日月潭水力电气工事
日月潭水力电气工事，又称为日月潭水力发电工程[2]，是1930年代台湾最大的水力发电计划[1]，该计划自1919年（大正八年）动工，中间历经数次的停工与复工，于1934年（昭和九年）完工[3]，工程系以浊水溪为水源，以天然湖泊日月潭加高堰堤成为贮水湖，将湖水引至日月潭西侧的门牌潭后，利用落差1,057尺（320米）之水力来推动发电机，而产生10万千瓦的电量[4]。
| 日月潭第一发电所 （门牌潭发电所） | |
|---|---|
 日月潭第一发电所全景 | |
 | |
| 国家／地区 |  中华民国（台湾） |
| 坐标 | 23°51′15″N 120°52′15″E / 23.8542°N 120.8708°E |
| 现况 | 运行中 |
| 始建日期 | 1918年（大正八年） |
| 启用日期 | 1934年（昭和九年） |
| 建造费用 | 6,400余万圆 |
| 持有单位 | 台湾电力株式会社（1934～1945） |
| 运营单位 | 台湾电力株式会社（1934~1945） |
| 建造者 | 鹿岛组（第一工区，武界；第三工区，过坑） 大林组（第二工区，水头谷） 台湾今道组（第四工区，巴支栏） 台湾高石组（第五工区，司马按） 铁道工业株式会社（第六工区，日月潭水社） 大仓土木株式会社（第七工区，门牌潭）[1] |
| 总额定容量 | 110 MW |
| 发电概况 | |
| 额定容量 | 110 |
| 网站 | |
| 大观发电厂简介 - 台湾电力公司 | |
| （本信息框数据截至2013年12月） | |
历史
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提出日月潭水力电气工事大要
编辑1918年，台湾总督府民政部土木局提出“日月潭水力电气工事大要”[3]。1919年7月，台湾总督府合并各公民营发电所，采半官半民营，成立台湾电力株式会社。台湾电力株式会社成立后，日月潭水力发电工程成为首要工作[5][1]。为了进行日月潭水力发电计划，先进行北山坑发电所之建设，利用埔里盆地西缘观音山下南港溪溪水，兴建拦水堤堰与压力钢管，利用50米的落差，将溪水带动水轮机来发电，称为“北山坑水力发电所”，发电量为1,800千瓦，以提供日月潭水力发电工程施工所需之电力。此外并铺设纵贯线二水至外车埕（今车埕车站）及电厂所在地门牌潭（内车埕）间、长29.7公里的铁道，以便运送兴建工程所需的物质材料，于1922年完工，此便是日后的集集线铁路。不久爆发因第一次世界大战引起的全世界经济萧条，物价、工资因一次大战后的经济恐慌而飞涨，1922年8月高木友枝社长发表了工程延后声明，日月潭水力电气工事停工[6]，接着在1923年发生关东大地震，再次引起经济恐慌，资金调度无望，日月潭水力电气工事无法复工，1923年12月1日声明工程中止[6]。日月潭工程停工后，台电将工程用铁路（集集线）卖予台湾总督府，作为一般交通使用，以其营运所得兴建松山火力发电所及高雄第二火力发电所[7]。
修正计划
编辑1928年3月，美国石威公司（Stone & Webster Co.）来台对发电计划作全盘技术检讨并提出报告。经其鉴定后认为日月潭水力发电工程在技术上可行[6]。1929年3月27日，日本议会通过日月潭工程再兴案[6]，1930年1月12日，松木干一郎担任台湾电力株式会社社长。1930年9月，台湾电力株式会社提出修正计划[3]，从浊水溪上游兴建混凝土堰堤武界坝以及引水口，利用长约15公里的武界引水隧道引取武界地区浊水溪的溪水，引导溪水进入日月潭。自浊水溪引水进入日月潭后，并在日月潭的水社及头社两地方兴建土堰堤，造成水位提高60尺（21米），湖面扩张，日月潭水量大增[4]。浊水溪混浊的溪水在日月潭沉淀后，流入发电所取水口。日月潭内的湖水再由总长9,780米之水隧道及约2,000米之铁管路线，至新高郡鱼池庄水社，引水到水里溪[4]。1931年10月1日，日月潭水力发电工程再度动工[6][1]。为了完成此一巨大工程，在毗邻日月潭之司马按设立工区总部建设部办公室，并将全部的土木工程区分为七个工区，委由鹿岛组、大林组、大仓土木株式会社、今道组、高石组等营建会社分段施工兴建[8]。在松木干一郎致力居中运作与协调下，工程进行顺利，比预计提前3个月完工，1934年6月30日竣工[6]，1934年10月28日在台湾铁道饭店举行日月潭水力电气工事竣工祝贺大会[9]。日月潭水力发电工程总共历经15年的时间，经历10位台湾总督[注 1]，无论是发电厂工程、水社头社两堰堤工程，或是武界引水隧道工程，规模皆十分浩大。[10]
| 名称 | 1919年计划 | 1931年修正计划 |
|---|---|---|
| 取水口 | 浊水溪上游姐妹原 | 浊水溪上游武界 |
| 最大引水量 | 57m³/sec | 41m³/sec |
| 引水隧道直径 | 5.5m | 4.4m |
| 日月潭蓄水量 | 海拔756m | 海拔748m |
| 有效落差 | 1,085尺 | 1,100尺 |
| 发电量 | 93,000KW | 100,000KW |
武界引水工程
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武界坝
编辑武界坝位于万丰到武界间，位于浊水溪河床最狭窄的地方，功能为拦截浊水溪上游的溪水，将水引进武界引水隧道。武界坝为一混凝土重力坝，坝高57.6米，坝长90.91米，设有6座9.09米四方形弧形闸门以供泄洪及排沙之用[11]。因为浊水溪的含沙量很大，为了延长武界坝的使用寿命，当年在施工时特别在坝堤的左边设有三座排沙口，以减少泥沙淤积[11]。
武界引水隧道
编辑1931年修正后复工之日月潭发电计划，贮水库的容量较原计划少，取水水量由原本计划的55.6每秒立方米减为44.31每秒立方米，所以从浊水溪到日月潭之间的引水隧道断面，由原设计的高5.60米，宽4.15米，修正为高、宽皆为4.51米[12]。引水渠道系统原计划以迁就地表、地行为原则，因此多弯曲，而多明渠、水桥等，计划经过修正之后，渠道改为直线渠道，并采用隧道结构物，以避免受洪水的损害，水路总长和武界坝取水口的位置变更，总共缩短5,100米[12]，总计武界引水隧道长度为15.12公里，其中共建有8座无压隧道，全长总计13.72公里，3座开渠长0.5公里（即位于鱼池乡东光村的向天圳），4座暗渠长0.734公里，1座水桥长0.076公里[12]。武界引水隧道完工后，浊水溪的溪水于日月潭东南侧的大竹湖水域注入日月潭，形成“日月涌泉”之景观。
日月潭水库
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日月潭水力发电工程在日月潭西岸水社部落附近北流之水尾溪，兴建坝高30.3米之“水社坝”，并在日月潭西南、位于头社盆地与水社盆地之间兴建坝高19.8米之堰堤“头社坝”，两者皆属混凝土心墙滚压式土坝，使得日月潭的面积及容量增加，形成日月潭此一离槽水库[8]。日月潭水库的溢洪道位于水社坝右坝座，系无闸门控制喇叭口式，由喇叭型进口、竖喉、水平段等构筑而成[13]，外观呈十二角形，由混凝土打造梁柱与墙面。日月潭第一发电所之进水口则距水社坝南方462米，为一钢筋混凝土结构物[13]，后接压力隧道一条，直径4.09米，长2,970米。发电用水即经由压力隧道及压力钢管流至水里溪左岸之门牌潭发电所[14]。
水社坝
编辑水社坝位于日月潭西侧，系一长约 363.6 米的无溢流土坝，坝顶标高 751.51 米，坝高为 30.3 米，心壁采混凝土中心墙，并于中心墙前后设置黏土壁；坝顶并铺设沥青混凝土工供通行之用[15]。
头社坝
编辑头社坝位于日月潭西南侧，坝长约 167 米，坝顶标高 751.5 米，上下游边坡均为 1:3。中心墙为顾及水密性采取混凝土中心墙，整体设计及施工方式大致上与水社坝相同，惟黏土壁的坡度较水社坝缓和。坝底设置止水壁，其下端深入地盘最深达约 18 米[15]。
| 水社坝 | 头社坝 | |
|---|---|---|
| 位置 | 水尾溪源头下游约727米 | 头社鞍部，面对头社部落之日月潭沿岸低洼地 |
| 坝长 | 363.63米（1,200尺） | 166.67米（550尺） |
| 坝高 | 30.30米（100尺） | 19米 |
| 坝顶宽 | 6.97米（23尺） | 6.06米（20尺） |
| 坝基宽 | 230米 | 110米 |
| 坝顶标高 | 748.48米 | 748.48米 |
| 坝型 | 混凝土中心墙土坝 | 混凝土中心墙土坝 |
日月潭第一发电所
