活躍。上述地質活動造成西部麓山帶幾項地質特徵：(1)褶皺多，(2)斷層多，(3)岩層節理發達，(4)地盤上昇速率快，(5)岩性以砂頁岩互層為主，並含有煤層。這些地質特徵均充分影響本省山坡的地質災害種類。

自然界的平衡係許多複雜的因素互相牽制與作用結果。如果其中某項因素有了變異，平衡狀態即可能遭到破壞，須俟其他因素再進行各種不同程度的調整後，始能邁向另一新的平衡。人類的活動會破壞自然界的平衡，將環境帶入不穩定的狀態，同時還會引入新的災害。犖犖之例如切挖山坡肇使崩塌、開礦或超抽地下水導致地盤下陷、大量開發山坡地增加洪患頻率等，不勝枚舉。現將開發山坡地時可能遭遇到的地質災害敘述如下：

1.2.1 斷層

斷層是岩層內的不連續面，其兩側的地層發生過錯動。假若兩側的地層無顯著的相對位移，則稱為節理。斷層並非一個面，在地質圖上亦不是一條線，而是呈長條狀，寬度不一，隨斷層規模的不同，可能為數公尺，亦可達數十公尺，稱為斷層帶。斷層帶內為被擾亂之岩層，可能由斷層泥(gouge)或斷層角礫(fault breccia)所組成，係斷層發生位移時，在強壓和高摩擦力之下，將岩層粉碎之結果。有時斷層帶內可能還出現一組與斷層大略平行的剪裂帶(shear zone)(圖1)。斷層泥不具透水性，常阻滯地下水流而增加局部之地下水壓，降低斷層帶之剪力強度，容易發生滑動。同時斷層帶多由鬆軟且破碎之物質組成，除強度較弱外，也容易被壓縮，因此負以荷重後沉陷量將很大，須慎防不均勻沉陷。

圖1 斷層帶內之組成物質。(a)斷層泥(b)剪裂帶(c)斷層角礫岩

斷層之活動與火山類似，有死、活之分。而活動斷層亦稱活斷層(石再添，1983)或活性斷層(Tsai, et al., 1975)，其定義至目前為止並沒有一致公認的說法。不過在學理上，一般地質學者大都認為斷層發生時代愈新，其復活或再發生斷裂的可能性愈高。因此在第四紀(300萬年前迄今)曾經有過活動的斷層，可稱之為活動斷層；而在第四紀未發生活動的斷層則稱之為死斷層或休止斷層(inactive fault)(Keller, 1979)。而加州礦產與地質委員會(California Mining and Geology Board)(1973)，則又進一步將活動斷層之斷層活動度(fault activity)分為活動(active)與潛在活動(Possible active)兩類(表一)。若斷層曾在全新世(Holocene, 11,000年前迄今)活動，則其斷層活動度為

表一斷層之活動度

〝活動〞；若斷層曾在全新世(Pleistocene, 11,000年前至3,000,000年前之間)發生活動，則其斷層活動度為〝潛在活動〞。而在實際工程之應用上，世界各國採用的活動斷層定義也略有不同。

日本活斷層研究會(1980)認為在第四紀曾經反復活動，且推測將來可能再度活動的斷層，稱之為〝活動斷層〞。然而依美國原子能委員會所訂定的活動斷層標準，則必須至少合乎下列其中一項條件：(1)在過去35,000年內曾在地表或地表附近至少發生一次之移動者或在過去500,000年內曾重複移動者，(2)以足夠精密的地震儀曾記錄有感地震(macroseismicity)，而此地震之發生與斷層有直接關連者，(3)與含有(1)或(2)項條件之斷層，具有地質構造相關性(structural relationship)之斷層，當其中之一發生移動現象時，亦可預期他日會有同樣的現象發生(Code of Federal Regulations, 1978)。前者所訂之標準在實際認定的程序上容易發生困難。比如說一發生在全新世(即使是有詳細歷史記載)的斷層，若斷層並無適當的地層剖面能證明其有〝重複〞活動的現象，則不能認定是〝活動〞斷層，而後者所訂之條文則較為明確，認定上較為容易。但無論活動斷層定義為何，其認定之標準應視該工程遭破壞後可能產生之後果而定。對核能或核子設施等具有高度危險性的工程，活動斷層之定義應採用較嚴格的標準(如美國原子能委員會所訂的)；而對一般建築及小工程而言，則可採用較實際的標準(如CMGB所訂的斷層活動度為〝活動〞者)。

另外，活動斷層可依其持續性或突發性的活動型態，分別稱之為潛動(Creep)型及地震發生型活動斷層(垣見，1979)。美國的San Andreas斷層即屬於潛動型活動斷層，其潛動速度約每年2.5至3.5公分(Keller, et al., 1982)。而1935年台灣中部發生大地震時所產生的斷層，則屬於地震發生型的活動斷層(潘國樑，1983)。

一般而言，活動斷層的地質學認定方法須包括兩個步驟，其一為地形異常或地形特徵的找尋，其二為地層證據的發掘。第一個步驟可提供何處可以發覺地層證據、斷層延伸位置、伴隨斷層發生的地形及斷層移動方式等資料，對第二個步驟的進行將提供極有價值的資料；第二個步驟則是利用地層的證據證明斷層是否為活動斷層。由於活動斷層為斷層的一種，因此其在地形上的特徵與一般斷層類似，只是它發生的年代距離現代較近，特徵較容易保存下來。Coasta and Baker (1981) 所提出活動斷層的地形特徵主要有10種，包括斷層崖(fault scarp)、削切山嘴(faceted spur)、斷層崖上的懸谷(hanging valley)、斷層帶附近的窪地(ponding drainage)、錯動河斷層池(sag pond)、斷層崖附近之隆起或扭曲的平台(warped tarrace)、斷層帶兩側之土壤、植生的差異、斷層線上的線狀河谷或凹槽(linear valley or trough)、及橫斷嶺(shatter ridge)等，其中大部份可由Wesson, et al., (1975)研究的加州San Andreas斷層之地形特徵說明(圖2)。

圖2 活動斷層之地形特徵(修改自Wesson, et al., 1975)

Keller, et al., (1982)也曾利用沖積扇的錯斷地形尋找到活動斷層。此外，其他的地形特徵還有湧泉(spring)、植生或線狀異常排列亦可能暗示斷層之存在。而所謂的地層證據則通常需要以野外地質探勘的方法取得斷層兩側之地層排列狀況資料，再採得適當的炭質物以放射性定年方法推測斷層發生的年代，及研判其是否有重複活動的現象。

台灣的地殼運動相當活躍，地震頻仍，且多斷層現象。就目前已知發生於第四紀之斷層就有36條之多(Hsu and Chang, 1979)，且愈近發生之斷層其將來再度活動的機會愈大(Bonilla, 1977)，因此確認活動斷層的存在與否是環境地質調查中的一項重要的工作。在美國，活動斷層上及其兩旁相當寬度內是絕對禁建的。

1.2.2 崩塌

在重力的影響下，斜坡上的土石不斷地向下坡方向移動，稱為塊體運動(massmovement)，或稱斜坡運動(slope movement)。造成斜坡運動的地質作用即稱為斜坡作用(slope processes)。山崩就是一種快速的斜坡運動。重力是斜坡運動的唯一驅動力，因此在月球上沒有水的情況下，斜坡運動也可以進行，只不過水會觸發及加速斜坡作用。重力的作用永不停止，但是要使土石移動，必須重力大於土石的慣性才行。自然界有很多因素可以減少土石的移動阻力而幫助斜坡運動的進行。影響斜坡運動的因素可以分為內在或外在兩種，內在因素存在於土石本身，主要包括(1)礦物組成的性質、(2)地質構造、(3)地下水的存在、(4)地形、(5)植生。外在因素是觸發山崩的劊子手，主要包括(1)岩層的風化、(2)孔隙水壓增加、(3)加重負載、(4)移去坡趾支撐、(5)下伏地層垮塌、(6)地震、(7)其他因素，如地下採礦或石灰岩溶洞會造成地盤下陷等。

斜坡運動可依其移動方式而分為墜落(falls)、傾翻(topples)、滑動(slides)、側滑(spreads)與流動(flows)等五大基本類型(圖3)，這五種運動即一般統稱的山崩(landslide)。另有由兩種以上基本類型組合而成的複合型斜坡運動(complex slope movements)。發生移動的物質可分為岩石(bedrock)和工程土壤(engineering soils)兩種，其中工程土壤又可細分為顆粒較粗的土石(debris)和顆粒較細的土泥(earth)(表二)。

表二斜坡運動之分類(參考Varnes, 1978)

			移動物質
移動方式			岩石	土壤
				粗粒	細粒
墜落			岩石墜落	土石墜落	土泥墜落
傾翻			岩石傾翻	土石傾翻	土泥傾翻
滑	旋滑	岩石崩塌	土石崩塌	土泥崩塌
動	平滑	岩石滑動	土石滑動	土泥滑動
側滑			岩石側滑	土石側滑	土泥側滑
流動			岩石流動(潛移)	土石流動	土泥流動

(1)墜落

墜落是體積大小不一的岩塊或土石以自由落體的運動方式向下掉落，多發生於陡峭邊坡或懸崖，速度極快。有時發生在公路邊會傷及人車。砂頁岩互層構成的陡坡，會因差異侵蝕的影響，導致上覆的砂岩失去支撐而墜落。

(2)傾翻

傾翻是岩塊向下坡方向傾斜，然後發生滾落的一種方式；岩層被兩組垂直節理切割成柱狀的岩塊最容易在自由面上發生傾翻或崩移。在台灣由於風化與侵蝕作用非常嚴重，許多符合傾翻破壞的地質條件，在開始階段表層就已經風化、侵蝕而消失，故不容易發生傾翻破壞。但在岩層顯露或人為邊坡，發生這種破壞的可能性則大幅增加，尤其在山區闢建的公路，常有非常高聳的邊坡，甚至半隧道的型式，在這種邊坡傾翻破壞時有發生。傾翻發生的場合通常有一組高傾角的不連續面(層面或節理面)向邊坡的內側傾斜，如圖3(B)所示。

(3)滑動

滑動是一種剪切式的移動，是最常見的斜坡運動。它可分成兩種，一種稱為平面式滑動，另外一種稱為旋轉式滑動(或稱崩塌)。平滑的滑動面形狀近乎平面，如層面、節理面、斷層面或崩積土與岩盤的界面等是；旋滑的滑動面形成則是開口向上的曲面，有如正立的湯匙。平滑常沿著岩盤、層面、節理面或斷層面滑動，移動常因地層排水不良而觸動，但是也常因坡腳被除而引發，因此以發生在路邊山溝或河流的坡面最多。旋滑常發生於邊坡、河岸、公路旁及填土的地方，尤其是土層很厚或岩層破碎的地方，在滑動體內及冠部附近經常可見到張力裂縫。事實上，自然界的滑動很少有單一形式者，很多滑動均是在頭部為旋滑，在趾部則轉變為平滑或流動。

