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主題：石門水庫主要攔砂壩-榮華壩
受訪者：陳利明顧問
時間：2009年4月7日下午15時~17時
地點：中興工程顧問社
訪談人：顧雅文、李宗信
逐字稿整理：黃馨瑩

我與水利事業的淵源

我是民國54年自成功大學土木系畢業，服完一年預官役後就留在學校當助教，一留就留了三年，於58年我考上台大土木研究所，60年拿到碩士學位。拿到碩士學位以後，我為了決定要去公家機構或是工程實務界考慮了好久，也猶豫不決。
那時，國家為了讓工程技術在台灣生根，中央政府派了幾位國策顧問到國外考察，因為在此之前台灣的大型公共工程幾乎全是靠外國人來做，做完就回去，技術都沒有辦法在國內生根，政府覺得這樣長久下去不是辦法，所以派人到日本、韓國等地方考察，回來他們的結論就是：要技術生根的話，一定要在國內成立工程顧問公司，匯集優秀工程人才。當時因為建設中比較重要的一項是交通，所以就委託交通部籌劃成立中華顧問工程司；同時，因為電力資源也不夠，也要發展水力發電，所以就委託經濟部來籌劃，結果就在民國59年4月成立中興工程顧問社(簡稱中興社)；另外有一家叫中國技術服務社，是以石化業為主，所以當時就是這三家由政府捐助成立的工程顧問公司，其性質為財團法人機構。
我60年6月畢業以後，在考慮要當公務員還是到實務界，結果因為覺得我的個性不適合當公務員，而既然讀工程，就決定到工程界學習一些實務經驗。當時在中華、中興、與中技社三家工程顧問公司中，剛好我有一些同學在剛成立的中興社，所以我就寫了履歷表寄到中興社，然後就留在台北等消息，不敢回台南老家。大概是競爭者很多，我等了好久都沒有消息。有一天我到台大找我的碩士班老師虞兆中教授聊天，當時他還沒有當台大校長，在聊天中他亦關心到我找工作的事情，我也就順便提了一下有關申請中興社的情況，沒想到他毫不猶疑的拿起桌上電話，就直接打紿中興社水工部經理程禹先生，向他推薦我，程禹先生也是台大土木系系友，結果這一通電話馬上就決定了我的命運，我就在60年8月到中興社水工部報到，一做就是三十七年。
我剛進中興社的第一天，第一件工作就是分析與設計曾文水庫的地下電廠部分項目，那時候已經接近尾聲；接著又設計青潭壩、直潭壩，這是民國60、61、62年的事情；後來，卻碰到經濟大蕭條的時機，到處都在裁員。當時的局面真的是人心惶惶，上班的時候，可能突然桌上就有一張條子叫你回家。不過中興社真的很有福氣，那時剛好蔣經國院長推動十大建設，要大規模建設公共工程，其中一項最重要的是中國鋼鐵公司的建廠工程，而中興社就標得了一部分中鋼的工作。那時在水工部的我，就被借調到缺人的結構部，因為中鋼的工作都是建廠，是由中興社結構部負責。我在結構部做部分中鋼辦公廳舍的設計分析工作，做到一個段落，又被調到高雄中鋼的現場，幫營造廠劃施工圖，這大概是民國63年底的時候。事實上，劃施工圖對一個研究所畢業的碩士來說是很低階的工作，但是那時後沒有繪圖員，都是學士、碩士畢業的工程師在劃。所以過去我們可以說都是從最基層幹起，根基都很扎實。我記得中鋼部分廠房的設計單位是德國機構，設計圖上都是德文，我們再把設計圖劃成供施工用的施工圖。

榮華壩的建設緣起

我被調中鋼期間，中興社的水工部就已經在進行翡翠水庫計畫的規劃研究工作，研究解決台北水源的問題，不過因為今天主題不是翡翠水庫，我就不多談了。接下來談主題「石門水庫」的主要攔砂壩-「榮華壩」。石門水庫是在46-53年間完成，是一個多目標水庫，但是在完工啟用前，即民國52年9月，來了一個超強大的葛樂禮颱風，那個颱風帶來豪雨，造成整個石門水庫流域普遍沖失與崩塌，非常嚴重，所以53年首次蓄水啟用時，庫水馬上就滿到快溢過堤頂。當時顧文魁先生(後來為中興社的首任董事長)是石門水庫建設委員會的總工程師，就站在壩頂上守著，看水一直漲上來，當時如果溢頂，壩是可能會垮掉的，結果還好沒事。不過，53年剛剛完工蓄水後辦了第一次淤積測量，發現淤積量達到整個水庫設計呆容量的三分之一!換句話說，這樣一個颱風，就帶來了1947萬方的砂，相當於23年的淤積量。當初設計的時候，預估的砂一年只有80萬方而已，所以差不多是相當於23、24年的量，非常嚴重。另外，整個上游的河床上大概也積了一千餘萬方的砂石。政府覺得這樣不行，認為有必要在上遊建一些攔砂壩，所以54年就呈准省府在主流上興建義興攔砂壩。義興攔砂壩是在55年完成，有25米高，可以蓄580萬方的砂。除了蓋這個攔砂壩之外，同時行政院也指示要擬定一個「集水區治理調查規劃計畫」；在57年8月，石門水庫管理局(簡稱石管局)就提出一個「石門水庫集水區治理調查規劃報告」，是一個20年的長期治理計畫，報請主管當局核准，同時會同有關機關研訂「石門水庫集水區治理先驅四年計畫」；60年1月成立督導小組開始實施。從整個概念來看，52年葛樂禮颱風以後，政府覺得石門水庫這樣下去壽命會很短，所以就認為要擬定水庫上游的水土保持治理計畫，在這個計畫之下，先完成義興攔砂壩，後來覺得還不夠，再加高6米，從25米加高到31米，增加攔砂量340萬立方公尺；62年11月又增建巴陵壩，一直到66年完成，有38米高，1047萬立方公尺的攔砂量，當然治理工作也還在逐步分期實施。問題在於，當時的治理經費都是由省政府籌措撥款，這樣長期下去，省政府的負擔實在很重，所以差不多在62年的時候，開始構思要蓋一座兼具發電功能的攔沙壩。這個構想很好，因為除攔砂外又能兼具發電，可以利用發電的收益來償還本身的興建成本外，又可以提供長期治理流域的財源，所以有了這個想法以後，我們就朝這個方向走。民國64年4月在督導小組第8次會議中提出來討論，並決議由中興社來規畫辦理一個兼具發電功能的攔砂壩，就是後來的榮華壩。民國65年1月，石管局與中興社簽訂了榮華壩的初步可行性研究合約，當時我還在中鋼，工作尚未做完，中興社水工部經理程禹先生，大概覺得我還可以，就把我從中鋼調回本社，參與榮華壩的可行性研究工作。事實上，我被調回來除了做榮華壩的可行性研究之外，同時也做翡翠水庫的定案研究。
可行性研究中研究好幾種壩型，例如混凝土重力壩、混凝土中空重力壩、格籠壩，以及混凝土拱壩。我負責的是中空重力壩及拱壩的研究，同時也做翡翠水庫的拱壩研究，從此，我跟混凝土壩，尤其是拱壩，結下不解之緣。65年1月到9月，完成榮華壩的可行性研究，在那麼多壩型中，最後建議拱壩做為榮華壩的方案，致於發電方案則採義興電廠方案。我們從壩址的河谷形狀、地質基礎作比較，也看經濟面，所謂經濟面就是整個工程的建造成本最低，例如拱壩的混凝土很薄，所以混凝土量跟其它壩型比起來可以省很多，也就是非常經濟。從種種因素考量比較後，就決定做拱壩，然後整合成一本可行性報告。可行性報告經核定後，石管局將榮華壩興建工程的設計與監造工作委託中興社辦理，並於66年10月正式簽約。可行性研究的成果比較粗略，因此可行性報告核定後繼續辦理定案研究，提出最佳的大壩及電廠工程佈置，也就是一切都要更精細的確定。定案研究於67年5月完成後，再做基本設計，然後再做詳細設計與工程監造。也就是說，因為一個壩的工程太複雜，所以要經過幾個既定程序。基本設計的主要工作包括擬定設計準則、施工規範，估數量、估實際的工程費、準備工程發包圖、準備發包文件，再進行發包，找一家施工單位。因為基本設計只是要做能夠發包出去的圖，也並不是那麼細，不能拿來施工，而詳細設計就是要做能夠施工用的圖。榮華壩這幾個階段都由中興社從頭負責到尾，一直到最後的工程監造。

進修與接受拱壩設計訓練

榮華壩的開工是67年12月12日，完工是72年12月。從榮華壩65年開始研究到72年完工的期間，我同時參與了榮華與翡翠兩項工程，老實說，我在民國60年才從學校畢業，也不過才服務5年，雖然我做過青潭壩、直潭壩，但這些都是低堰，不是高壩，榮華壩有82米高，翡翠壩有122.5公尺高，對我一個才剛剛畢業5年的新手來說，實際上是很大的挑戰，所以當時我非常努力自修，收集並閱讀大量的國外資料，可以說是我一生中最努力、最用功的時候，幾乎每天都在開夜車。事實上，我是64年還在中鋼時結婚，65年第一個小孩出生，也正是我在工作上最焦頭爛額的時候。
這個期間，程禹先生是我們的經理，也是帶我們完成這些工作的主要領航人。他在石門水庫設計期間，因為石門水庫原先的主壩方案是拱壩，所以當局就派十幾個人到美國墾務局接受拱壩設計及相關技術的培訓一年，程先生為其中的一位。但是回來時，適逢法國的馬爾帕薩壩(Malpasset)垮掉，當時石門大壩壩基正在開挖中，發覺基礎條件不甚適合做拱壩，為慎重起見，乃臨時決定改變成土石壩，這是一個很大的改變，很大的決策，所以我很佩服當時那位決策者，能夠很果斷的做這樣一個大變動。因為程禹先生經過石門水庫的歷練，已經有拱壩技術的專業能力，所以就指導我們一起工作。他曾經很慎重的問我：「陳利明，你到底願不願意繼續在壩工的領域發展?」他當時徵求我的意願，如果我不願意的話，也許他要把我調到隧道工程的領域，因為當時也有隧道工程在進行，但我當時向程禹經理說：「我還是要做壩。因為我已經下了很多工夫在這上面了，我不希望半途而廢。」他知道我的意願後，就放手讓我做下去。這一點是我很感謝程禹經理的地方，到現在都還很感謝他。他也知道我當時是一張白紙，但我很用功努力，所以他也幫我開一條訓練的路，安排我到位於美國丹佛市(Denver)的內政部墾務局去學習。
因為程禹先生之前到過墾務局，建立了一些關係，因此在民國68年3月的時候，他就洽美國墾務局幫我安排一個差不多五十天的短期培訓program。當時墾務局要求我須有460分的托福成績，而我剛好在那之前無意間去考了托福，得490分，尚未過期。談到考托福，那時當然事先不知道會去墾務局，也因為家裏關係沒有出國的打算，只是想去考考玩吧，也沒有多做準備，當時剛考完時，曾自覺考得並不好，本想當場把它取消，好在最後沒有把它取消，也沒有想到這一次的托福成績在此關時刻能派上用場。所以我有時候想，很多事真是命運安排，當時我如果沒有去考托福的話，就是要派也沒有辦法去。我就這樣傻傻的去了美國，這是我生平第一次到美國，當時是不能隨便出國的，只有考察才能出國。我一個人去到墾務局，原本以為他們大概會幫我開一系列的拱壩課程來教我，結果不是這樣。第一天我到墾務局ConcreteDamDivision，向該部門的headMr.JamesLegas報到後，他就帶我去認識那個部門的幾位工程師，幫我一個一個介紹，然後就說，辦公廳有個空位置，這期間我可坐在那邊。後來我才恍然大悟，他們並不幫我開課，是要我自己主動去問人。於是我開始採取不同的策略，開始去他們的圖書館，收集所有壩工相關的資料，包括壩體的設計與分析、地質、岩石力學、土壤力學、壩裏頭埋設的監測儀器等等，這些我都需要瞭解，能影印的都影印，能買的就買。收集完後，我的策略是每天下班回到他們幫我租的公寓後，就開始埋頭研讀所有資料，並整理問題；每天上班的時候，我就拿這些問題，抓著那些工程師一個一個問並討論問題。那些工程師本來手邊都有自己的工作在忙，所以很怕被我抓著問，但是當時這些美國工程師都很熱心，只要肯問、敢問，他們都會擱下手邊工作，毫無保留的告訴我。因為墾務局的ConcreteDamDivision的專業只是壩工中的一部分，我為了要通盤了解其他相關的壩工技術，又請他們幫我安排到其他部門，例如地質方面的部門、岩石力學的部門、監測儀器的部門等，每一個部門約待3~5天，所採的學習方式一樣。另外，因為墾務局會定期召回分散美國西部各州的分支機構的工程師到Denver總部上課，我去的50天期間剛好有一個為期二個星期的混凝土課程，所以他們也指定我去上課。上課的二、三百人對象中只有五、六個人是來自國外，大部分是拿聯合國經費的，或是國家政府派去的，只有我是私人企業中興社派去的，而其他全都是美國人。老實說，由於當時英文能力還不夠好，講師在課堂上講的速度又快，吸收實在有限，但是為了參加期中、期末考試，我必須要在二個禮拜內看完一本約4公分厚的原文書，平均一個禮拜要看半本，相當辛苦。好在考試都能順利通過並拿到了證書。50幾天的學習，我將主要的心得整理成筆記，現在都放在中興社的圖書室，除了這個之外，我還收集了兩大牛皮箱的技術資料，用船運回來，這些資料都是我在那邊來不及馬上吸收的，但是我必須帶回來給相關同仁參考研讀，我的本業其實是拱壩的設計與應力分析，而基礎地質、岩石力學、監測等不是我的本業，但是我還是把相關資料收集回來，與同仁分工研讀，等於幾乎把墾務局的壩工技術盡量搬回來，完成任務。在美國期間，由於幾乎每天開夜車研讀資料，壓力又很大，本來已經很瘦的我又瘦了3公斤，當我回台灣下飛機時，連我太太都差一點認不得我。因為這趟美國之行的確是很重要，解決榮華壩還是其次，更大的挑戰是翡翠大壩，因為當時翡翠水庫計畫已經進入詳細設計階段，須要面對更嚴苛的考驗。
我去墾務局時程禹先生還交待另一項任務，就是邀請那位ConcreteDamDivision的headMr.JamesLegas來當我們的壩工顧問。當時我把這個信息轉達給他的時候，他似乎面有難色，沒有馬上答應，因為當時他連台灣在哪裏都不知道，連聽都沒聽過，以為台灣大概是很落後的地方，所以不敢答應，只說要考慮看看。他看我從台灣來的，年紀輕輕，所以幫我介紹給其他人後就把我丟在那個空座位上，也沒有特別理會我。我學成回台灣後，又透過當時已經當我們顧問的Mr.Copen(為Legas的前任head)，代為邀請Legas來台灣看看。Legas第一次勉強答應來台灣後，才恍然大悟，原來台灣是這麼美麗、繁榮與進步，人也都很和善，就深深喜歡上台灣。在翡翠水庫施工期間先後受邀來台當顧問不下十幾次，當水庫完成後，他還講了一句話：「全世界最優秀的拱壩專家其實在台灣」。回美國後也向他們墾務局的同仁講：「台灣的工程師來我們這邊學習，但是回台灣後做的比我們還好。」這是很值得我們安慰的地方。目前Mr.Copen已過逝，Mr.Legas也都85歲了，我們都變成好朋友，還有保持聯絡。

榮華壩的設計與施工

榮華壩於67年開始開工，我68年5月從美國回來後，責任很重，同時擔任榮華拱壩與翡翠拱壩計畫的設計工作，還好都很順利。榮華壩在大漢溪上游，我們選了唯一一個壩址，因為其他幾乎沒有更好的壩址。榮華壩是一個81公尺高的拱壩，為了要發電，所以在左岸做了一個發電進水口，而電廠就在早期義興攔砂壩下游一點點的左岸，所以電廠與榮華壩距離大概7公里遠。發電水是靠輸水隧道通到電廠，隧道進口附近有一個沈砂池，讓砂排掉再進隧道，而隧道中間有一段明挖段，隨道末端有一個前池接壓力鋼管，再進入電廠。因為攔砂壩要兼發電，為了方便，我們設計的是川流式，不需要人去管，攔砂壩壩頂溢洪道上方有3公尺高的控制閘門，將來這個攔砂壩會淤滿，超過溢洪道堰頂的話閘門可以整個打開，讓砂自壩頂溢洪道排掉，所以淤砂永遠不會超過堰頂；淤滿後剩下3公尺的水頭，就可流進發電進水口，由輸水隧道通到下游，快到達電廠前，有一個開放式的前池，多餘的水就會漫掉，所以川流式就是這樣，滿了就讓水溢出去，保持固定的水頭。等到要發電的時候，壓力鋼管的閘門一打開，前池的水就經由壓力鋼管流下去發電，而電廠的裝機容量是一台4萬千瓦。這是當時的傑作，攔砂壩竟然還能發電。現在石門水庫就是靠這個電廠賺錢，而收益又可以當作整個流域治理的經費，所以效益很高。
當時，榮華壩址是一個很狹窄、很陡的峽谷，壩頂標高是422公尺，離北橫公路高差大概有150-200公尺，所以當時施工的時候，工房在北橫公路旁邊，每次要上下工都要爬200多米高下來，再爬上去，實在很辛苦。我當時沒有在工地，但也了解一些。施工單位是水利局的機械工程隊，現在已經沒有這個單位了，他們承包土建的部分；而閘門及壓力鋼管由唐榮公司承包；發變電設備是日商三菱公司；輸配電線則是昇功企業公司，而我們中興社就是負責監造，由陳正宗先生(後來升為中興公司副總經理，已退休)擔任工地主任，帶了大概有一、二十個工程師在那邊。這一、二十個工程師到了那邊，有的做不到一、兩個月，就跑掉了，因為每天都要爬一、二百公尺的山路，有的吃不了苦，就跑掉了，跑掉我們就再招，流動率很高，而能夠留下來的那些工程師，現在在我們中興公司都是重要的幹部，表示他能吃苦。因為壩址的地形很陡，最初我設計時也吃了一些苦頭，因為設計時一定要有地形圖，而我拿著現有的地形圖到現場去比對時，發覺很多地方根本對不起來，可能是因為地形陡峭，人無法到達測量，乃隨便劃的。為解決此問題，我只好爬到適當的地方，用寫生的方式在原地形圖上修改等高線，回來再據以做設計。
榮華壩原訂民國71年5月31完工，但因颱風侵襲及第二次石油危機導致物價劇烈上漲，使工程有些落後，乃延到72年12月底完工，72年4月30日就先封堵導水孔，水庫開始蓄水。台灣最早的谷關拱壩是法國人設計，而德基拱壩是委託義大利設計。榮華壩則是第一座由國人從研究、設計到施工的拱壩，第二座就是翡翠水庫。當時中興工程顧問社在程禹先生(中興社前董事長)的帶領下的團隊日以繼夜的努力，乃奠定了國內具有世界水準的壩工技術。

