颱風過後的泥黃河水: 臺灣地質如何決定我們的水資源命運?

文章目錄|一顆砂粒的山河旅程

  1. 第一站|為什麼臺灣的河水容易帶著大量泥沙?
  2. 第二站|山區的岩層,為什麼會崩落?
  3. 第三站|一顆砂粒如何從山上到達水庫?
  4. 第四站|水庫為什麼會淤積?臺灣有真實案例嗎?
  5. 第五站|我們能怎麼保住水資源?
  6. 科普小知識|河水變黃就是受到污染嗎?
  7. 延伸閱讀與資料來源

為什麼一場颱風,會讓河水變成泥黃色?這些泥沙從哪裡來,最後又去了哪裡?

颱風或豪雨過後,我們常在新聞畫面看到混濁的河流,有時水庫排洪、排砂時也湧出大量黃褐色水流。看似只是「水變髒了」,背後其實牽動了臺灣的山脈、岩石、河川與水庫。

有些泥沙來自河岸與河床受到沖刷,有些來自山坡崩塌後被水帶入溪流。當它們來到水庫,可能逐漸沉積,減少蓄水空間;但經過合適的設施與操作,部分泥沙也能排往下游。

要理解一滴自來水得來有多不容易,不妨跟著一顆小砂粒,展開一段從山頂到水庫的旅程。

第一站|為什麼臺灣的河水容易帶著大量泥沙?

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊相互作用的地帶。長期造山運動使許多山區地形高聳、坡度陡峭;另一方面,侵蝕、崩塌也不斷削低山地,所以不能把所有山脈都簡單理解成「每年都在長高」。

從中央山脈出發,許多河流在不算長的距離內便流向海洋,河道落差大。當颱風帶來強降雨,河川流量可能在短時間內快速增加,原本安靜的溪流就變成挾帶砂石的急流。水流有能力沖刷河床、撞擊河岸,並搬運更多不同大小的顆粒。

在國中地科中,我們通常把流水對地表的影響分成「侵蝕、搬運、沉積」。但它們不是一條河的上、中、下游各自只發生一件事:同一河段也可能同時侵蝕某處河岸、搬運泥沙,並在流速較慢的位置沉積。

這時看見的泥黃色,通常與水中的懸浮泥沙、細粒土壤等物質有關。水色混濁不代表全都是化學污染,但也不能僅憑顏色判定水質是否安全;供水仍需要取水、淨水及水質檢驗。

颱風豪雨期間與過後的山區河流示意圖。強降雨造成山坡崩塌與河道沖刷,土壤與岩屑被支流帶入主河道,形成含有大量懸浮泥沙的黃濁河水,下方並以流程圖顯示豪雨沖刷山坡與河床、泥沙進入河道、河水變混濁的過程。

第二站|山區的岩層,為什麼會崩落?

臺灣許多山區岩層曾受到擠壓、褶皺與斷裂,岩石中具有節理、層面等不連續面;部分岩層也容易風化。但不是臺灣所有地方的岩石都同樣破碎,也不是每逢大雨就一定發生山崩。

豪雨時,雨水沿土壤孔隙和岩石裂隙滲入,可能增加坡體重量,並使地下水位或孔隙水壓升高。當土石顆粒之間能提供的有效抗剪力量變小,或原本的岩層弱面失去足夠支撐,山坡就更可能發生滑動與崩塌。

其中一種值得認識的地質構造叫作「順向坡」:當岩層的傾斜方向與山坡坡面的傾斜方向大致一致,就可能形成順向坡。但「順向」只是描述構造的相對方向,並不等於「一定危險」。

若岩層面延伸到坡面形成可以滑出的條件,坡腳又被河流沖蝕或人為開挖削弱,再加上降雨使地下水壓上升,發生岩體滑動的風險便可能增加。相反地,即使是逆向坡,也不代表完全沒有落石、崩塌或其他坡地災害。

崩塌產生的岩塊和土砂,有些暫時留在山坡與溪谷,有些則在後續洪水中再次被帶往下游。山上的一場崩塌,往往要經過一連串搬運過程,才會影響到水庫。

比較順向坡與逆向坡在降雨入滲條件下的坡地穩定示意圖。圖中標示岩層傾斜方向、雨水入滲、地下水壓增加、坡腳受侵蝕與可能滑動面,並強調順向坡不等於一定崩塌,坡層方向、降雨入滲、坡腳條件與地下水壓會共同影響坡地是否滑動。

第三站|一顆砂粒如何從山上到達水庫?

