01發展概況

水工試驗所於民國39年成立,隨著環境遞變,業務發展可概分為早期中期及近期三階段分述如下。

c1 早期階段(1950~1976) c2

民國四十六年基隆港務局在外廓防波堤按日據時代原計畫施工完成之後,仍無法保障外港域水面之靜穩,此部份水域無法利用於建造碼頭,乃擬舉行模型試驗,即在土木系教學用實驗室後方空地以1/100縮尺鋪設基隆外港模型,裝設造波機,自製霓虹燈式測波儀;而成功大學水利系並聘請湯麟武先生為兼任副教授,在土木、水利兩系講授水文學及海岸工程課程, 每週南來授課之外,即從事試驗工作,其他時間乃由易任講師負責,試驗順利完成,按照試驗結果施工,效果非常良好,此為我國港工模型試驗第一個成功事例。唯此次試驗,為基隆港務局主辦之形式,故其試驗報告由港務局主稿並印行。

孫前院長運璿當時擔任台電總工程師,主持大甲溪流域開發規劃委員會,台中港位在大甲溪下游,亦列入開發計畫中,故派遣參加該委員會工作之台中 港工程處主任湯麟武赴日本考察海岸工程,準備研究台中港漂砂問題,重新規劃該港工程,湯氏返國後即建議詳細調查海岸情況,蒐集資料,並舉行模型試驗,故於 基隆外港模型試驗結束後, 立即與台南水工試驗室協議合作進行台中港漂砂及港灣佈置之試驗。本項合作係由台中港工程處編列預算,在當時之成功大學水利系館(後成為水工試驗所辦公處, 民國八十七年十一月為配合成功大學大地工程館興建已予拆除)與建築系館(現為環境工程系館)之間空地,修建長四十六公尺,寬十六公尺之平面造波試驗水池一 座,並附有潮汐模擬設備, 以研究台中港附近海岸漂砂情況以及工程佈置之妥適性。另因台灣西海岸,海底坡降特別平坦,當年全世界尚無類似海灘上波浪變化及漂砂活動之研究成果,因此必 須自行由試驗中觀察,故另在教學實驗室後方,修建一座寬一公尺,長七十五公尺深一公尺,並嵌有玻璃以利觀測之造波水槽一座。 當時除海岸工程最先進國家之荷蘭Delft水工試驗試驗所、法國 Sogreach試驗所、美國工程師團海岸侵蝕局(Beach Erosion Board) 、日本運輸技術研究所港灣物象部(即現在之運輸省港灣研究所)等四個研究機構之外,尚無如此大型的實驗設備,美國 Florida州大學,在同一時期,也建造了一座長寬都差不多的造波水槽。 民國四十八年初,前述造波水池及玻璃水槽之土木設備大致完成,台中港工程處延請日本運輸技術研究所防波堤研究室室長井島武士博士(Dr. Ijima, Takeshi)及該所技官高橋智晴先生(Mr. Takahashi, Tomoharu)來台協助造波機及鼓潮設備的設計安裝,至民國五十年,試驗結束,提出報告,建議修改主防波堤方向,另於主防波堤與大甲溪口之間,建防砂 堤一條,可以解決漂砂問題。 民國六十年,台中港工程局成立,重新作模型試驗,所得之結果,與此次試驗結果相同,僅堤向有10°以內之更動,堤長因十餘年來的地形變化,較原建議的堤長 加長而已,按試驗結果施工後,已無漂砂淤塞港口的問題。

基隆港務局贈予台南水工試驗室兩造波水槽,從此水工試驗室即以海域工程研究試驗為其主要業務。

當時,行政院為規劃海埔地開發,成立委員會,實際負責工作者為經濟部水利司長朱光彩先生,台糖公司農業工程處處長江鴻先生,並得聯合國援助, 派遣海堤專家德國人齊轍博士( Dr. Fritz Zitscher)參加海埔地開發工作,齊轍博士建議由水工試驗室派員赴歐洲考察,實習水工試驗技術。 民國五十二年(一九六三)十一月,湯麟武副教授即德國漢諾佛工科大學實習約一個月後,考察其他國家後於翌年初返台,即從事曾文海埔地堤防受溪口感潮作用時 的高度問題的研究,以及嘉義海埔地堤防斷面的試驗研究,按試驗結果修建的堤防,迄今屹立無恙。