台灣水庫的先天與後天問題

關於水庫的壽命問題，石門水庫是一個比較代表性的例子，事實上，整個台灣的水庫都有同樣的問題，因為台灣的地質較年輕，地層比較不堅固、不穩定，所以比較容易被沖失，加上我們又有颱風豪雨，因此台灣每個河流流域都容易沖刷、崩塌，這是先天的問題。但是後天上政府也要負一點責任，民國63年10月省政府擬定了山地開發政策，為了要開發經濟，所以增加山地的土地利用與開發，分六年興建完成217個山地村的汽車道路。因此，造林不當、發展高山農業、高山道路，變為造成後天破壞的三大元兇，使台灣的河流流域更容易沖刷。最後又加上一個幫兇，就是發生於88年的921大地震，大地震幾乎把台灣所有的邊坡、山坡很厚的表層予以鬆動，所以以後每逢颱風、豪雨來，就崩下來變成土石流。這些問題造成台灣水庫的壽命通通減短，目前還拿不出很好的對策。像石門水庫也沒有很好的對策，榮華壩已經淤滿了、義興壩也滿了，甚至巴陵壩都垮掉了，所以那些攔砂壩的攔砂功能都沒有用了，唯一的方法應該是想辦法清攔砂壩。石門水庫本身也要靠機械挖砂，恐怕沒有辦法使用大陸的水力排砂方法，因為大陸的水庫形狀多是溝槽型，年逕流量又大，可以利用颱風季時把水庫的水放低，低到淤砂面，再利用颱風來時的洪水把淤泥沖出去；但是台灣的水庫是湖泊型，河流本來可以沖砂石，但是到達水庫後速度減緩，砂是沒辦法被水帶出去的，所以一定要用機械挖砂才可行。目前石門水庫裡頭是有在清挖淤泥，但是挖了後丟在哪裡也是一個問題，運走成本又很高，做了很多研究，但效果都不大，比如，供做磁磚或陶瓷顆粒嫌太粗，做建材又嫌太細，所以目前都還沒有好的方法。
另外，台灣河流的年逕流量也不像大陸那麼大，所以沒有辦法蓄清排渾，因為一波洪水排掉後，後繼就就沒有水了。台灣的雨量雖然是全世界排名前面的豐雨量地區，但是同時又是缺水有名的地區，因為地形的關係，河流短又陡，下來的水通通瞬間流到海裡。蓋一個再高的水庫，容量就這麼一點，像翡翠有122.5公尺高，蓄水也才4億立方公尺而已，而長江三峽大壩185公尺高，但是蓄水量約400億立方公尺，差了100倍。這就是我們台灣的困難，壩蓋再高、再多，容量就是一點點，再多的雨量都還是存不住。所以水利主管單位及水利界專家們應該去想這個問題，要怎麼去把台灣的水量盡量存起來，不要讓他流到海裡，一味反對蓋壩的政策是否正確，也值得再思考。
 

 

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1.本文引用自「97年度經濟部水利署文化性資產口述歷史委託服務計畫」。
2.口述歷史係當事人對歷史之陳述，不代表水利署之立場。