屬於巴拿馬運河部分通行區的「加通湖」，近來出現缺水情形，必須採行之應對管制措施

謝晚媖

巴拿馬運河因劃穿地勢較兩側洋面為高的山林且兩側洋面水位未等高，故需建造船閘方可通行船舶

巴拿馬運河（Panama Canal）因為連接大西洋與太平洋兩個大洋，而成為海運界人人所常聞知、素負盛名的運河。它是世界的航運要道之一，全長達82公里，寬度152～304公尺，基本上是呈西北－東南走向，運河的開通使得美國東、西海岸的航程足可縮短7～8千浬。另從東亞至西歐的海上行程，若取道太平洋並穿越運河而至大西洋則可縮短4～5千浬，得使船隻無庸再繞經南美大陸最南端–合恩角鄰近的「德雷克海峽」（介於南美大陸和南極大陸之間）和「麥哲倫海峽」（位處南側的火地群島和北側的南美洲大陸之間，因海峽寬度不足且風向、海流屢生變化，以致船舶不易航行其上）。

相較於全長近約163公里的蘇伊士運河（Suez Canal），巴拿馬運河最大之特點在於必須藉由計有三座、階層為數各不相同的「船閘」（Ship lock或lock），以調整船舶行臨於運河水面上時之水位。而問世年代較巴拿馬運河早了45年，在1869年便告建成的蘇伊士運河，則拜兩端海域水位和各區段之水位近乎相等的緣故，乃是屬於「無船閘運河」，可令船舶頗為快速便利的通過運河（註一），而不必再千里迢遙且歷經風險以繞經非洲最南端的「好望角」（Cape of Good Hope）了。

巴拿馬運河的長度雖然僅蘇伊士運河長度之半，但是在開鑿巴拿馬運河時，所需運用的技術和投下的經費皆需遠高於鑿建蘇伊士運河者，在掘建河道工程中途還曾因為主導其事的法國業者資金不繼而停頓多年，後來改由美方業者接手建造，才使開鑿運河之大計得告克服萬難以完工。巴國政府並在巴拿馬運河靠近大西洋和太平洋的兩端，各自闢建有深水型的科隆港（港邊併設有「科隆自由貿易區」）和巴爾博亞商港。位於加勒比海沿岸，且地緣接近巴拿馬運河大西洋入口端的科隆自由貿易區，是巴拿馬政府結合運河特別設立的自由港區，旨在向拉丁美洲和加勒比海地區出口各種商品，屬巴拿馬的一個自治實體，不由科隆省的科隆市轄屬管理。其他攸關巴拿馬運河之資料，不復於此逐一贅述。

巴拿馬運河之所必須建造船閘，是因為運河東南側的太平洋，海面較運河西北側的大西洋高出24公分，且穿越叢林、草原…而闢成之河道，各區段的河床水位亦頻有高低變化，例如在原巴拿馬地峽之中間地帶、並被運河所切開，而分立於河道兩側之「索韋拉尼亞國家公園」（西語Parque Nacional Soberanía）和「阿拉伊加森林保護區」即有較高的海拔，若不設置船閘則船舶必須先極費勁的朝上溯航，至一處名為「甘博亞」（Gamboa）的高地後再朝下航駛，既甚非便利亦甚危險，故必須設置船閘和設造人工湖以善予調節。

因此，欲從汪洋大海經臨運河之船舶，必須透過選設於適當位置之船閘以調整其在行臨運河不同區段時之水位，使得船舶像是先攀登階梯似的，先在運河一端的船閘被抬高水位，待平穩的通過船舶內的人工湖–加通湖（西語Lago Gatún，湖中有多座原為山巒後經蓄水淹覆形成的島嶼，最大者為Barro Colorado島，部分島嶼被列為野生動物保護區）和人工修建水道後，再煞如走降階梯般的，於另端的船閘處被降低水位，卒能平穩無虞的駛入大海。通過該條運河後，船舶所在之汪洋水域，已是截然不同的另一個大洋了。

運河在靠近大西洋之側，建有一座計可分成三個階層、亦即建有三個船渠的船閘–加通船閘（Gatun Locks，是2016年擴建運河時同步擴建者，在完成擴建之前所使用的Agua Clara 船閘，現已轉作備用閘，該舊船閘是在新告擴建的加通船閘之東側）；另在靠近太平洋之側則建有兩座船閘–佩德羅.米格爾船閘（Pedro Miguel Locks）和米拉弗洛雷斯船閘（Miraflores Locks），同樣的在這兩座新船閘之西側，亦留有一座早在1914年時就已建竣使用，現則充當備用之舊留Cocolí船閘。

若以船舶從大西洋之側、海灣長徑達8.7公里的「利蒙灣」進入運河為例，首先即航抵計有三層「船渠」的加通船閘（船渠又稱船池，每一船渠長、寬各305、33.5公尺，船渠之功能是在於讓船舶停駐其間，再經由注水或洩水以升降船舶的水位），船隻在此船閘的三個船渠抬升水位之作用下，最後被提升至26公尺之海拔（即第三層船渠蓄滿注水後的海拔，此時第三層船渠得與加通湖平穩連通，但若加通湖因缺水使得湖面下降，則船舶在第三層船渠被提升的最高海拔亦將跟著減降，蓋兩者是維持等高），即可平穩駛進加通湖和其他區段之河道，往太平洋挺進。

上段提及的Agua Clara舊船閘則因只建有兩個船渠，故每個船渠升降水位的變化，必然大於加通船閘內的任一船渠。俟通過運河幾近尾聲、行將航臨太平洋水面時，先於僅有一個船渠（該船渠長324公尺）的佩德羅.米格爾船閘，以降低水位至海拔16.5公尺的高度並進入米拉弗洛雷斯湖，旋又駛經一座有兩個船渠（每一船渠長340公尺，合計長680公尺）的米拉弗洛雷斯船閘並分成二次逐次降位，使最後的水位等同太平洋之海面高度，船隻乃可順利的進入太平洋。

以上三座船閘，即加通船閘、佩德羅.米格爾船閘和米拉弗洛雷斯船閘的每一座，都是在兩側對稱建造船渠，故可同時讓航向相反的船舶雙停於互相分隔開來，而且大都是一側增水、另側則減水的船閘中。在船閘內之船隻，則是由軌道牽引機，小心翼翼的引曳行進，慎防船身擦撞到船渠兩壁，必要時可兼用拖船拖拉行進。

因攔截「查格雷斯河」之水而形成之人工湖–「加通湖」，邇來的缺水現象及應對情形

船舶欲通過全長82公里的運河，在行經加通湖水域之里程即佔有35公里（其中長約12.6公里的庫雷布拉峽谷水道，得視為加通湖的一部分），佔全長的42.7％。無疑的，屬人工湖的加通湖和前數段所述的船閘一般，亦攸關運河的穩定通航至巨。加通湖之初建，主要是在掘建運河後半段工期的1907～1913年所施工，係築砌呈圓拱型的加通水壩以攔阻「查格雷斯河」（Chagres River）的水流所積蓄而形成的，該座水壩在運河於1914年通航後仍舊繼續施工，直至1921年甫告全部完竣，壩高35公尺、長2,400公尺。

加通湖若因蓄水充足，而可使得湖面維持於26±0.5公尺的海拔，則可達到約莫425±30平方公里的面積，水深13～16公尺，蘊藏的水量約5,182百萬公秉。斯座以人工砌築的加通湖所蓄積的充沛水量，既可供船舶航行於湖上並可兼作調節水位，以及供應巴國民眾近半需用飲水的重要水源。再者，其湖水另可被應用於發電，使得巴拿馬運河周邊設施所需的電力得以自給自足，湖內亦有保存良好的熱帶生態區，兼可開放若干地區以讓遊客觀光賞覽。

運河自從1914開始通航船舶起，固然號稱是由美國和巴拿馬共同管理，實則近乎係由美國全權控制，直至1999年12月31日美方始將運河完全移交予巴拿馬政府，並轉由其所屬的「巴拿馬運河管理局」（Panama Canal Authority，PCA）接手管理。之後，運河於2016年6月完成以新建船閘為主的擴建工程，使船閘得以容納更大型體的船隻，並可明顯縮短船舶通過運河所需等候的時。其擴建完工後舉行的首航慶祝儀典時，由於吾國仍與巴拿馬維持邦交，又適值我方蔡總統於首任任期上任未久之際，故斯時還曾應巴國之邀前往觀禮。

然而，從2019年下半年起運河和與其息息相關的加通湖，卻面臨前所未見的蓄水不足、湖面水位降低與氣溫升高、生態惡變…等危機。由於湖面水位明顯下降，可想而知欲通過運河的船舶，必須先在運河端口的科隆港或巴爾博亞港，被搬移掉部分貨物（櫃）以減少船舶的吃水深度，方可駛於運河之上。此等被搬卸的貨物（櫃），是改以「巴拿馬運河鐵路」（西語Ferrocarril del Canal de Panamá）接駁運輸至另一端的港口後再重新裝船，增耗之人力、物力和時間、費用頗為繁複可觀。巴拿馬運河管理當局在2020年上半年間，即曾就運河施行水深控管，亦即採取上述方式以適當管制駛臨運河的貨輪載運量。

巴拿馬運河鐵路是巴國境內橫越巴拿馬地峽，連接兩個大洋之間的重要鐵道路線，全長76.6公里，比蜿蜒延布的巴拿馬運河短了5.4公里。鐵路建成於1855年1月，是從大西洋側的科隆至太平洋側的巴爾博亞（Balboa，靠近巴國首都的巴拿馬城，今之巴拿馬早昔曾隸屬於哥倫比亞，後經美國鼓動而脫離哥倫比亞獨立建國，並以巴拿馬城之名作為國名），還比巴拿馬運河早了近約一甲子。建造該條鐵路之肇源，係由昔日的美國業者在加州掀起淘金熱潮時，基於自美國東部至加州的客、貨海陸聯合運輸需求所投資興建，嗣後歸由現今的「巴拿馬運河鐵路公司」以營運，此一鐵路對於半世紀後美方接手興建近乎與其平行延布的巴拿馬運河，有極重要的裨益。至於巴拿馬境內在運河東北方位，亦幾近與運河平行、得連通巴國所瀕臨兩個洋岸之公路–3號快速道路和9號快速道路，以及跨越巴拿馬運河之1號快速道路（含美洲大橋）和4號快速道路（含世紀大橋），則俱是在掘建運河之後才陸續興建者（註二）。

這當中，亦存有若干出乎預期的意外，即在完成運河的擴建後必然會跟著放寬巴拿馬極限型（Panamax）船舶的型體和載重，故而加通湖必須要有愈多的蓄水方能承載前述吃水更深的巨輪，至少不宜出現蓄水減少的情形。以往固曾出現降雨過多、湖面水位急速上升而趨近安全線之情形，惟當此際只需要開啟水壩閘門讓過多的蓄水溢往大西洋即可了事，相形之下缺水則是尤為令人窘於應對之難事。偏偏又是「事與願違」，就在擴建完竣通航僅三年餘，即在2019年第4季時，當地卻面臨季節性降雨減少以致蓄水不足之情形，好似「植禾缺水，何以收成」、「好事偏遇鬼襲擾」，真是情何以堪！

2019年第4季期間，倒也並非皆未落雨，只是其雨量比歷年同期平均值減少了近達兩成。專家們認為此一現象和近十餘年來近囂塵上的溫室效應、全球暖化不無關聯，而湖面蒸發的水分也不免隨著氣溫上升而增多。水資源的減少，使得運河水位在巴國的乾旱季節愈益嚴重的下降。巴拿馬運河管理局（PCA）局長–Ricaurte Vásquez和技術顧問則分就此一現象提出諸項改善意見，其中之一乃是為運河的添注水量尋找新水源，像是考量增加從其他地方以「越域引水」工程引來水源，或者在加通湖上游再增築水壩並將新增蓄充之水引導至加通湖，好為加通湖蓄積愈足之水量。

鑒於供應巴拿馬運河水源的加通湖，水位在2020年初竟降低至自巴拿馬運河開通以來的最低點，PCA爰自同年2月15日起對通行其上的大型船舶增收「淡水附加費」（freshwater surcharges），舉凡船身長度超過125英呎（折約38.1公尺）的貨櫃船，除了必須增付1萬美元的淡水附加費用，而且還將依據加通湖水位高低，再增收1～10％不等的費用。以上措施，當然是水位愈低時收取的費用愈多，運河管理局表示這些措施有助於妥善分配水資源，局方亦會適時將加通湖的水位和就未來兩個月預測水位之資料提供予客戶，使其足可充分明瞭相關的訊息。

復按PCA當局之說明，面對此一狀況若不就上述的大船增加收費或配合調整相關營運方式，加通湖持續下降的水位將會礙及船閘之維持水位，並使航行其中的Panamax級和Neo-Panamax級（運河擴建後，經重新調高船舶尺度之新等級）等大型貨櫃船之通行受到影響。而且，這種情形在爾後的漫長歲月，是否會一再重演或甚至變得益發嚴重，目前尚難論斷，因而Ricaurte Vásquez局長表示，斯項徵收淡水附加費的措施可能會延續好一陣子，直至運河管理局推出因應乾旱缺水的長期紓解方案如設法增加蓄水後，將再評估是否停收此一費用（註三）。

結語

巴拿馬運河自開通營運以來，或許在超級強國–美國的長期控管與調和運作下，從未曾因為戰爭動亂而妨阻其操作，迄今業已穩定運行百餘年之久。孰料，今際卻因逐年嚴重的氣候變化導致降雨態勢不穩定，特別是由於落雨減量之因素，繼而造成原本用以調節運河水位的加通湖竟告蓄水不足，此係昔時初鑿運河或在2010年代擴建運河時，難以預料的惡況。