在民國六十四年(一九七五)以前,國內凡有關海埔地及大小港灣中一切有關波浪計算,工程佈置模型試驗,海域結構物設計時的斷面模型試驗等,均 由台南水工試驗所承辦,先後完成彰化海埔地佈置規劃,後壁湖、八斗子、王功等漁港,蘭嶼、開元港等處的佈置計畫試驗,花蓮港新建船渠護岸,基隆市北寧路新 生地護岸,造船公司第四號船塢計畫海堤護岸,石梯灣漁港防波堤斷面試驗,凡根據試驗結果施工者,未聞有毀損及失敗之事。

台電興建核能電廠之前,即由台南水工試驗所所長湯麟武教授會同踏勘,並對廠址有關海洋水文、海岸漂砂提出研究報告。決定興建後,各核能及火力 電廠廠址防護,冷卻水進水口,出水口防護設施,重機件運輸用專用碼頭之防波設備等一切工程規劃設計,均由台南水工所研究試驗。為從事此等試驗,特修建有循 環水之造波水槽,於平面造波水池後方以模擬波浪在發電廠進出水流運動的狀況。

除有關海域工程問題而外,水庫、河江、水文等問題,台南水工試驗所亦請水利系教授劉長齡先生及蔡長泰老師主持研究工作,已完成者有曾文水庫水量運算,大甲溪曾文溪產水模式,台西鄉有才寮排水,桃園煉油廠上游沖刷等問題的研究。

 

c1 中期階段 ( 1977 ~ 1989 ) c2

由於新的研究領域除了必須具備研究設備外,更需培育人才、技術,為此,所長湯麟武教授乃委派水利及海洋工程研究所助理研究員黃煌煇先生及水利 系助教高家俊先生前往日本電力中央研究所,觀摩研究一個月兼採購各項測定儀器,同時在舊水利系館南側興建國內第一座擴散試驗室,並且聘請日本電力中央研究 所水理研究部部長和田明博士擔任研究計畫顧問,另外亦延聘本校水利系友,美國國家智庫蘭德公司高級研究員劉肖孔博士, 擔任核能三廠溫排水擴散數值模式分析之顧問,整個研究歷經一年六個月,其間並修改出水口高程與增建導流堤之各項建議,台電公司乃依台南水工試驗所之試驗結 果與建議進行施工,事後印證(民國七十四(一九八五)至七十八年(一九八九)之現場監測)核能三廠溫排水即如試驗結果,漂浮在海面,因此對於灣內海域之海 底珊瑚之影響已減至最低之情況。由於核能三廠溫排水研究之開發亦奠定國內從事溫排水擴散研究之基礎, 此後,台電公司相關之電廠溫排水研究,如興達火力電廠、台中火力、核能四廠、北尖火力以及核能一廠、二廠之溫排水改善研究均由台南水工試驗所辦理,甚至中 油公司在興達之天然氣接收站之冷排水亦委託台南水工試驗所辦理研究。

民國六十九年(一九八0),由於國內十大建設帶動工商業的蓬勃成長,導致境內河川污水漫流,造成環境公害,影響淺海養殖,為解決工業廢水污 染,一方面應加強各工業廠區設置污水處理廠外,並將此處理後之污水以海洋放流管排放,以藉海洋水體稀釋之,而海洋放流管之興建涉及各種海洋物理、環境工程 之學問,雖然台大海洋研究所具有此等研究能力, 然因其研究對象大部份偏重於深海大洋環境與資源方面之研究,因此台南水工試驗所乃接受台灣省政府之委託訓練人員,購置海洋觀測儀器,進行急水溪海洋放流管 之現場調查研究,將研究結果提供設計單位從事規劃、設計,事後因省政府經費分配問題,迄今未施工建造。及至七十七年(一九八八),省政府欲再重新設計時, 又重新委託本所進行第二次之調查研究。 從此本所對於海洋現場調查研究即漸具基礎與經驗,其後國內有關之大型海測研究,諸如:淡水八里海洋放流調查研究、二仁溪河口海域調查研究、核能二廠海域漂 砂海象調查、深澳電廠海域調查、屏南工業區海洋放流調查、台電大林、蘇澳電廠海象長期調查、北尖火力電廠以及新竹海域現場調查等,均委由台南水工試驗所從 事研究分析。

在六十年代大型電子計算機軟硬體之發展已逐漸成熟,計算能力與速度已有相當精進,對於應用數值分析進行模擬海洋物理而言,無疑為一重大突 破,台南水工試驗所在水工模型試驗及現場調查均具相當基礎之下,正確評估應用數值分析方法建立數值計算模式,將為未來重要研究領域之一,因此為積極開拓此 一研究領域,以因應未來之研究趨勢, 遂於民國七十二年(一九八三)在台灣電力公司委託研究計劃之下,發展二維溫排水擴散污染之數值模式,並同時建立海域流況實測分析與數值模式及潮汐運動分析 模式,從此為台南水工試驗所繼颱風波浪與暴潮數值模式推算之後,更奠定數值模擬之基礎,目前國內各核能、火力電廠或海岸調查實測與數值分析均依本所自行開 發研究發展之數值模式進行模擬計算。

由於台南水工試驗所具有現場調查之經驗及足夠之人力,因此國外之顧問公司或學術研究機構亦均以合作研究型態結合台南水工試驗所為國內工程機構 服務,如民國七十八年與美國卡爾技術公司(Qual Tech Inc.)共同偵測台電十大電廠溫排水之擴散分佈,與丹麥水利研究所(Danish Hydraulic Institute )共同合作研究台中大肚溪河口水流運動現象。 同年,法國 Sogreach 試驗所亦與台南水工試驗所合作研究交通部委託之深水港址調查計畫(外傘頂及高雄海域),以上合作研究單位均對台南水工試驗所之研究能力、品質頗為肯定、讚 賞。此對國際合作關係自有十分之助益,亦讓國外人士對我國海岸、海洋工程之研究能力有所瞭解。

民國七十四年(一九八五),由於國內對於環保意識之高漲以及環境保護之迫切需要,行政院環境保護署乃應運而生,其中牽涉水體污染等問題亦與水 利海洋學門密切相關。然而環境保護與評估更以背景資料之建立、分析最為重要,因此有關海洋水體背景資料乃需仰賴海洋、水利之研究單位, 因此民國七十四年(一九八五)台南水工試驗所乃接受省政府住都局之委託進行八里海洋放流環境影響評估之海象調查,民國七十五年(一九八六)由黃煌煇教授結 合本校環境工程研究所溫清光教授、林素貞教授共同完成核能四廠五十公里範圍內水文水質分析,民國七十七年(一九八八)由台南水工試驗所與環工所共同合作進 行急水溪海域海象、水質調查分析, 民國七十八年(一九八九)完成中洲、大林蒲、左營海洋放流管線環境影響評估,至此,台南水工試驗所除了展開科技整合研究外、更為國內環保工作貢獻一份心 力。

建教合作之研究單位除了為國內工程單位從事合作應用研究外,更需藉其豐富之研究人力、財力、物力協助相關教學單位之發展,此亦為台南水工試驗 所成立宗旨之一。因此,早期台南水工試驗所提供試驗場地及設備以供水利、土木、機械、環工、測量等系學生之實習,及至後來更延伸至土木所博碩士班(水利工 程組)及水利所碩士班學生畢業論文之實驗材料、儀器設備,甚至於經費上之支援。

 

c1 近期階段 (1990 ~ 2011) c2

民國七十九年(一九九0)起,經濟部工業局為開發彰化濱海工業區停工十年後復工之需要,亟需具有類此實質能力之學術單位參與調查研究工作,遂 由當時第五組組長潘丁白博士南下台南水工試驗所了解實際狀況,並獲肯定。因此,乃委託台南水工試驗所進行「彰濱工業區整體開發規劃調查研究計畫」, 由於本研究計畫工作項目內容相當多元廣泛,不但須同時具備水工模型試驗、現場調查與數值模式之能力,而且所涉及之專業領域除了水利、海岸工程之外,更涵蓋 人文環境、空氣品質、噪音振動、淺海及陸域養殖、海域陸域水質與生態環境、以及地下水等範圍,也由於計畫規模龐大,各項調查觀測資料量也相對地可觀, 處理與保存甚為不易,因此運用電腦軟體技術建立資料庫系統,已成刻不容緩之需求。台南水工試驗所為解決此一問題,乃再次於民國七十九年(一九九0)擴展新 的領域,積極開發資料庫系統,以妥適保存,這些花費相當經費且得之不易之調查資料,之後更為充份利用所保存資料之價值,於民國八十年(一九九一)更進一步 開發地理資訊系統(GIS) 以有效利用各項資料,分析、評估、研判彰濱工業區開發後對環境之影響,適時掌控影響範圍,及早提出因應對策。

