馬太鞍溪堰塞湖潰壩機制分析：底部掏空假說與潰口形態觀察

摘要
傳統對堰塞湖潰壩的解釋，多著重於「上方溢流侵蝕」。然而，馬太鞍溪堰塞湖的潰決現象顯示，底部掏空可能才是主要原因。本文基於航照圖、水文及地貌觀察，提出「初期通水 → 底部滲流掏空 → 結構失穩 → 內部坍塌潰決」的推論，並對比底部掏空與上方溢流造成的潰口形態差異。

一、現象觀察

從7月26日的航照圖可見，崩塌地已堆積形成堰塞湖，但溪水仍可穿過堆積體底部。這表示當時雖已有堰塞現象，但水流尚能通過，底部可能已開始形成隱蔽的水道。潰決後，潰口呈現不規則形態，並非單純由堰頂溢流侵蝕形成。下游水色灰白，含大量細土與泥沙，提示水流可能從堆積體內部穿出。

二、底部掏空形成機制

在底部掏空機制下，潰決過程可分為三個階段：

1. 初期階段：崩塌物鬆散，水流沿最小阻力路徑穿透堆積體底部。

2. 滲流與擴洞階段：持續水流帶走細顆粒，形成管流效應（piping），地下水道逐漸擴大，地表幾乎無法察覺。

3. 掏空與坍塌階段：當上方堆積體失去支撐，底部被掏空，遇到暴雨或水壓劇增時，整個堆積體內部坍塌，引發潰壩。潰口通常呈 V 字形，由內向外爆裂。

三、潰口形態觀察與比較

若潰決是由上方溢流造成，水流會從堰頂向下侵蝕堆積物，潰口常呈較平緩或 U 型，上寬下窄的特徵不明顯，且潰口位置偏高，沿堰頂線延展。下游沉積物以中粗顆粒為主，水色相對較清。

相較之下，底部掏空造成的潰口偏低，形態呈 V 字形或楔形，潰決由內向外爆裂，下游泥沙中細顆粒大量增加，水色灰白混濁。馬太鞍溪的潰決特徵符合底部掏空假說，而非單純上方溢流。

四、支持跡象

潰決前，仍有部分水流通過堰塞體底部。

潰口形態不規則且偏低，與內部坍塌相符。

下游水色混濁、泥沙含量高，顯示水流可能從堆積體內部穿出。

五、建議後續調查重點

1. 堰體底部是否存在空洞或掏蝕痕跡。

2. 潰口位置是否呈由內向外爆裂特徵。

3. 下游沉積物粒徑是否顯示突發性細顆粒堆積。

結論
馬太鞍溪堰塞湖的潰決不能僅以溢流侵蝕解釋。航照圖與地貌特徵支持如下過程：初期部分通水，底部滲流掏空，結構失穩，最終內部坍塌潰決。這一過程隱蔽且突發性強，可解釋災前無明顯洪水跡象卻突然潰壩的現象。現場調查應特別注意堰體底部掏空情況，以補強對災害機制的理解。