今年（2015）三月間接到台大土木杜風電子報的邀請，要我介紹個人的經歷，以下分別以「在台成長」、「在美求學」、「在美工作」及「返台服務」等四個段落做介紹，感謝杜風電子報給機會自我回顧。 一、在台成長生長在民國30~40年代高雄市區的我，父親出自日據時代的背景，管教甚嚴，但在一個九個孩子的家庭，因是長子相對受到關懷。小時候眼見父親開木器行卻要養育一大群孩子，深切感受到可能面對貧窮的不安全感。在沒有背景的社會，自認讀書及建立專業技術是唯一的出路，雖然不求「書中自有黃金屋，書中有女顏如玉」，但至少可自立、不必依賴他人，這是從小建立的人生的第一教條。 小學畢業後考上高屏地區的第一學府，高雄中學，1959年畢業後又考入成大土木系，當年因有石門水庫及中部橫貫公路等工程的興建，就業情況不錯，土木科系在聯考排名屬前段班。當年成大以工學院為主，校風簡樸，大部份的教授都是「外省籍」他們對絕大部份「本省籍」學生的諄諄教誨，令人終身難忘。我常想為什麼當今社會裡還有人在談「省籍」？以個人的經驗，從中學開始大部份老師都是「外省籍」，假使不是他們播下種子教育我們，台灣怎麼會有今天各行各業的人才，「省籍」議題出在那裡？讓人難以理解！ 在成大第四年，土木系的學生都得選擇將來的專業領域，如結構、水利、環工、路工、測量等等，我選了水利，因水俱有流動、變化莫測的特性且又是萬物之母。在民國50年初，出國風氣開始盛行，畢業後有一天去拜會一位教授，請他指引找工作，不料他卻直接了當地告訴我「以你的成績你應該申請出國」，當時也有聽說班上畢業第一名的學生，閻振興校長會寫推薦函，經搜尋得知Iowa大學的水力很有名，恰因閻校長是美國Iowa Institute of Hydraulic Research的博士，於是硬著頭皮寫信請他推薦，雖然我從未得到他的回覆，但在1964年春天，得到Iowa大學Dr. Hunter Rouse的回函，允諾給我Research Assistantship，就這樣定了我「水的人生」，經過一番折磨辦理出國手續，在1964年9月底由松山機場飛往美國。 二、在美求學Iowa Institute of Hydraulic Research是一個舉世聞名的水力學院，於1931年正式成立至今，在水力／流體力學上的地位歷久不衰，它位於美國農業州Iowa State的一個小鎮Iowa City。1964年秋天到Iowa之後，經過幾星期，我開始感受到英語對話反應能力不足的衝擊，由於Dr. Rouse流體力學課的教學是採啟發式的，黑板上畫一張圖，與圖相關的問題點名學生回答，雖然都認真作課前準備，但上課時總無法放鬆，從容應對。
在Iowa City面對第二個問題是適應歷時長且酷冷的冬天，常因路上結冰而滑倒或開車無法控制方向盤。記得去了約一個月後天氣開始變冷，某一個晚上我將一瓶玻璃瓶裝的可口可樂放置在窗外讓它冰涼，沒想到隔天一早打開窗子看到凍結的可樂還站立著，但瓶子已掉落消失，原來結冰後體積膨約10%，衍生的張力致使瓶子破裂。其實水結冰後體積膨脹的自然現象是一個嚴寒地區設計水工結構物必須注意的議題，若不事先防範將造成水工結構的破損。 拿到碩士學位後又受到Rouse的邀請繼續攻讀博士學位，而Rouse又因要當工學院院長，聘請Dr. J.F. Kennedy為Iowa Institute的Director。他加入Iowa時年僅36歲，能力很強，思略極快，見聞又廣，文筆也好，我是他在Iowa的第一個學生，論文題目²Turbulent Flow in Wavy Pipe²主要是探討靠近正弦臨界層（sinusoidal boundary）的流體結構，其成果於1971發表於流體力學上極俱權威的Jouranl of Fluid Mechanics。1968年畢業後接受Kennedy之邀繼續留在Iowa Institute一年為Research Engineer，執行與管中泥砂及冷卻水塔熱氣擴散相關的研究。 