斜坡塌方：當大地失守時
哈囉！歡迎來到關於塊體運動的學習筆記。你有沒有想過，為什麼颱風過後會發生山泥傾瀉？或者為什麼有些山坡要鋪上混凝土？這一章將會解答這些問題！我們會探討為什麼岩石和泥土有時會決定向下坡滑動、流動或墜落，以及我們能如何應對。這是一個非常重要的課題，特別是對於我們這些住在香港這樣多山城市的人來說。事不宜遲，馬上開始吧！
到底什麼是塊體運動？
簡單來說，塊體運動（亦稱大規模移動或重力崩壞）是指泥土、岩石及其他鬆散物質在斜坡上，主要受重力作用而向下坡移動的現象。
讓我們來打個比方！想像你正在用積木搭建一座高塔。如果你把積木垂直地疊起來，它們會很穩固。但如果你開始讓高塔傾斜，最終重力會獲勝，積木便會倒塌。塊體運動就像這樣，只不過它發生在整個山坡上！
重力是所有塊體運動的最終驅動因素。它不斷地將萬物拉向地球中心。在斜坡上，這種拉力分為兩部分：一部分將物質固定在斜坡上，而另一部分則沿斜坡將物質向下拉動。
重點筆記
塊體運動是指地表物質沿斜坡向下滑動，而重力是其首要成因。它是地貌透過侵蝕及其他外營力作用而形成過程的自然部分。
斜坡的科學：一場拉鋸戰
如果你一開始覺得這有點難，別擔心！要了解斜坡為何會失穩，我們需要思考兩種相互競爭的力量。這就像在山坡上玩拔河一樣。
1. 剪應力：這是試圖將物質向坡下拉動的力量。它由重力引起。斜坡越陡峭或物質越重，剪應力就越高。
2. 剪切強度：這是試圖將物質固定在原地的力量。它是斜坡的內部抵抗力，來源包括顆粒之間的摩擦力以及植物根部的結合力。
當「向下坡」的力量贏得拔河比賽時，就會發生塊體運動。
\( \text{Mass Movement occurs when } \textbf{Shear Stress} > \textbf{Shear Strength} \)
快速回顧
穩定斜坡：剪切強度大於剪應力。（斜坡能保持穩固。）
不穩定斜坡（失穩！）：剪應力大於剪切強度。（斜坡塌陷。）
影響塊體運動的因素
那麼，有哪些因素會打破平衡，導致剪應力超越剪切強度呢？這些因素可以是自然的，也可以是人為造成的。
自然因素（大自然的誘因）
• 水：這是一個巨大的因素。暴雨帶來過多的水非常危險，因為它會：
- 增加泥土重量，提高剪應力。
- 潤滑泥土顆粒，使其更容易相互滑動。
- 減少顆粒之間的摩擦力並增加孔隙水壓力，從而削弱斜坡的剪切強度。
• 斜坡坡度（陡峭程度）：斜坡越陡峭，重力（剪應力）的拉力就越大。這就是為什麼你在山區會看到更多山泥傾瀉的原因。
• 地質（岩石類型）：脆弱、嚴重風化或破裂的岩石剪切強度很低，因此更容易失穩。在香港，深度風化花崗岩（風化層）是一個主要禍根。
• 植被不足：植物和樹木的根部就像一道天然的網，將泥土顆粒緊密結合在一起，增加剪切強度。當植被被移除後，斜坡便會暴露且變得脆弱。
• 觸發事件：地震或火山爆發會震動地面，並在數秒內引發大規模山泥傾瀉。在香港，主要的觸發因素是颱風和暴雨帶來的強降雨。
人為因素（我們的影響）
人類活動可以顯著增加塊體運動的風險，這通常是因為改變了斜坡的自然平衡。
• 砍伐森林：為了耕種、建造或伐木而移除樹木，會破壞將泥土固定在一起的根系網絡。這是人為引發山泥傾瀉的一個非常常見的原因。
• 斜坡改動（削坡／掏空坡腳）：當我們為了建造道路或建築物而切入斜坡底部時，便會移除斜坡的支撐，使其變得不穩定。這就像把桌子的腿移開一樣！
