跨越山海的電力之路：臺灣如何連成「全島一網」？

本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文 

●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結

在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。

許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。

為什麼污垢「黏不住」？ 

要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：

1. 水垢與礦物沉積*1：我們日常使用的自來水中含有鈣、鎂等金屬離子。當水滴在表面經歷反覆的濕潤與蒸發乾燥循環時，這些離子會逐漸結晶析出，變成硬度極高、緊緊「卡」在微觀縫隙裡的礦物質水垢。
2. 生物膜與有機物*2：包含尿液中的無機鹽、油脂殘留，以及細菌入侵後分泌出像超強膠水一般的聚合物，所組成的黏滑防禦大本營。

這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。

當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：

• 疏水路線（Hydrophobic）*1：具備低表面能的疏水表面，能顯著減少水分子或污染物與表面之間的極性作用力與氫鍵。水滴在這種表面上會因為表面張力而收縮成水珠，當水珠滾動滑落時，就能順便把表面的灰塵與礦物質顆粒帶走，這就是著名的「自清潔效應」。
• 親水路線（Hydrophilic / Superhydrophilic）*2：相反地，極度親水的超親水表面則會強烈地吸引水分子，在材料最外層形成一層薄薄的「水化層（Hydration Layer）」。這層水化層就像是實體的液體盾牌，讓油污、蛋白質或細菌無法直接接觸到材料基底，只能漂浮在水膜上方。

如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。

不給細菌「握手」的機會

解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。

馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。

根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。

材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：

1. 粗糙與微孔洞表面：如果材料表面存在許多微小的裂縫、氣孔或微米級凹洞，細菌（體積通常約 1 到 3 微米）就會興高采烈地鑽進這些小凹槽裡。這些凹槽不僅提供了極佳的機械咬合支點，還能幫細菌擋掉水流的沖刷。
2. 極致平滑與微結構表面：相反地，如果材料表面做到極致平滑，完全沒有微米級的缺陷；或者反過來設計出尺寸遠小於細菌的奈米結構，細菌的足跡構造（如鞭毛或纖毛）就無法在表面找到穩固的「接觸附著點（Contact Points）」。

當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。

當材料、結構與流體科技組隊聯防 

了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！

以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：

1. 材料層：有機玻璃系新素材

A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。

2. 結構層：無接縫工藝與三重防濺防護

在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：

• 泡沫防護：在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層，有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺；
• 外圍防護：馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔，防止液體延著外壁滴落至地板；
• 測漏防護：便座與馬桶本體採用不外露的防護設計，避免液體從縫隙飛濺滲漏。

3. 動態流體層：雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X

當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。

科技讓生活變輕鬆，但物理法則依然誠實

從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。

我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。

當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。

*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets

*2 參考論文：Brushing up functional materials

本文轉載自電業文物典藏網

• 作者：簡佑丞（國立臺北大學民俗藝術與文化資產研究所）

編按：濁水溪流域內水力發電設施眾多，這些發電設施從屬於不同的水力發電體系。若按照建設時序，將這些設施切分開來單獨檢視，難免見樹不見林。因此，本文的前半部分，著重介紹濁水溪流域三個水力發電體系的建設歷程。其一，為戰前的日月潭水力發電系統。其二，為戰後的明湖、明潭抽蓄水力發電系統（兩者各自獨立，但以日月潭水庫為中心相疊合）。其三，為最初與電力產業沒有特別關聯的嘉南大圳濁幹線濁水水力發電所。後半部分則以流域路徑走讀方式，從下游往上游前進，並選取途中的重要標的設施進行導覽。

為了幫助讀者理解日月潭周邊水力發電系統的複雜性，本文製作了濁水溪流域水力發電體系圖，標示出三個獨立的水力發電系統，希望幫助讀者從較廣遠的歷史視角出發，認識濁水溪流域內各水力發電系統的形成脈絡。

一、導讀

位於臺灣中部的濁水溪為全臺最長的河川，其豐沛的水資源，自古以來即是兩岸居民賴以為生的重要命（水）脈。到了日治時期，河川水資源的利用不再侷限於傳統的農業水利灌溉，藉由水量與水位落差轉換為電能的近代水力發電系統始由殖民政府引入臺灣，並以臺北近郊的新店溪流域作為水力發電工程的試行場域，興建了龜山、小粗坑水力發電廠，爾後又陸續加入新龜山與烏來水力發電廠，最終形成以新店溪流域為核心的水力發電系統群。另一方面，臺灣總督府也在自身推動興建的農田水利灌溉設施當中，選擇了中、南部三條水位落差較大的灌溉圳路興建竹仔門、后里與土壟灣水力發電廠，逐步建立並擴大臺灣的水力發電體系。

不過，前述的水力發電廠都屬於小規模、川流式的水力發電設施。到了1920、30年代，隨著水資源利用方式的轉變以及大壩技術的發展，以大規模水庫（群）系統為核心，統合運用、控制整條河川流域水力資源的電業發展思潮，逐漸成為當時的國際主流。而臺灣第一個依此模式規劃並實現的，便是濁水溪流域的日月潭水力發電建設工程，其在臺灣的近代電業發展史中具有劃時代的意義與價值。如今，這個以日月潭水庫為核心，利用濁水溪流域水資源的大規模系統性水力發電設施，自完工起算已超過九十年，依然完整保存並持續運作，不僅是臺灣電力發展歷程的重要見證，也為當前臺灣的電力事業做出相當貢獻。