(4)流動

流動為像可塑性流體一樣的移動，其速度可以從每秒數公分至每秒數百公尺。民國六十九年六月接近舊曆年關時，在北部濱海公路靠近基隆山山麓所發生的山崩

圖3 各種山崩型式：(A)墜落；(B)傾翻；(C)平滑；(D)旋滑；(E)側滑；(F)流動

(潛移)

即是屬於一種流動，乃是在一場豪雨之後，崩積土飽含水份而發生移動。稱之為土石流(debris flow)流動不一定要含水，有的邊坡在重力的作用下也會慢慢地向下坡方向流動，稱為潛移(creep)，其移動速度很慢，每年可能只有數公厘至數公分，但已足以威脅基礎的安全。潛移可分為深、淺兩種，淺者只有表土部份發生滑動，深者會導致岩層彎曲。

(5)側滑

側滑幾乎是水平方向的滑動，滑動面底下通常是一軟弱的岩層，因軟弱岩層發生可塑性流動而影響上覆堅硬岩層。

總之，山崩是山坡地開發時須特別注意的一種地質災害。先進國家通常規定在山坡地開發之前要準備一幅山崩潛感圖(landslide susceptibility map)，對斜坡之穩定性分成不同等級，以便加以分區管制(Nilson and others, 1979)。

1.2.3 基礎沉陷

由填土、採礦廢石堆積、斷層破裂帶或崩積物所組成的物質，大都是非均質、顆粒淘選(sorting)極差、不易壓實、孔隙大、抗剪力低的土石。一般而言，若在土石上加蓋建築，而當建築物之重量超過土石之承載力時，由於基礎下的接觸壓力過大，並且超過土石之抗剪強度，因此土石會從基礎下沿著剪裂面被擠出，此時建築結構就持續地加速沉陷或傾斜，如果基礎下的物質為均質，且建築結構的荷重均勻，則建築物之沉陷量在建築結構的中心最大，在建築物的邊緣最小。這種情況可利用不同形式的基礎結構或局部加強土石之承載力，以降低中心點的沉陷量，使建築物沉陷得以平衡，如此尚不會對建築物造成破壞。但是如果基礎下的物質為非均質或建築物結構的荷重不均勻時，則會發生不等量沉陷，對建築危害至大。尤其是前述之填土、煤渣堆積、斷層破裂帶與崩積土更是屬於不良的基礎土層。其密度通常較低、含有大的空間、易於蓄水，極不適合作為建築物的基礎。並且此種土層與岩盤缺乏緊密接觸，彼此之間磨擦力很小，若再加上雨水下滲與震動，則除了會發生不等量沉陷之外，還可能引起土層滑動，尤其是當其接觸面為傾斜狀態時更容易發生，故應避免使用。

此外，在整坡的地方，如果建築物基礎有部份置於岩盤之上，而另一部份置於填土之上，由於岩盤與填土之承載力或壓縮性質差異極大，會產生相差甚大的不等量沉陷而危及建築物的安全。此種情況可以在進行精細的工程地質調查與力學試驗之後，利用靜力分析以求得可能之沉陷量分佈，而應用不同深度、寬度或型式的基礎以平衡不圴勻的沉陷量，或將堅岩挖除再用土壤回填方式，使沉陷量相等。

1.2.4 地盤下陷

地盤下陷可能自然造成，例如在石灰岩地區，地下水沿著節理或層面流動而將石灰岩慢慢溶解掉，形成很多地下洞穴，當洞穴擴大並接近地表時即發生陷落而變成落水洞(sinkhole)(圖4)。高雄地區之石灰岩曾發現這種情形。這些潛伏在地下之溶洞可能經不起地面上的負載而塌陷。

圖4 石灰岩洞穴及落水洞

地盤下陷也可能由人為因素所造成，例如因地下水超抽而引起(如台北市及本省蘭陽平原或西南海岸之養殖地區)或因地下採礦而引起(如本省北部之採煤地區)。本省北部山坡地因有許多重要煤田，將來山坡地逐漸開發之後，勢將面臨下陷問題，應即未雨綢繆。

根據英國人的研究指出，當煤層的挖空寬度(W)與煤層深度(D)之比小於0.25時，地盤下陷量微不足道(圖5及圖6)；但當W/D大於1.3時，即可達到最大下陷量(約為煤層厚度的百分之九十)；如果挖空寬度再擴大，最大下陷量仍維持不變，但下陷範圍則會擴張。本省煤層較薄且深，下陷情形是否與英國的相似，急需加以研究，方能獲得決定性的結論。久已廢棄的煤礦通常會被地下水所填滿，由於地面上負載或抽取地下水會加速塌陷。為防止災害發生，目前的技術是採用回填方式將採空部分局部填滿，煤礦上方之破裂地層則以灌漿方式穩定之。

圖5 煤層開挖寬度(W)與地盤下陷量(S)之關係

圖6 地盤下陷量與煤層深度(D)、厚度(t)、及寬度(W)之關係

1.2.5 河岸侵蝕

在河道轉彎的地方，有一邊河岸會受河水強烈的侵蝕(切割坡)，而在另一岸則逐漸沉積河水所攜帶的泥砂顆粒(滑走坡)，若在被侵蝕的河彎有道路或建築物時，其基礎經常會遭到破壞。許多河岸邊坡亦常因河流侵蝕坡腳而肇使崩塌(圖7)。

圖7 河道轉彎處會受河水強烈的侵蝕而發生崩塌(箭頭處)

1.2.6 向源侵蝕

河川的侵蝕有加深、加寬與延長河道的趨勢。在河流(尤其是沖蝕溝)的源頭處，河流的下切(downcut)作用會使河溝逐漸向上游延伸，此種自然作用為向源侵蝕(headward erosion)。河流的源頭支流不斷地向前端延伸，源頭處的碎石不斷崩塌、不斷地被搬運至下游地帶，此種歷程經年不輟，最後由支流造成一種湯匙形的凹坡地形。同時地面水及地下水均有向河溝的源頭匯集的趨勢，更容易促進向源侵蝕的發展。

1.2.7 沖蝕與淤積

就體積與重量而言，河水中之懸浮泥砂為本省最大之污染物。這些泥砂均來自山坡地之不當開發及河岸兩旁之侵蝕崩塌。這些泥砂會使水庫壽命減短、河流及港口淤塞、洪患頻率增加、溪中及海濱的魚類死亡、自來水處理費提高、及沃土的喪失。

侵蝕率最快的地方是露天廣塌、道路開闢、及工程施工處。根據調查，美國某一20英畝大的房地，在建築期間之侵蝕量達3,800公噸，相當於將整個地區的表土剝除三公分。而本省建築施工期間較長、雨量又大，侵蝕量恐怕尤大於上述數字。山坡地開發若不注意水土保持，則房屋基礎有被雨水淘空之虞。此外，上坡部位開發之後，勢將增加逕流量而加速下坡部位之侵蝕；同時，山坡上因侵蝕作用所產生之泥砂將傾卸於坡腳下，可能將住屋掩埋。可見水土保持宜作全盤規劃，否則救了上坡而害了下坡。

1.2.8 膨脹性土壤

土壤中所含的粘土礦物，有些吸水後會膨脹，脫水後則收縮，尤其以蒙脫石( montmorillonite)為最。鈉蒙脫石遇水後體積會膨脹10倍至20倍，其上舉力可以高達160至600KN/M2，足以將一間農舍舉起來。土壤的膨脹與收縮最容易在水份變化帶(soil moisture active zone)內發生。在這個變化帶裏，土壤內的水份會隨著季節改變，時乾時潮，因此土壤有時收縮，有時膨脹。本省的一些頁岩和凝灰岩可能具有膨脹性，值得進一步研究。

2.研究方法

環境地質之調查研究可分(1)資料蒐集、(2)航照判釋與野外調查、及(3)室內分析三方面著手進行。其中室內分析包括山崩潛感性分析與土地利用潛力評估兩項工作。

2.1 資料蒐集

環境地質調查基本上必須從蒐集地質資料開始，對前人的調查結果加以研判與分析，如果前人資料不足，或精確度不夠，則需自行調查與研究。此外，涵蓋調查區之地形圖(比例尺1:5,000)、航空照片、現有之地表水文資料，以及煤坑分佈資料等均必須於調查作業展開之前即蒐集完備。

2.2 航照判釋與野外調查

地質災害為一種動態現象，而工程建設又不時改變地形與地物，若採用傳統方法從事調查，時效上恐有不逮，是故本研究以航空照片作為原始資料與調查介質，利用航照判釋技巧，先在照片上進行各項廣域性研究。航空照片尚有提供立體景觀之優點，從立體鏡向著照片觀視就是3×3平方公里的廣大地面，故對區域性之地形、水系與地質均可一目瞭然。從航照上辨認地質災害(不管是已存在的或潛伏的)如山崩、侵蝕等，比地面調查更容易、而且更有效率。但航照判釋之後仍須到野外進行實地核對。此因航照之利用有一定限度，當從航照上無法辨認某些地表現象或對判釋結果沒有充份把握時，均須在地面上做近距離觀察。這種次序有時候可倒轉過來進行，例如先在地面上定出地層界線或構造線的位置，然後才從航照上來追蹤。因此，本研究極度依賴航照判釋與野外實地調查的密切配合而相輔相成，如此不但可以加快調查速度而且可以增進調查精確度。

航照判釋與野外調查工作完成後，必須將各種已發生或潛伏的地質災害之分佈範圍，配合地質資料繪製於地形圖上，而完成環境地質圖。

2.3 室內分析

2.3.1 山崩潛感性分析

邊坡上之土石均有因應重力而下滑的趨勢，其分力稱為剪應力(shear stress)，但又受制於本身的抗剪強度(shear strength)而保持暫時穩定的狀態。一旦這種均勢遭到破壞，即剪應力增加或抗剪度減弱，就可能發生山崩。肇使這種變化的因素很多，但可歸納為地質、地形和氣候三大類。山崩潛感性分析的目的即是要研判各種可能引發山崩的因素，經評估後，比較調查區內各部份發生山崩的相對難易程度。

