圖/張素菁提供
文╱原館訊353期

臺灣的小高山河川得以突破重圍並成為研究的焦點,主要是因為臺灣河川的輸砂量能在世界排名中拔得頭籌,甚至大勝這些鼎鼎有名、長度數千公里的大河。臺灣河川每年運載著數億噸的懸浮沉積物直達海洋,它們對臺灣與鄰近海洋的影響至關重要,也促成臺灣河川的輸砂量擠入世界之最。

人類的生活與河川是分不開的,尼羅河、兩河流域、印度河、黃河及長江等世界著名的大河更是古文明的起點。早在西元前 7000 年,人類即開始在這些河川附近定居,接著發展農業、商業,形成都市,建立文明。然而,這些大河也為人類帶來了災難,河川改道、山洪暴發造成多少人流離失所、家破人亡。這些長達數千公里的大河對人類影響甚深,也成為歷年來研究的焦點。反之,臺灣的河川長度皆不超過 200 公里,相較於上述這些世界大河,似乎沒什麼看頭;但近年來,地科與水文領域學者頻頻關注臺灣島上又陡又短的小河川,漸漸突顯出小高山河川的重要性。

臺灣小高山河川
臺灣島位在弧陸碰撞帶之斜向聚合區,板塊聚合使島上抬升速度快,形成多高山的島嶼。臺灣的河川多半為發源於山區,河水來源主要是臺灣島的兩個雨季(5、6 月的梅雨季及 7 月至 9 月的颱風季)。當雨水降下山區時,有一部分滲入地下,另一部分順著地勢往低處流,在山區的相對低處集中匯集成小山溪,許多小山溪匯流形成小高山河川。
高山河川 (mountains river) 顧名思義就是發源於高山區域的河川。更嚴格地說,河川的梯度高於或等於 0.002m/m,即可以稱為高山河川 (Jarrett, 1992)。小河川是指流域面積小於 10,000 平方公里的河川 (Milliman and Syvitski, 1992)。臺灣主要的河川多發源於高山且流域面積遠小於 10,000 平方公里,屬於典型的小高山河川。
Milliman 跟 Syvitski (1992) 根據流域盆地的海拔高度將世界的河川分成 5 類:高山(河源高度> 3,000 公尺)、山脈(1,000 – 3,000 公尺)、高地(500 – 1,000公尺)、低地(100 – 500公尺)與海岸平原( < 100 公尺)等河川類型。Milliman 與 Syvitski (1992) 論文資料顯示臺灣的河川不管在哪一類,其沉積物運輸量上都是榜上有名。跟世界上著名的河川(如黃河等)相比,每年產生的懸浮沉積物量更高達二十幾倍之多。如下表所示,世界上著名的大河中,屬黃河含砂量最高,每年每平方公里的懸浮沉積物量為 1,400 噸。出乎意料的是,臺灣的小河川每年每平方公里負載懸浮沉積物量超過 10,000 噸的就有 8 條之多,最長的濁水溪每年每平方公里則夾帶 20,000 噸的懸浮沉積物。此外,8 條中的二仁溪及鹽水溪,發源地雖不足 500 公尺,卻能傳輸大量的懸浮沉積物,其中二仁溪懸浮沉積物量更是臺灣第一名,是因為河川沉積物的物源為泥岩惡地,以提供巨量的懸浮沉積物。
- 世界大河與臺灣河川比較表(修改自 Milliman and Syvitski, 1992)
| 世界大河 | 流域面積 (106km2) | 懸浮沉積物量 (t/km2/yr) | 臺灣河川 | 流域面積 (106km2) | 懸浮沉積物量 (t/km2/yr) |
| 亞馬遜河 | 6.1 | 190 | 濁水溪 | 0.00315 | 20,000 |
| 剛果河 | 3.8 | 11 | 卑南溪 | 0.0016 | 14,800 |
| 多瑙河 | 0.81 | 83 | 曾文溪 | 0.0012 | 26,000 |
| 黃河 | 0.77 | 1,400 | 高屏溪 | 0.00325 | 11,000 |
| 長江 | 1.9 | 250 | 秀姑巒溪 | 0.0018 | 11,000 |
| 印度河 | 0.97 | 260 | 花蓮溪 | 0.0015 | 13,500 |
| 密西西比河 | 3.3 | 120 | 二仁溪 | 0.00035 | 36,000 |
| 尼羅河 | 3 | 40 | 鹽水溪 | 0.00022 | 10,000 |
臺灣河川雖短,但因氣候與地質環境特殊,其沉積物運輸量卻不容小覷,每年將近有 384 百萬噸的懸浮沉積物被運送到外海 (Dadson et al., 2003)。臺灣河川能承載這麼多懸浮沉積物的原因,主要是因為臺灣特殊的地質條件與地形構造,多座高山林立並成為大部分河川的發源地,使臺灣河川高度落差可達到 3,000 公尺以上,軟弱的變質岩與沉積岩,在水侵蝕與土壤沖蝕等作用下,易造成河流輸砂量大。此外,臺灣地處板塊交界帶,地震頻繁,造成土石鬆動,颱風帶來的豪雨多落在山區,容易引發土石流與洪水,使地表侵蝕速率加快,造成更多的沉積物往外海輸送(闕,2012)。所以地質、地形、降雨、地震等因素都會造成臺灣河流運載大量的懸浮沉積物,而形塑出臺灣小高山河川的顯著性。

結論
世界知名的大河可謂源遠流長且倍受關注。臺灣的小高山河川得以突破重圍,成為研究的新星,主要是因為臺灣河川的輸砂量能在世界排名中拔得頭籌,甚至大勝這些鼎鼎有名、長度數千公里的大河。綜合臺灣特殊的地質、氣候、地震、地形等因素,臺灣河川每年運載著數億噸的懸浮沉積物直達海洋,它們對臺灣與鄰近海洋的影響至關重要,也促成臺灣河川的輸砂量擠入世界之最。


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