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| 石門ダム | |
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 ダムの下からの眺め。メインのロックフィルダム (右) と放水路が見えます。 | |
| 正式名称 | 石門水庫 |
| 位置 | 台湾桃園市復興 |
| 座標 | 北緯24°48′38″ 東経121°14′39″ / 北緯24.81056° 東経121.24417° / 24.81056; 121.24417 |
| 建設が始まった | 1955年7月 |
| オープン日 | 1964年6月14日 |
| 建設費 | 14億台湾ドル |
| 所有者 | 台湾水資源局 |
| ダムと放水路 | |
| ダムの種類 | ロールロックフィル |
| 押収物 | 大漢江 |
| 身長 | 133.1メートル（437フィート）[1] |
| 長さ | 360メートル（1,180フィート）[1] |
| 放水路タイプ | ゲートオーバーフロー |
| 放水路容量 | 11,400 m 3 /秒 (400,000 立方フィート/秒) [2] |
| 貯水池 | |
| 作成する | 石門貯水池 |
| 総容量 | 309,120,000 m 3 (250,610 エーカーフィート) (公称) 251,880,000 m 3 (204,200 エーカーフィート) (1997) [1] |
| 集水域 | 763.4 km 2 (294.8 平方マイル) [1] |
| 表面積 | 8.0 km 2 (2,000エーカー) [1] |
| 発電所 | |
| タービン | 2x45MW [3] |
| 設備容量 | 90MW [3 ] |
| 年間発電量 | 2億KWh [4] |
石門ダム（中国語：石門水庫、直訳すると「石門ダム」、ShimenまたはShihmanとも表記）は、桃園市北部の大漢江にかかる主要なロックフィルダムである。このダムは、台湾で3番目に大きい貯水池または人造湖である石門貯水池（石門水庫）を形成している。このダムは、桃園の灌漑、台北盆地の洪水制御、および台湾北部の300万人以上の人々に水力発電と家庭用水の供給を行っている。
9年の歳月をかけて1964年に完成した石門ダムは、台湾初の多目的水利プロジェクトであり、第二次世界大戦後の台湾の経済的自立に向けた大きな一歩となった。ダムからの年間を通した放水により、米の収穫量が増え、桃園の年間農業生産高は倍増した。また、ダムは景観が美しく、漁場も豊富なため、観光地にもなった。[要出典]しかし、ダム建設のために2,000人以上が移住するなど、プロジェクトは高額な費用と地元コミュニティへの影響を理由に批判された。
台湾の他の貯水池と同様に、石門ダムも堆積に悩まされ、貯水量が3分の1以上減少している。浚渫、砂防ダム建設、流域修復作業など、堆積率を下げる取り組みは効果が限られている。これにより、洪水を阻止する能力と干ばつ時に水を供給する能力の両方が低下している。
歴史
背景
大漢江は台湾北西部の主要河川で、台北で合流して台湾最大の河川システムである淡水を形成する2つの支流のうちの1つである。雪山山脈に源を発するこの川は、台風の際には洪水になりやすい流れの速い渓流として始まった。大漢江は、安定した水源を持たない桃園高原の周囲を流れるが、横切ることはない。この高原では1680年以来、雨水を貯めるための数千の人工池を使用して農業が行われている。 [5]台湾が日本統治下にあった1928年、大漢江（当時は竹カン江と呼ばれていた）の水を高原に導くために桃園運河が掘られた。[6]川の水によって、桃園地域のさらに2万ヘクタール（49,000エーカー）の土地の灌漑が可能になった。[7]桃園の小さな池の貯水容量が限られているため、11月から4月の乾季には灌漑用の水が不足することが多く、大きな貯水池が必要であることが分かりました。[7]
