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l C h engchi U ni ve rs it y 第二節 水壩建造歷史

人類為了能獲取水資源,8數千年便開始以人工建築物攔截河水使用,在西 元前六千年的蘇美人,就在兩河流域的底格里斯河與幼發拉底河之間,建立了以 灌溉為主的水利工程,於西元前一世紀,於地中海 、中東,中美洲和中國,都 開始建築低水壩,由於當時的技術有限,所以水壩並不高,在西元五世紀修建的 斯里蘭卡大壩,是當時世界第一名,但也只有 34 公尺高。

於 1892 年渦輪機的發明和應用,人類的文明開始進入水電和大型水壩的時 代。在工業化後,人類發明了電以後,水力發電造福人類,由於都市人口密集,

工業和生活用水和用電的需求上升。因此,水庫的功能,由過往提供民和灌溉的 功能,擴展到工業用水、用電、防洪及航運,也有提供部份休閒的功用。

(一) 美國

於二十世紀,建造大型水壩成為社會和經濟進步的一部分,但在世界第一次 大戰前,全球大型水壩其實仍然為數甚少。以美國現代水庫發展史來看,在 1900 年以前,美國只有 13 座大壩,是在 1902 年國會通國家墾殖法案(National Reclamation),或稱之為新土地法案(Newlands Act),提供資金發展美國西部乾旱 地區的土地發展,希望利用人為技術和財力,將「沙漠變花園」 (Make the Desert Bloom),打造西部開發的夢想計劃,9修建蓄水壩來儲水、引流壩來儲水,以及 運河和導管來輸水,希望建蓋灌溉系統讓人口稀少的西部地區,有更多人民定 居。在此法案下,1905 年開始興建羅斯福水壩,1911 年完工,此水壩是當時於 全球最高的石水壩,能以灌溉、防洪為主,而發電功能為輔助,國會亦在 1906 年,授權進行開發和販售水電後的第一座水庫,因此,在美國的水庫發展史上,

8 王文江,水庫與社會,中興工程科技研究發展基金會(2011)

9 林初學,〈美國反壩運動及拆壩情況的考察和思考〉(2005)

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別具象徵意涵。 在 1929 年,世界經濟大蕭條時期,歐洲和美國為了要刺激經 濟發展,才推動公共工程,促進景氣,建築水壩的浪潮,才因此開始興盛,美國 在 1930-40 年代,建造的重要水壩,多以總統的名字稱呼,可知大型水壩對當 時社會的重要性,而美國的水資源問題能夠解決,水壩的建設占有重要的地位;

於 1928 年,國會授權墾務局實行 Boulder Canyon 計劃,興建胡佛水壩(Hoover Dam),此壩建於 1931 年,這也和當時羅斯福推動的經濟復甦法案相關,政府希 望大量投資公共工程,提高就業機會,胡佛水壩位於科羅拉多河的布萊克峽谷 (Black Canyon),10當時墾務局其實已修建了約 50 座混凝土水壩,但胡佛大壩相 較於以往的建築,是須要比過往前 50 座的總量還要多的使混凝土建材,約須要 使用六千萬噸,並且比世界其它的水壩高出 15 公尺,大壩高 221 公尺;於 1936 年完工時,形成米德湖(Lake Mead),是全球最大的混凝土建築,亦是最大的水 力發電廠。除了 1902 年在聯邦政府授權成立的墾務局,還有 1802 年成立的陸軍 工程師團,和 1933 年成立的田納西流域管理局 (Tennessee Valley Authority,

