Google+ 草堂雜記 For Life, Work & Pleasure: 參觀Bonneville的水壩

2012年8月27日 星期一

參觀Bonneville的水壩

利用下午的時間,我們參觀哥倫比亞河下游的第一個水壩,稱為邦威爾水閘與水壩(Bonneville Lock and Dam)。位於84號公路的40號出口,離波特蘭以東64公里處的哥倫比亞河的峽谷內。





  • 水閘的故事


在新水閘裡,各種大小船隻通過水閘
最快不需半個小時
(摘自網路)
哥倫比亞河的水量豐富,水多時常會泛濫成災。但有些地方因地勢的關係常處於急湍或白水狀態,無法行舟。當年路易士與克拉克東行至此時,仍然必須把裝載缷下,僱工把船隻及行李抬到上游或下游處再繼續前行。後來為使行船容易,通常是築壩,提高水位,然後利用水閘調整船隻的水位差。1896年此地的上游不遠處即建了一個水閘,使船隻可以直上哥倫比亞河,最遠可達愛達荷州的路易士屯(Lewiston)。後來航行船隻多,其載貨量也重,最早的水閘也不敷使用。1938年又在現址建一新水閘,152.4米長、23.2米寬,可以把水位提高18公尺(最大21.3米),是當時全世界單階最高的水閘,可同時通過兩艘駁船及一艘拖船。

現在的水閘則是1993年改建,其規模更大,26米寬、206米長,可以同時容許五艘拖船進出,等於上游其他水閘容量的七倍。其通關速度更從數小時減至30分鐘以內。貨物如穀類、木材、石油等可以由太平洋直達愛達荷州的路易士屯。第一代的水閘及水道已沈在湖底,但可以由附近的海洋公園看得見。第二代則仍然存在壩上,但已不再使用。


第二代水閘現已不用
下面為水閘操作的情形:





  • 水力發電廠

來到水力發電廠的門口,警衛將我們的車攔下。他開口問我們:「有沒有攜帶武器?」唐突的問題讓我心裡一諤。「沒有!」我不假思索地回答。心裡也覺得可笑,怎麼會有這麼蠢的問題。不過,他也笑笑,放我們走了。原來水力電廠也是戒備森嚴的地方。

不過實際上也沒有什麼大事,我們開過水閘上方,開過發電廠的側面,然後才到遊客中心。邦尼威爾水閘與水壩是由軍方接管,足見其重要性。但即使是這樣的軍事重地,看起來也像觀光區一樣,慕名而來的遊客仍然不少。有一組遊客正由解說人員帶領進電廠參觀。我們停了車,才發覺停車場正好位於一個美麗的山谷裡,湖水碧綠,旁邊的溢洪道總共十六個孔道,水聲隆隆,在壩底激起白色的浪花。顯然水庫的水量豐富,為維持固定的18米的壩面水位,必須不停地放水。主要也是要維持河流的正常功能吧。

遊客中心裡的介紹資料相當豐富。每小時有一次導覽,可以進入電廠參觀。我們來時比較晚,只能等三點的排班。

1929年建壩發電是當時軍方工程部提出的十項建議,但直到羅斯福當總統當政時才有機會執行兩項,即哥倫比亞河下游的邦威爾水壩與上游的考力水壩(Coudlee Dam),為紀念他,上游的水壩稱為羅斯湖水庫。當時建壩的動機旨在利用當時的勞力。十九世紀初美國經濟大蕭條,剩餘的勞動力無處去,當時建壩就需要上萬個勞工。邦威爾水壩的功能防洪、灌溉、航運、發電皆具,是一個多功能的水壩。

這裡的水頭不高,只有十八米,但水量大,所以只能使用卡布蘭(Kaplan)水輪機。這種水輪機葉片大,轉速較慢,適合於大水量的發電。最初的機組為十部卡布蘭水輪發電機,位於奧勒岡州側,發電量為52萬瓩。當時發電量超乎需求,所以華盛頓州引進製鋁工業及航空工業,造就附近地區工業的發達與地區的繁榮。後來隨著工業的發展電力需求更大,因而在華盛頓州側另建一水壩及第二電廠,使用八部機組,但發電量高達55萬瓩。總計這個大水壩發電量達一百餘萬瓩。這些電力可供美國西北地區諸城市的用電,部份電力甚至傳送到加州。


遊客中心前的停車場

卡布蘭水輪機的模型

位於奧勒岡州側的水力發電廠(有十部發電機組)

溢洪道

十部水輪機組

今日邦威爾水壩已成為觀光及教育地區。每年除供觀光外,尚提供學校的戶外教學。他們的圖書館裡存有多部歷史影片,包括當年路易士與克拉克的行蹟,可供一般教學之用。這個佔地近四十公頃的地段,現已登記為國家歷史地點。其內容包括行政大樓、視聽樓、溢洪道、鮭魚孵化場等,都有歷史遺蹟。


三島阻江,成為此地峽的最大特色


溢洪道

  • 鮭魚洄游


鮭魚洄游一直是築壩時環保的最大考量。這裡的洄游魚類大部份對魚梯都很適應的,牠們力爭上游的精神也是我們人類應當效法的。不過考慮一隻魚要游到十八米高的水壩上著實不易,即使人慢慢走也要累出一身汗。魚梯的設計也是一項學問,更要因地制宜。這裡的魚梯與我們常用的樓梯功能差不多,但許多地方的魚梯都可以看到魚跳出水面,往上游躍去。雖然人看了喜歡,但魚本身卻要耗去相當的氣力。

基本上這裡的魚梯仍然是梯階式的排列,讓成魚能夠逐級跳躍。不過外觀看來,好像很少魚作跳躍的動作。原來這個魚梯的設計較為特別,它在閘板的下方另設有通道。所以魚可以直接由下方穿過,不必再費力作跳躍的動作。看起來現在的魚也學乖了,因為跳躍的動作已經不見了。

是由於這個水壩水量大,所以魚梯間底下設有閘口,鮭魚不必跳躍即可逆流而入。據他們的統計,每小時約有一至四萬隻鮭魚經過這些魚梯通到壩上去。在遊客中心的樓下一層有玻璃窗可以觀看一些鮭魚逆流而上的情形,下面附的影片亦有相關的內容。在華盛頓州側的魚梯聽說還有使用燈光引路,否則在暗的渠道內,鮭會也會迷路,無所適從。

這裡的魚梯又大又寬

鮭魚朔溪不見跳躍


型式不同的魚梯具有不同功能,
不知這裡的鮭魚是否夠聰明找出上游之路
至於孵化後的小鮭魚如何經過水壩下到海裡去呢?這又是一門大學門,所以解決的方式也有不同。為防止小魚直接由水輪機通過而受傷,通常使用攔魚網,將其導引到另一水道,由水道直接流出,就像水上運動園的溜滑梯一樣。不過對魚而言,這也會導致小鮭魚受傷或腦震盪。再者小於網目的魚苗也照樣會通過水輪機。

在奧勒岡州的水輪機聽說最近已改良葉輪的設計,使發生孔蝕(註:孔蝕是因葉輪的高速,使水壓產生真空,當其複合時產生的衝擊現象)的機率降低。而且由於卡普蘭的葉輪轉數低,所以小魚直接經過葉輪時並不會受到大傷害。不過有人懷疑這類傷害的程度很難量化,因為小魚頭昏腦脹地直衝大海,到底未來會如何也沒有再做研究。




有些鮭魚還是喜歡用跳躍的方式往上前進,不過仍然徒勞無功:



下面這一個影片較長,但對魚梯的功能有比較詳細的介紹: