大井ダム

大井ダムは、木曽川本川中流部、岐阜県恵那市大井町と中津川市蛭川の境に建設されたダムである。

関西電力株式会社の水力発電専用ダムで、大井発電所ならびに新大井発電所へ送水して最大8万4000キロワットの電力を発電する。

1. 概要
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大井ダムは木曽川を横断する形で築造されたダムである。落合ダムの下流、笠置ダムの上流に位置する。関西電力が保有する発電専用ダムであり、ダム附設の発電所は、ダム建設とともに設置された大井発電所と、河川利用率向上のため1983年に追加された新大井発電所の2か所がある。ダムによって形成された調整池周辺の渓谷は「恵那峡」と呼ばれる。

木曽川水系で最初に造られたダムで、1924年に完成。高さ53.4メートルの重力式コンクリートダムであり、日本では帝釈川ダムに続く50メートル超級のダムである。建設時の電力会社は、大同電力という大正・昭和期の大手電力会社で、「電力王」と呼ばれた実業家福澤桃介が建設を主導した。

2007年度に、中部山岳地帯の電源開発に関する近代産業遺産群の一つとして、大井ダムならびに大井発電所が経済産業省によって「近代化産業遺産」に認定された。2023年9月に大井ダムならびに大井発電所が土木学会選奨土木遺産に認定された。

2. 設備構成
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2.1. ダム
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形式は直線型重力式コンクリートダム。ダムの堤高は53.384メートル、堤頂長は洪水吐ゲートのある越流部が199.136メートル、非越流部が76.622メートルで合計275.758メートル。堤頂幅は越流部で6.364メートル、非越流部で5.150メートルある。堤体積は元は15万3,268立方メートルであったが、新大井発電所取水口の建設に際して非越流部の一部、1,515立方メートルを取り壊しており、15万1,753立方メートルに減少している。ゲートは幅7.6メートル・高さ6.4メートルのテンターゲートで、計21門並ぶ。

ダムによって形成される調整池の総貯水量は2940万立方メートルで、そのうち満水位標高258.48メートルから6.06メートル以内の有効貯水量は925万立方メートルとなっている。また湛水面積は1.4平方キロメートルに及ぶ。

2.2. 発電所
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大井ダム附設の発電所は大井発電所と新大井発電所の2つがある。大井発電所は最大使用水量139.13立方メートル毎秒・有効落差42.42メートルにて最大5万2,000キロワット、新大井発電所は最大使用水量85.00立方メートル毎秒・有効落差43.96メートルにて最大3万2,000キロワットをそれぞれ発電する。

ダムとともに建設された大井発電所は、ダム右岸上流約80メートルの場所に取水口を設ける。ここから約300メートルの圧力トンネルによる導水路でサージタンクへ導水し、約65 - 70メートルの水圧鉄管4条にて水を落として4組の水車発電機を稼働させる。水車は立軸単輪単流渦巻フランシス水車を採用し、発電機は容量1万3,800キロボルトアンペアのものを備える。周波数は60ヘルツを採用する。発電所建屋は鉄筋コンクリート構造2階建てで、面積は1,168.9平方メートル。

1983年になって設置された新大井発電所は、ダム右岸非越流部を一部切り欠いた場所に取水口を設ける。発電所建屋も取水口と同様、既設大井発電所よりもダム寄りに位置することから、取水口と発電所の距離を短縮しつつ効率的に落差を確保すべく、導水路を省いて取水口に水圧管路を直結させる方式を採る。水圧管路の長さは134.7メートルで、埋設コンクリートによる上部水平部分、埋設水圧鉄管による立坑部分ならびに下部水平部分からなる。水車発電機は富士電機製で1組のみ設置。水車形式は立軸単輪単流渦巻フランシス水車、発電機容量は3万6,000キロボルトアンペアである。発電所建屋は半地下式で、面積は390.9平方メートル。