台南水工試驗所,以往歷年來各項研究計畫執行之研究人員或主持人大多是由成功大學水利系、土木系、測量系、環工系或其他校內相關科系教師兼任 支援,偶有少數計畫執行以跨校方式合作,(例如台灣大學海洋研究所王冑教授及台灣省政府港灣技術研究所等),然彰濱計畫跨專業領域之調查研究工作,對台南 水工試驗所而言, 著實成為一項新的挑戰,不僅專任人員須由二十餘人增聘至六十餘人,同時校內單位亦有水利系、土木系、環工系、建築系、都計系與地科系之參與,校外更結合台 灣大學動物系、農工系、東海大學環科系、逢甲大學土木水利系、中山大學海環系、嘉義農專以及漁業技術顧問社等學術、工程顧問機構之教授、專家共同分項執行 計畫,總人數多達二百多人。 更為因應彰濱現場調查外業工作之需要,於彰化縣和美鎮租用房舍,設立中區工作站,調用專任人員長期派駐,以求現場調查作業之時效。從此更為台南水工試驗 所,由水利、海岸工程之研究,發展進入工程開發與環境保育整合之領域,也為國內大學研究單位整合大型研究計畫,首創成功之案例。

民國八十年(一九九一)底,經濟部工業局委託本所進行較彰濱工業區更大開發規模之「雲林離島式基礎工業區整體開發規劃調查分析專案研究計畫」,同時設立雲林工作站於雲林縣東勢鄉。

過去雲林縣海域一直都缺乏完整之海象資料,且海域環境特性受自然天候影響,複雜多變,海象觀測不易,亟需尋求自動化觀測系統之建立,然本省海 域漁撈作業船隻卻又相當頻仍,浮標式自動觀測儀器屢遭漁船拖網損害甚或遺失事件層出不窮。 為解決此一問題,八十一年(一九九二)台南水工試驗所在雲林離島基礎工業區計畫配合下,於雲林台西鄉外海水深15公尺處,規劃建立台海兩岸首座海氣象觀測 平台,裝設氣象及波浪觀測儀器,利用太陽能電池供應電力,以無線電傳輸資料至岸上接收, 此舉為我國海氣象觀測開啟新紀元。又現場觀測資料日趨完整,逐漸提供數值模式計算修正之需求,也促使台南水工試驗所自行開發之數值模式更趨成熟完整,準確 性與可信度已不遜歐美開發式商品化之數值模式。

民國八十六年(一九九七),水工試驗所原辦公處所(舊水利系館),為配合本校新建大地工程館用地之需要而拆除,辦公及研究室暫遷自強校區造船系八樓,隔年(一九九八)配合雲林離島基礎工業區計畫之需要,興建之國際首屈規模大型平面試驗水池及大型斷面試驗水槽完工落成啟用,舖設雲林海域地形模型,開始進行漂砂模型試驗,更加奠定成為我國水利海岸工程研究之重鎮,也正式將水工試驗所提昇至國際級研究單位。

民國八十七年(一九九八)十二月,協助經濟部水資源局推動行政院頒定實施之『地層下陷防治執行方案』與國立成功大學簽訂合約,並由水工試驗所負責執行之『地層下陷防治服務團』正式掛牌成立。

為彰濱、雲林離島二大型計畫海域、河口水質調查工作所需設置之水質檢驗室,在所屬同仁多年辛勤努力,不斷提昇實驗能力之下,於八十八年(一九 九九)獲行政院環保署認證許可,此又為國立大學首創先例,使本所正式成為環境檢測機構。 隨著濱海工業區的開發,本所相繼接受台南市政府委辦台南市城西里近岸遊憩海埔地環境背景資料調查,高雄市政府開發之南星計畫中程計畫第一期環境品質監測等 大型濱海工業區開發工作。

民國八十九年(2000)十一月,水工試驗所正式搬遷進駐安南校區之研究總中心暨水工試驗所大樓。

民國九十一年(2002)底,「水利產業知識化育成中心」成立。

民國九十八年(2009)底,「海洋能科技研究中心」成立。

民國一00(2011)十一月,「國際合作與研究發展組」成立。