山崩潛感性分析的第一步驟，必須對調查區的地形進行坡度計量。坡度計量的方法很多，而且各有優劣，本研究係採取合乎自然的等高線分區法，其方法如下：

(1)首先在比例尺1/5,000的像片基本圖上描繪出主要稜線與河谷，並區分其坡向。

(2)研判地形圖中等高線分佈之情形，然後依據等高線間距之均勻一致性而將之劃分成若干區帶。基於精度之考慮，區帶面積大於一平方公分(圖上面積)者才繪於圖上。

(3)計算各區帶的坡度，即完成調查區的坡度計量。

採用此法進行坡度計量的最大優點有二：(1)考慮等高線間距之均勻一致性與坡向所劃出來的區域符合地形之自然分佈狀態。不似格子分割法過於僵化，且格子大小之取決又是一大困擾。(2)實際作業時較格子分割法便捷，精確度亦不差。此法較大的缺點在於區帶的界線可能會因人而稍有不同。但本研究曾根據三個實際作業先行試驗比較，發現在坡度分級範圍內其誤差可以不必考慮。本計畫將坡度分為下列五級：(1)0%～5%(0°～3°)、(2)5%～15%(3°～8.5°)、(3)15%～30%(8.5°～17°)、(4)30%～55%(17°～28.8°)、(5)大於55%(大於28.8°)。

緊接著坡度計量之後，必須進行崩塌地與崩塌堆積分佈範圍的調查。從許多山崩的案例統計結果顯示，舊有崩塌地再度發生山崩的可能性較從未發生過崩塌的邊坡為高，以台灣著名草嶺大崩山和阿里屏遮那崩塌地為例，均是因為舊有崩塌地復活而造成嚴重的山崩災害(洪如江，1980；屏遮那崩塌地治理概況報告，1983)。國外亦不乏舊崩塌地復活而造成嚴重災害的例子，如Portuguese Bend, California (Marsh, 1978)。再者，崩積土內部的透水性佳，表面則不易透水，故常有較高的孔隙水壓。一般崩積土在平常情況，其安全係數約為1.0到1.2之間，暴雨或地震時，孔隙水壓力大為升高，安全係數顯著降低，可能因而引起山崩的復活(洪如江，1979)。民國七十二年初發生於曾文溪上游福山攔砂壩附近之崩塌，即是崩積土再度發生崩塌的例子(陳振華和王文能，1983)。因此了解調查區內崩塌地與崩積物質分佈的範圍，是山崩潛感性分析中很重要的一環。

崩塌地與崩塌堆積的調查工作，除了野外實地勘查外，為了節省作業的時間，並提高工作效率，還必須利用航照判釋技巧輔助調查工作。尤其是舊有崩塌地往往因為自然的風化作用或人為開挖改變了地貌，以致在野外不易辨認，若利用航照判釋則可由許多地形不調和(physical incongruities)的現象，如波狀地形(hummocky terrain)，阻斷水系形態(blocked regional or local drainage patterns)，舊崩塌的崩崖(aneient slide sccarps)和植生密度的不同(vgetation differences)等加以認定(Gedney & Weber, Jr. 1978)。調查工作完成後，必須將上述所有的資料標示於坡度計量圖上。

另一項會影響山崩潛感性的因素是岩石或土壤的種類以及岩體的構造，因為邊坡的穩定性與組成邊坡物質的力學性質有很密切的關係，而土石的力學性質會因土石種類的不同而有所差異。因此了解調查區內基岩(bedrock)或土壤的種類與分佈範圍，也是山崩潛感性分析過程中必備的基本資料。再者，岩層常包含許多弱面(weak planes)，沿此弱面剪力強度較低、透水容易、且易受風化。許多崩塌災害及工程意外事件，常常是因為這些弱面而發。民國六十六年發生於汐止收費站附近的地層滑動，即是岩層弱面所引發的災害。弱面又稱不連續面(discontinuities)，依其成因，大致可分為兩大類(洪如江，1983)：(1)原生弱面(primary weak planes)係指地層面，尤其是沉積岩在沉積當時就已形成之界面。原生弱面包括層面(bedding planes)及不整合面(surface of unconformity)；(2)次生弱面(secondary weak planes)係指地層固化成岩後所形成之弱面，次生弱面包括斷層帶(fault zone)、斷層(faults)、節理(joints)、劈理(cleavage)、片理(schistosity)、剪裂帶(shear zone)、張裂縫(tension cracks)、罅隙(fissures)、以及其他葉理(foliations)等。為不連續面所切割之岩體(rock mass)，其強度遠遜於岩材(rock substance)(岩體內介於不連續面間之固結且膠結較好的礦物集合體)。通常，在火成岩或有些片岩中，岩林的強度大於岩體十倍或百倍以上，因此斜坡之破壞過程往往不包括岩材破壞；在沉積岩中，岩材強度較弱，斜坡之破壞過程常常包括部份岩材的破壞，不過較為塊體或堅硬之沉積岩的破壞主要仍受不連續面的控制。因此不連續面的調查與分析遂成為岩坡穩定分析中最具決定性的工作(Hoek and Bray, 1981; Goodman, 1980; Goodman, 1976)。在調查與分析不連續面時，除了統計其分佈之方位與組織外，若能注意下列數項不連續面的物理特性，將更有助於正確地分析邊坡的穩定性：

1.不連續面之延續程度。

2.不連續面之間距(spacing)。

3.不連續面之粗糙度。

4.不連續面區之開口大小(separation)。

5.不連續面內之填料。

6.不連續面之滲水情形。

7.不連續面切割之岩塊之幾何形狀。

調查區內岩層之種類與分佈範圍(若局部地區有較厚之土壤覆蓋亦必須了解其性質與分佈)必須描繪在地形圖上，並附以地質構造，同時不連續面之方位與組數亦應示於同一圖中；至於不連續面的性質則可於山崩潛感性分析時供作參考。

將上述三種基本資料—基岩的性質、坡度、以及崩塌地與崩塌堆積之分佈蒐集齊全後，即可著手進行較大區域(比例尺1:125,000)的山崩潛感性分析(Nilson and others, 1979)，其理由有三：(1)這些都是控制邊坡穩定的重要因子，(2)這些資料所提供的情報可以涵蓋整個調查區，(3)這些資料可以有效地納入區域性的邊坡穩定分析中。但就大比例尺(1:5,000)的山崩潛感性分析而言，此法尚嫌粗略，因此Marsh(1978)根據美國地質調查所早年(1972)在加州San Meteo County所作的山崩潛感性研究方法(Brobb and others, 1972)，再補充一些評估項目，如考慮地震帶、地區性的河岸侵蝕、開挖和植生覆蓋等，使得山崩潛感性分析的工作更趨於複雜與完備。另外，Petak和Atkisson(1982)提出不利地層(adverse formation)的觀念，並以三個假設做為製作山崩潛感圖的指導方針：(1)曾經發生過崩塌的不利地層，假設在所有自然條件都保持不變的情況下，其再度發生崩塌的可能性仍然較高，(2)一地層如果在某一地區被證實是不利的那麼在其他地區也應該被認為是不利的，(3)在山崩潛感性分析中，被歸類為某一級地區，其中仍可能有部份區域，其潛感性高於或低於此級。同文中，並考慮降雨量對山崩的影響。

本研究於進行山崩潛感性分析時，除了參照前述國外的作法和經驗外，還考慮國內的地質環境以及實際作業的可行性，而發展出一套適用於國內的山崩潛感性分析法。分析工作首先考慮坡度，根據研究期間的觀察，並參考日本全國陡坡地山崩災害調查結果(李三畏，1983)以及本省公路邊坡崩塌頻率之統計資料(陳淮松，1984)，本研究將調查區的坡度歸納為四類：(1)坡度0%～5%；(2)坡度5%～30%；(3)坡度30%～55%以及(4)坡度大於55%。接著第二步驟必須考慮基岩的性質，基岩的山崩潛感性評估可分為強度、弱面間距與風化程度等三項加以考慮。其中岩石的強度係根據國際岩石力學學會(ISRM)公佈的標準(表三)，將之粗分為三級，並給予評分。

表三 ISRM岩石材料之強度分類標準

分類符號	分類	單軸抗壓強度(MN/M2)	野外簡易分類法
R0	極弱	0.25～1.0	大姆指甲僅略能壓出凹痕
R1	甚弱	1.0～5.0	可以地質錘細端敲碎；可以小刀切削之
R2	弱	5.0～25	用地質錘之細端可敲出淺痕；小刀難以切削
R3	中強	25～50	地質錘敲擊一次可裂；小刀無法切削
R4	強	50～100	地質錘敲擊一次以上始裂
R5	甚強	100～250	地質錘敲擊多次始裂
R6	極強	＞250	用地質錘猛敲僅見小碎片跳出，極難敲裂

第一級為強岩，R5～R6，分數為0；第二級為中強岩，R3～R4，分數為1；第三級為弱岩，R0～R2，分數為2。弱面間距則參考Bieniawski(1979)地質力學分類法之評分標準而將之分成三級，第一級之弱面間距大於2公尺，分數為0；第二級之弱面間距小於2公尺但大於0.6公尺，分數為1；第三級之弱面間距小於0.6公尺，分數為2。

表四岩石風化程度分類標準

分類標準	分類	風化程度
IA	新鮮	岩石材料未見風化跡象
IB	極微風化	不連續而上稍見褪色
Ⅱ	微風化	全部岩材均已變色
Ⅲ	中度風化	一半以下的岩材分解或崩解為土壤
Ⅳ	高度風化	一半以上的岩材已分解或崩解為土壤
V	全風化	所有岩材均已分解或崩解為土壤，但岩層原結構仍清晰可見
Ⅵ	土壤	所有岩材均已變為土壤，連岩層原結構已不復見

至於岩石的風化程度係根據Geological Society Engineering Group Working Party (1977)所公佈的風化程度分級標準(表四)而分為三級。第一級為新鮮岩石，(IA與IB)，分數為0；第二級為中輕度風化岩石，(Ⅱ～Ⅲ)，分數為1；第三級為高度風化岩石(Ⅳ～Ⅵ)，分數為2。綜合以上三項，以各單項之得分相加，可將岩體分為三類：A，總分0～2；B，總分3～4；C總分5～6。受地質構造(斷層、褶皺等)影響之破碎岩體皆屬於C級。山崩分析的第三步驟必須考慮崩塌的歷史，包括各種新、舊崩塌及崩塌堆積物之範圍劃定，其又可分為三種狀況，如表五。

表五山崩歷史評估準則

有

無

有

無

有

無

有

無

新、舊崩塌

�

崩塌堆積

�

狀況(代號)

評估工作至止，山崩潛感圖之芻形已漸顯現，但為使山崩潛感性分析更周全，必須再酌加考慮一些因素—河岸侵蝕(或向源侵蝕)(d)、表層沖蝕(e)與人為因素(f)包括填土與礦渣/廢石堆積等)。綜合上述各項影響山崩潛感性的因素(坡度、基岩種類、山崩歷史、河岸侵蝕、表土沖蝕以及人為因素)而予以組合，可將調查區內各部份發生山崩的機率分為低、中低、中高以及高潛性四大類(表六)，並完成山崩潛感圖。實際作業時，還可將表六歸納成圖8，更有助於分析工作之進行。