沿著溪流向下走,岩塊可能被碰撞、磨碎成礫石或砂粒;更細小的粉砂和黏土顆粒,則容易懸浮在水中。不同大小的顆粒,會因水流條件不同而被搬運或沉積。

河道較陡、流量較大時,水流往往能攜帶較多泥沙;河道變寬、坡度減小或遇到轉彎與障礙物時,部分顆粒可能逐漸沉積。一般而言,較粗的顆粒較容易先沉積,細顆粒則可能隨水流漂移較遠。

當河流進入水庫,水流環境與原本的急流不同,大量泥沙有機會沉降在庫底。時間一久,庫底沉積物增厚,就會占去原本用來蓄水的空間,影響水庫的有效庫容。這就是「水庫淤積」。

不過,並非所有泥沙都會留在水庫。有些細顆粒可以隨水流通過;某些水庫也能利用底孔、排砂隧道或適當操作,在颱洪期間排出部分泥沙。

山區河流作用示意圖,說明同一條河流在不同位置可同時出現侵蝕、搬運與沉積三種作用。上游河水沖刷河床並搬運礫石、砂粒與懸浮細泥沙,下游在流速降低處形成沉積,下方附有沖刷河床、搬運顆粒與形成沉積的流程小圖。

第四站|水庫為什麼會淤積?臺灣有真實案例嗎?

水庫最重要的功能之一,是把豐水期的水留到需要的時候使用。但水如果把泥沙一起帶進來,水庫也會逐年承受淤積的壓力。

2004 年艾利颱風期間,石門水庫集水區遭受豪雨沖刷,農業部曾在資料中記錄該次事件使水庫新增約 2,788 萬立方公尺淤積,約占原設計庫容的 9%。這說明極端降雨事件可能在短時間內造成遠高於平常年份的土砂輸入。

但這不表示石門水庫現在仍以同樣速度持續淤積。水利署後續投入集水區治理、清淤、抽泥及防淤隧道等措施。依水利署 2026 年公布的資料,2025 年全國主要供水水庫清淤總量約 1,929 萬立方公尺,多座水庫近年逐步達到來砂與清淤量的平衡。

因此,「水庫一定越用越短命」不是完整的答案。水庫能否長期服務,還涉及來砂量、庫容、地形、排砂設施、工程管理與集水區保育。

水庫泥沙去向示意圖。河流把泥沙帶入水庫後,粗顆粒較易沉積於庫區形成淤積,細泥沙可能懸浮於水中,部分可經抽泥或排砂設施移除,亦有部分泥沙再往下游輸送。圖中標示入庫泥沙、淤積區、有效蓄水空間、抽泥與排砂等位置。

第五站|我們能怎麼保住水資源?

面對豪雨帶來的泥沙,最好的方法不是只在水庫底部不停挖泥,而是從整個集水區到水庫共同管理。

山區可以透過適地適性的植生、排水、坡地管理及必要的防砂設施降低土砂災害風險;水庫則可依現場條件,搭配低水位陸挖、高水位抽泥與颱洪期間的水力排砂。防砂壩雖能在部分河段攔住土砂,卻也需要維護,且應評估下游河川與生態需要的泥沙供給。

水源方面,臺灣也逐步增加不同型態的供水選擇。例如「伏流水」是河床下方砂礫層中流動的水,因經地層自然過濾,常能作為高濁度時的備援或部分地區的常態水源;平地人工湖則屬於需要因地制宜評估的調蓄方案。它們都是補充,而不是能取代所有水庫的萬靈丹。

下一次看見颱風過後的泥黃色河水,不妨再想一想:這些泥沙可能是數十公里外的岩石被風化、崩塌與河流搬運後留下的訊息。每一滴可安心使用的自來水,背後都有地球科學、工程與水資源管理共同守護。