這些留存至今、依然系統性串連運作的「活的電力產業文化資產」，亦正好組構、串接成為一完整的「電業文化路徑」。因此，筆者期望透過本文帶領讀者分別從電業系統（文化路徑）形成的歷史發展脈絡，並且實地沿著濁水溪流域，自下而上循著各個可及的系統性建築、構造物設施所構成的「產業文化路徑」兩種視角，一起來「走讀」由日月潭水力發電系統設施為核心的濁水溪電業文化路徑。

二、臺灣近代大規模水電系統的開端：日月潭為核心的濁水溪流域水電體系

① 從天然湖泊到人工水庫的水力發電計畫

日治初期，臺灣總督府於全臺各地興建多座水力發電設施，讓臺灣的電力使用日漸普及。隨著民生與產業用電需求增加，並考量將來各種建設的持續擴展，殖民政府於1916年起展開全臺水力發電資源開發調查，發現濁水溪流域上游豐沛的水資源極具水力發電價值。3年後，一個以日月潭為核心，並利用濁水溪為發電水源的大規模離槽水庫式水力發電興建計畫被規畫完成。

該計畫將原本的高山天然湖泊日月潭修建為可蓄存大量發電用水的人工水庫，透過總長超過15公里的導水路，穿越重山峻嶺將濁水溪上游溪水引入日月潭蓄水，再以水壓隧道與壓力鋼管，將水引流而下至濁水溪支流水里溪河谷的日月潭第一發電所（今大觀發電廠），利用其高水位落差發電。高達10萬瓩（kW）的發電量足可供應當時全臺用電需求外，還可餘留大量備載電力供額外使用。

② 台電的前身──臺灣電力株式會社的設立

由於該發電建設計畫規模與經費過於龐大，臺灣總督府一改過去由官方投入資金主導工程興建與經營的想法，改採政府與民間共同集資入股、成立半官半民營的「臺灣電力株式會社」，主導日月潭水力發電工程的實施，以及完工後的電力事業經營。此後，這個具官方主導色彩的電力會社，成為臺灣電力事業建設與經營發展的主角。戰後，繼承臺灣電力會社的「台灣電力公司」，亦屬國家政策導向的國營企業，肩負臺灣的電力事業發展與經營，直到今日。

③ 工程建設的頓挫與再興

日月潭水力發電建設工程於1919年開工後不久，即受到第一次世界大戰影響導致工程費暴增，加上濁水溪水源的高含沙量、日月潭水社壩的複拱型水壩設計可能發生的技術安全問題、以及關東大震災等影響，不得不於1926年中止施工。

停工後，臺灣電力株式會社邀請美國Stone＆Webster公司的工程專家來臺評估並提供工程可行性建議，隨後聘請專精事業經營的松木幹一郎任新社長、以及具水力發電泥沙防治經驗的新井榮吉擔任建設部長。同時，重新修改財務規劃，包含將取水口位置改至武界之工程設計修正後，於1931年重啟建設，最終於1934年完工運作，為當時亞洲規模第一、世界第七大的水力發電設施。

④ 日月潭水力發電系統設施體系的成形

根據日月潭水力發電系統的整體計畫，自濁水溪上游導水至日月潭蓄水，再向下引流至第一發電所發電的第一期工程完成後，尚規劃興建兩座發電廠。其一是利用第一發電所發電後尾水，由導水路引至更下游的日月潭第二發電所（今明潭發電廠鉅工分廠），其二是利用第二發電所尾水發電的第三發電所（最終並未興建）。同時亦規劃在武界取水口往濁水溪更上游的霧社興建霧社水庫，除與日月潭共同調配濁水溪流域的水資源，也透過導水路引水供霧社第一、二發電所與萬大發電所發電使用。可謂以日月潭與霧社水庫兩水庫為核心，利用濁水溪流域的水力資源串聯形成系統性水力發電設施群的規劃。

可惜該後續計畫除第二發電所與萬大發電所分別於1937年及1943年完工運作外，霧社水庫工程因太平洋戰爭日趨激烈而被迫中止。直到戰後，台灣電力公司在美國墾務局協助下於1957年重新完成霧社水庫的建設。至此，以日月潭與霧社水庫為中心的濁水溪流域水力發電系統設施體系終於完整成形。

⑤ 日月潭成為雙重「心臟」：明湖、明潭抽蓄水力發電廠

到了1970年代，為解決臺灣日益遽增的日間尖峰用電負載問題，台灣電力公司接受德國與瑞士顧問公司建議，於1981至1985年間，進行以日月潭為核心的明湖抽蓄水力發電建設。該計畫以日月潭作為發電水源調整池（上池），將日間發電後儲存於水里溪下游明湖水庫（下池）的尾水，利用夜間多餘電力抽回日月潭中待下次發電使用。

