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台湾地下水利用的典范

屏东“二峰圳”不需电力和人力的引水灌溉设施

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【大纪元6月5日讯】(大纪元记者李今怡/屏东报导) 台湾有许多环保人士一向质疑水库的问题,认为盖水库对自然环境有许多不利影响,5月21日云林环保团体数十人来到屏东县来义乡二峰圳参观,了解日据时代以对环境冲击最小的人造工程,利用天然的地下水灌溉广大的屏东平原。环保人士认为,如何巧用大自然的资源,而不破坏她,让大自然生生不息,是人们必须仔细思考的课题。

“二峰圳”分布图。(大纪元记者李今怡摄影)

此行由屏东科技大学丁澈士教授随行讲解,“二峰圳”是日据时期屏东平原水资源利用的成功案例,最早在河床拦取地下水灌溉当时台糖万顷蔗田的水利工程。1923年由日人鸟居信平利用境内群山层峦耸翠,地形崎岖,坡度落差甚大的地理环境,在屏东林边溪所设置的集水廊道。

屏东之水山上来

简言之,“二峰圳”水利工程即利用河川上游,在干季河床干枯,河水变成伏流时(河床下的水流),将这地下的水流导出的工程,如此在干季时,尚有源源不绝的水资源可供下游平原灌溉之用。

这项工程的最基本条件在于整个大武山系富有丰厚的地下水资源。

大武山系位于屏东平原的东北方,年平均降雨量约4000毫米,雨落下后,由东北往西南流动进入屏东平原,无论是丰水期还是枯水期,大武山涵养的雨水,都是稳定屏东地区用水的重要因素。丰水期集中在每年夏季,这段期间的降雨量,是全年的百分之90,因此枯水期的用水,几乎都要靠大武山所涵养的水源,和储存在屏东平原地底下的地下水。

林边溪、力力溪上游山区降水量大,河流水流由于地形陡峻,造成侵蚀及山崩,土壤浅薄,低度变质之致密硬页岩、板岩和变质砂岩露布地表,因此集水区保水能力不佳。流出山区进入平原,出谷口后,大量的堆积物在潮州断崖下堆积,潮州断层以西又有着大规模以砾石为主要堆积物的冲积扇,所以在扇顶渗入的水量很可观,地下水储水丰富。

这些以粗砾为主的堆积物透水性好,形成很好的含水层,故河水大量入渗至地表下(即为伏流),地下水随河谷高度逐渐下降,出了山区的冲积扇末端地下水继续潜行,最后在平原以涌泉、井水等方式流出。

在早期,屏东市水源地附近居民家中,只要打个井,地下水即涌出地面,涌泉几乎终年不断;而林边乡居民,只要家中有井垂手即可舀水。这都归功于大武山系的丰沛雨水和该水系的地质使屏东平原饱涵丰富的地下水。

日籍水利工程师鸟居信平独具匠心

然而,虽然地下水丰富,但是地表的粗砾砂石无法涵养水,地面水文极不稳定,雨季常泛滥成灾,旱季又滴水不流,致使农业灌溉困难,当枯水期时,河床上没有水可供灌溉,如何能有农业种作?

日据时代初期,在“农业台湾,工业日本”的政策下,日本政府计划在屏东平原栽植稻米、甘蔗,日籍水利工程师鸟居信平,便巧心设计了这个地下取水工程,利用此地丰沛的地下水。

丁澈士教授(左1)作解说(大纪元记者李今怡摄影)

丁澈士教授说:“当初建造仅以简陋的施工机械和人力,历时2年就完成了”,地下堰于1923年完工以后,丰水季每天的出水量为25万吨,枯水季一天也有8万吨,灌溉农田2500公顷。至今虽年久失修,平均每年仍提供3000万吨地下水给当地农民灌溉,平均每天8万多吨,比台南县的白河水库供应量还大。

‘二峰圳’的取水原理

“二峰圳”包含328公尺的集水廊道(地下梯形堰堤),以及将廊道所集的水导引出的导水系统582公尺隧道,272公尺压力暗渠和2,582公尺明渠。总工程从1921年1月开工,至民国1923年5月全部完工。

地下廊道剖面图。(录自丁澈士教授提供图片)。

方形进水塔为堰堤之终点。(大纪元记者李今怡摄影)

塔内宽约5尺,高约28尺。(大纪元记者李今怡摄影)

“二峰圳”的主体是横亘在林边溪,长328公尺的集水廊道,梯形堰体有一根根倾斜的水泥柱隔出一方集水空间,地下水就从水泥柱间渗入廊道。河床下的地下水,流入集水廊道中,在廊道的末端流入进水塔。进水塔位于林边溪右岸的山脚下,塔内宽约5尺,高约28尺,为堰堤之终点。

水流入进水塔后即引入导水系统。再顺着3.4公里长的圳道流至整个工程末端的取水口,途中因地形变化,有时会沿着山脚露天而行,有时又钻入隧道。如此藉由水源地与灌溉地的标高差异,因“水性就下”的特性,不用任何人工动力就可把水引到农场,进入农场的灌溉系统将水送至农场各处。此时,即使比下游涌泉区高 60 公尺以上的农场也有水源供应。

使用近八十年了的二峰圳分水闸。(大纪元记者李今怡摄影)

圳道流至取水口供应民生用水。(大纪元记者李今怡摄影)

这个当年灌溉二千甲台糖蔗田的集水廊道,到现在已使用近八十年了,如今台糖蔗田已没有了,每天仍然能够有10万吨的取水量,供应民生用水,对于河川生态完全没有影响。

得天独厚水质甘甜清澈

水质甘甜清澈。(大纪元记者李今怡摄影)

喜乐发发吾社区。(大纪元记者李今怡摄影)

屏东平原的砂石地透水性良好,溪流的水由上游往下游流动时,在扇顶渗漏到地下,成为蓄存在地下流动的水源。经过砾石砂土等地层的过滤,因此水质甘甜清澈,在水圳旁的喜乐发发吾社区,用的就是二峰圳的水。

林边溪的右岸没有水,廊道的顶部完全显露。(大纪元记者李今怡摄影)

左岸有水流则形成一道瀑布的景观。(大纪元记者李今怡摄影)

近年由于砂石被过度开采,一经大水冲刷,原本深埋在河床下三公尺的二峰圳顶部渐渐裸露出来(现在右岸没有水,所以廊道的顶部完全显露,而左岸有水流则形成一道瀑布的景观。行程中问路时,巧遇住在林边溪左岸的吴小姐,她回忆儿时常和玩伴躲进地下廊道里去玩乐。现在她虽然结婚了还舍不得离开这一片美丽的河流和山野。

关爱乡土 天人和谐

大自然中山、川、河、流等一切万物都有其生命,如果随意破坏,天灾地变就是大自然的反扑。

水库的建造除了用地问题及把上游大片土地淹没外,河水品质的劣化等也是严重的环保问题。然而,台湾的水资源开发正面临艰困之瓶颈,主要地下水区均有局部超抽问题,却因为工业发展和人口的增长,工业用水和民生需求正与日俱增中,如何节约用水及开发水源为水利界之重大课题。

参观行程尾声,丁澈士教授鼓励年轻学子,以及环保团体为台湾的保育问题尽心尽力,并企盼这项古老的地下取水智慧,给予大家重新思考的方向,以找到人和天地和谐共存的新契机。◇(http://www.dajiyuan.com)

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