馬太鞍上游之謎：陳樹群團隊透過1/50模型實驗 還原堰塞湖潰決真相

2025年9月23日，樺加沙颱風帶來的豪雨使馬太鞍溪上游堰塞湖發生潰決溢流，造成19人罹難、5人失聯的重大傷亡。光復鄉重建腳步仍在持續，包括下游土砂防治，以便因應已然到來的汛期。「我們看了很多影片，都是下游淹沒的畫面，」中興大學特聘教授陳樹群說，「可是上游到底怎麼潰？沒有人看到。」

聯合報影音專題「還原潰壩之謎：解密溯源沖刷」不只記錄馬太鞍溪堰塞湖縮比實驗，也等待團隊初步成果，找到當初大規模壩體潰決的原因。陳樹群表示，經過觀測後，他認為就是因為「溯源沖刷」，包括了從上游來的下刷，和下游的向上游遷徙力量，兩個力量慢慢的結合，產生了大規模的壩體潰決現象。

陳樹群說，推斷來自團隊數十組室內實驗的累積，在特定地形條件下，水流會形成「逆行沙坡」，進而引發溯源沖刷。但他也認為，大型的野外實驗才能更接近真實，模擬潰決還是需要現地驗證。

試圖找到台灣史上最大堰塞湖潰決之謎，農業部林業保育署委託中興大學於惠蓀林場進行馬太鞍溪堰塞湖縮比實驗，並整合陽明交通大學、成功大學等跨領域專家，於4月20日進行1/50縮比物理模型實驗，藉此重現堰塞湖從形成、蓄水至潰決的完整歷程。

此計畫動員超過60人，歷經數月施工，投入多部重型機具，包括整地、填土、修坡、在南投惠蓀林場蘭島溪二號橋旁，重建縮小版壩體：長40公尺、河道寬12公尺、實驗的底床平均坡度4至5%，連土的粒徑都層層篩析，調整到與馬太鞍溪上游狀態相近，這也是全球首座可調控流量的大型土砂流動試驗場。

如何打造模擬壩區也很關鍵，陳樹群團隊比對8月與9月底兩份地形剖面，發現馬太鞍壩區有兩個坡峰——上游一個、下游一個，中間相對平緩，下方坡度較陡。這可能是潰決的關鍵要素。

4月20日下午，上游能高大圳排砂道閘門開啟。台日學者與工程技師擠上二號橋，看著水位逐漸漲滿壩體。

溪水先在壩頂切出一條細縫，水勢夾帶土砂加速侵蝕。研究人員將保麗龍球投入水中，搭配空拍機與定點攝影機，對照地面白色網格計算流速。

隨著坡面一塊一塊崩落，河道沖出多條分岔，形貌漸漸接近馬太鞍溪辮狀河床的樣子。陳樹群盯著壩體中段，那個室內實驗反覆出現的力量交會點，他解釋，水流越過上游坡峰後持續向下沖刷，到了下游坡峰，遇到極陡坡面，反而產生朝上游方向回溯的力量，研究上稱為「溯源沖刷」。於是，溪水產生兩股力量，一個往下、一個往上——在壩體中段逐漸匯聚。「這兩個力量慢慢結合，產生了最大的破壞狀態。」他解釋，堰塞湖事件可以說是它上游掏刷、下游侵蝕的方式造成的潰壩行為。

陳樹群表示，此次實驗不僅是學術研究的重要突破，更是提升國家防災能力、保障下游居民生命財產安全的關鍵基礎。透過科學化實驗與跨領域合作，臺灣可持續強化面對極端氣候與土砂災害的整體韌性。

試驗場同步成為另一組研究的測試場地。陽明交大土木系副教授趙韋安的團隊帶來一捲高密度光纖纜線，他表示，光在纜線裡來回傳導，某個位置受到擠壓或拉張，光程時間就會出現差異，希望能透過光的應變行為，達到監測目的。

趙韋安曾在堰塞湖事件後搭機前往壩區安裝微地動儀，深知大規模災害發生在偏遠山區時，人員與設備根本就算抵達，也受天候與地形影響，難以第一時間架設儀器。於是，他有了新靈感，如果屆時有災害，可以搭直升機把纜線空投進災區，高密度光纖會沉入湖區，另一端拉到安全地點接上主機，沿途10公里內所有位置的應變狀況，就能持續傳回，也有助於提升台灣的防災量能。