12嘉南大圳北港溪倒虹吸工
嘉南大圳的二大水源為濁水溪與曾文溪,八田與一為使濁幹線和北幹線兩條水路系統連通,讓水資源互通有無,於枯旱時期可相互調度,在今日雲林元長鄉崙仔與嘉義新港鄉北崙之北港溪河床,開鑿興建北港溪「倒虹吸工」暗渠,於1930年竣工。倒虹吸工構造為鋼筋混凝土,設計通水量為4cms,長度為218公尺,1964年配合崙子寮堤防新建再延長206公尺,總計為447公尺。
1991年春末,嘉南地區嚴重乾旱,適逢二期稻作末期,曾文水庫與烏山頭水庫的蓄水量有限,不足以供給灌溉嘉南地區,遭遇無水可灌溉的困境。李登輝總統下令指示將濁水溪豐水期之餘水,透過北港溪倒虹吸工「北水南引」紓解嘉義東石地區的缺水問題。然而,北港溪倒虹吸工自1975年臺灣地區水利會(今農業部農田水利署)重新調整區域,將濁幹線灌溉系統劃歸雲林水利會(今雲林管理處)後,十幾年來未曾再使用,致使管內淤積嚴重,大大影響輸水功能。在經過一連串的清淤與疏濬作業後試行通水,成功解救東石地區的缺水問題。「北水南引」有效運用濁水溪水源,利用嘉南、雲林兩水利會不同的灌溉期序,交流水資源之利用,互補水源的盈缺。1950-1991年間,不定期進行輸水利用,其中北水南引共有30次,南水北引則有9次。通水期間發現裂縫與漏水現象,如欲恢復原有通水能力,尚須修護改善。可惜後來因北港溪河道持續沖刷,導致倒虹吸工沖毀,現況已無法進行水源調度。
為因應日益嚴峻的極端氣候,2021年水利署推動「打造西部供水廊道計畫」,辦理「濁幹線與北幹線串接工程」,強化濁水溪及曾文溪水源調度能力,提高農業穩定供水,以減少曾文-烏山頭水庫農業供水,增加水庫運用水量,進而促進民生及工業用水的供水穩定。由於北港溪倒虹吸工已被沖毀,若想恢復原有調度功能,必須予以重建。農田水利署鑒於北港溪倒虹吸工受濁水溪含砂量高而易淤積,需定期辦理清淤,且作業相當不便,並考量施工工期、河防安全、管線水理、河道沖刷、營運維護及供水操作等因素,最後決定在不破壞原有設施原則下,於倒虹吸工原址旁興建渡槽設施,保留倒虹吸工對於傳承日治時期水資源設施深具時代意義,有助於初步教育大眾珍惜水資源之重要性。
百年前,八田與一等人興建北港溪倒虹吸工,目的在於枯旱時期「調度」曾文溪及濁水溪水源相互支援。今日,我們面對加劇的極端氣候,所採取的策略解方竟不可思議地與他們如出一轍。嘉南大圳的水利文化資產,值得我們從中萃取相關水文化,重新思考面對極端氣候下的因應對策。
11資源共享碑
1930年由八田與一所規劃的嘉南大圳完工,設計之初,為連通濁幹線(取自濁水溪)和北幹線(取自烏山頭水庫)兩條水路系統,讓水資源可以互通有無,特別在北港溪興建「倒虹吸式」暗渠,以利在枯旱時期調度曾文溪及濁水溪水源相互支援。
1991年夏天,臺灣南部因少雨乾旱,李登輝前總統巡視雲林地方建設時,垂詢倒虹吸管現況,並指示以「北水南引」方式紓解嘉義東石地區缺水的問題。然而,根據1997年前的通水紀錄,北港溪倒虹吸工曾「北水南引」28次,「南水北調」9次,加上自1975年臺灣地區水利會(今農業部農田水利署)重新調整區域,將濁幹線灌溉系統劃歸雲林水利會(今雲林管理處)後,十幾年來皆沒有使用,渠道早已泥沙淤塞及多年失修,難以發揮實效。當時臺灣省政府以水資源互為調配之理念,積極推動北港溪倒虹吸工疏浚工程,由省府水利局(今經濟部水利署)督導雲林農田水利會負責執行完成。
