Плотина Глен-Каньон — бетонная арочно-гравитационная плотина на юго-западе США , расположенная на реке Колорадо в северной Аризоне , недалеко от города Пейдж . Плотина высотой 710 футов (220 м) была построена Бюро мелиорации (USBR) с 1956 по 1966 год и образует озеро Пауэлл , одно из крупнейших искусственных водохранилищ в США с емкостью более 25 миллионов акро-футов (31 км 3 ). [4] Плотина названа в честь Глен-Каньона , серии глубоких песчаниковых ущелий , в настоящее время затопленных водохранилищем; озеро Пауэлл названо в честь Джона Уэсли Пауэлла , который в 1869 году возглавил первую экспедицию, пересекшую Большой каньон реки Колорадо на лодке.
Плотина в Глен-Каньоне изучалась еще в 1924 году, но эти планы изначально были отклонены в пользу плотины Гувера (завершенной в 1936 году), которая находилась в Черном каньоне . К 1950-м годам из-за быстрого роста населения в семи штатах США и двух мексиканских штатах, входящих в бассейн реки Колорадо, Бюро мелиорации посчитало необходимым строительство дополнительных водохранилищ. [8] Плотина Глен-Каньона остается центральной проблемой для современных движений за охрану окружающей среды. Начиная с конца 1990-х годов, Sierra Club и другие организации возобновили призыв демонтировать плотину и осушить озеро Пауэлл в Нижнем Глен-Каньоне. Глен-Каньон и озеро Пауэлл находятся в ведении Министерства внутренних дел в пределах Национальной зоны отдыха Глен-Каньон .
С момента первого заполнения до полной мощности в 1980 году уровень воды в озере Пауэлл сильно колебался в зависимости от спроса на воду и годового стока. Эксплуатация плотины Глен-Каньон помогает обеспечить справедливое распределение воды между штатами Верхнего бассейна реки Колорадо ( Колорадо , Вайоминг и большая часть Нью-Мексико и Юты ) и Нижнего бассейна ( Калифорния , Невада и большая часть Аризоны ). [8] В годы засухи Глен-Каньон гарантирует подачу воды в штаты Нижнего бассейна без необходимости нормирования в Верхнем бассейне. В дождливые годы он захватывает дополнительный сток для будущего использования. [8] Плотина также является крупным источником гидроэлектроэнергии , в среднем более 4 миллиардов киловатт-часов в год. [7] Длинное и извилистое озеро Пауэлл, известное своей живописной красотой и возможностями для отдыха, включая плавучие дома , рыбалку и водные лыжи , ежегодно привлекает миллионы туристов в Национальную зону отдыха Глен-Каньон . [9]
Помимо затопления живописного каньона Глен, некоторые критики подвергли сомнению экономическую обоснованность плотины. [10] Она стала «катализатором современного экологического движения» [11] и была одной из последних плотин такого размера, построенных в Соединенных Штатах. [12] Плотину критиковали за большие потери от испарения из озера Пауэлл и ее влияние на экологию Большого каньона, который находится ниже по течению; экологические группы продолжают выступать за удаление плотины. Управляющие водными ресурсами и коммунальные службы заявляют, что плотина является основным источником возобновляемой энергии и обеспечивает буфер от сильных засух.
Река Колорадо является крупнейшим источником воды на юго-западе США и северо-западе Мексики; до того, как масштабные проекты по строительству плотин укротили реку в 20 веке, ее сток был далек от надежности. Годовой сброс реки Колорадо и ее притоков колеблется от 4 до 22 миллионов акро-футов (от 4,9 до 27,1 км 3 ), [13] а 10-летние средние значения могут колебаться до 1 миллиона акро-футов (1,2 км 3 ). [14] Наводнения и огромная иловая или осадочная нагрузка реки создали проблемы для поселений в Нижней долине реки Колорадо и навигации в нижней части реки. Во время засух было слишком мало воды для орошения . В 1904 году река Колорадо была случайно перенаправлена после того, как она повредила шлюз канала в Мексике, в результате чего река затопила часть долины Империал в Калифорнии и создала море Солтон . [15] После этой катастрофы Калифорния и Аризона начали призывать к строительству плотины для контроля бурной реки. [16]
.jpg/1280px-A_bend_in_Glen_Canyon_of_the_Colorado_River,_Grand_Canyon,_ca.1898_(CHS-4708).jpg)
В 1922 году шесть штатов США подписали Соглашение о реке Колорадо , чтобы официально распределить сток реки Колорадо и ее притоков. Каждая половина бассейна реки Колорадо — Верхний бассейн, включающий Колорадо, Нью-Мексико, Юту и Вайоминг, и Нижний бассейн, включающий Калифорнию и Неваду, — ежегодно выделяли 7,5 миллионов акро-футов (9,3 км 3 ) воды, [17] а Договор об использовании вод рек Колорадо и Тихуана и Рио-Гранде был подписан в 1944 году, выделив 1,5 миллиона акро-футов (1,9 км 3 ) Мексике. [18] Третий штат нижнего бассейна, Аризона, не ратифицировал Соглашение до 1944 года, поскольку был обеспокоен тем, что Калифорния может попытаться присвоить часть ее доли до того, как она будет введена в эксплуатацию. [19]
Общий объем, 16,5 миллионов акро-футов (20,4 км 3 ), был основан всего на тридцати годах записей о речном стоке, начиная с конца 1890-х годов. Считалось, что он представляет собой годовой сток, измеренный в Лис-Ферри, Аризона (официальная точка разделения верхнего и нижнего бассейнов), в 16 милях (26 км) ниже по течению от современной плотины Глен-Каньон. Как оказалось, начало 20-го века было одним из самых влажных периодов за последние 800 лет. Сейчас считается, что надежный естественный сток мимо Лис-Ферри составляет около 13,5–14,6 миллионов акро-футов (16,7–18,0 км 3 ). [14] [20]
