車埕、日月潭開始水力發電的故事

日月潭為台灣水力發電重鎮, 近八十年來先後在車埕附近興建大觀一廠發電廠、明潭鉅工發電廠、大觀二廠發電廠、明潭發電廠及水里發電廠。而因發電的需要更興建了多座水庫。車埕比鄰的發電廠、水壩和水庫密度之高, 可說是世界罕見。

日月潭成為發電重鎮的歷史, 可以從日本據台的時期開始。

二十世紀初日本據台期間, 日人積極推動台灣工業化。電力為工業之母,所以開始構思利用水力資源進行開發電力, 並決心興建一座大型發電廠,以足夠供應台灣各地工業的需要。經過多年在台灣各地堪察後, 終於發現濁水溪的豐富水力資源, 最後選定了中部的日月潭為水力發電計畫的中心。

整個日月潭水力發電計畫的構想是利用天然湖泊的日月潭為貯水湖,用海拔720公尺高之日月潭貯水,配水到海拔低很多的水里溪, 利用位能來發電。最後選擇了中段約海拔400公尺水里溪的門牌潭興建日月潭第一座發電廠, 名為門牌潭發電廠 (Menpai Lake Power Station), 利用這 320 公尺垂直落差, 從而用水力來推動發電機來產生電量。

門牌潭發電廠其後改名為日月潭第一發電廠 (Sun Moon Lake Plant 1) 。台灣光復後, 1946年10月由蔣介石先生改稱為大觀一廠(Daguan Power Plant 1)。

以下是日月潭、濁水溪、水里溪和門牌潭的地理分佈。由圗可見, 濁水溪的溪水沒有直接流入日月潭。

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當然, 以上為2014年的地圗, 當時並沒有地圗上的明顯公路, 而日月潭的湖面尚沒有現在那麼寬闊。以下是日月潭水力發電工程開始前的日月潭模樣。

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1898年的日月潭 (圖片由「台灣百年歷史地圖」系統匯出)

下圖是日月潭、濁水溪、水里溪和門牌潭等等地點的縱剖面圗, 這樣更容易了解各地點海拔的差異:

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從地理的縱剖面圗來看, 日月潭、濁水溪、水里溪和門牌潭海拔的差異十分明顯

1919年4月,台灣總督命令籌組台灣電力株式會社, 並在同年8月間開始在日月潭開始動工興建水力發電工程。

看似是發電的工程, 其實更是水利工程的挑戰。要利用日月潭為貯水湖來配水發電, 首先要克服一個地理上的問題。日月潭原為台灣最大的天然湖泊, 但原來流入的溪流既少又短,而西北角更有水社水尾溪流出, 所以集水及儲水能力甚低。 如何蓄養足夠水力,進而引到更下游的發電機組發電? 所以在門牌潭興建發電所時, 必須同時進行控制日月潭潭水流出及從附近溪流引進大量流水。

在控制日月潭潭水流出方面,包括了興建水社壩截斷水社水尾溪流出,又興建頭社壩防止潭水溢入頭社盆地的主要工程。

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至於引進流水進入日月潭, 則是整個工程最重要的一個部份。 主要構思是從水源豐富的濁水溪導入日月潭, 細心一想, 這實是當時水利工程的一大挑戰。

濁水溪發源於合歡山與海拔3,220米高的東峰間, 流經了南投 、彰化 、雲林、 嘉義四縣, 二十一鄉鎮, 全長約176公里, 是台灣最長的河流。濁水溪主流上游為霧社溪; 當各支流來到了霧社 ,陸續匯入了霧社溪, 塔羅灣溪以及萬大溪之後, 始稱濁水溪。濁水溪上游地勢起伏,河道雜於縱谷之中, 雨量多,水力資源豐富, 是引進日月潭的最佳水源。

因為濁水溪沒有溪流直接流入日月潭, 所以必須要開闢新的水道。最終方案是在濁水溪上游的武界興建武界水壩攔截濁水溪其支流萬大溪的溪水, 形成武界水庫; 可以說, 興建武界水壩是整個日月潭水力發電計畫位居榜首及最重要的工程。 武界水壩高出河床48.48公尺,建於溪水湍急的濁水溪及陡崖峭壁間,工程相當艱鉅。。接著開鑿引水隧道連接武界水庫及日月潭, 將武界水庫的儲水送至日月潭儲蓄, 形成一座完整的日月潭水庫。

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武界水庫引水隧道自仁愛武界至日月潭, 穿越崇山峻嶺, 工程極端艱鉅。 工程期間, 工人和工程人員每天都和大自然搏鬥,尤其是在暗無天日的隧道中進行施工,極極危險,因此殉難者也不少。

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武界引水道施工情況(圖片來源:南投縣文化局)

武界水庫引水隧道從取水口至日月潭間之距離全長共15.12公里, 引水道大部份建在山裡和地下, 唯一露頭的地方就是一小段名渠和跨過東光溪的水橋-向天圳。

向天圳

東光古地名稱木屐囒, 因東光早年老人皆會做木屐, 材料取自於社區內的河圳中(東光溪)的飄流木, 所以東光溪又名木屐溪或木屐囒溪。 向天圳位於東光村東光溪上游處, 就在翠林農場不遠處, 由於經過東光村時水圳無加蓋,故稱向天圳。其實向天圳是一段露天渠道及一段引水道水橋, 是武界水庫引水道唯一露頭的地方。

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向天圳當年施工時的情況(圖片來源:台電公司)

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向天圳完工後開始出水的歷史時刻(圖片來源:台電公司)

東光村的舊地名原為「木屐囒社」,光復後改名東光村。 東光村位於魚池鄉東南方,全村位於海拔600至750公尺之間, 緊臨過坑山, 乃因東光村風光明媚可見旭日東昇之美景,而得名「東光」。東光村對外道路以縣道131為主,而投69及投69-1線為進入及貫穿之主要鄉道,可達向天圳及其他地區。

以下是武界水庫引水隧道的大概位置圖:

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就這樣, 日月潭便可以經由武界水庫引進流水來儲蓄及調節水量。 最後在日月潭水社壩南方四百六十二公尺的地方向西面鑿穿山脈,將日月潭水庫的水引到落差有 320 公尺門牌潭發電廠發電, 完成日月潭的第一個水力發電廠

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以下是日月潭門牌潭發電廠工程的簡圖:

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1934年(昭和九年)日月潭第一個水力發電工程正式完工。同年9月,武界引水道開始出水到日月潭。配合已興建的水社壩及頭社壩而提高蓄水量,日月潭水位由原來的六公尺(米)上昇至二十七公尺, 潭面面積亦由4.55平方公尺擴大至7.73平方公尺,成為今日洋洋的日月潭。

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1934年9月, 武界引水道開始出水到日月潭的歷史時刻
(圖片來源:南投縣文化局)

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