還原關鍵64天:崩塌量體比小林村大10倍的馬太鞍堰塞湖怎麼發現?科研團隊如何即時監測?美國也提供資訊協助?
刊出日期 2025.10.07
2025年9月23日花蓮縣馬太鞍溪堰塞湖潰決,相當6,000個奧運標準游泳池的洪水夾雜土石傾瀉而下,灌入下游的光復市區,不幸造成 *18人死亡、6人失聯、逾150人受傷,這起台灣最巨型的堰塞湖溢流潰壩事件,儘管災後已半個月、湖中水量降至溢流前6.4%,但危機仍未解除,中央災害應變中心維持紅色警戒狀態。
不幸中的大幸是,台灣跨領域科學防災與監測這次預警精確,7月21日馬太鞍溪上游林地大規模崩塌第一時間即掌握,隨即政府防災程序也由專業評估為依據展開;而幾乎是世界級規模的馬太鞍堰塞湖也獲得美國相關研究單位關注,期間主動對台提出警訊,讓行政院最後決定採取台大團隊「極端模式」擴大撤離範圍,發揮減災效果。
《少年報導者》採訪投入這次馬太鞍堰塞湖監測團隊的陽明交通大學土木工程學系副教授趙韋安、地震測報中心主任吳健富、內政部次長馬士元,帶你還原堰塞湖誕生的第一現場,在人車無法抵達的深山,他們是如何發現堰塞湖的存在?關鍵64天,來自各校的研究團隊動用哪些科技法寶?而面對山崩、風災、水災混合的複合式災害,災害防救體系應變有哪些不足,讓撤離作業無法確實執行?
*18人死亡、6人失聯、逾150人受傷:截至2025年10月6日。
馬太鞍溪堰塞湖從今年7月形成後便受到政府及學界關注,防災團隊集結陽明交大、成功大學、東華大學、台灣大學等校的專家,密集監控壩區狀況、討論各種減災手法,在堰塞湖潰決前也幾乎精準算出災害程度和影響範圍。
這些科學應用的成果,來自2009年莫拉克颱風形成的八八風災「小林村滅村」事件,各學術團隊在堰塞湖災害防治上的努力。當時高雄市甲仙區小林村受到山崩及堰塞湖潰決影響,全村474人慘遭土石掩埋,不只林務局(現已改制為農業部林業署)開始建置「國有林堰塞湖監測與防災通報系統」與標準作業程序,學界也積極參與其中。這次投入的專家包括地質學、水文學、木土工程、水利工程等領域,從山崩監測、壩體監測、水位監測、災害模擬演算等一棒接一棒,展開形同「拆彈」的風險計算。
一、重回關鍵時刻現場
關鍵時刻(第0天):7月21日下午5點53分,微地動系統偵測到震矩規模4.9的地動
7月21日下午5點53分,輕颱薇帕已遠離台灣兩天,陽明交通大學趙韋安實驗室的「微地動系統」出現了不尋常的訊號。這套系統是趙韋安在莫拉克風災過後投入開發,透過串接台灣寬頻地震網(Broadband Array in Taiwan for. Seismology, BATS)資料,可在崩塌發生後6分鐘內,即提供崩塌點位、量體大小、滑移方向,判斷是否伴隨堰塞湖的形成,也讓趙韋安於2020年獲歐洲地球科學聯盟(European Geosciences Union, EGU)傑出青年科學家獎。7月21日分析數據後,他發現,位於花蓮的馬太鞍溪上游出現了山崩。
他沒想到,自己監測到的是台灣史上最大堰塞湖形成的瞬間。由於陽明交大防災與水環境研究中心是農業部林業及自然保育署的合作單位,他們便向林業署通報,「馬太鞍堰塞湖」因此得以被發現,後續的監測與緊急應變才能即時啟動。
與此同時,太平洋的另一端,偵測全球地震和地動訊息的美國地質調查局(United States Geological Survey, USGS)研究人員,也測到花蓮出現表面波規模4.9的訊號,但因未見台灣中央氣象署地震測報中心公告有感地震,於是直接寫信向研究崩塌的趙韋安求證,這是否為一起山崩事件?確認後,便將報告發表在USGS官網。