表六山崩潛感性分析準則

山崩潛感性	評估因素組合	災害分級	災害防治成本指數
低	IAa, ⅡAa, IAe, IBa, ICa	0	0
中低	IAb, IAc, IAd, ⅡAd, ⅡAe ⅢAa, IBb, IBc, IBd, IBe ⅡBa, ICb, ICe, ⅡCa, If*	1	5
中高	ⅡAb, ⅡAc, ⅢAb, ⅢAd, ⅢAe ⅣAa※, ⅡBb, ⅡBd, ⅡBe, ⅢBa ⅢBb, ⅢBe, ICC, ICd, ⅡCb ⅡCd, ⅡCe,ⅢCa, Ⅱf*	2	10
高	ⅢAc, ⅡBc, ⅢBc, ⅢBd,ⅡCc ⅢCb, ⅢCc, ⅢCd, ⅢCe Ⅲf*, ⅣB, ⅣC	3	20

符號說明

坡度 ﹪

基岩性質 **

其他因素

I. 0%～5%

Ⅱ.5%～30%

Ⅲ.30%～55%

Ⅳ.大於55%

A.強岩

B.中強岩

C.弱岩

**同時考慮強度、弱

面間距與風化程度等三項因素

a.岩層未受擾動

b堆積層分佈區

c.崩塌地

d.河岸侵蝕、向源侵蝕

e.表層沖蝕

f.廢棄土石、人為填土

*人為填土與礦渣廢石堆積，祗考慮其與坡度的關係。

※Ⅳ級坡之坡地除A種岩類之ⅣAa屬中高潛感性之外，其他岩類皆納入

高潛感性。

山崩潛感圖可以顯示調查區內有些地區較可能發生崩塌，那些地區則否，物色住宅區、建地或工程選址時，以尋覓低潛感性地區為優先。但是在利用該圖時，必須具備一個概念—由於受到比例尺的限制，在山崩潛感性分析中，被歸納為某一等級的地區，其中仍可能有部份區域，其潛感性高於或低於此級。換句話說，本研究所繪製的山崩潛感圖，其顯示的山崩潛感性係在五千分之一比例尺精度內之平均值，太過於狹小地區的潛感性無法在圖中表示出來。必須經過更詳細的調查(如比例尺在一千分之一以上)才能確定。另外，山崩潛感圖所顯示的山崩潛感性係在現階段自然的狀態下加以評估之結果，一旦另有其他人為因素介入，則可能會因開挖不當而昇高其潛感性。為防止此事情發生，一般建築管理辦法中均規定，於工址開發前需提出基地調查結果送審。因此，本計畫所稱的山崩潛感圖僅供分區規劃及建築管理初步審查參考用。基地調查報告則是第二層的防護。另外還有第三層的管制，稱為敷地監核，國內尚未見諸實施。總之，坡地開發之管理需要政府層層監督，非一次審核即可有效防止災害的發生，此種管制程序中外皆然，它是科學的，也是幾十年的防災經驗才奠定的。

2.3.2 土地利用潛力評估

本省人口稠密，平地面積稀少，同時大部分是農田，因此以山坡地為住宅用途之開發利用將成為事實。對於如何合理且安全地利用山坡地的問題，首先必須先了解這些土地的過去、現在與未來，曾經或可能發生什麼災害，它們復發的可能性如何，肇使災害發生的誘因為何，災害發生時會對人類產生何種影響，此等災害是否可以防治，防治的成本又是多少，這些問題都是規劃前須要解答的。如果單就某項環境災害問題來進行規劃，往往會忽略許多災害併存時的綜合效應，以致規劃可能發生偏差。但各種災害的調查工作是一項專門技術，為免除決策者、規劃者及一般民眾閱讀專門技術資料的困擾，本計畫所設計之土地利用潛力評估(land capability analysis)，乃將調查區內之各種地質災害問題總合歸納，並考慮土地開發與災害防治成本，以電腦分析而求得調查區之土地就都市發展或工址選擇之利用潛力。一地區所發生的災害愈少或甚至沒有災害發生，則災害防治成本必低，其利用潛力將愈高；反之，其利用潛力將降低。基於這個觀念，若能對土地的利用潛力先進行評估，然後再配合其潛力做適當的使用，則山坡地資源將可獲得合理的利用，而且災害發生率將降至最低。

(一)土地利用潛力之評估步驟

土地利用潛力之評估可依下列六項步驟進行：

(1)決定土地之利用型態—土地利用潛力之評估，首先必須決定土地的利用型態。本計畫僅就土地適合做都市發展或工程基址之用而加以探討，其他型態之土地利用潛力評估，只要將指數稍加更改，即可比照辦理。

(2)判定何種地質災害將會影響土地的利用價值，並圈定其分佈範圍—調查區內可能存在之地質災害有山崩、斷層、土壤侵蝕、基礎沉陷、地盤下陷等。其中某些地質災害的分佈範圍已標示於環境地質圖。但土壤侵蝕(土壤受蝕性)與基礎沉陷則必須另備資料基本圖。

(3)辨識不利地形條件之分佈範圍—地形太過陡峭的地區(本計畫採坡度大於55%者)，在開發時挖填均較大，且容易引發地質災害，其開發與災害防治成本均偏高，作為都市發展用地使用時既不經濟而且安全堪虞。民國七十二年七月內政部頒佈之〝山坡地開發建築管理辦法〞中亦明文規定坡度陡峭者，不得開發建築。

(4)將地質災害之嚴重程度分級(表七第2欄)—各種地質災害可根據其防治之難易或防治費用之高低加以分級。本研究參考美國地質調查所於1970至1976年間在加州所作之研究結果(Laird and others, 1979)，再兼顧國內地狹人稠、土地資源稀少等情況，將標準稍加放寬。基本上每種災害之嚴重程度可分成三至五級，分別以0,1,2,3,4代表，其數值愈大則表示防治成本愈高，處理的難度亦增加。0代表不需處理者，1代表處理容易者，2代表處理稍難者，3代表處理很難者，4代表處理極難或甚至無法處理者，由於分析的步驟牽涉到地質資料數量化的轉換，較為複雜。其詳細內容留待下一節說明。

(5)決定單項災害防治成本指數(表七第3欄)與坡地開發成本指數—各種災害分級一旦確定之後，可經由Laird and others(1979)所創立之計算公式估算每單位面積內之地質災害防治成本。

邊坡破壞防治成本的來源主要可分為兩大類，一為工程地質調查費用，包括(1)初步地質報告，含前人有關報告之研判、航照判釋、地表地質圖之製作及少數地物探勘之剖面；(2)地下地質調查，含挖掘明坑、明溝、取樣試驗、坡度穩定分析和綜合研判；(3)詳細之工址工程地質調查，含鑽探、土壤分佈圖及試驗、整坡工程與特殊之基礎設計。另一類為減輕地質災害的費用，該費用之估計因坡地條件的不同，變化很大，約為工程構築費用的1%至50%。在美國，經過實例查訪，並統計分析後，若以住宅區為土地利用方式，其花費於防治邊坡破壞的成本，依據山崩潛感性的高低順序依次為200,000，100,000，50,000及9,000～0美元，此種歸類可分別對應於本計畫中山崩潛感性分析之分級，由於國內並無類似的統計資料，本計畫遂逕取其費用之比值，即20、10、5、0，並稱之為防治成本指數。

表七地質災害之防治成本指數

地質災害類別	災害嚴重等級	單項災害防治成本指數
	0	0
邊坡破壞	1	5
	2	10
	3	20
	1	1
土壤沖蝕	2	2
	3	3
	0	0
基礎沉陷	1	2
	2	3
	3	10
	0	0
	1	2
地盤下陷	2	3
	3	10
	4	20
坡度大於55﹪	-	26

基礎沉陷的防治成本要花費於(1)地下地質調查費用、(2)整坡費用、(3)適當的回填及(4)特殊之基礎設計。依據災害程序之高低順序，美國之統計數字(以住宅區為土地利用方式)為100,000，30,000，20,000，2,000美元，本計畫逕取其費用之比值，即10、3、2、0。

Laird等人(1979)的研究報告中，關於土壤侵蝕一項，係考慮因侵蝕所造成的耕土流失以及於沉積區將淤泥清除所需之費用。若以住宅區為土地利用方式而言，其總費用僅約數百美元，與前兩項地質災害之防治成本實無法相較。但鑑於本省的雨量充沛，侵蝕作用旺盛，坡地開發時所造成的裸露坡地，必須實施水土保持工作，以抗侵蝕並穩定坡面，故將其地質災害防治成本之比值設定為3、2、1。

地盤下陷於本省山坡地主要是因地下採煤所造成，其防治成本主要發生在詳細之工程地質調查以及基礎改良與特殊之基礎設計，由於缺乏類似邊坡破壞防治成本之統計資料，本計畫依其可能發生下陷的程度設定災害防治成本比值為20、10、3、2、0。

若將同一地格(CELL)(本計畫係以25公尺×25公尺為單位)之各項災害防治成本指數總合起來，即得另一數值，可反應此地格之〝開發成本指數〞。

以上所謂的「災害防治成本指數」與「開發成本指數」之計算方法均採用國外之統計資料，國內尚無相關資料可資引用。因國情有所不同，若指數需要變更，祇要將電腦程式稍加更易，對本計畫的影響並不大。

(6)決定土地之利用潛力—將每一地格之開發成本指數按表八之分級，即可得到各地格之土地利用潛力。計可分成很高、高、中、低、很低等五級。

(二)地質災害之分級方法

地質災害之分級為評估土地利用潛力的關鍵，此節將更進一步討論各項災害之分級原則。除土壤侵蝕與地盤下陷外，地質災害之分級原則大多參考Laird and others (1979)的作法，再予以修飾而成。

表八依開發成本指數而分級之土地利用潛力

土地開發成本指數之界限	土地利用潛力等級
1～5	很高
6～10	高
11～20	中
21～25	低
大於25	很低

(1)邊坡破壞

可分成0、1、2、3等四級，並直接與山崩潛感性分析結果相對應(表六)，各級邊坡之特性如下：

0—主要分佈於坡度0～5%之平地，其坡高不高(低於10～20公尺)，地盤穩固，無邊坡滑動之虞，利用時不須工程處理。

1—主要分佈範圍可歸納為兩大類：坡度0～5%之平地，坡高高於10～20公尺，目前正受崩塌、河岸侵蝕或表層沖蝕等地質作用之侵襲，或為廢棄土石、崩塌土石之堆積區，屬山崩潛感性中低者；利用時必須針對潛在災害的地質特性施行工程處理，但因地勢平坦，處理容易；坡度5%～30%之坡地，除抗蝕能力較強者，可能正受河岸侵蝕或表層沖蝕作用之侵襲(如ⅡAd，ⅡAe)外，其地盤穩固，發生邊坡滑動的可能性較低，屬中低潛感性者；因坡度較陡，利用時必須花費整坡並構築適當的護坡及排水工程，以防止因人為開挖所可能誘發的地質災害。