• 增加斜坡負荷：在斜坡頂部建造重型建築物或傾倒廢物會增加額外重量，這會提高剪應力並可能導致失穩。
• 排水不良：水管滲漏、排污渠破損或排水渠堵塞會使地面充滿水分，像暴雨一樣削弱斜坡。這是市區一個嚴重的問題。
重點筆記
自然和人為因素都會導致塊體運動。最危險的組合往往是陡峭斜坡 + 強降雨 + 人為干擾。水是使穩定斜坡變得不穩定的最大單一觸發因素。
塊體運動的類型（從緩慢到超級快速）
塊體運動通常按其速度、物質類型及含水量分類。
緩慢運動：泥土蠕動
這是最慢的塊體運動類型，每年只移動幾毫米！它是泥土逐漸向下坡移動的現象。你無法親眼看到它發生，但隨著時間推移，你可以看到它的影響，例如傾斜的樹木、圍欄和電線杆。
快速運動：山泥傾瀉、山體落石與泥石流
山泥傾瀉是岩石或泥土塊體快速向下坡移動的統稱。這是我們最關注的類型，因為它是一種重大的地質災害，可能造成廣泛的破壞和生命損失。
快速運動的例子包括山體落石（岩石從懸崖墜落）、旋轉式崩塌以及泥流／泥石流（水、泥土和巨石快速移動的混合物）。
你知道嗎？
近代史上最致命的山泥傾瀉發生在1970年的秘魯。瓦斯卡蘭山（Mount Huascarán）的一次地震觸發了冰川和岩面的崩塌，造成了一場以超過300公里/小時速度移動的碎屑雪崩（岩屑崩滑），掩埋了兩個城鎮，導致超過20,000人死亡。
深入探討：香港的山泥傾瀉
香港在管理山泥傾瀉風險方面是世界領先的，但為什麼這裡的風險一開始就如此之高呢？
香港山泥傾瀉的「配方」
可以把它想像成四種主要成分的組合：
1. 陡峭斜坡：香港地形多山，擁有許多天然和人造斜坡。
2. 強降雨：香港夏季常有暴雨和颱風，可以在單日內傾瀉數百毫米雨水，使地面飽和。
3. 脆弱地質：香港大部分的基岩是花崗岩，它會風化成厚厚的鬆散沙質泥土層，濕潤時會變得非常脆弱。
4. 稠密城市發展：數十年來，為了建造建築物和道路，山坡被切割開發，產生了數以千計需要管理的人造斜坡。
管理風險：香港如何對抗山泥傾瀉
在1970年代發生多次災難性山泥傾瀉後，香港政府在土木工程拓展署（CEDD）下成立了土力工程處（GEO），以維持一套全面的斜坡安全系統：
• 加固斜坡（「硬」工程）：
- 護土牆：在斜坡底部建造混凝土牆，以支撐並阻擋泥土。
- 土釘：將長鋼筋鑽入斜坡並灌注混凝土漿，將鬆散泥土固定在下方的穩定基岩上。
- 噴射混凝土與塗批水泥沙漿（Chunam）：在斜坡上鋪設不透水的混凝土覆蓋層，以防止雨水滲入泥土。
• 生物工程（「軟」工程）：
- 水力噴草與綠化技術：種植深根植被並鋪設草皮或防蝕網，在自然結合泥土顆粒的同時改善城市景觀美感。
• 控制水流：
- 地表排水渠（U型渠）：截取地面徑流並將其安全引導離開坡面。
- 排水孔：護土牆上設置的小孔，用於排出地下水並釋放靜水壓力。
• 規劃與預防（「軟」管理）：
- 土地用途分區與「長遠防治山泥傾瀉計劃」（LPMitP）：透過計劃限制在高風險斜坡上進行開發。
- 定期斜坡維修與「斜坡記錄冊」：系統性地檢查、登記並改善政府和私人斜坡。
- 公眾預警系統：香港天文台在諮詢土力工程處後發出山泥傾瀉警告，在嚴重暴雨期間提醒公眾注意風險。
一個常被研究的本地例子是深灣山泥傾瀉，它突顯了未經管理斜坡的危險，並促使香港的斜坡安全系統得以改進。
重點筆記
香港的高山泥傾瀉風險源於其地理、地質和天氣。本市透過工程解決方案（加固、噴射混凝土、生物工程和排水系統），結合系統性規劃、土力工程處的斜坡維修以及公眾預警來管理這種風險。