3. 歴史
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3.1. ダム建設準備
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大井ダムおよび大井発電所は、大正から昭和戦前期にかけての大手電力会社大同電力によって建設された。

大同電力が岐阜県内において木曽川の水利権を取得したのは、前身木曽電気興業時代の1920年3月のことである。「大井」地点はこのときに許可を受けた5地点のうちの一つで、許可当初は恵那郡中津町駒場に取水口を、その下流約11キロメートル地点の恵那郡大井町字奥戸に放水口をそれぞれ設けるという水路式発電所による計画であった。だが上流の賤母地点や読書地点においては木曽川の河床勾配は約100分の1であるが、大井地点においては280分の1に過ぎず、水路式発電所を設けるには有利な地点でないので、その後の調査でダム式発電所に変更し尖頭負荷を持たせることが適切と結論付けられた。そして1921年8月、「大井」地点をダム式発電所に変更する計画変更許可を得た。

ダム建設が決まったものの、堤高50メートル級のダム建設の経験は当時の日本にはなく、しかも下流に濃尾平野を控えるという立地のため、その設計・施工には周到な調査研究が必要であった。そこで大同電力では地質学者の巨智部忠承に委嘱して地質調査を実施し、3か所の候補地を精査、その中からダム建設に最も適するとして最下流の場所を選定した。調査結果を踏まえ、1922年4月、ダム・発電所の建設場所を大井町字奥戸から恵那郡蛭川村字弓場へと移す設計変更許可を得た。またダム調査のため技師畠山好伸をアメリカ合衆国へと派遣した。

大井ダム・発電所の着工は1922年7月。建設所長には日本最初のコンクリートダムである布引五本松ダムなどを手掛けた技術者佐野藤次郎を招聘し、アメリカからも技術顧問団を招いた。ところが工事中、所長の佐野がダム建設用コンクリートに用いる骨材の採取場所をめぐって会社と対立し辞任するというトラブルが発生した。後任建設所長にはアメリカでのダム調査から帰国した畠山好伸が就き、同じくアメリカから帰国した石川栄次郎が建設次長となった。

3.2. 工事の様相
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建設工事は積極的に機械化された。資材輸送の手段として、最寄の中央本線大井駅とダム建設地左岸を結ぶ全長4.3キロメートルの専用鉄道を敷設し、木曽川を横断する索道2本を架設した。鉄道終端とダムの間にある傾斜地には砕石・コンクリート工場を設置。コンクリート打込み作業は、4台のミキサーにより生コンクリートを練りだしてトロッコに積み込み、それをガソリン機関車牽引でダム上部に架橋されたトレッスル橋上へ運搬、そこからシュートを利用して流し込み、下でケーブルクレーンによって玉石を打ちこむ、という流れであった。これらのミキサー・機関車・ケーブルクレーンや蒸気ショベルはアメリカからの輸入品である。これらの機械化作業により1か月に最大1万2,300立方メートルのコンクリート打設が施工された。

工事中、度重なる洪水被害が工事の支障となり、さらに金融面でも1923年9月の関東大震災で金融梗塞が生じた。このころ、大同電力では大井ダム工事に要する追加資金、次に着手した落合ダム工事の資金、短期社債の借り換えなどで多額の資金を必要としていたことから、翌1924年5月に外債発行を決定する。そして社長の福澤桃介自ら渡米して交渉を重ね、同年8月外債1500万ドルの発行を実現させた。

着工から2年1か月後の1924年8月16日、大井ダムの湛水を開始。同年11月下旬に大井発電所が竣工して28日から逓信省の検査が始まり、翌12月5日に検査終了とともに使用認可が下りて発電所の運転が開始された。大井発電所の主要機器はすべてアメリカからの輸入品であり、水車はアリス・チャルマーズ製、発電機はゼネラル・エレクトリック  製、変圧器はウェスティングハウス・エレクトリック製のものが設置されている。当初の発電所出力は4万2,900キロワットで、前年竣工の読書発電所 (出力4万700キロワット）