1994年5月嘉南地區乾旱期間,倒虹吸工適時通水救旱,農田灌溉及民生用水的缺水現象獲得紓解, 「北水南引」有效運用濁水溪水源,利用嘉南、雲林兩水利會不同的灌溉期序,交流水資源之利用,互補水源的盈缺,「資源共享」由是實踐。1997年,倒虹吸工值全線水路浚通之際,乃由李登輝前總統於北港溪南岸渠道口豎立「資源共享碑」,以紀念工程浚通。
10烏塗濁水發電廠
烏山頭水庫為嘉南大圳最主要的工程之一,為供應其施工所需的電力,經現場勘查後,1921年2月在雲林縣烏塗村距離林內第二號進水口2公里處興建「濁水發電廠」,於1923年完工。
烏塗濁水發電廠是一座川流式小型水力發電廠,利用灌溉渠道15公尺之水頭落差發電。發電用水是利用農水署雲林管理處取水口,截引濁水、清水二溪之流量,經濁幹線第一、第二進水口及清水溪取水口後合流於濁幹線,再經導流進入發電廠沉砂池、開渠式導水路及前池,最後進入發電廠發電。廠內設有三部橫軸法蘭西斯式水輪發電機組,最大發電用水量為17.4cms,每部容量500kW,合計裝置容量1,500kW。三部發電機發電後的尾水再經2.2km導水路回歸濁幹線,繼續提供下游五萬公頃農田灌溉使用。
1930年嘉南大圳完工後,即不需濁水發電廠,便由嘉南大圳組合以代金60萬圓轉讓給臺灣電力株式會社繼續運轉使用。戰後,濁水發電廠改隸臺灣電力公司管理,主以供應斗六糖廠用電。1999年3月,由於臺電公司精簡人力與業務,將濁水發電廠與鉅工發電廠及北山發電廠等三座水力發電廠合併,改隸於臺灣電力公司明潭發電廠,濁水發電廠更名為「明潭發電廠濁水機組」。2004年由於發電設施具有歷史文化特色,雲林縣政府將其列為縣定古蹟,名稱訂為「濁水水利發電所」,隔年機組除役並保留原有廠房等設備。2022年3月開始展開為期一年的修復工程,期待再現古蹟昔日原有的風華。
09集集共同引水八卦池
集集共同引水八卦池原名「林內分水工」,位於林內鄉的農田水利環境教育園區內,是一座兼具灌溉、發電及工業用水多目標功能之分水工。八角型的設計,不但是國內首例,亦是亞洲創舉,其座體直徑100公尺、面積8660平方公尺、深6.8公尺,蓄水量達45,000立方公尺,具有優質的蓄水調整、靜水、沉砂功能,能即時、精密、靈活調配農業灌溉用水、水力發電、工業用水等用途。
2001年集集攔河堰完工,改善濁水溪南北兩岸現有灌溉引水設施,能穩定水源供給,增加水量的供應,並減少地下水抽取及緩和地層下陷。八卦池設有2個方向的進水門、5個方向的分水門,簡稱「二進五出」。「二進」,乃是濁水溪水在經由集集攔河堰取水後,由南岸聯絡渠道輸水至下游,導水引入八卦池進行分水,同時也從濁幹線林內二號進水口取水。「五出」,除由分水工調配水量供給濁幹線、麻園支線、烏塗支線作為灌溉與民生用水外;提供給濁水電廠進行發電,其發電尾水再由電廠後方的尾水路放流後成為平原上的灌溉水;另外,將豐水期多餘的水作為工業用水,透過濁水溪左岸堤防佈置暗管將水輸送至麥寮販售給六輕,並補給公共用水之不足。