2—主要分佈範圍可歸納為兩大類：坡度5%～30%之坡地，目前正受河岸侵蝕或表層沖蝕作用之侵襲，或為廢棄土石、崩塌土石堆積區，屬山崩潛感性中高者；利用時必須針對所遭遇的地質災害，先做詳細調查，了解其他地質情況及分佈範圍，然後施行工程處理，由於坡度較陡，工程費用與處理難度均相對地提高；坡度大於30%之坡地，除抗蝕能力較強之岩層，可能正受河岸侵蝕或表層沖蝕作用之侵襲(如ⅢAd，ⅢAe)外，其地盤均未受過擾動，屬山崩潛感性中高者，但因坡度陡峭，整坡作業不易進行，花費較多，且必須構築適當的工程設施，以防止因人為開挖所可能誘發的地質災害。同時，基岩非常軟弱，且曾經發生過崩塌或河岸侵蝕的平坦坡地(坡度0～5%)，如ICc，ICd，以及坡度大於30%之強岩崩塌土石堆積區(如ⅢAb，ⅢBb)，亦皆併入此級。

3—主要分佈於岩性中弱且坡度大於30%之坡地，目前正受崩塌、河岸侵蝕或表層沖蝕等地質作用之侵襲，其地盤受地質營力之影響，發生山崩的可能性極高，屬山崩潛感性高者；利用時必須先做詳細的調查，了解地質災害的種類、原因、與分佈範圍，然後再針對地質災害的特性，施行工程處理，且因坡度陡峭，施工困難，花費甚鉅，土地利用潛力甚低。同時，坡度5%～30%之中弱岩坡地，如已有崩塌災害發生(ⅡBc，ⅡCc)以及坡度大於30%之廢棄土石堆積，均併入此級。

(2)土壤侵蝕

填土與開挖均使土石暴露，如果沒有適當的水土保持措施，很容易引起土石流失，甚至沖刷地基，然後沉積在山溝或排水系統，阻塞流道。每逢下雨，逕流無法完全經由天然或人工流道排洩，乃造成山洪、沖毀房舍或其他建築工事與傷亡人畜。

控制土壤侵蝕(soil erosion)的因子，依寰宇土壤侵蝕公式(USLE)(USDA, 1965 and 1978)計有：降雨侵蝕能力(R, erosivity)、土壤受蝕性(K, erodibility)、斜坡角度(S)、斜坡長度(L)、作物與植生經營(C)，與水土保持經營(P)等。土壤受蝕性為其中一項重要因子，它代表土壤本身對侵蝕作用的抵抗能力，是為土地利用方式或水土保抾時應考慮的重要項目之一(王新傳和林登鴻，1970；黃俊德，1979)。

本計畫參考前人的研究成果(王新傳和林登鴻，1970)，並觀察實際之侵蝕狀況(如表土沖蝕和向源侵蝕)，將調查區的土壤受蝕性歸納為三類，分別具有下列特性：

1—受蝕性分級為第1或第2級之地文土壤單位(潘國樑，1981；龔可珍，1983；Liu, 1982)，土壤較不易流失。

2—受蝕性分級為第3級之地文土壤單位；或向源侵蝕作用輕微之地區；或有表土沖蝕現象之地區。

3—受蝕性分級為第4或第5級之地文土壤單位，其土壤極易流失；或向源侵蝕作用旺盛之地區；或表土沖蝕嚴重之地區。

(3)基礎沉陷

可分成0、1、2、3等四級，其特性如下：

0—坡度小於5%之坡地，且地盤穩固者，無需開挖整地，並已自然夯實。

1—坡度介於5%～15%之坡地，且盤穩固者，須稍做整地，填平工程，但其挖填方較小。

2—坡度介於15%～30%之坡地，且地盤穩固者，其挖填整地作業較1級花費高，且其基礎之材料與設計費亦較昂貴。

3—坡度大於30%之坡地，且地盤穩固者，其挖填整地作業均極為昂貴，且因填方較多，基礎之調查、分析、設計須十分精細；或任何坡度之不穩定地盤，如廢棄土石、崩積土、斷層破碎帶及擾動或軟弱之岩盤等，其須挖除原地之堆積物，換填適當的材料，基礎結構亦須妥善設計。

(4)地盤下陷

坡地的地盤下陷主要與地下採煤有關。若煤層之厚度為已知條件，則由煤層之開挖寬度(W)與開採深度(D)可預測地盤下陷之最大下陷量(NCB，1975)。若地盤下陷的發育已達臨界下陷量(Orchard, 1954)以上，亦即W/D值大於1.3，則中圖6及圖9之預測曲線可得最大下陷量(位於開採面中心區之正上方地表)。若W/D之值小於1.3，則由圖9所得之結果須按圖10修正之。而開採面中心點正上方地表以外之地點的下陷量，可依該位置與中心點之水平距離與開採深度之

圖9 最大下陷量(S)與開採深度(D)、開採寬度(W)、及煤層厚度(M)之關係曲線(仿NCB，1975)。

比值由圖11得知。地盤下陷可按下陷量對建築物之破壞程度分為0、1、2、3、4等五級(NCB，1975)。各分級條件如下：

0—下陷量小於3公分。

1—下陷量介於3公分至6公分之間。

2—下陷量介於6公分至12公分之間。

3—下陷量介於12公分至18公分之間。

4—下陷量大於18公分。

(5)坡度大於55%

坡度超過55%即過陡峭，不適於開發為都市發展用地，其土地利用潛力很低。

圖10 W/D值小於最大下陷量發生之臨界值時，開採面中心點正上方地表之實際下陷量可由圖9所得結果修正之(仿NCB，1975)

圖11 下陷範圍內之每個地點之下陷量可依該點與開採面中心點之水平距離

(h)與深度(D)之比值求得

2.3.3 山崩潛感圖與土地利用潛力圖之數值化處理

由於在分析山崩潛感性或評估土地利用潛力時，需將多種資料圖層加以疊合分析(圖12)，因此數據資料極為龐雜，若以人工計算，不但費時至鉅，且誤差較大，故必須借助於電腦之快速處理功能。全部處理作業過程，依序為資料輸入、圖形網格化轉換、邏輯組合分析、與資料輸出等四個步驟。分別說明如下：

圖12 土地利用潛力圖之製作程序(Laird and others, 1979)

�] 資料輸入

利用數位板(DIGITIXER)來建立山崩潛感圖及土地利用潛力圖所需之各種基本圖層(坡度、岩性、災害、土壤侵蝕、基岩性質、基礎沉陷、地盤下陷、洪氾地區、活動斷層圖等)之數值化資料並進行圖形之編修、相鄰圖幅之接合等工作，並依據各種圖層特性建立其相關之位相屬性資料。

網格化轉換

將各圖層之數位化資料轉換為一網格化檔案資料，以做為資料圖重疊相加或邏輯分析之依據(圖13)。檔案內每一個網格數值，即是代表一網格上之屬性資料，即是代表某種地質狀況(如岩性、災害種類及坡度分類)。

圖13 A:手繪之單項地質災害分級圖，不同符號代表不同災害等級；B:輸入電腦後轉換成格點圖，以便進行重疊相加的工作，不同符號代表不同災害防治成本。

邏輯組合分析

當準備好各圖層之網格化數值資料檔後即可進行圖形的邏輯組合分析，可依據山崩潛感性分析準則組合山崩潛感圖，及將各圖層上之地質災害防治成本指數(表七)組合，依(表八)上之土地開發成本指數分級而建立土地利用潛力圖。

成果輸出

成果圖輸出為調查成果表現的方法之一，將山崩潛感圖與土地利用潛力圖，利用繪圖機將成果繪出，在成果圖上不同的等級以不同之符號表示，並在成果圖下方之圖例說明中解釋符號所代表意義。

由於計畫中用五千分之一比例尺像片基本地形圖做為底圖，而每張圖幅之實際尺寸皆有不同，但大約為50.5公分(橫軸)×55.0(縱軸)，為兼顧資料圖之解析度與處理所需之時間，因而在資料圖層網格化過程中，以25公尺為單一網格之單位尺寸，所以在圖上橫軸大約是101格，而在縱軸大約是111格，所以在圖面上每一個符號所代表之範圍為25公尺×25公尺之土地面積。

3.各種圖類之內容與用途

3.1 環境地質圖

3.1.1 圖幅內容

準備多種基本資料圖是進行土地利用潛力評估的首要步驟(圖12)，這些基本資料圖包括坡度圖、地質圖、與山崩分佈圖等，視評估所需資料之多寡而定。而環境地質圖乃是將各種基本資料擇要編纂而成，因此環境地質圖中標示有地質(地層與地質構造)、地形(坡度)、以及地質災害之種類與分佈範圍等資料，可據以了解調查區的環境地質概況。

(1)地質資料

地質資料主要包括地層與地質構造。一般地質研究所繪製的地質圖，由於比例尺較小(1:25,000或更小)，往往只著重在地層單位的劃分(如卓蘭層、頭嵙山層等)，鮮有考慮每一地層單位岩性(如砂岩、頁岩)之變化。本計畫所採用之調查底圖係五千分之一比例尺像片基本圖，精度不同於一般小比例尺地質圖，在地層描述方面，不但要說明地層單位，還要就各層中岩性之變化再加細分，因此在同一地層中，常會劃分出許多岩段(圖14)。

要研究地殼變動所造成的地質構造現象，必須先知道岩層的幾何排列方式，稱為層態(attitude)。係指岩層的層面和水平面的關係而言，層態可分為走向(strike)和傾斜(dip)兩要素，它們可用來決定一個平面在空間的姿態。岩層的走向係指地層面與水平面相交線的方向，從北方量起。岩層的傾斜係指地層面和水平面的夾角，量測時須由垂直於走向線的垂直面上量得(如圖15的α角)。傾斜必須包含傾斜方向和傾斜角度兩要素。層面的傾斜方向必須和它的走向成直交(圖15)。在地質圖上的符號為〝α〞，斜長線為地層走向，短線示傾斜方向，〝α〞表示傾角度數。在報告上常寫成(例如)走向為北偏東15°，向南傾斜30°，或北15°東，向南傾斜30°，以符號表示時，則可寫成(N15°E，30°S)。坡向與地層傾向一致的坡面，稱之為順向坡(dipslope)，環境地質圖中記載地層層態與地形(等高線)，對於順向坡的分佈自可一目瞭然。

