2015年1月16日 星期五

日月潭水電工事土木遺構大調查

從小就聽過日月潭水電工事,但卻從未知道這個影響著臺灣近代化發展至巨的工程到底是怎麼一回事。其實,大正年代間台電的成立,最主要的第一個大任務就是建立日月潭水力電氣事業為開端。臺灣電力會社在19198月正式成立後,也開始了整個日月潭水電工事的籌備與興建,這當中包含了許多先期的作業,例如從二水到門牌潭(從如今車埕繼續往內延伸)的集集線,以及材料運輸用的電氣輕便鐵道。日月潭水電工事的整個想法很簡單,就是利用當時台灣第一大湖泊日月潭的水,運用高低落差來水力發電。不過為了讓日月潭有足夠而且穩定的水來發電,必須從更高海拔的武界那邊引濁水溪的水,透過引水隧道送入日月潭。

日月潭的工程浩大,簡直是個跟老天爺要電的「大玩具」,而且大正年代開工後,陸續碰上經濟恐慌與關東大地震等的影響,在1923年不得不整個工事休止。因為整個工程的終止,為了施工而蓋的集集線也轉賣給鐵道部,所得經費改建設火力發電所因應。不過到了1928年,經美國Stone & Webster Co.的全盤檢討,認為整個日月潭水電計畫仍是可行,19293月日本議會通過日月潭工程再興案,19301松木幹一郎擔任台灣電力株式會社社長,該年9月提出修正計畫,隔年正式開始重新復工,直到1934年完成。

對於水力發電而言,林炳炎阿伯的名言是:「水就是黃金」,因此怎麼可能會不好好利用呢?於是除了引自日月潭水的門牌潭發電所外,利用餘水繼續往更下游的水裡(今改名為水里)去再次發電的設計,乃成為整套系統的架構。因此,後來門牌潭發電所改稱日月潭第一發電所,而水里的則稱日月潭第二發電所。至於武界更上游的萬大與霧社發電所,則又是包含整個濁水溪發電的整套「大玩具」。
                    