農業部農村水保署減災監測組組長陳振宇指出,USGS注意到,這是他們開始監測全球崩塌以來見過最大的訊號。
「他們(USGS)就覺得奇怪,怎麼可能台灣自己都沒有去報告這件事?那中央氣象署也不是沒看到這個震動的訊號,但是對他們來講那不是地震,所以我們的地震測報中心就直接忽視掉這起事件。」趙韋安說。
《少年報導者》向地震測報中心主任吳健富求證,他證實,當天確實有測到芮氏規模4.2的狀況,但因判斷為山崩而非地震,且附近強震測站未觀測到震度,所以未達對外發布報告的標準。吳健富說,「日後若達到標準,則會參考USGS的做法對外公布。」
*小區域有感地震報告標準:
(一)任一即時地震站之震度達4級以上。
(二)地震規模3.5以上,且任一即時地震站之震度達3級以上或兩站震度達2級以上。
吳健富補充說明,若是一般民眾或機構反映查詢,雖未達以上標準、但屬於有感地震者,也會在地震測報中心網站發布。
關鍵時刻(第5天):7月26日成立應變小組,測出壩高200公尺
農業部接獲通報後啟動調查,7月25日透過衛星影像確認堰塞湖形成,7月26日、崩塌後5日,應變小組緊急成立,陽明交大、成大、東華等團隊參與其中,評估各種解決方案。因為山崩位置偏遠,人、車都無法抵達,所以請求空勤總隊支援,在降雨趨緩後三度派遣黑鷹直升機飛到現場空勘。
崩塌土石狀況極不穩定,直升機費了一番功夫才將成大防災研究中心的人員送上堰塞壩,放置水位計、測量即時湖水位。成大團隊成員具有水利及海洋工程學系的專業背景,擅長在沒有網路訊號的海面上裝設監測設備,他們也將這套衛星傳輸技術從海洋搬移到了高山峽谷。
為了進一步掌握堰塞湖的即時動態,應變小組在光復林道19K架設監視器,俯視堰塞湖和上游情況;而陽明交大團隊則前往堰塞湖和馬太鞍溪橋之間、較難架設水位計的河道周遭架設兩座微地動站,透過震動訊號24小時監測水流和邊坡的土沙活動。
「最後測出光壩高就已經有200公尺高,不只是台灣最大,這幾乎是世界級的紀錄了!」趙韋安指出,「它的壩體條件真的是太可怕了,整個土方量大到有足夠的能力去蓄水。」
根據9月25日林保署最新的分析,這些崩塌的土石體積約有3億 *立方公尺,「八八風災」時造成堰塞湖的獻肚山崩塌也只有2,700萬立方公尺,馬太鞍土石量體是致「小林滅村」的10倍之多,顯見其危險的程度。
*立方公尺:7月27日林業署透過空拍初估崩塌區壩體約2億立方公尺(因雲遮尚未計崩塌殘坡),期間崩塌持續擴大,9月25日再次分析崩塌量約2.9億立方公尺,包含壩體及殘坡的土砂總堆積量約3億立方公尺。
關鍵時刻:8月底美國陸軍工兵團研究報告對台發出警示
國家太空中心衛星資料處理組長張莉雪接受《報導者》記者採訪時指出,他們曾受委託拍攝該堰塞湖的衛星影像,由台灣第一座自主研發的衛星「福衛五號」拍攝到的畫面也清楚顯示,它在8月楊柳颱風後面積變大,甚至在更下游處發現小的新堰塞湖,並將分析報告交給國家災害防救科技中心研判。
與我國水資源、防洪風險管理長年有交流的美國陸軍工程兵團(United States Army Corps of Engineers, USACE)也關注馬太鞍堰塞湖進行研究,並主動來訊警示,「不要忽視以極端模式下必須考慮最嚴重的後果。」引起國內相關部會高度重視,9月9日農業部、內政部、經濟部進行跨部會平行會議,內政部長劉世芳邀請土木工程專家、內政部前部長李鴻源組成台大團隊,加入災害風險模式運算,以「極端情境」重新計算影響規模。
專家團隊估算,馬太鞍堰塞湖就算不遇上颱風下雨,10月中就可能自然壩頂溢流。趙韋安指出,「堰塞湖每天穩定蓄積水量,最多大概可以裝滿9,100萬立方公尺的體積,水位高度若達1,139公尺,就會形成溢流。」