之後，台灣電力公司再於1987至1995年間進行亞洲最大、世界第四的明潭抽蓄水力發電工程。這一建設計畫以日月潭為上池、明潭水庫為下池。該計畫以日月潭為「心臟」，分別串聯戰前的日月潭、霧社水力發電系統，以及戰後的明湖與明潭抽蓄水力發電系統，構成一雙重、立體疊合的水力發電體系，亦可謂臺灣電力文化資產在繼承與開創的基礎上可持續性運作的最佳典範。

⑥ 濁水溪中下游的平地水力發電廠：濁水（烏塗）發電廠

另一方面，與日月潭水力發電建設同步進行、並稱日治中後期全臺兩大水利建設計畫的嘉南大圳水利灌溉工程，雖位處南臺灣，卻與中部的濁水溪流域有著密切關連。以臺南曾文溪為主要水源的嘉南大圳烏山頭水庫，僅足夠供應臺南與嘉義的灌溉用水。因此，為確保位於嘉南大圳灌溉區內的雲林也能獲得足夠的水資源，該計畫的設計者八田與一遂將目光轉向濁水溪水資源，於濁水溪中下游左岸的雲林林內設置濁幹線取水口，擷取濁水溪水灌溉雲林地區。

除此之外，為能提供遠在臺南的烏山頭水庫施工機械用電力，尚在嘉南大圳濁幹線林內取水口導水路上興建「濁水水力發電所」。其發電方式與一般川流式水力發電所利用地勢水位落差、以壓力鋼管之水力帶動水輪機的方法不同。位於中下游平原區的濁水發電所利用導水路的低水位落差，直接以豎井之水力帶動橫軸水輪機發電，為全臺唯一的平地川流式水力發電所。相較於濁水溪上游的日月潭水力發電工程，濁水水力發電所不論建設目的、運作體系與歷史脈絡都不盡相同，但也因為該電廠的完成，建構了濁水溪流域由下游到上游的完整水力發電系統群。

三、循著濁水溪「電業文化路徑」探訪「活的」臺灣電力文化資產

在「走讀」由歷史發展歷程、脈絡以及流域整體的水力發電運作體系所形成、建構的濁水溪電業文化路徑後，讓我們換個方式，透過地圖、沿著濁水溪流域由下而上，依序實地探訪系統性串聯、組構成的濁水溪水力發電體系之各主要建築物、構造物設施。

事實上，一個體系化之水力發電系統群的形成（構成）與整體河川流域的水資源運用密不可分。其系統性的運作方式通常於河川流域上游設置水資源取水、導水與蓄水（水庫）等「水資源設施」，並在其下游處（相對海拔較低處）設置「水力發電設施（群）」（發電廠），利用水位落差進行發電，發電後的尾水又供更下游的發電廠發電，流域水力資源的持續循環利用，建構了以河川流域為核心的完整水力發電系統群，也形成了以河川流域為中心的電業文化路徑。濁水溪電業文化路徑亦是如此，因此接下來跟著筆者的腳步以溯源的方式，由濁水溪中下游的「水力發電設施（群）」，一路上溯至發電體系源頭的「水資源設施」。

■水力發電廠設施（群）

① 烏塗電廠──新舊並存的水力電廠

沿著濁水溪左岸至流域下游與中游分界點的雲林縣林內鄉烏塗村，靠近農水署雲林管理處農田水利文物陳列館與嘉南大圳濁幹線八卦池不遠處，即可看見一座單面斜屋頂造型的紅色建築物。這是於1922年建成、原作為嘉南大圳烏山頭水庫大壩施工機械用電的烏塗水力發電廠（舊稱濁水水力發電所）。該電廠建築在設計之初為順應濁幹線導水路堤防，並與其共構，才會有此造型特殊的斜面屋頂設計。磚造結構的建物，整體外觀兼具歷史與現代主義的折衷樣式，特別是下半部帶有古典風格的拱型長窗，以及上半部具早期現代主義幾何造型的圓窗，讓強調功能性設計的電廠建築顯現出獨特趣味。其內部設置的三臺水力發電機組則是日本京都奧村電機製作的產品。

烏塗電廠在嘉南大圳完工後轉讓予臺灣電力會社，戰後由台電公司繼承，並改供斗六糖廠製糖產業用電。1999年，921震災造成廠房內外多處裂縫，雖經修補，但古舊建築的耐震度已出現疑慮。2004年，該電廠被雲林縣政府指定為縣定古蹟後，隔年便停止運轉除役，未來擬修復活化為水力發電博物館。與此同時，台灣電力公司於2003年起在烏塗電廠左側另建仿舊電廠建築意象的新電廠，並利用原有發電所的前池（水壓槽）與沉砂池設備，以集集攔河堰南幹渠的水源取水發電。如此新舊發電廠並存的方式，不僅繼續維持水力發電與農業灌溉的水資源運用外，也保存了具歷史、技術價值與意義的電力文化資產。同時也成為一個展現水利文化資產系統性、整體性、脈絡性與永續性價值的範例。