當前較確切可靠且可持之長久的作法，係如前方章節所曾提及者，可在不破壞環境生態之情況下，擇於加通湖上游增設水庫，並採「串聯通水」或「越域引水」方式增加對加通湖的供水（註四），以連帶保障船舶可安全無虞的航行於巴拿馬運河之上。長久之計，則是全體人類應力行節能減碳，以亟力防止溫室效應、地球暖化等現象之危害，使得舉世大眾確能安享厥偉建設所可帶來的美好成果。

附註：

一、蘇伊士運河南北兩個端口所連接的紅海、地中海，以及沿西奈沙漠西側挖鑿開來的河道，在各區段之河床水位可維持於相近的海拔，河道當中又有座「大苦湖」（採音譯）可供調節河水，因此船舶可安然緩行的通過其間，無需利用船閘來順應地形、調節水位。以在英國倫敦港和印度孟買港相互航行的船舶為例，駛經蘇伊士運河的路線當可比繞道好望角縮短逾43％、達7千公里的距離。另按國際協定，蘇伊士運河在戰時亦可悉如平時，任何商用及軍用船隻均可付費通行，並且無需懸掛區別旗幟。

二、「美洲大橋」（西語Puente de las Américas）是由美國投資興建，採桁架拱橋設計、有14個桁座孔，全長1,654公尺，最高點距離海平面117公尺，於1962年竣工通車，耗資2千萬美元，大橋東端接近位處運河太平洋岸口端的巴爾博亞港市，早期每天的車流量約為9千5百輛，俟2004年時其每日車流量已近達3萬5千輛。另座亦是跨越巴拿馬運河的「世紀大橋」（Puente Centenario）則於2004年建成開通，其規模或宏偉程度自然遠勝於較其早了42年所問世的美洲大橋。世紀大橋位於美洲大橋北邊15公里處，係跨越運河的「蓋拉德水道」（Gaillard Cut），其通車啟用日期特別選於2004年8月15日，以紀念第一艘「安肯號」輪船通過巴拿馬運河90周年。大橋全長1,052公尺，主橋設計為獨柱式雙塔中央單索面斜張橋，橋塔高達185.5公尺，主跨420公尺，橋面寬34.3公尺，橋面離下方的運河水面達80公尺，俾可讓大型船隻順利無阻的自橋下通過。東側引橋為單孔梁橋，跨距46公尺；西側引橋為三孔梁橋，跨距分別為60公尺、60公尺和66公尺，主橋、引橋皆採用混凝土澆鑄結構。在規劃建造世紀大橋之初，特別將其西岸橋塔建於離岸約50公尺的陸地上，以預留出未來拓寬巴拿馬運河所需的空間。建造世紀大橋所需高達1.2億美元的經費是由巴拿馬政府出資，歐洲投資銀行則向巴拿馬提供有5千萬美元的20年期貸款，而且該項貸款另有5年的寬限期並獲有歐盟預算擔保。

世紀大橋是繼美洲大橋之後第二條跨越巴拿馬運河的主要公路臍道，使遭運河切分開來的巴拿馬陸地疆域，可在此兩座大橋的連結下，又連繫於一起。在該兩大橋以外，雖然於米拉弗洛雷斯船閘和加通船閘鄰近，亦築造有若干具業務功能的橋梁，然而這些小型橋梁只能在閘門關閉時使用且又存有頗多限制，亦無法供作普遍性的民用通行。

三、船舶航經巴拿馬運河的通行費用係由運河管理局設定，乃依照船隻的種類、大小和運載貨物的類型而定。以貨櫃船為例，根據2016年4月1日推出的規定，通行費用取決於船隻裝載20呎標準貨櫃（TEU）的能力，每TEU收取的費用從74美元至90美元不等，另如排水量超過3萬噸的客輪，係依照旅客鋪位數之數目繳納通行費用，至若船舶長度小於125英尺的小型船隻，主要是依照其船隻全長和排水量，以收取金額有別之基本通行費用。

四、對水庫集水區的「串聯通水」或「越域引水」，在台灣已得見有數項先例。串聯通水之著名引水實例，可見於嘉南地區兩個大型水庫–烏山頭水庫、曾文水庫之間的通引供水，是由居於較高地勢的曾文水庫，經由鑿穿山壁和埋設水管方式，將其蓄水從「東口營地」供應至在其下游的烏山頭水庫「西口營地」去。而越域引水最具盛名者，乃是從南投縣仁愛鄉的武界地方，利用地形高度差距將其蓄水引導至同縣魚池鄉日月潭去的實例，另如新竹寶山第二水庫和雲林斗六的湖山水庫，亦是利用相同的越域引水原理，以保持水庫蓄水的充足；如若地形高度落差不足，還可利用「虹吸」方式協助引水，如台中市新社區的「白冷圳」，即是藉由該一原理從大甲溪取得供水。

參考文獻