Общее мнение среди жителей бассейна реки Колорадо и правительственных чиновников состояло в том, что на Колорадо необходимо построить высокую плотину для контроля наводнений и обеспечения хранения воды в периоды засухи. [21] Возможные места для этой плотины обсуждались годами, и первое исследование Бюро мелиорации для плотины в Глен-Каньоне было сделано в 1924 году, в дополнение к исследованиям для мест в Блэк-Каньонах и Боулдер-Каньонах ниже по Колорадо, ниже Гранд-Каньона. [22] Эти исследования показали, что участки в нижнем Колорадо имеют более прочную основу из скального грунта, что может привести к меньшему просачиванию воды из водохранилища. Участок Глен-Каньон был настолько удален, что доставка припасов и транспортировка рабочих туда были бы невозможны в то время. Первое предложение по Глен-Каньону лежало выше по течению от разделительной линии Ли-Ферри и считалось водой Верхнего бассейна. Обладая значительным влиянием в Конгрессе, Калифорния отказалась разрешить «строить виртуальные краны» плотины реки Колорадо «на территории, которая была бы враждебной». [23]
Поскольку участок Глен-Каньон был исключен из рассмотрения, первоначальная потребность в водохранилище была осознана в 1936 году с завершением строительства плотины Гувера в Черном каньоне, которая сохранила 32 миллиона акро-футов (39 км 3 ) в гигантском водохранилище озера Мид . [24] [25] Оно не могло выдержать самых сильных наводнений или засух и заполнялось осадками со скоростью, которая сделала бы его бесполезным через несколько сотен лет. [26] Но самое главное, Гувер контролировал только нижнюю часть реки. Штаты Верхнего бассейна, чьи реки оставались незапруженными, не имели возможности гарантировать, что они смогут выполнить свои обязательства по поставкам в штаты Нижнего бассейна, сохраняя при этом достаточно воды для собственных нужд. Без собственных водохранилищ штаты Верхнего бассейна рисковали «запросить» на реку Колорадо в засушливые годы: они были бы вынуждены использовать меньше воды, чтобы река текла в озеро Мид и Калифорнию, штат с самыми старшими правами на воду. [8]
Чтобы обеспечить водой Верхний бассейн и гарантировать доставку в Нижний бассейн, Бюро мелиорации предложило Проект по хранению воды на реке Колорадо , который будет состоять из плотины на реке Колорадо в Глен-Каньоне, нескольких плотин на реке Ганнисон и реке Сан-Хуан , а также пары плотин, которые будут построены на реке Грин-Ривер , главном верхнем притоке Колорадо, в Эхо-Парке и Сплит-Маунтин. [27] Закон о проекте по хранению воды на реке Колорадо 1956 года санкционировал цели «регулирования стока реки Колорадо, хранения воды для полезного потребительского использования, обеспечения мелиорации засушливых и полузасушливых земель, обеспечения контроля за наводнениями и выработки гидроэлектроэнергии». [8]
Предложение о плотине Глен-Каньон было наиболее активно поддержано штатом Аризона, который хотел доставить воду реки Колорадо в Финикс и Тусон , расположенные в сотнях миль от Колорадо в центре штата. Плотина Глен-Каньон будет регулировать речной сток между Ли-Ферри и озером Мид, где Колорадо падает примерно на 1200 футов (370 м), что позволит в будущем построить две дополнительные гидроэлектростанции, в Марбл-Каньоне и Бридж-Каньоне . Эти две плотины будут частично находиться на территории Национального парка Гранд-Каньон . Глен, Марбл и Бридж вместе обеспечат необходимую мощность для перекачки воды туда, где она будет нужна в центральной Аризоне. [28] В 1963 году делегация конгресса Аризоны предложила эти плотины как часть проекта Центральной Аризоны для достижения этих целей. [29] [30] Штат Калифорния выступил против проекта, поскольку он уничтожил бы «излишки» воды в Колорадо (на самом деле еще неиспользованные запасы Верхнего бассейна), к использованию которых он привык. [31]
Бюро мелиорации признало более серьезную проблему. Строительство Проекта хранения и разрешение Верхнему бассейну развивать свои водные ресурсы, приведут всю систему реки Колорадо к структурному дефициту воды, поскольку средний сток реки Колорадо меньше, чем было распределено в Соглашении 1922 года. [32] USBR предсказало, что к 2030 году ежегодное водоснабжение Нижнего бассейна сократится на двадцать пять процентов, до 5,62 миллионов акро-футов (6,93 км 3 ). [32] Чтобы компенсировать этот дефицит, USBR включило эти предложения в «План водоснабжения Тихоокеанского юго-запада» 21 января 1964 года, в котором продажа электроэнергии из Глена, Марбла и Бриджа (часто называемых «плотинами кассового аппарата») будет использоваться для финансирования отвода воды из более влажного Тихоокеанского северо-запада в бассейн Колорадо. [32] В дополнение к предложенному отводу реки Тринити в Северной Калифорнии, Марк Рейснер написал в Cadillac Desert , что «на Тихоокеанском Северо-Западе существовало много подозрений, что Тихоокеанский Юго-Западный Водный План был всего лишь дымовой завесой для гораздо более масштабного плана, давно светящегося в глазах бассейна Колорадо, по использованию реки Колумбия ». [33]
... Парк Эхо был чистым наслаждением в самой суровой из пустынь. Осенью его рощи тополей и желтеющих ив придавали ему вид Новой Англии . Весной разлившаяся Грин [река] затапливала дно каньона и оставляла на своем пути пышные луга. Парк Эхо был, вероятно, самым красивым каньоном во всей Юте, частью Национального памятника динозаврам. Это было также идеальное место для плотины.
- Марк Рейснер , Cadillac Desert (1986) [34]
Плотина Эхо-Парк должна была находиться на территории федерально охраняемого Национального памятника динозаврам и затопить 110 миль (180 км) живописных каньонов — шаг, который встревожил экологов. [35] Экологическая организация Sierra Club , возглавляемая Дэвидом Брауэром , была самым ярым противником плотины Эхо-Парк и вела длительную борьбу с Бюро мелиорации на том основании, что «строительство плотины не только разрушит уникальную дикую местность, но и создаст ужасный прецедент для эксплуатации ресурсов в национальных парках и памятниках Америки». [36]
Бюро мелиорации отдало предпочтение участку Эхо-Парк, а не Глен-Каньон, потому что его узкие каньоны и большая высота (более 5000 футов (1500 м) по сравнению с 3700 футами (1100 м) в Глен-Каньоне) приведут к меньшему испарению. Оно заявило, что строительство плотины Эхо-Парк и «низкой» плотины Глен-Каньон сэкономит 165 тысяч акро-футов (0,204 км 3 ) воды в год по сравнению с «высокой» плотиной Глен-Каньон (которая в конечном итоге и была построена). Изучая цифры, Брауэр обнаружил, что разница должна быть не более 19 тысяч акро-футов (0,023 км 3 ). [37] Хотя неясно, было ли расхождение вызвано ошибкой в расчетах или преднамеренной манипуляцией, Брауэр сказал, что «было бы большой ошибкой [полагаться на цифры Бюро], когда они не умеют складывать, вычитать, умножать и делить». [34]
Перед лицом общественного внимания и желая избежать дополнительных вопросов о проекте водохранилища реки Колорадо в целом, Бюро мелиорации отказалось от предложения по парку Эхо в 1954 году. Даже когда началось строительство других плотин, драма дебатов по парку Эхо изменила восприятие американской общественности крупных правительственных проектов и их экологических последствий. [38] Парк Эхо считался победой американского экологического движения, но это произошло только в обмен на плотину выше по течению в ущелье Флейминг и увеличение размера предлагаемой плотины в каньоне Глен для замены хранилища, которое было бы предоставлено парком Эхо. [39] Распространенное заблуждение заключается в том, что экологам был предоставлен выбор между плотиной парка Эхо и плотиной каньона Глен, но USBR «всегда планировало построить плотину в каньоне Глен, независимо от результата дебатов по парку Эхо». [40]
[Река Колорадо без плотин] бесполезна никому... Я видел все бурные реки, которые когда-либо хотел увидеть.
— Флойд Домини , комиссар Бюро по рекультивации, речь 1966 года [41]
Флойд Домини , комиссар Бюро мелиорации, был важной фигурой в продвижении проекта через Конгресс и убеждении политиков занять позицию в пользу плотины, а также в успокоении растущих общественных опасений. Домини понял, что USBR имеет значительное политическое влияние в западных штатах из-за экономического вклада его водных проектов. Рейснер писал, что «Домини обрабатывал Конгресс так, как будто он ухаживал за призовыми орхидеями... Если какой-то сенатор доставлял ему неприятности, деньги на его проект могли исчезнуть очень быстро». [42] При обеспечении необходимой политической поддержки проект по хранению реки Колорадо был одобрен в апреле 1956 года, а закладка фундамента плотины Глен-Каньон началась в октябре того же года. [43]
Дэвид Брауэр посетил Глен-Каньон вскоре после решения о строительстве плотины и «по прибытии понял, что это не место для водохранилища». [44] Источники Глен-Каньона, боковые каньоны и замысловатые скальные образования были местом расположения таких объектов, как Музыкальный храм и Собор в пустыне, гигантский пещероподобный естественный амфитеатр с водопадом в центре. [45] Река Колорадо медленно текла по дну каньона, резко контрастируя с ревущими порогами вверх по течению в Каньоне Катаракт и вниз по течению в Гранд-Каньоне. После своей новаторской экспедиции 1869 года Джон Уэсли Пауэлл назвал Глен-Каньон за его характеристики: «Итак, у нас есть любопытный ансамбль замечательных особенностей — резные стены, королевские арки, долины, альковные овраги, курганы и памятники. Из какой из этих особенностей мы выберем название? Мы решили назвать его Глен-Каньон». [46] В дополнение к разнообразным скальным образованиям, Глен-Каньон поддерживал богатую прибрежную зону обитания на многочисленных низких речных террасах, образованных рекой Колорадо, где обитало около 316 видов птиц, [47] 79 видов растений и 34 вида млекопитающих. [48]
В 1963 году, когда строительство плотины было в самом разгаре, Sierra Club опубликовал книгу о Глен-Каньоне, The Place No One Knew , с фотографиями Элиота Портера и сетуя на потерю каньона до того, как большинство американцев успели его посетить или даже узнали о его существовании. [44] Хотя до книги Портера он был малоизвестен большинству американцев, Глен-Каньон посещали несколько туристов и лодочников (например, экспедиция Пауэлла), а некоторые даже были опрошены Брауэром. Как сказал Брауэру писатель Уоллес Стегнер , побывавший в каньоне в 1947 году, «Эхо не идет ни в какое сравнение с Гленом». [49]
Воодушевленные Echo Park и отчаянно пытаясь не допустить, чтобы Гранд-Каньон постигла та же участь, что и Глен, Брауэр и Sierra Club обратили внимание на предлагаемые плотины Bridge и Marble . Sierra Club запустили обширную рекламную кампанию, чтобы настроить общественное мнение против плана; в ответ на аргумент USBR о том, что новые водохранилища откроют Гранд-Каньон для любителей лодочного спорта, как это было на озере Пауэлл, полностраничная реклама в New York Times гласила: «Должны ли мы также затопить Сикстинскую капеллу, чтобы туристы могли плавать ближе к потолку?» [50] Столкнувшись с общественным возмущением, Бюро отказалось от своих плотин Гранд-Каньона, фактически прекратив большую часть плана по водным ресурсам Тихоокеанского юго-запада в 1968 году. Работающая на угле станция Navajo Generating была построена недалеко от Пейджа, чтобы компенсировать потерю электроэнергии из-за отмены проекта плотины. Sierra Club лишился статуса освобожденного от налогов IRS на следующий день после публикации рекламы из-за своей разрушительной политической деятельности. [50] За следующие три года количество членов группы увеличилось более чем вдвое, многие из них были гражданами, недовольными явным злоупотреблением полномочий Налоговой службы США. [51]