林內分水工匯流兩處濁水溪引水水源,靈活有效地發揮「調度」,供給各種灌溉、發電及工業之用水,提高水源使用率,滿足下游不同標的之用水。不僅穩定了民生需求與地方產業發展,更奠定國家經濟之磐石。
08農田水利文物陳列館
雲林縣林內鄉的農田水利會文物陳列館,成立於2002年,主要為配合「集集共同引水計畫」啟用,是國內首座以「水利」為主題的文物展示館,主在介紹農田水利的發展歷史,說明農業與水利之間如何息息相關,以及展示過去的農耕水利文物。
室內設有六個展區,分別為一樓的「傳統水利展示室」、「八田與一技師展示室」、「文獻展示室」和二樓的「現代水利展示室」、「農耕器具展示室」、「戶外展示區」;另外帶有七大主題,分別是「水利的演進」、「地下水及補注水源的開發」、「量水設施」、「省水管路灌溉」、「天然災害」、「農家器具」及各樓層中間的「文獻資料」。戶外動態水利設施模型完整介紹農業用水從濁水溪取水後流經農田,最後流入大海,沿線渠道內的各種構造物,包括:渠首工、沉砂池、跌水工、巴歇爾量水槽、倒虹吸工、防潮閘門等設施模型,一旦動起來,既仿真又生動,提供參訪者對臺灣的水利設施、農耕器具更具體深入的瞭解。
農田水利文物陳列館兼具環境教育與水利知識傳承的功能,可謂是臺灣農田水利的最佳教育去處。此外, 園區沿著水圳道渠種植的落羽松,隨著四季變化由綠轉紅、漸層變色,宛如畫般的絕美景致,每年秋冬季節總吸引大批民眾前來參觀攝影,成為林內一大觀光秘境。
07嘉南大圳濁幹線進水口
日本治臺之初,臺灣總督府確立「農業臺灣,工業日本」的產業方針,以米、糖為經濟發展重點。為解決米糖不足的問題,增加農業生產,水利灌溉自為必要之基礎建設,總督府藉由公設埤圳、官設埤圳、水利組合等政策來支配水權與改善灌溉。1917年八田與一向總督府提出「官佃溪埤圳計畫」,計畫在曾文溪上游官佃溪築壩,灌溉嘉南平原近十萬甲土地;後又擬定「濁水溪直接引水計畫」,引用濁水溪水灌溉雲林平原約五萬甲土地,合計灌溉約十五萬甲土地,兩計畫內容即為嘉南大圳主體。嘉南大圳的工程期從1920年9月至1930年5月,其中濁水溪的三個進水口、導水路、濁幹線、支線等給水路陸續於1924年至1926年完成,可灌溉北港溪以北、濁水溪以南的雲林平原的土地。
由於濁水溪含砂量高,為減少淤積,八田與一在濁水溪左岸設立林內第一、第二及中國仔等三處進水口,在河床利用以竹籠拋入石塊裝成的石笱進行攔水,截取濁水、清水兩溪作為灌溉用水。此種原始取水方式,一旦遭洪水侵襲時,容易決壞。溪水經過濾和沉砂,從林內第一、第二進水口附屬導水路為起點,於林內芎蕉腳匯流中國仔進水口附屬導水路,至大埔尾向南流入濁幹線主流,再由各支、分線和小排水路供水灌溉雲林平原。
今日,林內第一取水口已因溪流變遷而停用,主以林內二號進水口作為雲林管理處之重要灌溉用水取水設施,負責將濁水溪水導入林內分水工(八卦池)進行分水,提供雲林管理處灌溉用水、濁水電廠發電,以及送水至麥寮供應工業用水給六輕,並補充公共用水之不足,滿足下游各個標的之用水需求。
時至今日,我們仍透過嘉南大圳濁幹線進水口取引濁水溪水源,持續供應雲林地區的灌溉、發電及工業等用水。面對日益嚴峻的氣候變遷,如何藉由有效的「開源」方式來增加水源,確保水資源的穩定,即是當今一大重要課題。