應變中心與專家團隊,一方面制定避難計畫,透過精準監測、預警溢流的時間,讓下游居民來得及撤離危險區。一方面也評估直接破壞壩體的可行性,除了堰塞湖位處偏遠山區人員與機具進入困難外,因堰塞湖是自然形成的水壩,壩底岩層特性也難以掌握,若岩質不穩定,任意炸開壩體或抽吸引流,也有導致再次崩塌的風險;政府一度也向美國求援,希望能有專家來台協助進行壩底岩層的監測。
關鍵時刻(第60天):9月19日,台大團隊重新估算溢淹影響範圍
原本,內政部計畫預計9月29日向全國人民發出馬太鞍堰塞湖溢流公告,呼籲全國人民不要前往外,同時也將進行撤離演習與相關人員的教育訓練,指引當地民眾一旦發生溢流時的疏散路線。
不料,一切規畫在9月18日樺加沙颱風形成後,又重新來過。相關團隊重新根據氣象署提供的雨量預報,以颱風資料條件重新計算,溢流潰壩時間與影響範圍,9月19日,台大土木工程學系主任游景雲與來自台大、中興、成大的專家團隊運算出,面對夾帶大量土沙的洪水衝擊,馬太鞍溪橋可能有危險,下游溢淹範圍也比先前的預估還要嚴重。
21日,內政部決定將撤離範圍從一開始的245戶、約690人擴大至1,837戶、8,524人,是單一鄉鎮市的疏散撤離人數新高。對照2天後溢流潰壩發生的影響狀況,這個運算結果非常精準。
關鍵時刻(第63天):9月22日上午7點,溢流潰壩前31小時發布紅色警戒強制撤離
根據台大團隊的模擬,倘若堰塞湖溢流潰壩,傾瀉至下游的洪水流量有可能將近16,000CMS(Cubic Meters per Second,立方公尺/秒,一種表示流量的單位),然而目前堤防的耐受力是針對百年一遇的最大洪水量設計,僅有2,000多CMS的流量,因此專家警告,堤防的耐受度恐將面臨考驗。
在綜合評估雨量與堰塞湖狀況後,9月22日上午7點,距離溢流潰壩倒數31小時,林業署發布紅色警戒,宣布堰塞湖可能於23到24日間溢流,請花蓮縣政府立刻執行強制性撤離及應變措施。
9月23日溢流當下即時監測數據
下午2點20分,堰塞湖最高水位達1,141公尺
23日上午,堰塞湖水位逐漸逼近原先預估的滿水量1,139公尺;直到下午2點20分,湖內的水位計測到最高水位1,141公尺後才出現下降。
開始溢流20分鐘過後,水位僅下降1公尺;溢流30分鐘後,也就是下午2點50分時,水位則已降到1137.5公尺。
下午2點54分,微地動站警戒觸發;3點整發布紅色警戒、細胞簡訊
下午2點54分,陽明交大團隊架設於堰塞湖與馬太鞍溪橋之間的微地動站下游站監測數據達警戒值,並於8分鐘後感測到最大洪峰,研究人員得以確認洪水即將侵襲下游聚落,所有人員應儘速撤離。
下午3點整,林業署發布當日第7次紅色警戒,也以細胞簡訊通知下游居民。
下午3點20分,馬太鞍溪橋水位計損壞
面對來勢洶洶的洪水,馬太鞍溪橋如台大團隊評估,硬生生遭沖毀。橋邊的水位計也於下午3點20分後遭沖毀、訊號中斷,滾滾泥水隨即沖進光復市區,吞噬了尚未避難的居民和房舍。
觀察堰塞湖水位計最後於下午3點10分測得的數據,溢流發生後,堰塞湖水位就從1,141降到1,127公尺,共降了14公尺。也就是有1,540萬噸、大約6,000個奧運標準泳池的水量瞬間流出,規模相當浩大。
因事先針對堰塞湖進行調查評估,科學團隊在溢流當下準確監測到水位變化,讓洪水尚未到達下游前,鄉公所和村長得以即時預警、疏散宣導,可惜部分居民仍未能收到通知及時離開,且罹難者以年長者居多。
由此可見,在即時監測技術方面,我國專家已能第一時間掌握堰塞湖溢流;行政部門若能夠更密切配合、執行疏散,有望降低更多傷亡。
二、3億立方崩塌體的馬太鞍堰塞湖怎麼形成的?