Еще в 1947 году Бюро мелиорации начало исследовать два потенциальных участка, оба из которых располагались в узких нижних течениях каньона Глен, недалеко от переправы Ли. Первоначально выбранный USBR участок находился всего в 4 милях (6,4 км) вверх по течению, но окончательное решение было принято в 16,5 милях (26,6 км) вверх по течению из-за более прочной скальной породы основания и более легкого доступа к залежам гравия на ручье Вахвип . [52] Поскольку участок плотины находился в отдаленной, пересеченной местности плато Колорадо — более чем в 30 милях (48 км) от ближайшей асфальтированной дороги, US Route 89 — пришлось построить новую дорогу, ответвляющуюся от US 89 к северу от Флагстаффа, штат Аризона , и проходящую через участок плотины до ее конечной точки в Канабе, штат Юта . [53] Из-за изолированного расположения приобретение земли в местах строительства плотины и водохранилища не было особенно сложным, но возникло несколько споров с фермерами и шахтерами в этом районе (многие из нации навахо ). [43] Большая часть земли, приобретенной для плотины, была получена в результате обмена с навахо, в ходе которого племя уступило Мэнсон-Меса к югу от места строительства плотины за аналогичный по размеру участок земли около Анета, штат Юта , который навахо давно желали получить. [54]
На ранних стадиях строительства единственным способом пересечь каньон Глен был подвесной пешеходный мост из проволочной сетки и металлических решеток. Транспортным средствам приходилось проезжать 225 миль (362 км), чтобы добраться с одной стороны каньона на другую. [55] Срочно требовалось дорожное сообщение, чтобы безопасно разместить рабочих и тяжелую строительную технику. Контракт на строительство моста был присужден Peter Kiewit Sons и Judson Pacific Murphy Co. за 4 миллиона долларов, и строительство началось в конце 1956 года, завершившись 11 августа 1957 года . [56] После завершения строительства стальной арочный мост Глен-Каньон сам по себе был чудом инженерной мысли: длиной 1271 фут (387 м) и возвышаясь на 700 футов (210 м) над рекой, он был самым высоким мостом такого рода в Соединенных Штатах и одним из самых высоких в мире. [57] Вскоре мост стал главной туристической достопримечательностью. В выпуске журнала LIFE за март 1959 года сообщалось, что «автомобилисты [приходилось] проезжать многие мили, просто чтобы полюбоваться его головокружительной высотой». [58]
Рабочие переезжали на место строительства плотины в середине-конце 1950-х годов; строительный лагерь начинался как хаотично организованный трейлерный парк , который рос вместе с рабочей силой. [59] Во время строительства моста Глен-Каньон USBR также начала планировать город компании для размещения рабочих. В результате появился город Пейдж, штат Аризона , названный в честь бывшего комиссара по рекультивации Джона К. Пейджа. К 1959 году в Пейдже было множество временных зданий, электричество и небольшая школа, обслуживающая детей рабочих. По мере роста города он приобретал дополнительные особенности, включая многочисленные магазины, больницу и даже ювелирный магазин. [56] Он был предназначен для обслуживания максимального населения в восемь тысяч человек, включая семьи рабочих; пиковая рабочая сила в конечном итоге превысила 2500 человек на самых загруженных этапах строительства. [60] Инженером, отвечающим за проект, был Лем Ф. Уайли, который работал над плотиной Гувера и ранее спроектировал шесть других плотин USBR. [61]
До и во время строительства Служба национальных парков выдала три отдельных гранта на документирование и восстановление артефактов исторических культур вдоль реки. Они достались историку Университета Юты С. Грегори Крэмптону и антропологу Джесси Дженнингсу, а также Музею Северной Аризоны . Впоследствии Крэмптон написал несколько книг и статей о своих находках. [62] Музей Северной Аризоны финансировал экспедицию Уильяма Миллера и Хельмута Абта в сотрудничестве с нацией навахо для исследования исторических артефактов. Они обнаружили петроглиф в верхней части каньона, изображающий появление Крабовидной туманности в 1054 году. [63]
В 1956 году началась работа над двумя отводными туннелями, которые должны были переносить реку Колорадо вокруг плотины во время строительства. Каждый из туннелей был 41 фут (12 м) в диаметре, с общей пропускной способностью 200 000 кубических футов в секунду (5 700 м 3 /с); правый туннель был 2 740 футов (840 м) в длину, а левый 2 900 футов (880 м). [55] [64] Правый туннель должен был использоваться для переноса обычного потока Колорадо вокруг плотины, в то время как левый туннель, находящийся на высоте 33 футов (10 м) над водой, должен был использоваться только во время наводнений. Нижние части туннелей позже использовались для формирования нижних концов водосбросов плотины. [65] Около 182 000 кубических ярдов (139 000 м 3 ) материала должно было быть выкопано из отводных туннелей. [55]
15 октября 1956 года президент Дуайт Д. Эйзенхауэр нажал кнопку на своем столе в Вашингтоне, округ Колумбия , отправив телеграфный сигнал, который вызвал первый взрыв динамита у портала правого отводного туннеля. [66] Бурение туннелей через пористый песчаник навахо, примыкающий к месту плотины, создало серьезные проблемы для бригад по раскопкам Mountain States Construction Company, которая выиграла контракт на отводные туннели в 1956 году. [67] Транспортировка рабочих и оборудования на дно каньона была чрезвычайно сложной. Первоначально транспортировка осуществлялась на баржах из ручья Вахвип, но быстрое течение реки Колорадо могло быть опасным. После того, как баржа перевернулась, вылив тонны оборудования в реку, была установлена гораздо более безопасная система канатной дороги. [68] Во время раскопок скала часто ломалась или "обваливалась" и обрушивалась в туннели, и для ее закрепления приходилось ввинчивать в скалу металлические болты. Самое крупное из таких событий произошло 5 августа 1958 года, когда 5200 кубических ярдов (4000 м 3 ) обрушились на верхний портал левого отводного туннеля. [68]
Материал, выкопанный из туннелей и опор плотины на стенах каньона, был использован для строительства двух перемычек для отвода реки Колорадо, которые были завершены в феврале 1960 года. Верхняя перемычка была высотой 168 футов (51 м), и она одна могла хранить несколько миллионов акро-футов воды для защиты плотины от затопления в случае, если приток превысит вместимость отводных туннелей. 11 февраля 1959 года правый отводной туннель был завершен и начал переносить поток Колорадо. Левый туннель был закончен более чем через три месяца, 19 мая 1959 года, с небольшим отставанием от графика. [69]
Казалось, что они [Merritt-Chapman & Scott] начнут терять деньги, прежде чем сбросят в этот каньон одного человека с трехдолларовой лопатой. Одно дело — подать низкую ставку, но совсем другое — заплатить за привилегию сломать хребет компании.