話說,我認識北投埔林炳炎阿伯已經好多年,第一次見面是2007年的狄卜賽記錄片。之後每次聽阿伯說,一定要跟他去一趟日月潭,走一次深度的大出草,才知道日月潭水電工事的偉大。講了好多年,終於在前幾天我們有了一個急行軍的日月潭大出草。這簡直是走到腿軟,腰沒力,被雞吵,爬上爬下,鑽來鑽去,但卻非常非常非常值得的一次行旅。這三天,第一天走了15,096步,10.5km,第二天走了16,230步,11.3km,第三天21,389 步,14.8km。三天共走了36.6km,真恐怖。阿伯幾乎把他的看家絕技都講給我們聽,大家調查得津津有味,但問題與值得研究的課題卻又越來越多。很多還無解,但因為這樣,總比被一直埋沒的好。以下,就先來整理一下整個日月潭相關區域的水電工事土木遺產遺跡,而我們就從最上游說起。
日本時代原本就有興建霧社水庫的計畫,不過這個大壩並未在終戰前完成,因此雖然已經購入了二個發電機組,但攔截濁水溪上游之水來發電的霧社發電所其實並未真的完工啟用。不過有趣的是,與這兩個發電機組設置於同一個建築內的,則是另外引自萬大溪的「萬大發電所」發電設備。萬大發電所只有一台直立式轉轉轉的Pelton式日立製發電機,是從萬大再進去的「奧萬大」那邊取水,透過地下的水路引到發電廠。這部分在19432月正式開始發電,因此如今仍可看到日本時代末期所建的電廠建築結構。至於位於相同建築內,從霧社水庫引水過來的另外兩個機組,因為大壩在終戰前並未完成,而是戰後在美援時代才蓋好開始發電的。
這個美援時代完成的大壩,據阿伯說,原本日本時代的直線壩被改為曲線壩,因此在連接山壁處有個奇怪的轉折,還增加了施工的時程。
至於水泥的運輸,目前還留有一個砂石場的遺跡,很可能是日本時代就已經蓋好的建物。
除了這個濁水溪上游的土木遺跡外,真正日月潭水電工事最大也最驚人的部分,則要從武界這邊的大壩堰堤說起。武界堰堤的這個大壩,是鹿島組一個傲人的偉業。為了讓日月潭有充足水量來發電,必須在上游興建大壩來儲水並且透過引水隧道把濁水溪的水引進日月潭。這個設計,就是武界堰堤必須興建的原因。
武界這邊的土木構造最驚人的,是那個高聳的大壩,以及三個排洪隧道與引水隧道的進水口。那個堰堤大壩將濁水溪的水給擋起來,蓄積水量輸送往日月潭。那三個排洪隧道是當降水量太多而需要洩洪時,就會從這邊將水排入原本的濁水溪去,至於引水隧道的進水口,就是將水送進全長約15公里的輸送水路。
這條從武界把水送往日月潭的水路工事,在日月潭第一次的施工中完成度其實不高,大部分的引水隧道與暗渠、開渠並未完成,大約只做了19%,但唯一的例外卻是木屐囒那邊的水路橋。這座橋在1923年工事休止前已經完成,不過後來工程再開時,則將原本直立橋腳的部分增加了圓拱增加支撐力。雖然整個武界引水隧道大部分是在1930年代的工程才完工,但這座露出在地上的水路橋則是一個非常重要的日月潭水電工事的大正時代遺構!
水引到日月潭後,在潭邊相關的幾個設施,則與後段接往發電廠的一些設計有關。基本上,這些設施都要先在「沒有水」的狀況下施工,然後正式放水後才讓日月潭水位上升,增加蓄水量。所以在精密設計後,必須興建頭社與水社的兩個堰堤讓整個湖水的水位上升且不會逸流出去。
至於從日月潭送往發電所的入水口也要詳加規劃。因此從地理位置上來考量,水社這邊就是一個重要的工事重點,因為最後一段通往門牌潭發電所的入水口就是興建在此。
而不管是頭社或水社的土堰堤,都是一種沒有壩門的設計,也就只是把水「堵起來」而已。但因為日月潭的儲水水位是經過嚴密精心設計,因此如果水量因大雨而增加時,多的水既然無法從土堰堤排出,故其旁為了保安,也就設計了一個「餘水吐」的排水孔,水會直接從這個孔排到堰堤外原本的溪谷去。所以這個排水孔,簡單說就像是浴缸或洗手台那個避免水滿出來的孔洞啦,故其要讓高過多少水位的水溢流出去,便牽涉到整個日月潭水位的設計。
其實,水力發電的設計,水位高低代表的就是位能,如果水位太高,或是突然暫停發電而造成的大暴衝,都可能毀掉相關設備,所以從日月潭取水口送往發電廠的地下水路,在導引進五根大鋼管送往發電所發電前,還有一個重要的保安設施,就是阿伯所稱「新井博士大玩具」的平壓塔。這個平壓塔是新井榮吉博士改良的設計,其水平面與日月潭的水位是一致的,也就是這些水要送往大鋼管進發電所前的一個最後保安措施,跟蒸汽火車保安閥的理念其實是一樣的東西。這個平壓塔的土木遺構較少被看見,但卻是重要的設施。
以日月潭的水電工事來講,從平壓塔後就會進入五根大鋼管,然後連接至原本稱為門牌潭發電所的「日月潭第一發電所」。這座以鋼骨建構的發電所廠房,內裝五部發電機,至今依然屹立著。
而為了不浪費水,台電在第一發電所完工後,193512月開工興建位於如今水里的日月潭第二發電所,於19378月竣工。為了這個發電所的計畫,必須把第一發電所用過的水,透過隧道引到第二發電所,因此興建了一個銃櫃壩來儲水,並把水透過鋼管隧道,送進「日月潭第二發電所」發電。目前,這個興建於日本時代的第二發電所,也有許多當年的遺構留存,特別是整個廠房與發電機組,都是有著悠久歲月的活古董。
整個日月潭水電工事在工業遺產上的價值,當然不止土木遺構而已,其他的重要產業遺產,則下回再說了。

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