大漢江が山から流れ出るところに形成された深い峡谷「石門」にダムを建設する案は、1938年にすでに提案されていたが、第二次世界大戦の初めに工業資源の逼迫により計画は中止された。戦後、中華民国は食糧不足と急激な人口増加に直面した。1960年代までに、年間人口増加は35万人に達した。[8]政府は経済的自立性を高めるため、台湾初の多目的水利プロジェクトである石門ダムの建設を開始した。プロジェクトを監督するために石門開発委員会が設立された。ダムの当初予算は14億台湾ドルで、その約半分は国際開発庁を通じた米国からの低利援助ローンであった。[7]
工事
1955年7月からダム建設地にアクセス道路と作業員用施設が建設され、将来の貯水池の予定地は洪水に対応できるように整備された。このプロジェクトにより、大漢河流域に住んでいた約2,000人（416世帯）が移住を余儀なくされ、1956年から台湾北西部沿岸地域への移住が始まった。政府は新しい住宅、学校、その他のインフラを建設し、また家族に土地の補償も行ったが、移住計画は激しい論争の的となった。[9]
ダムの設計はティペッツ・アベット・マッカーシー・ストラットン社が担当し、建設はモリソン・クヌーセン社（フーバーダムの設計で知られていた）が監督した。1959年後半、大型機械がダム建設現場に到着し、本格的な建設工事が始まった。台風による洪水で工事は数回中断されたが、1960年12月に川の流れをトンネルに転流させることに成功した。 [3]後にダムの中核となるコンクリート製の仮締切堤は1962年に完成した。注目すべきことに、これはローラー圧縮コンクリートがダム建設に初めて使用されたものだった。 [10]政府はダム建設に必要な土砂667万5000立方メートル（2億3570万立方フィート）を供給するため、近隣の農地約120ヘクタール（300エーカー）を購入した。[7]
1963年5月、ダムは部分的にしか完成していなかったため、分水トンネルが塞がれ、貯水池に水を貯めることができるようになった。[9] 1963年7月、台風ウェンディが台湾を襲い、大規模な洪水を引き起こした。新しい貯水池は、大漢江の洪水ピークを25％減らすことができた。[9]堤防は1964年6月に完成し、最終的な費用は48億5千万台湾ドルだった。 [11] 1964年6月14日、陳誠副総統が4000人以上の群衆の前でダムの落成式を行った。 [ 7] ダム建設には合計7500人が雇用され、一度に6000人もの労働者が現場にいた。建設中に32人が死亡し、2881人が負傷し、87人が永久的な障害を負った。[7]
その後の歴史
技術者らは、自然な堆積速度により、堆積物を除去せずに貯水池の耐用年数を少なくとも71年と見積もった。しかし、貯水池に水が溜まり始めてからわずか4か月後、台風グロリアが台湾を襲い、その結果生じた洪水により1900万立方メートル（6億7000万立方フィート）の堆積物が貯水池に流入し[ 12 ]、予想寿命が23年短縮された。[ 13]貯水池が満水になると、蒋介石の旧別荘、阿姆坪石橋、近くの地神神社など、いくつかの歴史的建造物も浸水した。[14] [15]
灌漑は石門貯水池の主目的であった。ダム建設後、約22,000ヘクタール（54,000エーカー）の新しい農地が生産され、合計は57,000ヘクタール（140,000エーカー）となった。既存の農地への水供給が増加したため、年間収穫量は2倍以上に増加した。個々の農家の収入はほぼ20％増加した。[16]約27キロメートル（17マイル）の運河が既存の灌漑システムに追加され、新しい石門運河も含まれ、合計は175キロメートル（109マイル）となり、1日3万トンの処理能力を持つ処理場が建設され、都市用水供給に使用された。[9]プロジェクトの規模にもかかわらず、農業生産の増加は50万人、つまり人口増加の2年未満を養うと推定された。[8] 1990年代以降、桃園県の都市化が著しく進んだため、灌漑用ダムの重要性は低下し、一方でより清潔な生活用水の需要が高まった。[6]