—Рассел Мартин, «История, которая стоит как плотина» (1990) [70]
После того, как река Колорадо была безопасно отведена вокруг каньона, строительство самой бетонной арочной плотины могло начаться. Контракт был заключен с корпорацией Merritt-Chapman & Scott за «поразительно низкую» сумму в 107 955 552 доллара, что примерно на 30 миллионов долларов меньше собственной оценки USBR. [70] Затем, прямо перед началом строительства, около 750 рабочих организовали забастовку из-за сокращения заработной платы в связи с завершением строительства общественных объектов в Пейдже. В декабре 1959 года заработная плата была повышена на 4 доллара в день, что подавило бастующих. [71] Укладка бетона началась 16 июня 1960 года и началась вялыми, но растущими темпами. В 1962 году рабочая сила достигла почти 2500 человек, трудящихся на плотине. [72] Строительство в конечном итоге унесло восемнадцать жизней и ранило множество других рабочих, но вопреки распространенному мифу, ни один рабочий не был заживо похоронен в бетоне. [73] Цемент, необходимый для изготовления бетона для плотины, поставлялся с завода Phoenix Cement Company, построенного специально для этой цели в Кларкдейле , к югу от Флагстаффа . [74]
Был установлен огромный бетонный завод, способный производить 1450 тонн в час, и пара канатных дорог с подвижными башнями (с производительностью 50 и 25 тонн соответственно) перекрыли каньон, доставляя бетонные бадьи объемом 12 кубических ярдов (9,2 м 3 ) к месту назначения на постоянно поднимающемся гребне плотины. Бетон заливался в модульные деревянные блоки или «формы» высотой 7,5 футов (2,3 м), самые большие из которых имели размеры до 60 футов (18 м) на 210 футов (64 м); [73] более 3000 таких блоков составляли основную конструкцию плотины. После того, как бетон застывал, деревянные леса снимались и перемещались вверх для размещения следующей партии бетона. По мере того, как устанавливались более эффективные методы заливки бетона, включая конвейеры и дистанционно управляемые бадьи, рабочая сила постепенно сокращалась. [75] [76] К концу 1962 года бетон заливался в плотину со скоростью 8000 кубических ярдов (6100 м 3 ) в день, хотя количество рабочих сократилось примерно до 1500 человек. [76]
В начале 1963 года плотина была достаточно высокой, чтобы начать задерживать воду; огромные стальные ворота были закрыты над правым отводным туннелем 21 января, [77] и озеро Пауэлл начало подниматься. Минимальный поток в 1000 кубических футов в секунду (28 м 3 /с) был пропущен через плотину, чтобы не допустить полного высыхания реки Колорадо. [55] В тот день Дэвид Брауэр противостоял президенту Джону Ф. Кеннеди в последней отчаянной попытке остановить затопление Глен-Каньона. Позже Брауэр сказал об этом обмене: «2 января 1963 года, в последний день, когда казнь одного из величайших живописных памятников старины планеты еще могла быть спасена, человек, который теоретически имел возможность спасти это место, этого не сделал. В тот день я находился в нескольких футах от его стола в Вашингтоне и стал свидетелем того, как силы, долго действовавшие, взяли свое. Итак, стальные ворота упали, перекрыв поток сонной артерии каньона, и с этого момента жизненная сила каньона быстро угасла. Огромный резервуар, абсолютно не нужный в этом столетии, почти наверняка не нужный в следующем и, возможно, никогда не нужный вообще, начал заполняться». [78]
Строительство продолжалось, и 13 сентября 1963 года плотина была достроена. [76] Работа над электростанцией и водосбросами началась сразу после завершения строительства плотины. Водосбросные туннели были вырыты вокруг обоих устоев плотины, круто спускаясь от их контрольных затворов на озере Пауэлл, чтобы слиться с нижними концами отводных туннелей. Эта мера сэкономила средства, но создала слабое место, где пересекались два туннеля. Верхние концы отводных туннелей затем были заделаны сплошным бетоном. Первое электричество было выработано 4 сентября 1964 года, причем энергия была отправлена в региональную электросеть через пару линий электропередачи на большие расстояния до Финикса, Аризона и Фармингтона, Нью-Мексико . [66] Потребовалось еще два года, чтобы завершить все оставшиеся аспекты проекта. 22 сентября 1966 года Леди Берд Джонсон произнесла официальную речь о плотине Глен-Каньон перед толпой из 3000 человек. [79]
Инженеры знали, что озеро Пауэлл, емкость которого равна почти двухгодичному годовому стоку реки Колорадо, будет трудно заполнить, но проблем возникло больше, чем ожидалось. Первоначальный план состоял в том, чтобы заполнить озеро Пауэлл до 3490 футов (1060 м) над уровнем моря, минимального уровня, необходимого для выработки гидроэлектроэнергии к концу 1964 года, после чего вода будет сбрасываться в озеро Мид , а в озере Пауэлл будет храниться только избыток. Весенний сток в 1963 году был самым низким за последние десять лет. К началу 1964 года озеро Пауэлл едва достигло половины целевого уровня, а озеро Мид резко упало. [80] В марте министр внутренних дел Стюарт Удалл приказал остановить заполнение и сделать дополнительные сбросы в озеро Мид, к ужасу штатов Верхнего бассейна. В мае Удалл снова передумал и снизил попуски, сделав ставку на то, что весеннего стока будет достаточно, чтобы поднять уровень воды в Пауэлле до минимального к осени, и тогда же можно будет начать попуски, чтобы не допустить падения уровня воды в озере Мид ниже минимального уровня. [81] Эта ставка окупилась, и 16 августа 1964 года уровень воды в озере Пауэлл едва поднялся выше отметки 3490 футов (1060 м). [82]
Озеру Пауэлл потребовалось более 17 лет, чтобы, наконец, достичь своей полной высоты в 3700 футов (1100 м) над уровнем моря, [83] которую оно преодолело 22 июня 1980 года. [84] Одной из главных причин этого медленного подъема, в дополнение к необходимости выполнения обязательств перед Нижним бассейном, была утечка огромного количества воды в пористый водоносный горизонт песчаника Навахо. В период с 1963 по 1969 год в берега водохранилища ежегодно просачивалось до 655 000 акро-футов (0,808 км 3 ). [85] И наоборот, часть этого «хранения в берегах» возвращается в водохранилище в виде родников и просачивается, когда уровень воды в озере Пауэлл низкий. Вопрос о том, сколько именно этой воды может вернуться в водохранилище, а сколько «исчезает» в земле, является предметом споров. [86]