TVA),11是美國水利工程開發的三大龍頭,又被共同合稱為三劍客,而 1930 至 1960 年代,更是美國墾務局的黃金時期。

後來,墾務局在加州的 Sacramento 河上建造 Shasta 水壩,在華盛頓州修築 大峽谷(Grand Coulee)水壩,水壩長有 1500 公尺,168 公尺的高度,還有田納西 流域管理局興建的諾里斯(Norris)水壩;美國陸軍工程師團在密蘇里河興建的 佩克堡(Peck Fort)水壩,亦在哥倫比亞修建 Beonneville 水壩。當時的思潮亦 認為,是西部的水壩的電力協助美國能夠成為世界大戰贏家,因為二次大戰期 間,國家對於能源的需求大幅上升,主要有鋼鐵、造船、飛機、化學、汽車等工 業。而在 1945 年,大峽谷水壩能夠產生發電量為 2138 兆瓦,和 Bonneville 水壩 是地球上發電量排名的前兩位。

美國的水壩大多建於 1930-80 年代,依據〈美國水壩統計〉(National Inventory

10 麥卡利,大壩經濟學,p15-17,中國發展出版社

11 周青青,〈TVA 的早期發展與美國田納西流域的開發(1933-1953)〉(2007)

of Dams,NID)於 2010 年所做的全國性調查,美國總共擁有 84134 座水壩,其中 水壩高度超過 15 公尺的大型水壩,約有 8100 多座,水壩攔截的河道約長逹 100 年所完工的,而資料中最早的是舊橡木桶塘壩(Old Oaken Bucket Pond Dam),於

42084

<25英尺 25-50英尺 51-100英尺 >100英尺

1800年前 1801-1900 1901-20 1921-50 1951-70 1971-90

10%

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1935 年 聯邦動力委員會的工作職責擴大到由其它機構開發建設的水電工程。

1937 年 由陸軍工程師兵團開發建設-位於西部哥倫比亞河上的第一座聯邦大 壩(Bonneville Dam)運行,同時建立了 Bonneville 電力管理局。

1940 年 全美水力發電量比例占到了全國電力的 40%。自 1920 年以來,常規水 電裝機容量增長了兩倍

1980 年 自 1940 年以來,常規水電裝機容量增長了近兩倍。

2003 年 10%的電力來自水電,常規機組總裝機容量約 80000MW,抽水蓄能機組 裝機容量約 18000MV。

美國的水壩安全法案(Dam Safety Act)在 2006 年重新進行調整,並在 2009 年底重新發步更新的資訊。依據美國水壩安全協會的統計,目前有高潛在危險的 水壩為 13391 座,因此,美國花在水壩安全計劃的預算 也逐步受到重視。

而全世界的大江和大河,例如長江 、尼羅河、多瑙河和恆河等,也隨著 浪潮建築水壩。在後殖民地國家,以印度總理 Jawaharlal Nehru 在推動民族發展 和現代化時,將國家建造大型水壩視為成就的表徵和里程碑,由於全球各國推動 建築水壩的風潮下,於 1989 年胡佛大壩在世界的排名,僅為第 15 名。而崛起中 的中國,擁有全球數量最多的大型水庫,美國排名次之。當然,隨著現代工業技 術的改良和進步,水壩在管理經營模式和分工,也變得更加複雜與專業化,而美 國田納西流域管理局的經營管理模式,是當今全球河道管理的範本。

但自 1960 年代起,環保意識逐漸興起,建築水壩受到阻力變多,然而,建 築水壩真正的衰落,是自於 1976 年發生 Teton 的潰壩事件,14此水壩位在美國東 部的愛荷華州,是由墾務局於 1972 年開始動工建造,但依地質調查報告,此區 為地震活躍地帶,此區的蛇河(Snake Rivers)平原,是由玄武岩和流紋岩等所構 成,壩址選定的地質,被地質學家認為有滲透性而不適合建蓋水壩;這件事廣為 引起社會大眾的關注,尤其是對水壩和生命安全的質疑,在多方因素和大環境的 氛圍下,1980 年代中期後,就很少興建新的水壩了;而在 Teton 潰壩事件後,於 1988 年至 1994 年,墾務局的工作目標也做了相當的調整,改為「基於美國大眾

14 McDonald Dylan J., The Teton Dam Disaster (2006)