② 鉅工電廠與明潭水庫（明潭發電廠）

離開烏塗電廠後，繼續沿著濁水溪流域往中、上游河谷前行，經過南投縣的集集小鎮後便抵達水里。從集集線水里車站向濁水溪對岸望去，便可看到黃褐色外觀的長方體建築，其後還有從山頂冒出的兩根醒目長條型大水管，一路貼著山坡向下延伸至建物身後。這棟背後連著兩條綠色大水管的建築就是日月潭第二發電所（即鉅工電廠前身）。該電廠利用身後的兩根巨型水管將第一發電所發電後排出的尾水，經銃櫃壩蓄水調整後透過高低落差引入廠內的發電機組發電，發電後的尾水再排入濁水溪支流水里溪中。

鉅工電廠建築於二戰末期，曾因美軍大規模空襲而遭受嚴重破壞。戰後，台灣電力公司將之修復，才恢復昔日樣貌。1946年10月，當時的總統蔣中正偕夫人蔣宋美齡女士前來視察日月潭水力發電系統設施的復原狀況，該電廠由蔣宋美齡女士親題「鉅工」，從而由戰前的第二發電所改為今日所稱之鉅工電廠。當時作為第二發電所調整池的鋼筋混凝土拱重力壩──銃櫃壩施工時，需要製冰設備冷卻混凝土，1937年銃櫃壩完工後，便將此冷卻設備轉為生產枝仔冰，作為職工福利的一部分，並且逐漸成為有名的台電「二坪枝仔冰」。

由鉅工電廠循著水里溪溯源而上，便抵達林業製材聚落──車埕。來到此地，大家的關注焦點應該都是車埕老街，以及由舊大雪山林業公司製材工廠修復活化的車埕木業展示館吧！不過，在參觀的同時，大家很難忽略矗立在展示館旁舊儲木池前方有如混凝土巨牆的龐然大物。這座龐然大物即為明潭水庫的下池壩，而水壩旁隱身在山壁內部的便是排名世界前十大的明潭抽蓄水力發電廠。該電廠是將山壁挖空，利用其內部空間設置的地下電廠，故從外觀無法窺見其全貌。當白天用電尖峰時，便自海拔較高的日月潭引水至海拔較低的明潭發電廠發電，並將發電後尾水匯入明潭水庫儲存，等到夜間用電量較小時，再利用夜間剩餘電力將明潭水庫的水抽回日月潭繼續循環利用發電，這就是抽蓄發電的原理。也因此，大家可能會發現為什麼有時候白天和晚上的日月潭水位落差如此之大，就是因為電廠正在進行抽蓄發電呢！

③ 大觀發電廠與明湖水庫（大觀二廠）

從車埕繼續沿著濁水溪流域支流水里溪而上，就可抵達前身為日月潭第一發電所的大觀電廠。該電廠可謂戰前日月潭水力發電系統的核心發電設施，日月潭儲蓄的湖水便是經由其主建築背後連著的五根巨大鋼管引流自電廠內發電，瓩最大可產生10萬（kW）的電力，當時可供應全臺所需電力外還綽綽有餘。不過，該電廠和前述的鉅工電廠相同，在二戰末期遭到美軍大規模的空襲而損壞嚴重，戰後經台電公司積極修復後才終於恢復昔日樣貌，並在1946年10月由前來視察的總統蔣中正改命名為「大觀發電廠」。完工已逾九十年的今日，大觀電廠與鉅工電廠依舊持續運作，共同肩負起臺灣電力供給的使命。

而在大觀電廠右側不遠處聳立的巨大鋼筋混凝土大壩則是明湖水庫，水庫旁山壁內部便是明湖抽蓄水力發電廠（現稱大觀二廠）。和前述的明潭電廠一樣，明湖電廠也是設置於挖空山體內部的地下抽蓄式水力電廠，而且還是全臺抽蓄式水力電廠的始祖。當初委由德國與瑞士的顧問公司協助規劃設計，並由榮工處負責工程施工。由於明湖電廠的成功經驗，讓臺灣得以在此基礎上接續完成當時亞洲規模最大的明潭抽蓄水力發電廠。

■發電水庫（水資源）設施

④ 日月潭的地標──水社壩與工程殉難紀念碑

自明湖水庫沿著131縣道經過南投縣魚池鄉後便進入知名的日月潭風景區。順著臺21線往右，映入眼簾的是設立在湖岸、刻有日月潭三個大字的石碑。石碑後盡是開闊的湖面與設有木棧道的斜坡草地，為一覽日月潭湖光山色的最佳地點。不過，大家所站立的這片視野絕佳之斜坡草地，其實是人為築造的土石壩體──水社壩。原本該處為日月潭水源向外溢流的水社溪谷，當時臺灣電力株式會社為利用日月潭作為蓄留更多發電用水資源的水庫，遂規劃於此興建水社壩，以便提高日月潭的水位，儲蓄更多引自濁水溪上游的水源。

事實上，原先水社壩採用1920年代流行於美國西部的RC重力式複拱壩型式設計，但後來因工程技術與耐震問題而放棄，改採用土石壩興建而成為今日所見與大地、自然調和的景觀樣貌。在水社壩底端一側，尚有當時承包日月潭水力發電工程的「鐵道工業株式會社」，為紀念從1931年日月潭水力發電工程開工到1934年完工期間，因故殉職的臺籍職工而設立之「殉難碑」。透過紀念碑後刻記的多位殉職人員姓名與詳細資訊，讓人遙想當年建設工程之浩大與艱辛。