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日月潭第一发电所原称“门牌潭发电所”，是因为电厂旁有块很高大的岩壁，岩壁下方的潭水深不可测，被当地人称为“墓碑潭”，但因音义不雅，才又取其相近音成为“门牌潭”[5]。落差达320米，设置有五支各595.2米长，上部直径1.68米、末端直径1.37米的压力钢管，连接到电厂的水轮发电机组。厂房长84.6米，宽15.26及7.07米，高16.4及11.8米。水轮机于1922年由德国Voith制造，为横轴双动轮双喷嘴佩尔顿式水轮机，发电机是美国通用电气制造，总共设置设置五台发电机，每部发电机组装置容量为两万两千瓩（22MW），装置容量有十一万千瓦，第一至第三号机于1934年6月完成，第四、五号机于1934年9月完成[5][6]。
| 设施名称 | 简介 |
|---|---|
| 水源 | 浊水溪上游→武界坝→武界引水隧道→日月潭 |
| 拦水坝名 | 水社坝、头社坝 |
| 厂房 | 露天式 |
| 最大发电水头（米） | 320 |
| 发电机组 | 横轴双动轮双喷嘴佩尔顿式水轮发电机组五部 |
| 用水量（CMS） | 每部机组9.325，五部共46.6 |
| 装置容量（MW） | 110 |
| 年发电量（kWh） | 2.9亿 |
输电线路
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日月潭第一发电所于1934年7月竣工后，为了将电力分送至台湾南北各地，台湾电力株式会社于西部建造贯通南北之输电干线，总长约350公里，建造了154kV之一次输电系统[9]，南送至高雄、北送到台北和基隆，并在高雄及台北各设一间变电所，开启高压输配电的工程。西部电力系统有水力发电厂17所、火力发电厂5所，发电装置容量达22万瓩，以154kV输电线，经一次变电所6处，供应台湾西部用电[18]。其中输电干线可分为北部输电线路与南部输电线路两大干线，日月潭－雾峰－台北的154KV北部干线总长178.9公里，横越7条大河川，途中有长距离跨越乌溪，雾峰变电所往北经过草湖溪、头汴坑溪至丰原，然后渡过大甲溪、大安溪经过苗栗到新竹开闭所；新竹开闭所横跨头前溪到新埔至龙潭过莺歌，横越大嵙崁溪、新店溪抵达台北变电所[19]。而日月潭经嘉义到高雄之南部干线总长159.2公里，跨越浊水溪右岸到达竹山，再跨清水溪，经斗六水源地到林内来到崁头厝，渡过大湖口溪至小梅，到达嘉义变电所；嘉义变电所出来，横过八掌溪，经白河至乌山头，再跨过曾文溪抵达台南水源地的山上开闭所；山上开闭所经关庙至阿莲，经桥仔头、楠梓至高雄变电所[19]。另外，一次变电所有台北、雾峰、嘉义、高雄等四所，在南北部干线中间则设有新竹、山上两所开闭所[19]。
影响
编辑日月潭第一发电所竣工后，为了消耗庞大的电力，民间用电需求激增，1935年底立刻又进行了水里坑发电所、万大水力发电所等日月潭第二发电所工事，进而加速进行十年电源开发计划[20]。因为供应充分而低廉之电力，因此加快了台湾工业化的速度[6]。另外，原本日月潭的水面面积约5.75平方公里，容量为1,830万立方米[21]，在1934年日月潭水力发电工程兴建高30.3米之水社坝及10.08米之头社坝竣立后，水位上升18.18米，潭面海拔上升为745.45米，使得日月潭全潭面积扩大为7.73平方公里，最大储水量有效容量增加成为1.24亿立方米，潭的最高深度增加为27米[4]，湖面较原来增加1.35倍，而蓄水容量增加6.72倍[21]。1930年代“日月潭水力电气工事”完工前系“火主水辅”时代，日月潭水力电气工事开始营运后转为以水力发电为主的“水主火辅”时代，且持续到台湾战后时期的1960年代为止[22]，尤其在1934年完工起至1950年代，日月潭发电系统的发电量占全台湾百分之七十以上[8]。国立台湾大学林钟雄教授即曾谓：“如果没有日月潭水力，台湾没有现在”[23]。
参见
编辑注释
编辑参考资料
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- ^ 林炳炎. 2008台灣電力歷史建築參訪──水裡坑水力發電所之現場印象. 2009年2月2日 [2013-12-29]. （原始内容存档于2019-01-23） （中文（台湾））.
- ^ 3.0 3.1 3.2 林兰芳. 日月潭水力電氣工事計畫. 台湾大百科全书. 2011年9月19日 [2013-12-29]. （原始内容存档于2020-08-03） （中文（台湾））.
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- ^ 林钟雄. 臺灣經濟經驗一百年. 台北市: 三通图书股份有限公司. 1995[民84]. ISBN 9789579444194.