圖14 比例尺與地層描述精確性關係圖

圖15 地層走向、傾斜與傾斜方向之關係示意圖

岩石受擠壓後會發生傾斜或呈波浪狀的彎曲，稱為褶皺或褶曲作用(folding)(何春蓀，1980)。岩石一經褶曲就永遠變形，不能再恢復原狀，所以褶皺作用代表一種可塑性的變形，也表示地殼運動有足夠的力量使岩層發生彎曲(一般係在地殼深處，溫度與壓力均高的情況發生)而超過其彈性限度，但尚未達到破裂階段。

褶皺(fold)的大小幅度不等，最小的只能在顯微鏡下看到，最大的寬度可能達到幾公里以上。褶皺的形狀也變化多端，有的呈狹長形，有的呈短圓形，也有的呈各種不規則形狀。褶皺為隆起的山脈中最常見的構造現象，對礦體的形成和石油的積聚等也有重要的關係。如果有很多的褶皺相連在一起，接續出現，就造成一個褶皺帶(fold belt)，很多主要山脈的中間都有此現象。

一個褶皺的主要部份有下列各種：軸脊(hinge)或稱軸線(axis)是把一個褶皺中任何一個地層的彎曲度最大的各點連結起來所得的一條線，或是下面所說的軸面和任何一個地層面相交的一條線。軸面(axial plane)是盡可能把一個褶皺分成相互對稱兩半的一個面，或者軸面包括一褶曲中所有各地層軸線的一個假想面。軸面不一定都是幾何上的平面，多少有些彎曲，或許稱之為axial surface比較妥當。一個褶皺的翼(flank; limb)就是從它的軸面連到相鄰一褶皺面的部份，一個褶皺的右翼即其相鄰一褶皺的左翼。一個褶皺中的最高點不一定就是它的軸脊或軸線，褶皺中的最高點名叫褶峰(crest)其最低點名叫褶谷(trough)，見圖16。

如果一個褶皺的兩翼的角度大致相等，軸面垂直，就叫做對稱褶皺(symmetric fold)。如果褶皺的兩翼角度不相等，就叫做不對稱褶皺(asymmetric fold)，這時褶皺的軸面往往是傾斜而非垂直的。

岩層經過褶皺以後，可以向上凸出，也可以向下凹下，於是我們可以把褶皺分成兩大類。一種名為背斜層(anticline)，構成背斜的岩層向上隆起，兩翼分向相反的方向傾斜，較老的岩層居(或出露)於褶皺彎曲中心。另一種叫做向斜層(syncline)其中的岩層向中間凹入，褶皺中的兩翼向同一中心傾斜，較新的地層居(或出露)於褶皺的彎曲中心。圖16表示背斜層和向斜層的構造現象。在地質圖上背斜的符號〝〞，向斜的符號〝〞，斜長線表示軸線的走向，箭頭表示岩層的傾向。

圖16 一個褶皺的各部分名稱

褶皺的褶線有時不呈水平面而呈傾斜者，即造成傾沒褶皺(plunge fold)，傾沒的描述需要兩個要素：一為傾沒角(plunge angle)，就是軸線和其水平面投影線間所成的夾角；另一是軸線的傾沒方向，見圖17。

圖17 褶皺的傾沒與傾沒角

在不傾沒的褶曲中，各岩層的走向大致和軸線平行；但是在傾沒的褶曲中，各岩層都在軸線閉合(converge)。在背斜層中，地層閉合的方向就是它的傾沒方向；在向斜層中，地層閉合方向和它的傾沒方向相反。一個褶曲的兩端如果都向下傾沒，就叫做雙傾褶曲(doubly plunging fold)。

除了背斜層和向斜層外，另外尚有幾種較重要的褶皺型式如下：

穹丘(dome)為一個長和寬相等的背斜層，但是沒有兩翼的分別。所有岩層都由中間最高點向各方向傾斜，好像一個倒置的碗。

構造盆地(basin)是一個四週皆向中心傾沒的向斜層，像一個內面向上的碗。

倒轉褶皺(overturned fold)褶皺中的兩翼向同一方向傾斜，其中一翼傾角超過九十度而成為倒轉翼(overturned limb)，另一翼為正常翼(normal limb)。

偃臥褶皺(recumbent fold)為一種倒轉褶皺，其軸面近乎水平，兩翼平臥。

等斜褶皺(isoclinal fold)褶皺中的兩翼幾近互相平行，軸面的傾角或平或直或傾斜均可。

單斜層(monocline)是兩端都是平緩的地層，但是中間有局部的陡急傾斜出現，就是地層發生局部的彎曲(bending)。

構造台地(structural terrace)是兩端都是較陡的岩層，中間部份突然平緩，狀如一級台階。

節理(joint)是岩石經過變形後到達破裂階段時所造成的一種破裂面，但是在破裂面兩側的岩層沒有沿著裂面發生相對的移動，可能只有與裂面近於垂直的運動。節理面大致是一個平面，但是也有呈彎曲的。節理面有的垂直，有的水平，也有的呈各種不同的傾角和傾向，都和岩層面呈一定角度相交。節理的大小寬深都隨地而有變化，沒有一定的規律。

節理在岩層中幾乎沒有單獨出現的，總是造成一群節理，彼此略相平行，這就叫做節理組(joint set)。每相鄰兩節理的間距有的僅數公分，有的可以寬達數公尺。如果兩組或者兩組以上的節理相交成一定的角度，這就構成了節理系joint system)。節理在工程地質上的重要性已如前述(2.3.1)，其在地質圖上的符號為〝 α 〞斜長線表示節理面的走向，小正方形則指節理面的傾斜方向，α為其傾角。

斷層(fault)也是一種屬於破裂性的變形，不過在破裂面兩側的岩層曾沿著裂面發生相對的移動，或是上下移動，或是左右前後移動。斷層有時為一清晰明顯的斷裂破碎面，稱為斷層面(fault plane)，但通常都成為一個斷層帶(fault zone)，具有相當的寬度。斷層帶多由斷層兩側的破碎岩塊和碎土堆積膠結而成，其中有時尚含有若干小斷層，這時候要認識主斷面就比較困難。斷面可以作種種角度的傾斜。在斷面上方的岩層稱為上盤(hanging wall)，在斷面下方的岩層稱為下盤(foot wall)。如果斷面垂直，就沒有上下盤的分別。

斷層兩側岩層所發生的移動都是相對的，因為在斷層發生時究竟是上盤的岩層在移動，或者是下盤的岩層在移動，或者上下盤岩層均發生移動，已無法追究。所以主要斷層的分類是以斷層兩側岩盤所發生的相對移動為準，而不是它的絕對移動。根據這種標準，可以把斷層分為三大類(圖18即表示不同類型的斷層)：

圖18 主要的斷層種類(何春蓀，1980)

正斷層(normal fault)

這類斷層的上盤沿著斷面對著下盤相對地向下移動，常常代表地殼受到張力後沿著斷面向兩側拉裂所造成的斷面，或是地殼由下向上隆起所形成。正斷層主要是垂直方向的運動，在斷層移動後常常可以形成明顯的斷崖(fault scarp)，大部份的斷面傾角在65至90度間。正斷層的出現常不成一個單獨的斷面，而往往有一群相互平行的正斷層在同一地區出現。

逆斷層(reverse fault)

這類斷層的上盤沿著斷面對著下盤相對地向上移升，往往是地殼受到兩側壓力推擠所造成，代表著地殼受到側面的擠壓緊縮所造成的斷面，所以逆斷層常和褶曲帶共同出現，也常常可以有極長距離的推移。有人把斷層面的傾角小於45度的逆斷層叫做逆衝斷層(thrust fault)有時斷面也可以近於水平。

橫移斷層(strike-slip fault)

這類斷層沿著斷面沒有上下垂直的移動，主要的是沿著斷層面走向發生水平方向的左右移動，斷面常近於垂直。橫移斷層主要也是由壓力所造成的，可以再分為兩類：如果斷層左方的斷塊相對地向觀測者(他的視線和斷層走向平行)移近過來，這就叫做左移斷層(left lateral fault)。如果斷層右方的斷塊相對地向觀測者移近過來，這就叫做右移斷層(right lateral fault)。

岩層經褶曲作用而發生彎曲後，在軸部附近會產生許多裂隙，使得該處的岩層較為破碎(圖19)；斷層作用亦會造成一斷層破碎帶(圖1)。因此在工程地質調查時，必須確認這些弱帶的存在。

圖19 褶皺軸附近所產的許多裂隙(Spencer, 1977)

(2)地形資料

坡度圖是進行土地利用潛力評估所需的多種基本資料之一。調查區的坡度經分析後將之分為五級： 0～5%(0°～3°)， 5～15%(3°～8.5°)， 15～30%(8.5°～17°)， 30～55%(17°～28.8°)，大於55%(大於28.8°)。若將坡度分析資料全部描繪在環境地質圖上，會使圖幅顯得複雜而混亂，故本計畫僅將坡度小於30%的坡地分佈範圍繪製於環境地質圖上。另外，做為環境地質圖底圖的等高線，亦可提供詳盡的地形資料，不但顯示坡度陡緩，並可研判斜坡方向。若與地層的走向與傾斜符號配合分析，尚可決定邊坡為順向坡或逆向坡。

(3)地質災害資料

環境地質圖中以不同符號標示出各種已發生的地質災害，如山崩、河岸侵蝕、向源侵蝕、廢棄土石或崩塌土石堆積區、現有下煤坑分佈範圍等。不但顯示災害的種類，而且其地點與分佈範圍亦可一目了然。它們均經過航照判釋與野外證實，資料極為珍貴，此種圖在國內並無其他機構可以提供。

3.1.2 圖幅用途

(1)分區規劃

環境地質圖中明顯指出各種已發生的地質災害之分佈範圍。在分區規劃時憑藉該等圖類，可直接且迅速地了解欲規劃地區的環境地質資料。其危險性較大者可列為保留地，不准擾動；其危險性中等或較小者，在合乎經濟原則下，經過確實的工程處理後，即可准予營建；其不見危險性的地區則可以高密度的開發。如此之土地利用方法，不但可減少災害發生，而且就規劃工作而言，亦可收事半功倍之效。本省有限的土地資源斯可獲得合理而經濟的利用。

圖20 環境地質圖應用於分區規劃示意圖

圖20即為一利用環境地質資料進行分區規劃的例子，(a)為一區域地形圖，依地形進行規劃的結果如(b)所示；(c)為經過環境地質調查後完成之環境地質圖，據以規劃的結果如(d)所示。(d)與(b)迥然不同，最大差異有四：(1)圖幅右中側為一滑動面很深，而且很難處理的活動崩塌地，不適合開發為建築用地，應規劃為綠地；(2)圖幅中上部為洪水淹沒區，並有活動斷層經過，不適合做為機關及商業用地，亦應規劃為公園綠地；(3)圖幅左下方為一穩定山坡地，適合開發為住宅區；(4)圖幅左中部分為極穩定且無潛在災害之平地，應將重要的商業區與機關所在地放置於此。由此可見，環境地質圖對分區規劃作業的重要性。

(2)山坡地建築管理

民國七十二年七月七日內政部頒佈實施及民國七十九年二月十四日修正之「山坡地開發建築管理辦法」中，在區位選擇一章裏規定山坡地有下列情形之一者不得開發建築(僅列與環境地質有關者)：

◎坡度陡峭者

◎地質結構不良、地層破碎、活動斷層或順向坡有滑動之虞者。向向向

◎現有礦場、廢土堆、坑道及其周圍有危害安全之虞者。

◎有崩塌或洪患之虞者。

◎河岸侵蝕或向源侵蝕有危及基地安全者。

以上各項特殊情況均顯示於環境地圖內，且可由圖中覓得其確實之分佈範圍。因此境地質資料庫可直接且迅速地應用於山坡地的建築管理。

(3)工程選址與選線

工程營建當以安全基址或路線為選擇目標，工程師非有絕對需要將不會選擇活動斷層通過，或活動崩塌地等不安全的地區做為工程基址。例如核能電廠不准建於活動斷層帶上，路要避開大崩塌地或河流向源侵蝕區等。這些地質危險地區均顯示在環境地質圖上。籍此，選擇的工作將迅速而有所依據，如果需要工程處理時，亦因曉得地質危險的原因而知對症下藥。

(4)水土保持

環境地質圖中顯著標明調查區內之崩塌地、河岸侵蝕地段、及土地發生侵蝕的區域和種類。侵蝕作用會使土壤流失，如果發生在坡趾附近，則可能會因淘空坡腳而崩塌。此外，侵蝕區下游會淤積土石，造成另一種地質災害。因此必須在崩塌地及侵蝕較嚴重地區，實施水土保持工作。參考環境地質圖可迅速且正確地找出必須施行水保工作的區域，既省時又具實效。

(5)災害防治與地質危險帶之管制

山坡地是本省極為珍貴的土地資源，為了改善人們居住環境的品質而予以開發，實符合地盡其利的原則。但有些山坡地其地質具有危險性，開發時如果沒有良好的經營與管制辦法，很可能會引起嚴重的災害。災害的控制有預防、防備、急救與修復等四法(Dynes and others, 1980)。防止災害的發生稱為預防；若災害無法防止(如地震、颱風等)，則在災害來臨前(如果預測很準的話)應預為準備，如成立防災中心，規劃避難程序，或準備警報系統等，即為防備，預防與防備為災害發生前之防災措施，俟災害發生後才採取之救災措施則可分為立即與長期救災兩種，前者屬於急救，後者則為災後之修復工作。急救措施包括提供食物、醫藥、或避難所給災民，調查損害情形，以及儘速恢復通訊與交通等。修復工作則屬長期措施，例如災區重建(在同一地方或易地為之)或預防及防備借施的檢討與改進等是。在災害控制的四項任務中，防備與急救屬於警政與社會救濟的領域，修復牽涉到一些科技問題，只有預防係完全屬於科技的研究範疇。其中又以預防最為重要，亦最有效。因此追蹤地質危險區之範圍並瞭解其地質特性(環境地質調查)，乃是減少災害損失的首要工作。

一般對於地質危險區所採取的預防措施有規避、土地安定化、建築物結構安全化、禁建與限建，以及裝設警報系統等五種。有效的土地利用需要有合理的經營與管理辦法，而合理的營管需要有明確的規劃與開發程序。根據美國的經驗，坡地之開發先後需經過五層管制，分別為一般規劃(general plan)、分區規劃(zoning ordinance)、細分規則(subdivision ordinance)、工址開發規則(site development ordinance)、及建築法規(building code)，而每一層管制均須有可靠的環境的地質資料作為依據。茲舉幾個美國的例子來討論如何將環境地質資料應用於地質危險帶之管制，頗值得參考。

洪水平原之管制

洪水平原依其淹水程度而大略分為兩區，稱為洪流區(floodway district)及洪流邊緣區(floodway fringe district)，如圖21所示。洪流區是指100年頻率的洪水所淹沒的區域。在這個區域內只能設立農牧場、裝卸場、公園、高爾夫球場、網球場、射箭場、划舟、橋樑、懸空管線等。洪流邊緣區係指100年頻率洪水之最高水位至洪流區之間的淹沒區。其所允許之土地利用包括上述洪流區內所允許者，及住宅之附屬結構(但必須錨固以防漂浮)、有沖蝕保護設施之填土(坡度至少要百分之一以上)，及建築物的基礎(但必須錨固)等。儲存在地面上的易燃及易爆物品則絕對禁止置放。

圖21 洪水平原管制區

活動斷層帶之管制

統計資料顯示，震央發生在活動斷層帶上之機會相當大。在美國加州，房子、醫院及學校絕對禁止蓋在活動斷層帶內。

十年前美國加州之Town of Portola Valley即開漿實施活動斷層帶禁建規定(fault setback requirements)，其要點如下：

(a)確信斷層線兩旁各15公尺禁止建立住屋(如圖22)。

(b)確信斷層線兩旁從15公尺至38公尺間之條帶內只能建立獨戶、單層木屋或相似之防震結構物。

(c)推論斷層線兩旁各30公尺禁止建立住屋。

(d)推論斷層線兩旁從30公尺至53公尺間之條帶內只能建立獨戶、單獨木屋或相似之防震結構物。

圖22 活動斷層線兩旁之後退管制帶(實線表示確信斷層線，虛線表示推論斷層線)

因為推論斷層之真正位置能十分確定，故其管制帶較寬。如果土地開發者花錢做詳細地質調查(如明溝調查)，則推論斷層可能被昇至確信斷層，因此斷層後退線可回挪15公尺，等於多獲得15公尺寬之可建土地。

在禁建帶以外之土地並非即可興建密集式或高樓住屋。按照規定，其開發計畫書需經過工程地質師或大地工程師之審查，看地層是否破裂或錯動，以及在斷層活動時是否伴生褶皺現象。

崩塌地之管制

加州Town of Portola Valley在1969時對崩塌地之管制即有一套具體辦法，現將其要點介紹如下，極具參考價值。

Portola Valley地方政府為制訂一個可行的管制辦法，曾召集一個由八人組成的委員會，成員包括三個地質師、兩個工程地質師、以及土壤工程師、律師、與規劃師各一名，由鄉鎮地質師(town geologist)任主席。該委員會所建議之崩塌地限建準則如表九所示。

表九崩塌地之利用準則

土地穩定度

道路

建築基地面積(公頃)

公用

水塔

公有

私有

0.1

0.5

0.1

管線

Sbr

Sun

Sex

〔Y〕

穩

定

Sls

〔Y〕

〔N〕

〔Y〕

〔N〕

度

降

低

Pmw

Psc

〔N〕

〔Y〕

(使用活動斷層帶管制辦法)〔N〕

〔N〕

表中符號說明：

[Y]

[N]

：穩定(Stable)

：潛伏性(Potential Movement)

：活動性(Moving)

：可建

：原則上可建，只要地質情況允許或工程處理可行

：原則上禁建，除非地質情況允許或工程處理可行

：禁建

：岩盤淺於一公尺(bedrock)

：緩坡上之未固結物質(unconsolidated material)

：老崩塌地(ancient landslide debris)

：淺層崩塌(shallow landsliding)

：陡坡上之塊體運動(mass wasting)，如落石

：深層崩塌(deep landsliding)

：地層滑動，可見新鮮崩崖(scarp)

根據上表之分類，斜坡的穩定度可分為三大類：穩定(以大寫S字頭表示)、有崩塌可能(以P字頭表示)、及活動性崩塌(以M字頭表示)。這些分類只適用於自然狀態下之斜坡，而不可適用於開發當中已受變動的坡地。一般而言，穩定的地方(包括基盤很淺，緩坡等)均准許建築，除非遇到膨脹性土壤或老崩塌地，需要經過適當的工程處理方可使用。有崩塌可能之地帶，其較嚴重者如深層崩塌及地層滑動區完全禁止建築；有落石之虞者，原則上禁建，除非實施穩固工程；而比較不嚴重的如淺層崩塌在經過挖除後即可使用。至於活動的崩塌地不管滑動面深淺則一律不准建築。

崩塌災害的預測應屬可行，其準確性相當高，一般可達百分之九十以上。

3.2 山崩潛感圖

土地利用潛力評估過程的第二個步驟，為利用已知的基本資料分析歸納出衍生解釋圖(圖12)，山崩潛感圖即是主要的衍生圖之一。

3.2.1圖幅內容

山崩潛感圖乃是綜合坡度、基岩強度、破碎情形、風化程度、山崩歷史、河流侵蝕作用(包括河岸侵蝕和向源侵蝕)、表層沖蝕以及人為因素等影響山崩潛感性的因子，經分析後繪製而成(詳見2.3.1)。圖中將調查區各部分在目前的自然狀態之下發生山崩的難易程度劃分為低、中低、中高、高潛感性四級。

3.2.2圖幅用途

山崩潛感圖可以顯示調查區內各部分在自然狀態之下發生山崩的機率(潛感性)。低潛感性多分佈於地勢平坦(坡度0～5%)，地盤穩固、無邊坡滑動之虞、利用時不須複雜的工程處理，但在挖填方的情況下，則需符合工址開發的管理原則。中低潛感性之分佈區，一為坡地低平(0～5%)，但正面臨崩塌、河岸侵蝕或表層沖蝕等地質作用之威脅，成為廢棄土石、崩積土石之堆積區，利用時必須針對潛伏地質災害的特性，施行工程處理；另一為坡度較陡(5%～30%)，但地盤穩固、發生邊坡滑動的可能性較低，利用時必須花費整坡並構築適當的護坡工程及排水設施，以防止因開挖而肇使災害發生。中高潛感性之分佈區，一為坡度介於5%～30%的坡地，但正面臨河岸侵蝕或表層沖蝕等地質作用之威脅或為廢棄土石、崩塌土石堆積區、利用時必須針對所遭遇的潛伏地質災害，先做詳細調查，然後施行工程處理，由於坡度較陡，工程費用或處理難度均會相對地提高；另一為坡度大於30%的坡地，其地盤未受過擾動，但因坡度較峭，整坡作業不易進行，且必須構築商當的工程設施，以防止因開挖而肇使山崩災害的發生。高潛感性多分佈於坡度陡峭，且已有各種地質災害發生的坡地，利用時必須先做區域性的調查，甚至需要地下地質資料，然後再針對地質災害的特性，施行工程處理，由於坡度陡峭，施工不易，花費甚鉅，非不得已，實無利用之必要。