⑤ 鷹眼天井奇景之謎──溢流井

在水社壩一側、日月潭碑石附近的湖岸邊，可以看到一座突出於湖水中的奇特圓塔狀構造物。事實上該構造物從上空俯瞰空拍而呈現有如鷹眼天井的謎樣奇景，還曾被各大新聞媒體報導一番。其實這座造型奇特的謎樣構造物是日月潭的溢流井，當日月潭水位過高時，為了不讓湖水越過水社壩頂而恐造成水壩潰決崩塌，便須透過溢流井將過多的水排除。我們可以試想有如一個洗臉盆（或洗手槽），當洗臉盆的水位過高時可透過上方的溢流孔將水排除以避免盆內的水溢流，日月潭的溢流井就猶如洗臉盆的溢流孔功能，是保護日月潭水庫安全不可或缺的重要角色。

⑥ 引濁水溪水入日月潭的關鍵──武界壩

最後則是遠離日月潭，上溯濁水溪流域上游的仁愛鄉武界部落，從部落隔著濁水溪對岸往上不遠處，即是戰前日月潭水力發電建設的重要設施──武界壩。由於最初的日月潭為一水位不深的天然湖泊，其水量不足以供給水力發電用水之需，因此當時的臺灣電力株式會社便計畫於濁水溪上游興建一座攔水壩，利用濁水溪上游豐沛的水資源，將溪水透過導水隧道穿越重山峻嶺後引入日月潭蓄存足夠的發電水量。原先選定的地點為姊妹之原，爾後因考量濁水溪含沙量高，該處河道地形空間不足以長時間容納泥沙的沉澱量，最終改以武界作為水壩的建設地點。

武界壩興建當時，負責現場工程的鹿島組（今日本鹿島建設公司）為克服崎嶇地形限制導致水壩結構混凝土灌漿施工的難題，負責的工程師便發揮創意，在武界壩所在兩側峽谷壁上架設吊橋，利用吊橋與懸吊在其上的輸送管線將已預拌好之混凝土運送到指定位置，從上沿著輸送管澆灌至下面壩體之預定位置，如此作法大大增加施工的效率，使武界壩能順利興建完成。時至今日，武界壩仍然堅守攔蓄濁水溪上游水資源，並將溪水引入日月潭的重責大任！

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本文轉載自中央研究院「研之有物」，為「中研院廣告」

• 採訪撰文｜田偲妤
• 美術設計｜蔡宛潔

一批詳實記載石門水庫大小事的檔案

每到枯水期、颱風季，新聞常會報導水庫的蓄水率，供應新北、桃園、新竹用水的「石門水庫」往往是關注重點。石門水庫已陪伴臺灣民眾走過一甲子歲月，在經濟部水利署北區水資源局的庫房中，留有一批被視為鎮局之寶的檔案，記載石門水庫從設計到興建期間的大小事。中央研究院臺灣史研究所團隊自 2020 年起進駐北水局 19 個月，重新整編 7 千多件、數十萬頁的檔案，又花了近一年研究解讀，終在 2023 年公開其中的 1,700 件、約 14 多萬頁「石門水庫建設委員會檔案」數位影像，並與北水局合作出版《石門水庫歷史檔案中的人與事》專書，藉由歷史檔案訴說一段段藏在紙張中的故事。

說到臺灣北部的重要水庫，就不能不提「石門水庫」。這座橫跨桃園市大溪區、龍潭區、復興區與新竹縣關西鎮的水庫，是臺灣第一座多目標水庫，具備公共給水、灌溉、防洪、發電、觀光等功能。每到颱風季，觀看洪水從石門水庫溢洪道奔騰而出，是許多臺灣民眾共同的記憶；枯水期時，水庫的蓄水率也是近年民眾相當熟悉的新聞畫面。

儲存水流的水庫曾一度被視為解決水資源與洪水等問題的萬靈丹，但此一龐大水利工程的光環在環保運動中逐漸褪去。至今，人們對水庫充滿了複雜的情感與不同的評價。在此情形下，水庫的歷史更不該被淡忘，它就藏在石門水庫興建期間的檔案內，等待有心人為它們拂去灰塵、物歸原始脈絡，訴說一段段藏在紙張中的故事。

負責管理石門水庫的經濟部水利署北區水資源局（簡稱北水局），一直將這批石門水庫歷史檔案視為鎮局之寶。為了讓散落各處的檔案能有系統的典藏與近用，也希望透過研究深化檔案的歷史價值，北水局找上經驗豐富的中研院臺灣史研究所。

在與臺史所顧雅文副研究員、檔案館王麗蕉主任等團隊成員的合作下，2020 年 5 月至 2021 年 12 月間，臺史所團隊進駐北水局 19 個月，完成 7 千多件、數十萬頁檔案的整編工作，又花了近一年解讀研究。最終於 2023 年在臺史所檔案資源系統公開其中的 1,700 件、14 多萬頁的「石門水庫建設委員會檔案」（簡稱石建會檔案）數位影像，並出版《石門水庫歷史檔案中的人與事》專書。