Бюро мелиорации прогнозировало, что после заполнения озера Пауэлл общий объем берегового хранения стабилизируется на уровне приблизительно 6 миллионов акро-футов (7,4 км 3 ) и в дальнейшем будет колебаться в зависимости от уровня воды в водохранилище. [85] Фактические потери составили 13,4 миллиона акро-футов (16,5 км 3 ), что вдвое больше первоначального прогноза, но данные о речном стоке указывают на то, что дальнейшая утечка после 1980 года была незначительной. [73] [85] Согласно исследованию, проведенному в 2013 году гидрологом Томасом Майерсом для Института Глен-Каньона , водохранилище продолжает терять около 380 000 акро-футов (0,47 км 3 ) каждый год из-за утечек. [86] Согласно данным USBR за 2015 год (год, когда озеро Пауэлл не испытало значительного общего увеличения или уменьшения объема), озеро Пауэлл потеряло в общей сложности 368 000 акро-футов (0,454 км 3 ) из-за испарения и только 8000 акро-футов (0,0099 км 3 ) из-за утечек. [87]
Во время зимы Эль-Ниньо 1982–1983 годов Бюро мелиорации спрогнозировало средний сток для бассейна реки Колорадо на основе измерений снежного покрова в Скалистых горах. Снегопад в апреле и мае был исключительно сильным; это в сочетании с внезапным повышением температуры и необычными ливнями в июне привело к крупному наводнению на западе Соединенных Штатов. [88] Поскольку озеро Пауэлл было почти полным, USBR не имел достаточно времени, чтобы осушить водохранилище для размещения дополнительного стока. К середине июня вода вливалась в озеро Пауэлл со скоростью более 120 000 кубических футов в секунду (3400 м 3 /с). Даже при работе электростанции и водовыпускных сооружений на полную мощность, озеро Пауэлл продолжало подниматься до точки, когда пришлось открыть водосбросы . За исключением короткого испытания в 1980 году, это был единственный раз, когда водосбросы использовались. [89]
В начале июня операторы плотины открыли затворы на левом водосбросе, отправив 10 000 кубических футов в секунду (280 м 3 /с), менее одной десятой мощности, вниз по туннелю в реку внизу. Через несколько дней вся плотина внезапно начала сильно трястись. Водосброс был закрыт для осмотра, и рабочие обнаружили, что поток воды вызывал кавитацию — взрывное разрушение вакуумных карманов в воде, движущейся с высокой скоростью, — что повреждало бетонную облицовку и разрушало скальные водосбросные туннели от верхних концов отводных туннелей, которые соединялись с дном водохранилища. [90] Он быстро разрушался кавитацией, и возникли опасения, что соединение будет установлено со дном озера Пауэлл, что поставит под угрозу фундамент плотины и приведет к ее разрушению. [90]
Тем временем снег в Скалистых горах продолжал таять, а уровень озера Пауэлл продолжал быстро расти. Чтобы отсрочить необходимость использования водосбросов, USBR установил фанерные щиты (позже замененные стальными) на воротах, чтобы поднять уровень озера. [91] Даже эта дополнительная мощность была исчерпана; сбросы через левый водосброс достигли 32 000 кубических футов в секунду (910 м 3 /с), а правый водосброс был открыт до 15 000 кубических футов в секунду (420 м 3 /с). В Лиз-Ферри река Колорадо достигла пика в 97 300 кубических футов в секунду (2760 м 3 /с), что было и остается самым высоким расходом воды, зарегистрированным там с момента строительства плотины. [92] 14 июля озеро Пауэлл достигло отметки 3708,34 фута (1130,30 м), уровня, который с тех пор не был превышен. [93] Когда казалось неизбежным, что плотина рухнет, притоки упали, и плотина была спасена. После осмотра было обнаружено, что кавитация вызвала огромные повреждения обоих водосбросов, унеся тысячи тонн бетона, стальной арматуры и огромные куски камня. [94]
Ремонт водосбросов начался как можно скорее и продолжался вплоть до 1984 года. Внизу каждого водосброса были установлены воздушные щели, чтобы разбить и поглотить удар пузырьков, образованных кавитацией. В 1984 году бассейн реки Колорадо произвел даже больше стока, чем в 1983 году, достигнув пика в 148 000 кубических футов в секунду (4200 м 3 /с) в начале июня. [95] На этот раз USBR осушил водохранилище достаточно, чтобы оно поглотило большую часть ранних высоких потоков. Тем не менее, озеро Пауэлл быстро приблизилось к вершине водосбросных ворот, и впоследствии строительные работы были сосредоточены на левом водосбросе, чтобы вовремя ввести его в эксплуатацию. 12 августа левые водосбросные ворота были открыты, выпустив воду со скоростью 50 000 кубических футов в секунду (1400 м 3 /с). Водосброс не был поврежден, что доказывает ценность реконструкции и позволяет предположить, что плотина Глен-Каньон также сможет выдержать будущие наводнения силой 1983 года. [96] [97]
Спустя долгое время после того, как была построена плотина Глен-Каньон, и по сей день продолжаются споры между сторонниками удаления плотины и теми, кто считает, что ее следует оставить на месте. Одним из самых ранних споров относительно плотины было ее влияние на национальный памятник Рэйнбоу-Бридж , чья естественная арка высотой 290 футов (88 м) является самой высокой в Северной Америке и является священным местом для народа навахо. [98] Экологическое лобби хотело, чтобы Бюро мелиорации удерживало озеро Пауэлл на уровне или ниже 3600 футов (1100 м), чтобы предотвратить его проникновение в памятник. [99] Бюро мелиорации предложило построить барьерную плотину и насосную систему, чтобы не допустить попадания воды в памятник. С учетом потенциального ущерба, который будет нанесен удаленной окружающей среде, «лечение будет гораздо хуже, чем болезнь». [100] Предложение оспаривалось и рассматривалось в течение многих лет, пока оно не было окончательно отложено в 1973 году. [101] [102]