三、在美工作經由Prof. Kennedy的介紹，1969年9月間離開了Iowa，到Tennessee Valley Authority （TVA）的Engineering Laboratory，TVA成立於美國1930年經濟蕭條的年代，是現今全世界唯一成功的流域管理局。TVA統管流域內美國南部八個州部份地區的水資源供應、防洪、河道航運、電力供應甚至休閒設施。當時TVA正設計興建世界最大的抽蓄電廠Raccoon Mountain Pumped Storage Project，總發電量1,530MW （四部機組，每部375MW），而該設計需執行水鎚分析。這個機會讓我由尚無專業方向的素人變為世界級工程的設計參與者，回顧起來這是個人「水利人生」的一個重要轉折。我在TVA的老闆，Mr. Rex Elder，也是我的貴人，令人佩服的是他追求正確答案的決心，當工程技術有疑點時他會聘請當年全美最頂尖的技術顧問（Water Hammer: Michigan大學的Streeter及Wylie; Selective Withdrawal: MIT的Harleman; Structural Vibration: MIT的Crandall; Sediment: CIT的Vanoni; Thermal Dispersion: CIT的Brooks等），以尋求解決之道，而且也會帶我們去直接參與討論，這些參與使我的工程工藝在短時間內有了很大的進步。也因TVA本身就是業主，沒有外在的壓力，有時間做大量的閱讀，了解各種設施水力設計的關鍵。除水鎚分析外，經由水工模型試驗，上述工程所有進出水結構的定案佈置都在我的手中完成，抽蓄電廠因水流是雙向的，某一方向運轉可以接受的流態，在反方向不見得可行，這種體驗讓我在水工結構佈置上受益良多。 Elder先生於1973年由TVA提早退休，被當時世界上最大的工程公司Bechtel Corporation （台灣稱之為貝泰公司）聘為Manager of Engineering, Hydraulics & Hydrology。Bechtel公司是一個實力非常雄厚、保守派的家族企業，由早年建造鐵路起家，1930年代興建Hoover大壩工程後奠定在工程界的地位。1974年秋天在Elder先生的邀請下，我加入Bechtel公司，這個職位給我二個誘因，一則可接觸更寬廣的市場，二則可擺脫每年4月至6月間楓樹花粉帶給我的嚴重過敏。而菲律賓藉的內人也很高興可以生活在一個風景優美、氣候良好，且與東方文化接近環境的舊金山。Bechtel公司在1980年共聘約45,000位工程師及100,000位工人，它的規模由此可見。 我在Bechtel負責管路與水工結構物分析設計，進入Bechtel後才瞭解管路對工業的重要性，工業界除利用管路引取所需用水外，亦需利用水作為熱交換的媒介。水力發電廠需壓力鋼管維持水壓不用說，火力電廠、核能電廠、化工廠、採礦冶金等工程的建設都需依賴管路來運轉，而管路設計之問題往往不是結構，而是在水理上無法達到運轉所需的流量，抽水機選擇不當產生穴蝕或設計時沒考慮因水的可壓縮性，導致抽水機跳機或啟動時產生之水鎚壓力。若事先沒做好妥善分析，問題通常發生在試俥階段，若試俥時發現問題，則系統的改善很可能會延誤投入生產日期，而使Bechtel管理階層受到很大的壓力，甚至遭業主求償等。換言之，在Bechtel工作所作所為都是真槍實彈，個人必需有實力及know how，方能站的住腳，相反的當你能展現know how時整體公司內部慕名者眾，工作源源而來，所需的manhour不會被討價還價。我曾略估過在Bechtel服務期間共執行與指導分析的管路系統在200個以上，包括以下較為特殊的項目： • Soroako ProjectBechtel在印尼的Sulawesi島興建一座水力發電廠提供鍊鎳之能源，當時該島沒有其他電源，因之所開發的電廠成為獨立電網，提鍊鎳是用電極在熔爐中加溫，當電極插入熔爐一瞬間電網產生負荷，此時水輪／發電機的轉速變緩，致使發電的頻率降低。相反的，當電極抽出熔爐時，電力系統之荷載降低而使水輪／發電機的速度增加，電網的頻率上升。這些頻率的變化將影響所有電器設備的生命期，因此必須做適度的控制，自己開發的分析模式除考慮可壓縮的管路流體、水輪機及發電機特性能外，亦涵蓋調速器（Governor）以求合適發電機慣性（俗稱GD2）及調速器參數。此種給合調速器特性的分析是少有的，因一般水力發電機組所聯結的是一大電網，水力發電系統加載或跳機都不致於影響電力系統的頻率，因之不考慮調速器的參數。 • Badak LNG Project
Bechtel在印尼東波羅洲（E. Bornio）與原始森林銜接的海岸興建一座液化天然氣的生產基地，由海床中所採取的天然氣經清除雜質後以Ammonia為煤介將天然氣逐步降溫至約-200℃的液體，此降溫過程係利用海水將天然氣釋發出來的熱量吸收排放至海域。本系統之水理分析係由個人指導辦理，設有air-vessel以控制水鎚。在1978年建廠完成的試俥階段業主要求設計人員至現場參與並做必要的調整。我經由新加坡到Bornio的Balikpapan市然後乘小飛機到工地，這是第一次體驗到remote construction site的經驗，在該construction camp停留了二個星期，對系統的閥門做調整，也寫了一份trip report提醒操作時應注意事項。這個廠的LNG生產量比設計值大約20%，LNG是用船送到日本，供東京電力發電以降低空氣污染，後來又聽說Badak廠址增加好幾條生產線，但因融資來自日本，故日本顧問公司利用Bechtel的設計圖換了圖框，循環利用。 • Prudhoe Bay Project美國阿拉斯加北極圈採石油的公司，為維持石油產量，委由Bechtel設計一條無動力五層樓高的船，船上裝滿設備以清除海水中的雜質，乾淨的海水由水井注入油田維持其壓力。這條船由韓國廠商建造，由於在韓國試俥時發生嚴重水鎚效應及回流到前池的海水產生氣泡使儀器無法正確量測水質、水量等資料，我主管的團隊介入改善工作，改善完後在1985年聖節前幾天被邀請到現場了解改善後運轉狀況，發現運轉情況良好，無特殊之處值得報告，但現場卻給我留下深刻的印象。冬天的北極圈是冰天雪地，車子不熄火的運轉（有專人定期加油，因車子熄火後天氣過冷難以再啟動），整天只有早上約10點左右天際有一線北極光，否則是全黑的，該等情景只有身臨其境才能體會。 • South Texas ProjectSouth Texas Nuclear Power Plant共有二部核能機組，該工程原由美國Brown & Root設計，但因遲遲無法取得執照，改由Bechtel接手。Bechtel在startup過程發現Unit 1 Auxiliary Feed Water System的管路吊掛設備有鬆動的現象，且改善後又重覆發生，於是電請協助解決問題，因為它是安全系統，依美國NRC （Nuclear Regulatory Commission）的規定，該問題若不能解決就無法進入下一階段的測試，也將延誤發電商轉的日期。到現場由所有的記錄推斷它是一個管路的共振問題，但因它是一個遙控系統，沒人知道在何種情況下發生，我設定的偵察目標是定義共振發生的條件，因共振是振源頻率接近管路系統自然頻率的現象，當振源不存在或振源頻率與自然頻率差距過大時不會發生。因之親駐現場請控制室運轉不同操作組合，在一個深夜裡人站在離管線很近的平台上，突然聽到極大的振動聲響，管路上的閥門操作桿以極快的速度作有規律、大幅度的振動，我知道我已找到問題發生的操作條件，瞬時間由極度疲憊的心情變成極度興奮，這種感覺難以用言語形容。我請操作人員記錄下發生時流量控制閥的開啟度，隔天請量測人員裝置感應器，量測發現發生振動頻率是24Hz （每秒振動24次），管內壓力的振幅很大、很規律，管路吊掛設備遭破壞的根本原因是控制閥在小開啟度情況產生約24Hz的振源，此振源與管線內的流體產生共振，壓力振幅過大導致管線的位移。這個問題的解決使Bechtel免於被業主求償，聽說每延誤一天約1百萬美金。
