新聞中的科學》考土石流 易結合氣象

【本報記者李名揚】
菲律賓最近發生的土石流災害，造成整個村莊被淹沒，至少千人死亡；台灣最近幾年也常發生這類災害，為何會有這麼多土石流？為何土石流破壞力這麼強？
台大土木系教授林美聆指出，形成土石流的基本條件有三，首先是上游要有足夠的土石材料，最常見的是山崩造成大量土石堆在河川上游。
第二是雨勢、水量夠多，林美聆表示，土石碰到水，聚集的強度就會減低。水會先沖刷土石堆表面，把土石堆表層的土石帶走，再滲透到土石中，從內部分解土石堆。
水量大才能增加和土石的接觸面積，且累積土石堆內部水壓，減低土石堆聚集強度，最後就造成土石堆分解並隨水流動，形成土石流。
第三個條件是河床坡度要在10度到30度間，才會形成土石流。
若坡度太陡，土石堆被雨水鬆動後，會整個一起滑動或滾動，稱為「地滑」，是另一種災害，台大土木系教授劉格非指出，地滑會一大塊一起下衝一段距離後到坡度較緩地區後，因動力不足而停住，或是整塊散開；若條件適合，還是可能形成土石流。
形成土石流還有一項次要條件，就是溪流長度要夠長，不然還沒形成或剛形成土石流，就馬上匯入大河而散掉。
土石流特徵1.最前端像舌頭2.大石塊跑前面
洪水和土石流的組成成分相同，都是水和土石，不過兩者在科學上有明確分界，「固體顆粒濃度超過一半」的，才叫土石流。
台大土木系教授林美聆指出，「夾帶較多土石的洪水」和「土石流」，看起來有點像，都是混濁的泥漿狀，其中固體顆粒濃度是否超過一半，用肉眼也可簡單判別。
土石流有兩大特徵，第一是形狀，洪水前進時，最前端像海浪一樣，大致成一直線；但土石流因為比較濃稠，流動時前端是圓的，像舌頭一樣。
可以想像把一杯水倒在桌上，傾斜桌面，水往下流時，前端是接近平的；但若倒一碗稀飯在桌上，做同樣動作，稀飯往下流時，中間會先流，兩旁較慢，前端就變成圓的。
第二個分辨方式是看水流中的大石塊分布情形，在洪水中，大小石塊會夾雜在一起，但若是黏滯性高的土石流，大石塊會因為波的特性，跑到最前面，這也是土石流殺傷力更大的原因；而且當土石流流到坡度平緩地區流不動的時候，更可明顯看出跑在前面的都是大石塊。 【2006/03/10 聯合報】