究竟這批走過一甲子歲月的檔案藏著什麼樣的故事？有哪些人參與水庫建設、受到水庫工程影響？褪去偉大工程的光環後，我們又該怎麼看待水庫的歷史與文化價值？

在揭曉檔案內容前，讓我們先將時間倒轉回日治時期的臺灣，回到那個築壩如築夢的年代。

日治時期對大壩的想像

顧雅文與團隊中的佛光大學助理教授簡佑丞，曾針對日治時期石門水庫的規劃與設計進行研究，揭開一段追求「大壩烏托邦」的歷史。

在日本領土建高壩的夢想源自曾任臺灣民政長官的後藤新平。1890 年赴德國留學的後藤受到歐陸建壩風潮影響，將「タールスペル（Talsperre）」（德文「山谷」及「阻塞」的複合字，意指「高壩」）水治理概念帶回日本。

在 1911 年一場日本帝國議會的預算審查會議中，時任遞信省大臣的後藤新平與議員展開關於水力發電調查費預算的辯論，揭示了他對多目標水庫的想法。後藤想像中的高壩具備蓄水、防洪、發電等功能，動工前需進行長期調查，掌握每年河川水量、流域地形、地質和雨量等資訊，才能以順應自然的方式築壩。但擔心潰堤造成嚴重災害的議員之言論，反映彼時世人對築壩仍感到陌生及擔憂。

在臺灣，後藤新平的想法也萌了芽。受到他的啟發，任職於臺灣總督府土木局的技師德見常雄，在 1907 年就提出要在石門興建多目標水庫的夢想。當時對水文環境條件的了解十分有限，這個構想在日治初期只是一個烏托邦，雖然沒有完整實現，但在石門築壩的企圖以「灌溉貯水池」的形式留了下來。

德見常雄提出以灌溉為主要目標的「石門大壩計畫」，被納入總督府的「官設埤圳事業」。不過，由於種種原因，土木局最後放棄了築壩的核心設計，改由「桃園大圳」替代，直接從大嵙崁溪（今大漢溪）取水，將溪水透過隧道與圳路幹線引至桃園臺地灌溉。另一方面，下游淡水河氾濫造成臺北水患不斷，土木局只得採行「輪中」治水方式，也就是用堤防將臺北市街包圍起來。

然而，這兩個脫鈎的利水（桃園大圳）與治水（臺北輪中）計畫，卻在 1920 年代有了轉變。以石門大壩同時解決兩大問題的思想再次復活，這與壩工技術發展、國際局勢變化有關。

開始對外擴張的日本，為了對抗「充滿敵意的世界」，高度重視河水統制事業，而大壩則被視為最佳的科學處方，它能灌溉增加糧食，將洪水變成資源，還能發電促進工業。昭和時期，在統制思潮下的臺灣水利建設規劃，多帶有全流域綜合治理、以多目標水庫或水庫群為核心的特質，由此便不難理解石門水庫為何在 1920 年代末期重啟建設，且長成一個以水庫為核心，兼顧防洪、灌溉、發電及築港的巨型計畫。

總督府將此任務交由興建嘉南大圳有功的八田與一負責，可惜因戰爭爆發及預算問題，大壩烏托邦終究無法實現。不過，不管是桃園大圳、淡水河治水或築壩計畫，皆是日治時期的報紙熱議焦點，官方與民間對多目標水庫的殷切盼望，即便到戰後也未曾消失。

人定勝天？從多元視角看石門水庫的建成

興建石門水庫的計畫並沒有耽擱太久，1948 年起，臺灣省政府就有重啟計畫的企圖，鮮為人知的是，最初政府希望仰賴民間力量，以水利公司的形式籌措興建資金。而後，歷經國內外政經局勢的劇烈變化，石門水庫成為中央政府事業，並在美援的資源挹注下獲得建設經費，也得到美方專業技術的支援。

石門水庫的建設主要經歷三個階段，包括 1954 年的石門水庫設計委員會（簡稱石設會）、1955 年的石門水庫建設籌備委員會（簡稱石籌會），以及 1956 年的石門水庫建設委員會（簡稱石建會）。耗費 10 年時間，主體工程終在 1964 年竣工。

今日我們常以大事紀方式回顧重要事件，但這就如同只看到冰山的一角，埋沒了微觀、多元的歷史樣貌，這時檔案的角色就變得相當重要。王麗蕉表示，從檔案學的角度來看：

檔案是研究歷史的關鍵證據，因此在整編檔案時，最重要的是盡量完整呈現全貌。

為了不漏掉任何一段屬於石門水庫的歷史，臺史所團隊進駐北水局期間，希望盡量把所有檔案交給團隊整編。團隊成員盤點庫房中的檔案，也清查塵封在紙箱內未整理的文件，目標是讓檔案回歸最初的分類脈絡，日後檢索時能清楚知道，這件檔案來自哪個單位、當初怎麼產生。