以上案例對我來說是很值得回味的，但對我影響最大的是在1984 ~ 1987年間參與大陸黃河小浪底工程。Becthel公司在水資源工程方面有很雄厚的業績，1980年代在加拿大魁北克省完成二項世界級的水電工程，即James Bay與Churchill Fall Project。1980年5月Bechtel曾組團到北京給一星期水力發電工程的講習會，因專業與語言的關係，我被選為成員之一，該行程讓我有機會目睹文化大革命結束不久後的中國落後情況。1983年年底中國大陸水利電力部錢正英部長訪美，首站為Bechtel公司，Becthel表示有興趣協助中國水利建設的開發，有基於三門峽水庫設計時對在泥砂運移不瞭解的失敗經驗，中國大陸決定在其下游興建小浪底大壩以控制黃河河床平均每年上升約10cm的局面。小浪底工程壩高150m，原始庫容126.5億m3，為降低水庫淤積，設計洪水期絕大部份流量及來砂由大型底孔排放，溢洪道設計流量僅約水庫總洩水量的20%，以達到「蓄清（水），排渾（水）」的營運理念，有別於傳統及所有台灣水庫「蓄渾排清」的做法。唯依據三門峽操作經驗當流速達10m/s及12m/s時金屬結構及混凝土開始有明顯磨損，在小浪底底孔流速可能高達35 ~ 40m/s之環境下，如何解決底孔隧道的磨損變成設計上的瓶頸，在當時大陸方面已考慮各種不同方案，但總是無法取得共識，整個計畫停滯不前。 應錢部長的邀請，1984年元月初，Bechtel派一組7人團隊到大陸，主要考察的對象是在洛陽正北約40km的小浪底壩址及1960年初建成的三門峽大壩。於1984年3月Bechtel公司提出「孔板」消能工方案以解決泥砂磨損的問題，該方案的主要內容是將6條D = 14.5mf的導水隧道，於導水任務完成後改建成間距L = 3D = 43.5m、孔口D1 = 10m的孔板消能工，分階段消能。此消能工的理論基礎在於水流經孔板束縮於隧道中央，消能之機制來自於流體的剪力而非與隧道內面工接觸的磨耗，故可解決磨損問題。事先為證明此方案的可行性，Bechtel史無前例做了模型試驗，以說明其流態及驗證其消能功效。 Bechtel提出的proposal受到大陸的認同，於是展開為期3年的合作，期間中方亦派遣28位工程師到舊金山與Bechtel人員共同執行「小浪底大壩工程輪廓設計」。雖經過無數水工模型試驗，但大陸內部依然有「反孔板」的專家學者。於是黃河水利委員會於1987年在甘肅白龍江碧口水電站之排砂洞（直徑4.5m）裝設孔板以約500kg/m3高濃度泥砂進行現場試驗，該試驗之進行本人亦受邀參與，試驗結果證明孔板消能方案的可行性，該方案採用於細部設計。
在Bechtel完成小浪底輪廓設計後，世界銀行代表表示願意貸款促進計畫的推展，中方也希望Bechtel能繼續以顧問方式參與，但Bechtel認為世界銀行的程序過於繁瑣，推辭了此邀請。此顧問團後來由加拿大組合勝出，工程於1994年開工，2002年完工運轉，至今小浪底大壩已成為河南名勝，觀光必經之地。
小浪底工程對我的影響有二個層面，其一，在工程上，瞭解「蓄渾排清」對水庫可持續利用的重要性及設計相關設施應考慮的因素，其二，走遍中原地區親身體會小時所學習的中華文化。