馬太鞍溪上游堰塞湖距離最近的聚落萬榮鄉明利村11.5公里,海拔高度大約1,130公尺,崩塌土石體積高達3億立方公尺,這些土石的量可以填滿2.3座日月潭。為什麼一個震矩規模4.9的山崩,會在這裡形成台灣最巨大的堰塞湖?
趙韋安認為,去年(2024)403花蓮強震後,該區地質就變得脆弱,從後續的空拍影像也可以看到崩塌的頂部有些微張裂縫,當薇帕颱風來臨,山坡土石禁不起豪雨而崩塌、阻塞河道,進而形成堰塞湖。當然,也有可能這裡地質本身就有活動性,在403地震後,加速了不穩定性,讓地質破碎。
溢頂潰壩發生兩週後,目前馬太鞍堰塞湖壩高已由原本的200公尺下切80公尺,水量剩原本的6.4%、約585萬噸,但目前「紅色警戒」仍未解除。趙韋安指出,「潰壩後的殘坡和殘壩,仍可能有崩塌和向下沖刷的可能,必須有新的監測手段持續監測。」
中央災害應變中心則強調,要解除紅色警戒,必須評估堰塞湖水流量是否造成衝擊、完成安全堤防修復與防護工程、挖深疏浚;同時,花蓮縣府仍需提出撤離計畫。
三、下一次可以做得更好嗎?
趙韋安認為,處理這座堰塞湖的兩個月以來,「(專業團隊)做出來的東西也都很精準,已經足以應付做疏散避難決策的需要。」他以「循證治理」形容,這次跨農業部林業署、水保署、經濟部水利署、內政部災害應變中心等部會間資料的整合跟溝通,都透過學術單位擔任橋梁,「這次的橋梁建立得很成功,我們(團隊之間)沒有在分這個東西是誰做出來的。」
「但防災語言、疏散避難的強制性,還需要再檢討一下,」趙韋安說,他也建議政府未來應針對堰塞湖潰決災害制定警戒標準,「水保署過去做得很好,不管是紅色、黃色這些警戒,是針對土石流標準,(堰塞湖)沒有法源可循,政府(疏散撤離)是沒有什麼強制力的。」
目前經濟部水利署主管河川、農業部水保署管邊坡,國有林班地又屬林保署,馬太鞍堰塞湖位置即屬國有林班地,堰塞湖監測權責分工確實不明確。內政部政務次長馬士元也坦承,堰塞湖警戒與溪流和雨量不同,土石流警戒標準不全然適用,未來應制定堰塞湖警戒標準,發展新的預警方法。
馬士元表示,未來也要強化疏散策略,建立新的模式,「強制撤離村里長是關鍵, 公所要造冊、掌握名單,這次事件發現許多罹難者是行動能力有障礙者,未來防災作業必須和社福體系結合,掌握獨居、行動不便、中低收入者,盤點弱勢人口;也要加強相關工作人員的講習,充分了解災害等級和執行的挑戰。當然,民眾自救意識也很重要,要透過演習認識災害風險、進行自救培訓,並配合救災指示。」