在整編檔案的過程中發現，除了公文、會議紀錄、工程報告等公文書，還有為數眾多的照片與底片、設計大圖、工程師手稿與書信，甚至還留下一張菜單。檔案內容也遠不只與水庫建設相關，還能從中了解工程師生活、參訪賓客流程、民眾陳情等故事，這些也成為臺史所團隊構思專書敘事觀點的重要啟發。

顧雅文回顧當初構思專書敘事觀點的靈感，來自石建會檔案中一份 1958 年委託臺灣省電影製片廠拍攝紀錄片的腳本。紀錄片開頭帶領觀眾從宇宙望向地球，再聚焦到中華民國、臺灣北部，講述政府秉持「人力勝天」的精神不斷開發水資源，使臺灣的農田水利和水力發電工程，具有相當規模。

這是一個以單一鳥瞰鏡頭凸顯偉大建設的英雄式敘事觀點，同時隱含以水庫征服大自然的人定勝天象徵。然而，在環保與人權意識抬頭後，水庫工程被視為破壞自然、與民爭地的元兇。

面對極端的論述，身為環境史學者的顧雅文試圖帶入不一樣的思考：一味陳述工程的宏偉與進步當然不是好的書寫方式，但把一切人工構造物都視為罪惡就能理解水庫嗎？一些研究者已試圖對環境史寫作中強烈的悲觀主義進行反思。

此外，過去強調「科學勝利」的水利工程界也開始反省，在水患威脅或缺水危機不斷加劇的今日呼籲起「水文化」概念，避免以工程作為唯一的治理手段，而是嘗試從歷史中尋找解方，了解過去人們怎麼與水共存。

顧雅文注意到，環境史學界與水利工程界在看水庫問題時，逐漸趨向跨域共構，尊重並學習彼此的觀點。她希望這本書擺脫歌頌宏偉建設及治理效益的論調，從各種尺度與視角描繪石門水庫，因而將觀察時間拉長，試圖從日本帝國、戰後中華民國、國際與在地的各種視角探尋建水庫的歷史脈絡。更重要的是去追溯建設過程中身處不同時代、角色、立場的人物眼中的水庫，因為這正是跨域學習最好的橋樑。石建會檔案豐富多元的記錄，讓這種書寫方式成為可能。

編寫專書就像在拍另一部紀錄片，但這次不是將鏡頭定格在北臺灣，而是在不同視角中交錯切換，並從直昇機走下來，捕捉呈現統治者、外籍及國內工程師、水庫淹沒區與安置區居民、都市計畫專家或參訪賓客們對石門水庫的多重敘事。

針對美國工程師的犀利評價

在參與石門水庫工程的眾多人員中，有一群來自美國的工程師。石建會根據美援規定，透過美國國際合作總署遴聘提愛姆斯公司協助工程設計與監驗、莫克公司擔任施工顧問，並協助訓練臺灣技術人員。

與美方的合作不僅為臺灣帶進建造水庫的工程技術，也讓施工與監工各司其職的制度成為日後臺灣營造工程的慣例。然而，看似順利的臺美合作，實際上是在不斷爭執與磨合的過程中進行。

在石建會檔案中，有一份美國莫克公司人員合約狀態報告表，上頭由臺灣高階工程師為美國工程師的工作表現寫上評語，方便石建會進行人事評估。只見泛黃紙張上的藍色墨水筆跡寫到：Bassette 工作熱心而負責、Bonnington 不善指揮訓練、Kingery 性情粗暴擬同意遣返等犀利評論。

這似乎暗示著美方與我方工程師之間，或許並非想像中簡單的「援助—被援助」、「指導—被指導」關係。事實上，石門水庫作為跨國、跨文化、跨部門的大規模工程，發生爭執在所難免，大至國際情勢、物料跨國移動、公款運用，小至職業操守、工作習慣、組織文化等，在在考驗兩國工程師的相處韌性。

臺、美兩國的工程師除了在工作上朝夕相處，在生活中也成為鄰居。浩大的水庫工程仰賴大批人力長期投入，並為水庫周遭帶入新居民。上千名工程人員攜家帶眷搬入位於桃園龍潭十一份地區的總辦公區域，或是鄰近大壩工區的臨時性宿舍。

其中，外籍顧問宿舍特別仿效美國獨門獨院社區型式，備有泳池、運動場、高爾夫球果嶺等設施。另設有飯廳、醫務所、幼稚園、福利社等公有設施，滿足全體員工及眷屬的基本生活需求。

在石建會檔案中還發現許多社團活動文件，為員工自發性組成的社團，包含集郵社、橋牌社、圍棋社、攝影社、羽毛球隊、排球隊、網球隊等。細看集郵社留下的集郵狀況調查表，有社員寫到「幼年曾集郵，兵亂遺失。赴美（1956-1958）集郵以解除旅中寂寞。」呈現大時代下小人物們的生命片段。

水庫建造計畫之下的多方衝突

因水庫工程而遷入的新居民正準備迎接新生活，居住在水庫淹沒區的民眾則面臨被迫搬遷的命運。興建水庫的工程用地需徵購千餘公頃土地，開始蓄水後更將淹沒 6 百餘公頃的土地與民房，有 4 百多戶、2 千多位「水庫移民」需另尋他處安置。