Плотина Глен-Каньон стала предметом влиятельной литературы, включая роман Эдварда Эбби «Банда гаечного ключа» (1975), в котором рассказывается история вымышленной группы защитников окружающей среды, борющихся против промышленных застройщиков на американском Юго-Западе, их конечной целью была плотина Глен-Каньон. [103] Роман приобрел культ после своей публикации и сделал плотину Глен-Каньон олицетворением разрушения окружающей среды, вызванного плотинами. Книга Эбби обсуждается в книге «Экоязык: риторика и экологическая политика в Америке» (1992) Джимми Киллингсворта и Жаклин Палмер, которые пишут, что плотина Глен-Каньон стала «большим символом всего, что блокировало свободу в интересах цивилизованного прогресса». [104] 21 марта 1981 года радикальная экологическая группа « Земля прежде всего!» организовали антиплотинный протест, развернув 300-футовый (91 м) конический черный лист пластика по поверхности плотины, создав впечатление, что в конструкции появилась гигантская трещина — прямая реконструкция сцены из книги Эбби. Власти не смогли найти ответственных лиц. [105] [106]
В своей всеобъемлющей истории освоения западных водных ресурсов, Cadillac Desert (1986), Марк Рейснер критиковал политические силы, которые привели к строительству Глен-Каньона и сотен других плотин в 1960-х и 1970-х годах. Многие из этих проектов имели сомнительные экономические обоснования и скрытые экологические издержки, но правительственные агентства, которые их строили, а именно Бюро мелиорации и Инженерный корпус армии США , были больше заинтересованы в сохранении своего размера и влияния. Рейснер пишет, что «на Западе, как говорят, вода течет вверх по направлению к деньгам». [108] [109]
В интервью 2011 года Флойд Домини , комиссар по мелиорации, возглавлявший проект по хранению реки Колорадо, поддержал позицию USBR относительно преимуществ проекта плотины. Хотя озеро Пауэлл теряет воду из-за испарения и утечек, оно продолжает выполнять важную функцию, собирая сток во влажные годы, как «страховку» от засух. [110] Во время засухи реки Колорадо 2000–2004 годов, когда в бассейне наблюдался самый низкий пятилетний сток за всю историю наблюдений, озеро Мид, вероятно, высохло бы, а Нижний бассейн испытал бы огромные сокращения, если бы не сбросы из озера Пауэлл. [111] [112]
В настоящее время озера Пауэлл и Мид эксплуатируются в соответствии с политикой «выравнивания», которая регулирует сбросы с плотины Глен-Каньон. Для поддержания выработки гидроэлектроэнергии на плотинах Глен-Каньон и Гувера, озера должны поддерживаться примерно на одном уровне. Распределяя воду, испарение значительно увеличивается. С 2000 года уровень озера Мид неуклонно снижается до критического уровня, при котором для штатов Нижнего бассейна будет объявлен дефицит. План под названием «Fill Mead First», который предполагает осушение озера Пауэлл для того, чтобы наполнить озеро Мид, набирает обороты в последние годы. Плотина Глен-Каньон останется на месте (поскольку полное удаление сооружения будет непомерно дорогим), но будет хранить воду только во влажные сезоны, когда сток превышает способность озера Мид удерживать ее. [113] [114]
Большая часть сопротивления этому плану имеет политические мотивы: озеро Пауэлл юридически считается водами Верхнего бассейна, а озеро Мид принадлежит Нижнему бассейну. Друзья озера Пауэлл назвали это попыткой украсть воду из Верхнего бассейна, чтобы избежать дефицита в Нижнем бассейне. [115] Верхний бассейн слил 107% своих обязательств из озера Пауэлл с 2000 года; [n 1] поэтому падение уровня в озере Мид является результатом чрезмерного использования воды и отходов в штатах Нижнего бассейна [117] – «структурный дефицит». [118] Существуют также аргументы в пользу хранения воды в Пауэлле: озеро Мид, с его гораздо более низкой высотой и более жарким климатом, имеет значительно большую скорость испарения, чем озеро Пауэлл. [119] Кроме того, исследование, проведенное в 1983 году Ларри Дж. Полсоном из Университета Невады, показало, что сброс холодной воды из плотины Глен-Каньон привел к значительному снижению температуры воды и, следовательно, испарению из озера Мид. [120]
Общая конструкция Глен-Каньона была основана на конструкции плотины Гувера — массивной бетонной арочно-гравитационной конструкции, закрепленной в твердой коренной породе — с несколькими существенными изменениями. Инженеры хотели, чтобы плотина в основном полагалась на свою арочную форму, чтобы переносить огромное давление запруженной воды в стены каньона, а не зависела от чистого веса конструкции, чтобы удерживать водохранилище, как это было сделано в Гувере. [121] Фундаментная порода в Глен-Каньоне состоит из пористого песчаника, склонного к растрескиванию , в отличие от более прочного гранита на месте плотины Гувера, что заставило конструкцию Глен-Каньона следовать более консервативным линиям, значительно утолщая опоры, тем самым увеличивая площадь поверхности, через которую вес плотины и водохранилища будет передаваться на скалу, и уменьшая давление на сильно разрушаемые скалы. [121]
Плотина Глен-Каньон имеет высоту 710 футов (220 м) от основания и возвышается на 583 фута (178 м) над рекой Колорадо. Гребень плотины имеет длину 1560 футов (480 м) и ширину 25 футов (7,6 м), а максимальная толщина основания составляет 300 футов (91 м). Высота на гребне составляет 3715 футов (1132 м), а высота реки Колорадо ниже плотины составляет 3132 фута (955 м). В общей сложности плотина содержит 5 370 000 кубических ярдов (4 110 000 м 3 ) бетона [2] и 28 900 000 фунтов (13 100 000 кг) арматурной стали. [55] Гидроэлектростанция и водосбросные сооружения расположены у подножия плотины. [2] Водовыпускные сооружения состоят из четырех труб диаметром 96 дюймов (240 см), каждая из которых контролируется кольцевым затвором и полым струйным клапаном . Пропускная способность водовыпускных сооружений реки составляет 15 000 кубических футов в секунду (420 м 3 /с). [5]