政府は、石門ダムをレクリエーションエリアとして開発するために 2,100 万台湾ドルを割り当てた。ダムへのアクセスを改善するために、ボート施設と約 31 キロメートル (19 マイル) の新しい道路が建設された。ダムには狩猟用の魚も放流され、その岸は最終的に「寺院、博物館、記念碑、仏塔、ホステル、住宅」で開発される予定だった。[9]ダムが完成すると、この農村地域は観光によって繁栄し、農業のみに依存していた経済を多様化するのに役立った。[17]しかし、プロジェクトの資本コストが高かったため、実際の年間投資収益率はわずか 1.5 パーセントだった。「これは中国国民が誇りに思うべき工学上の記念碑である。しかし、何千万ドルもの代替開発の機会を放棄したという点で、あまりにも高すぎる価格で購入された。」[18]
ダムの詳細
堤防と放水路
石門ダムは、高さ133.1メートル（437フィート）、長さ360メートル（1,180フィート）のロールドロックフィル堤防ダムで、高さ70メートル（230フィート）のコンクリートコアの上に建設されています。[1]ダム本体には約706万立方メートル（923万yd 3）の材料が含まれています。[1]頂上では、ダムの幅は11.5メートル（38フィート）、標高は海抜252.1メートル（827フィート）です。通常の水位は245メートル（804フィート）、最大洪水位は249.7メートル（819フィート）です。[19]
コンクリート製の放水路はダムの東側に位置し、高さ10メートル（33フィート）、幅14メートル（46フィート）の6つの放射状ゲートによって制御されている。 [19]最大放水量は毎秒11,400立方メートル（400,000立方フィート/秒）である。[2]また、通常の放水には毎秒34立方メートル（1,200立方フィート/秒）の容量を持つ河川放水路が使用されている。[20]ダムには、台風前に貯水池の水を素早く排出できるようにするために、1978年に完成した2つの追加の洪水防止トンネルもある。各トンネルは長さ375.4メートル（1,232フィート）、直径1.372メートル（4.50フィート）で、合計容量は毎秒2,400立方メートル（85,000立方フィート/秒）である。[19]
発電所
ダムの水力発電所は、ダムの麓、大漢川の左岸に位置している。直径4.57メートル（15.0フィート）、長さ318.8メートル（1,046フィート）の鋼鉄製水圧鉄管2本が、2基のフランシス水車に水を供給している。発電所の最大水流量は毎秒137.2立方メートル（4,850立方フィート/秒）である。[20]各発電機の容量は45,000キロワット（KW）で、合計容量は90,000KWである。[3]この発電所は年間約2億キロワット時の電力を生産している。 [4]
貯水池
ダムの貯水池は台湾最大級の貯水池で、全長 16 キロメートル (9.9 マイル)、満水時には 800 ヘクタール (2,000 エーカー) を超える規模を誇ります。この貯水池の当初の総容量は 309,120メガリットル(250,610 エーカーフィート) で、有効容量は 251,780 ML (204,120 エーカーフィート) でした。堆積により、1997 年までに総貯水容量は 251,880 ML (204,200 エーカーフィート) に減少しました。これはほぼ 20% の減少であり、有効容量は 233,800 ML (189,500 エーカーフィート) に減少しました。[1] 2017年の調査時点では、総容量は216,000ML（175,000エーカーフィート）に減少していました。[21]
石門後池は主ダムの下にあるが、大漢河への放水量を調節し、桃園運河と石門運河の取水点となっている。後池は長さ317.5メートル（1,042フィート）の堰堤で形成され、最大2,200,000立方メートル（1,800エーカーフィート）の貯水能力がある。桃園運河の頭首工は毎秒18.6立方メートル（660立方フィート）の容量があり、石門運河は毎秒18.4立方メートル（650立方フィート）の容量がある。[19]
操作と使用方法
石門ダムの水は、桃園市、新竹県、新北市の28地区に配水されており、その総人口は約340万人、灌漑面積は36,500ヘクタール（90,000エーカー）を超えます。[11] [22] 石門ダムは毎年、灌漑および工業用に1億8,160万m 3 （147,200エーカーフィート）の水を供給し、下流地域の住宅用に約1億2,740万m 3（103,300エーカーフィート）の水を供給しています。さらに、大漢江下流の基底流量を供給するために、年間最小放流量2億9,960万m 3（242,900エーカーフィート）が維持されています。前述の放流量のうち約3億8,630万m 3（313,200エーカーフィート）が水力発電に利用されています。[23]ダムの発電所は年間約2億キロワット時の発電を行っており、台湾北部の電力網のピーク時の電力需要を満たすのに不可欠な存在となっている。 [11]水力発電のピーク時の放出は7月下旬から8月にかけてで、これは主に台湾北部の都市でのエアコンの使用によるものである。[23]
桃園運河（左：桃園市内、右：石門余堤取水口）
石門ダムは、台風発生時に洪水ピーク時の流量をカットするために使用される淡水水系のいくつかの重要な貯水池の1つです。ダムからの放水は、洪水の深刻さを軽減するために、東側の翡翠ダムからの放水と調整されています。 [24]しかし、貯水池に堆積物が蓄積したため、大規模な洪水に対する効果が低下しました。その結果、「石門ダムが放水路に水を放水する頻度は、台湾の貯水池の中で第1位です。『石門ダムが洪水水を放水している』というフレーズは、『あなたのフライが開いている』の婉曲表現になっています。」[25]さらに、大規模な洪水が発生すると、貯水池の濁度が平均の3,000倍以上上昇し、当局は給水を停止せざるを得なくなります。[26]この問題は、石門ダムの水が住宅や工業用の水源に流れ込む割合が増加したことにより悪化しています。これらの水源は、石門ダムが当初供給することを意図していた農業用の水源よりも、一般的によりきれいな水を求めています。[27]
貯水容量の減少は、干ばつ時の石門ダムの水供給能力にも影響を与えている。乾季には需要が石門ダムの貯水量を上回ることが多く、頻繁に給水停止を余儀なくされる。1994年には数週間にわたり、干ばつに見舞われた石門ダムの給水区域では、3日のうち1日しか水が出なかった。[25]地球温暖化により台湾の雨季の長さが短くなり、嵐が島を襲ったときの降雨量が増加することで、この状況はさらに悪化している。2015年、台湾は1947年以来最低の冬季降雨量を記録し、石門ダムの水量は記録的な低水量（容量の24.5%）に落ち込み、政府は再び配水制限を余儀なくされた。[28]
ダムと貯水池のその他の利点としては、レクリエーションが挙げられる。毎年16万人以上の観光客がダムを訪れ、特に洪水放流時には多くの人が訪れる。 [14]貯水池、その周囲のレクリエーションエリア、町には、毎年さらに170万人が訪れる。[29]「1964年に一般公開されて以来、石門貯水池は台湾の観光看板のトップスポットの一つであり続けている」と言われている。[30]貯水池でのレクリエーションと商業漁業では、毎年約8万キログラム（18万ポンド）の魚が獲れ、年間2,933万台湾ドルの収益を生み出している。[30]
環境問題
石門ダムの集水域における不適切な土地利用と建設慣行は、貯水池の深刻な堆積問題の一因となっている。この堆積物は主に、急峻で起伏の多い流域での地滑りやその他の浸食関連の問題から生じており、森林伐採、農業用地の開拓、山岳地帯への道路開通によって悪化している。[25]貯水池は、当初は最大深度が100メートル（330フィート）を超えていたが、現在は40メートル（130フィート）以下と推定されている。[25]ヒューバート・シャンソン著の教科書『開水路流の水理学』では、このダムは「洪水調節や給水貯水池として機能するには不適切な貯水容量を持つ、広大な堆積物溜まりとなっている」と説明されている。[31]
1981年には、毎年290万トンの堆積物が貯水池に流入し、流域の侵食率は3,789トン/km2と推定された。 [ 12] 2017年の台北タイムズの報道によると、貯水池に流入する堆積物の量は年間342万トンである。約117万トンがダムの放水口から流され、さらに90万トンが掘削と浚渫によって除去された。政府は堆積物バイパストンネルの建設を提案しており、これによりさらに64万トンが貯水池に流入するのを防ぐことができる。[32]この技術はすでに日本とスイスの貯水池で採用されており、台風後など堆積物の流出量が多い時期に川の水を貯水池に流入させるのではなく、貯水池の周りを迂回させることができる。[33]
土砂災害防止事業
石門水庫に流入する土砂の量を減らすため、さまざまな対策が講じられてきた。数百の砂防ダムや堆砂ダムが建設されたため、大漢川の上流域とその支流は現在、台湾で最も堰き止められた河川システムの一つとなっており、本流だけでも少なくとも123のそのようなダムがある。[25]最大の24の砂防ダムは、合わせて約3,600万立方メートル（29,200エーカーフィート）の土砂が石門水庫に流入するのを防いだ。[34]唯一、中化ダムだけが現在も土砂を貯留しているが、その1,600万立方メートル（13,000エーカーフィート）の容量はほぼ満杯である。[13]これらの堆砂ダムも何度か決壊し、さらに多くの瓦礫やシルトが石門に流入する原因となっている。その中には、台風ウィファ（2007年）の際にバリンダムが決壊し、1000万立方メートル（8000エーカーフィート）の堆積物が下流に流れ、バリン村を破壊した事件がある。[35]石門ダムの 浚渫作業も部分的にしか成功していない。1985年以降、7つの浚渫会社が1000万立方メートル（8000エーカーフィート）以上を除去したが、ダムは掘削できるよりも速いペースで堆積物で満たされ続けた。沈泥処分場の容量は1995年に使い果たされた。[25]堆積物の流入を減らすために講じられた他の対策には、擁壁の建設や皆伐地域の再植林などがある。
近年、台湾政府は、貯水能力を高め、沈泥を捕捉するために、大漢江にさらに巨大ダムを建設するという構想を復活させている。先住民族の江石コミュニティの近くにある高台水庫は、高さ190メートル（620フィート）、貯水容量1億7100万立方メートル（139,000エーカーフィート）のダムで構成される。このプロジェクトは、大漢流域から大安江に水を流し、新竹県の水供給を増やす比麟水庫と併せて建設される可能性がある。[36]ダムプロジェクトは、費用がかかり、問題に対する効果はわずかであるとして、また地域社会への影響についても強く批判されている。[37]
水質
貯水池に流入する大量の堆積物によって、栄養分レベルが異常に高くなり、夏には富栄養化や藻類の大量発生が頻繁に発生している。その結果、石門ダムは台湾のダムの中でも水質が最も悪いダムの一つとみなされることが多い。 [25] 2005年頃に石門ダムの2か所に設置された大規模な水質監視システムが設置されている。「垂直プロファイリングシステム」または「YSI 6600EDS」と呼ばれるこのシステムは、水深5メートル（16フィート）間隔で水質のさまざまな要素を測定する。ダム内の濁度、クロロフィル含有量、pH値、溶存酸素濃度は、3時間ごとにダムの運営者に送信される。このシステムの将来計画では、藻類の増殖を記録し、水中の低酸素状態を防ぐための措置を講じることができるようにすることになっている。 [38] 2008年、台湾環境保護庁は石門、翡翠、曽文、金門の各貯水池の富栄養化防止プロジェクトに2億台湾ドルを割り当てた。[39]
参照
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、石門ダムに関連するメディアがあります。
- 水不足とはおさらば？
- 台湾水資源局（中国語）
- 台湾からの視点：雨＝シルト
- 石門ダムが現在直面している問題は何ですか?
- 台湾の貯水池の現在の水位（中国語）