四、返台服務一個工程專業人員在自認其技術能力已成熟之後，想要往上層突破的便是利用技術能力做業務開發（Business Development），取得計畫，尤其是在大陸那個環境裡與其他Bechtel駐點代表相比較，個人絕對俱有語言與技術能力的優勢，只可惜經過幾次的試探，發現這想法在Bechtel是有點天真，因已在公司被定位為技術者。我放棄了在大陸開疆闢土的想法，轉而申請借調到Bechtel在台設立的子公司「泰興工程顧問公司」。恰好泰興公司以土木、機械為主，可利用水利專業的人拓展一些河川水污染整治及水利工程的業務，亦有助於處理核能電廠的改善工作。於1989年4月我轉移到台北，此時正值南化與牡丹水庫興建時期，台灣也開始引用美國體制辦理大壩安全評估，經由實際上工作的執行及參與研討會，我開始對台灣河川的問題有所瞭解。然而在這階段我負責最大的工作是台電／中油聯合成立的「北部液化天然氣接收站可行性研究」，其工作包括建港、碼頭、LNG儲槽、大潭電廠等，為此，工作團隊曾到比利時及東京參訪他們的既有設施。可行性研究完成後，中油公司決定不投資本計畫，而由高雄永安接收站經由海底管線引天然氣至台中港，不過大潭電廠之開發維持不變。然風水輪流轉，為因應北部天然氣需求的增加，今年經濟部又重新開啟此接收站的開發，中油與台電都有意主導，但經濟部決定由中油當家。 Bechtel人員借調到國外下屬單位都有期限，1993年底Bechtel要調我回舊金山，經考慮後我決定離開Bechtel，於1994年初加入巨廷工程顧問股份有限公司當總經理，本著破斧沉舟的決心，結合個人累積約30年的國外經驗來經營這家公司。 由於資金有現，巨廷的營運以「水利」為核心，公司員工大都屬水利背景，但亦有土壤與結構等專業人員，地質、隧道、測量、機電、儀控等，則委請績優、志同道合的人員或公司合作，原本以規劃為主的業務，因應時代潮流的變化，現亦執行細設及監造服務。2004年艾莉颱風造成石門水庫17天無法供水及水庫淤積量約2,800m3及2009年曾文／南化水庫因莫拉克颱風所造成分別約9,180及1,280萬m3淤積的問題，皆凸顯台灣因降雨強度高及地質年青而產生的脆弱度。個人憑著參與小浪底工程對水庫泥砂的瞭解及TVA及Bechtel年代培養水工結構佈置的素養，得以針對各水庫的需求提出有效的解決方案以達到水庫可持續利用、維持水源供應能力的目標。至目前為止所執行與維持庫容相關的規劃設計有石門、曾文、南化、白河與牡丹水庫，而石門水庫、曾文水庫及南化水庫的排砂減淤工程正施工中。 由於小浪底工程的參與及近十年來對台灣水庫更新改善的投入，本人於2013年獲頒第十一屆錢寧泥砂科學獎。 五、結語在大學四年級選讀的「水利」專業，到現在走了50個年頭，期間經歷很多演變，但做人做事都是本著「嚴以律己、寬以待人」的原則，以技術為本，力求上進。回顧過去，自認為事業上是相對幸運、順利的，主要是路途中有貴人相助加上自我努力，才能有今天的技術高度及廣度。只是機會是給準備好的人，技術是花時間研讀資料及實際參與工程建立的，奉勸學子們努力學習，抓住機會力爭上游 ，以熱忱開拓自己的人生道路，並適時建立跨越領域的技能，在工程界建立獨特的專業能力。
許勝田博士 小檔案學歷台灣國立成功大學 土木工程學士 1963
參與學會美國土木工程學會（ASCE）Fellow
技師中華民國高考及格，土木技師（高建技字第105號），1963
教職美國愛荷華大學工學院講師 1968~1969
專家委員中國土木水利工程學會能源及水資源工程委員會委員
得獎第十一屆錢寧泥砂科學獎，2013
經歷2010--迄今 巨廷工程顧問股份有限公司 董事長
專長
著作水利、水力與環保文獻共四十篇，其中〝Energy Dissipation at High Dams〞為英國出版商Applied Science Publications, Ltd. 出版之Development in Hydraulic Engineering書中的一章。
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