透過媒體報導及既有研究可知，水庫移民被迫多次搬遷、辛苦開墾海口與河川荒地、土地被大潭工業區污染等辛酸血淚史，但在時間壓力下如何取得安置地的詳細歷程卻少有人了解。尤其許多物色到的安置地並非想像中的無人荒地，早已被農民開墾，如何在兼顧農民生活與協助移民安置之間取得平衡，成為一道難題。

在石建會檔案中，有多件農民抗議耕地遭奪取的陳情書，其中有一張辦公室遭破壞的照片，記錄下 1960 年 4 月在桃園觀音鄉樹林子安置地的衝突現場。

當天負責移民事務的趙技正遇上前來理論土地問題的吳家父子，不只辦公桌被推翻，還被揍了一拳。吳家人之所以如此憤怒，與家中農地被劃入移民安置區有關。

經石建會調查，吳家的農地屬於禁止開墾的保安林地，現因安置需求而被規劃使用。為了讓安置作業及早完成，石建會不僅向新竹地方法院主動提供照片證據，還數度發文要求依法嚴辦。

地方法院要求在期限內將土地復原，並具結永不再犯，但此判決讓石建會與吳家都不滿意。石建會想要遏止侵墾歪風，上訴到高等法院；吳家也是滿腹委屈，自認是在戰後「反共抗俄、鼓勵墾荒」的口號下響應國策，因而轉向省政府、省議會、桃園縣議會陳情，甚至將陳情書上呈副總統兼行政院長陳誠，希望政府能體恤貧民。

沒想到看似塵埃落定的事件竟出現轉機，原來要移做安置區的保安林地中還有桃園縣政府出租給人民的土地，縣府及觀音鄉人員皆主張「據以收回頗有窒礙」。為此， 1959 年特別訂定「移民新地處理四項原則」，當中規定：撥用前由縣府放租之土地，及撥用前人民濫墾成熟之土地一律暫不收回。吳家據此再度遞交陳情書，石建會在諮詢顧問律師確認該原則能溯及既往後，最終裁定把土地還給吳家。

吳家父子一吐多年怨氣，將之前遭受農損的情緒發洩在趙技正身上，該事件在當地派出所調停下以和解告終，但從趙技正呈給上級的報告可看到基層員工的處境：既要「辦理解除林木，推平土地，劃分田坵，興建學校，整修道路，規劃移民新村……試植各種農作物」等工作，又要晝夜巡守，力保土地不被侵墾，還需隨時面對地方居民的不滿。

從這個例子可得知，水庫移民的歷史不只兩個主角，有時是石建會、移民及安置區原墾民三方角力攻防的故事。

歷史檔案間的連結：官方文件下的暗潮洶湧

閱讀檔案有助我們了解過去身影模糊的一群人，從不同角度看到歷史耐人尋味的面向。檔案經過有系統整編與研究後，許多暗藏的驚喜也一一浮現。

王麗蕉提到，在整理石設會時期的會議紀錄時，其中一份 1954 年 11 月 29 日的石門水庫壩高決議紀錄中，看到一個熟悉的名字「劉永楙」。劉永楙曾代表臺灣省建設廳出席石門水庫設計會議，而臺史所正好典藏了劉永楙的日記。

對照當天的日記才得知，整場會議出現意見分歧，從上午 11 點激辯到下午 3 點，水庫的壩高才定案。但從官方紀錄只看到平鋪直敘的「標高 250 公尺為石門水庫大壩之壩高，獲得通過」，絲毫感受不到會議現場的緊張氣氛。在不同類型文獻的交互參照下，事件的發生經過得以具體還原。

另一個驚喜則意外串起一段跨國緣分。某天臺大生命科學系于宏燦教授與顧雅文聯絡，表示自己正在蒐集資料，準備在恩師 William (Bill) Z. Lidicker Jr. 博士的紀念研討會上演講。聽說這位恩師的父親曾任職石門水庫，見過許多臺灣政要，希望顧雅文可以協助確認恩師父親的身分。

當時顧雅文剛好看完撰寫美國工程師篇章的作者羅文君的草稿，想起當中提及一位提愛姆斯公司的首席工程師 William Z. Lidicker，經確認果然是恩師的父親。在北水局及羅文君的協助下，于宏燦教授於石建會檔案中找到 Lidicker 的手稿、書信與年輕時的照片，成功完成演講。

演講當天出席的家屬大受感動，又輾轉寄來一本 Lidicker 生前與其孫 Jeffery Lidicker 共同完成的自傳，讓檔案中的人物形象更加躍然紙上。

顧雅文與王麗蕉認為，檔案就像大壩一樣，大壩儲存了水流，讓洪水變成資源，而檔案儲存了時間洪流中的人與事，讓團隊的作者們據此撰寫成歷史，這些過往就不再是無意義的瑣碎細節，而是澆灌臺灣水文化的養分。民眾可從中知道石門水庫的治理思維從何而來、為何如此設計、為何尋求美援、帶來什麼深遠影響，以及作為文化資產有何價值。

你要先知道過去才能思索未來，我們的研究成果就是一個交流平台。

研究團隊翻閱精心編寫的專書，回顧一點一滴累積的成果，如今已水到渠成、充滿無限可能！