工程選址或規劃都市發展用地時，基於安全與經濟的考慮，自當優先利用山崩潛感性較低者。至於山崩潛感性較高之坡地，應儘可能避免利用為建地，萬一不得已，非利用不可，則必須再經詳細工程地質調查，然後施行邊坡穩定及水土保持措施，方能減少災害的發生。

隨著山崩潛感性的昇級，邊坡的穩定性與土壤的沖蝕量將愈趨嚴重，故邏輯上，山崩潛感性愈高的地帶應儘量避免去動它。如果一定要將建築基地或路線的廊道放置於山崩潛感性高的地帶，則邊坡穩定與水土保持的費用將大幅增加，基每年維費也相當可觀，有時還可能發生嚴重的災害。總之，土地利用要適得其所，如果勉強使用，經濟上與安全上均須付出很大的代價。

3.3 土地利用潛力圖

土地利用潛力圖為土地利用潛力評估過程的最終成果(圖12)。

3.3.1圖幅內容

調查區供做都市發展或工址用地土地利用潛力經考慮邊坡破壞(山崩潛感性)、土壤侵蝕、基礎沈陷、地盤下陷、以及地形等因素後，可分為很高、高、中、低、很低等五級，分別以不同的符別與頻色標示於五千分之一地形圖上，即本報告所稱的土地利用潛力圖。需要特別注意的是上述土地利用潛力之歸級，僅從環境地質及開發成本的觀點加以考慮，未及社會、經濟、文化等項因素。

3.3.2圖幅用途

本計畫所繪製的土地利用潛力圖是以作為都市發展或工址用地之可適性為土地利用型態所做的評估結果。因此，土地利用潛力的高低將直接反應其做為上述用途的可適性，可歸納如表十。一般而言，土地利用潛力愈高，可發展之密度亦愈高；土地利用潛力很低者則宜設定為保護區，禁止作為都市發展用地其土地利用潛力為中等者，僅適合做低密度之開發或農業用地，同時必須注意潛在的地質災害，開發前應做更詳細的工程地質調查，施工計畫應遵守山坡地社區開發與建築有關規則施工期間則應貫徹現場督導與勘驗的規定。

土地利用潛力圖除了可據以規劃都市發展或工址用地，及決定發展密度之外，尚可應用於其他土地利用方式的選擇，如表十所示。有關道路選線與環境地質的關係，請參閱表九的建議。

表十土地利用可適性建議表

土地利用潛力	環境地質概況	土地利用可適性分析	開發建議事項	可能會影響災害嚴重程度的狀況
很高	1.地勢平坦(坡度0～5%)，岩盤未受過擾動，無須複雜之開挖整地作業，並已自然夯實。 2.可能有土壤侵蝕問題。 3.參閱環境地質圖看是否有潛在地質災害。	容許高密度開發	A	1.坡度大於30%時特別嚴重。 2.斜坡運動會受氣候或其他因素的影響。 3.不當之邊坡開挖會
	1.地勢平坦(坡度0～5%)，稍受各種地質	1.容許中至低密度開發。	A,C,E	增加災害的次數和
高	作用之侵襲。 2.坡度0～5%之廢棄土石或崩塌土石堆積。 3.坡度5～30%之坡地，岩盤未受過擾動，若乏植生覆蓋，則必須考慮土壤侵蝕問題。 4..坡地附近有地下煤坑分佈，但地陷影響較小。 5..參閱環境地質圖，看是否有其他潛在地質災害。	2.若要高密度開發，將使其開發成本增加，且須進行局部性整地與基礎工程。	A,B,C,D,E	規模。 4.人為或自然因素使地表水份增加及地下水位昇高，會增力災害的嚴重程度。 5.移去植生會增加侵蝕及邊坡不穩定。 6.旺盛之河岸侵蝕或向源侵蝕作用會增
	1.坡度5～30%之坡地，正受各種地質作	1.容許低密度開發。	A,B,C,D,E,G	加災害機會。
中	用之侵襲。 2.坡度5～30%之廢棄土石或崩塌土石堆積。	2.若要中密度開發，會使開發成本增高，且須進行小規模整地與基礎工程。	A,B,C,D,E,F,G	7.坡度降低會減少災害。
	3.坡地附近有地下煤坑分佈，但地陷影響較小。 4.參閱環境地質圖，看是否有其他潛在地質災害。	3.若要高密度開發，其開發成本將更高，且須進行大規模整地與基礎工程。	A,B,C,D,E,F,G
	1.坡度大於30%之坡地，岩性堅強，岩	1.容許單一房舍之建築。	A,B,C,D,E,F,G
低	盤稍受各種地質作用之侵襲，或未受過擾動。 2.坡地附近有地下煤坑分佈，但地陷影	2.若要低密度開發，其開發成本將很高，且須進行大規模整地與基礎工程。	A,B,C,D,E,F,G
	響中等。 3.參閱環境地質圖，看是否有其他潛在地質災害。	3.不宜中、高密度開發，易引發地質災害。	不宜中、高密度開發。
很低	1.坡度大於30%之坡地，岩性軟弱，受崩塌、河岸侵蝕、表層沖蝕等地質災害之侵襲。 2.坡度大於30%之廢棄土石或崩塌土石堆樍。 3.坡地下方有煤坑分佈，可能造成嚴重之地盤下陷。 4.參閱環境地質圖，看是否有其他潛在地質災害。	不宜開發	不宜開發

A：參閱環境地質圖，了解地質災害之種類與分佈範圍，開發時須按照地地開發技術規則施工，施工中並應受建管單位之監督與勘驗。

B：須做詳細之工程地質調查。

C：須做邊坡穩定，並注意排水與植生。

D：須開挖整地，並構築適當之護坡與排水設施。

E：須注意廢棄土石及崩塌土石之工程特性。

F：填方較多，基礎之調查與設計須十分精細。

G：有地盤下陷之虞，須設計特殊之基礎。

4.經濟效益

根據美國政府1979年的統計資料顯示：未做環境地質調查以前，房地的受災率為10%；從事環境地質調查後，因其警告作用使得受災率降為1%，如果經過環境地質調查後再加上分區規劃的管理，受災率更可降至0.15%，全國因而可減少損失達每年138億美元，而環境地質調查加上各種工程預防與補救措施的費用每年只不過24億美元而已(Costa and Baker,1981)。因此，預先做好環境地質調查能減少生命財產的損失，自不待言。

以調查所遇見的個案為例，台南縣關子嶺圖幅內的一處停車場(詳見74年度報告之各論部份)，恰好建於河道轉彎處，受到河岸侵蝕及洪水下切最旺盛的地點，由於事先針對潛在地質災害的特性，施行工程處理，僅以簡單工法構築，一場豪雨之後導致基礎遭河水掏空，停車場崩毀，並波及路基，其損失以最保守的估計在百萬元之譜，而本計畫之研究經費平均一張圖幅僅約三十多萬元，何況上述案例只是圖幅之一點而已。新竹縣調查區亦有一處建於崩積土上之路基邊坡，每逢雨期迭遭破壞，一次修護費用約六十萬元左右，若能預先了解崩積土石分佈的範圍與深度再行設計擋土工程，深植擋土牆基礎於岩盤之內，且設計完善的排水系統，則必可省去一再重建的困擾，且可維持道路的暢通。以上僅舉兩個顯著例子，類似案件俯拾即是，而且這種案子會因山坡地逐漸開發而頻率增高，因此環境地質資料庫之建立計畫，其效益將依時間的前進而呈上昇曲線。

根據粗略的估計，若以民國70年之幣值推算，民國48年八七水災之財物損失約為新台幣1,329億元；民國49年雪莉颱風造成326億元之損失；民52年葛樂禮颱風來襲，全省損失453億元；民國70年水災特多，損亦超過數百億元。這些損失主要由山坡地災害所造成，其對國家的經濟穩定與成長造成很大的衝擊，尤其災後的復原更動用國家無以數計的人力、物力、財力。若政府平時即能注意環境地質基本資料的蒐集，以及以極少的經費支持防災科技的研究，並能重視災害的預防，則從長遠的利益來看,環境地質調查及坡地災害防治不僅可減少民眾生命及財產的無謂損失，而且對本省極為有限且不可再生的土地資源更可提供一正確有效的開發與利用方法，使每筆土地的利用均能適得其所同時還可提供國民一個比較安全而舒適的高品質生活環境，此為評定一國政府是否現代化的指標，因此本計畫的執行，其政治效益更不在其經濟效益之下。

5.結論

本省土地資源有限，如何把握安全與經濟的原則充分加以利用，乃是政府與人民必須共同研究，合力解決的重大問題，根據先進國家的經驗，地質災害調查(即環境地質調本)所費不多，但獲益卻可達十倍以上。調查所得的資料可據以執行土地開發過程中各種法規之規定，如一般規劃、分區規劃、細分規劃、工址開發規則、及建築法規等。我國的坡地開發工作方興未艾，但一些因坡地開發而引起的地質災害已漸顯現，所謂「他山之石可以攻錯」，與其等到將來大肆開發時，花費大筆費用來整治，或發生重大的災害，毋寧趁此萌芽之際，參考先進國家由嘗試失敗中獲取的研究成果，通盤規劃我國的坡地開發方針，當能使有限的土地資源在兼具經濟性與安全性的原則下，做最合理且最有效的利用。

透過環境地質調查作業產生的環境地質圖中，標示有調查區的地質資料及各種地質災害的分佈範圍，可廣泛應用於山坡地建築管理、工程選址、公路選線以及都市規劃等各方面。進一步利用基本資料分析評估所衍生出來的山崩潛感圖和土地利用潛力圖，更可直接且明確地指出土地的經濟性與安全性，提供土地規劃者參考，即使使用該圖的人員絲毫不懂地質與工程，亦可將此圖的效用發揮到淋漓盡致。

環境地質資料庫一經建立後，消極的用途可以使人們規避地質危險區，達到趨吉避凶的效果，積極的用途則可提供都市規劃、建築管理或工程建設以先期性的普查資料，憑以進行規劃更詳細的工址工程地質調查，因而可以節省許多地質普查階段所需的人力、時間與費用，同時也達到防災的最終目的。

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