Два водосбросных туннеля прорыты через стены каньона с каждой стороны плотины. Двойные радиальные затворы, каждый шириной 40 футов (12 м) и высотой 52,5 фута (16,0 м), контролируют поток воды в водосбросы. Вместе водосбросы могут пропускать до 208 000 кубических футов в секунду (5 900 м 3 /с). [5] Для туннелей потребовалось 132 000 кубических ярдов (101 000 м 3 ) выемки грунта и еще 110 000 кубических ярдов (84 000 м 3 ) бетонной облицовки. [55] Круглые, облицованные бетоном водосбросные туннели погружаются под углом 55 градусов, уменьшаясь в диаметре с 48 до 41 фута (от 15 до 12 м), пока они не пересекаются со старыми речными отводными туннелями в острых коленчатых соединениях, прежде чем вернуться в реку Колорадо. Это было сделано в качестве меры экономии средств, но привело к разрушению обоих водосбросов во время сбросов воды во время наводнения 1983 года. Ремонт, в ходе которого были установлены воздушные щели для предотвращения кавитационных ударных волн, обошелся примерно в 15 миллионов долларов. [122]
С емкостью 25 160 000 акро-футов (31,03 км 3 ), [4] озеро Пауэлл является вторым по величине искусственным озером в Соединенных Штатах по общей емкости воды (после озера Мид), простираясь на 186 миль (299 км) вверх по течению через каньоны Аризоны и Юты. Озеро занимает 161 390 акров (65 310 га) при полной высоте бассейна 3700 футов (1100 м). [5] Активная или полезная емкость составляет 20,876 млн акро-футов (25,750 км 3 ). [5] Минимальный уровень воды, необходимый для выработки электроэнергии, составляет 3490 футов (1060 м), что соответствует объему водохранилища 4,0 миллиона акро-футов (4,9 км 3 ), а «мертвый бассейн», самая низкая точка, в которой вода может быть сброшена через плотину, составляет 3370 футов (1030 м) с объемом водохранилища 1,9 миллиона акро-футов (2,3 км 3 ). [123] Когда плотина Глен-Каньон была впервые построена, емкость водохранилища оценивалась в 28,04 миллиона акро-футов (34,59 км 3 ), но с тех пор часть этого объема была потеряна из-за заиливания. [55] Из-за сотен заливов и извилистых боковых каньонов, включая те, что образованы реками Сан-Хуан , Эскаланте и Грязный Дьявол , озеро Пауэлл имеет исключительно длинную береговую линию для озера такого размера — около 1960 миль (3150 км) в полном объеме, что длиннее, чем все западное побережье континентальной части Соединенных Штатов. [124]
Самая важная цель плотины Глен-Каньон — обеспечить хранение для обеспечения достаточного потока воды из верхнего бассейна реки Колорадо в нижний, особенно в засушливые годы. Соглашение о реке Колорадо 1922 года требует ежегодной поставки 7,5 миллионов акро-футов (9,3 км 3 ) в штаты нижнего бассейна Аризона, Калифорния и Невада; договор 1944 года с Мексикой обязывает США разрешить подачу не менее 1,5 миллионов акро-футов (1,9 км 3 ) для использования в мексиканских штатах Нижняя Калифорния и Сонора . Плотина Глен-Каньон должна поставлять не менее 8,23 миллионов акро-футов (10,15 км 3 ) этой воды; оставшиеся 770 000 акро-футов (0,95 км 3 ) поступают из других притоков реки Колорадо. [125] Требуемый сброс из Глен-Каньона усредняется за 10-летний период, поэтому сбросы в каждом году могут быть выше или ниже в зависимости от объема стока. В более влажные годы Бюро мелиорации может принять решение о сбросе дополнительной воды из плотины Глен-Каньон, если уровень озера Пауэлл превысит «уровень выравнивания», высоту, определяемую разницей в объеме между озером Пауэлл и озером Мид. [126] [127]
Большая часть притока воды в озеро Пауэлл происходит в результате летнего таяния снегов со Скалистых гор Колорадо, Юты и Вайоминга. [128] Сбросы производятся в течение водного года с 1 октября по 30 сентября, поскольку ежегодный снежный покров начинает накапливаться поздней осенью. 1 апреля каждого года Бюро мелиорации публикует свой официальный прогноз стока на апрель-июль (сезон таяния снега) и соответствующим образом корректирует сбросы с плотины Глен-Каньон, чтобы поддерживать озеро Пауэлл на безопасном уровне. Точный прогноз имеет жизненно важное значение для предотвращения неконтролируемого разлива, который приведет к потере воды, которая могла бы быть использована для выработки электроэнергии. [126] [129] Хотя снежный покров обычно достигает своего пика и начинает таять в апреле, [130] картина может иногда неожиданно и резко меняться — либо из-за жаркой и сухой весны, которая испаряет снег до того, как он успевает растаять, либо из-за чрезвычайно влажной весны, как это произошло в мае 1983 года. После почти катастрофического события в 1983 году USBR поддерживал минимум 2,4 миллиона акро-футов (3,0 км 3 ) пространства для хранения воды от наводнений в озере Пауэлл в начале каждого года, чтобы защититься от непредвиденного высокого стока. [131]
.png/1280px-Lake_Powell_daily_water_volume_(1963-06-28_-_2023-12-16).png)
Расход воды в реке Колорадо был ниже среднего с 2000 года в результате мегазасухи на юго-западе Северной Америки , что привело к снижению уровня озера. Зимой 2005 года (до весеннего стока) озеро достигло своего самого низкого на тот момент уровня с момента заполнения, высоты 3555,10 футов (1083,59 м) [132] над уровнем моря, что было примерно на 150 футов (46 м) ниже полного бассейна. После 2005 года уровень озера медленно восстановился, хотя с тех пор оно не заполнялось полностью. Летом 2011 года был отмечен третий по величине сток в июне и второй по величине сток в июле с момента закрытия плотины Глен-Каньон, а уровень воды достиг пика почти в 3661 фут (1116 м), 77 процентов от емкости, 30 июля. [132] Водные годы 2012 и 2013 были, соответственно, третьим и четвертым годами с самым низким стоком, зарегистрированным на реке Колорадо. К 9 апреля 2014 года уровень озера упал до 3574,31 фута (1089,45 м), в значительной степени сведя на нет достижения 2011 года. [132]
Уровень воды в реке Колорадо вернулся к норме в течение водных лет 2014 и 2015 (подняв уровень озера до 3606 футов (1099 м) к концу водного года 2015). [132] Бюро мелиорации в 2014 году сократило сброс воды из озера Пауэлл с 8,23 до 7,48 миллионов акро-футов, впервые с момента заполнения озера в 1980 году. Это было сделано из-за директивы «выравнивания», которая предусматривает, что примерно равное количество воды должно быть сохранено как в озере Пауэлл, так и в озере Мид , чтобы сохранить мощность выработки гидроэлектроэнергии на обоих озерах. Это привело к снижению уровня воды в озере Мид до самого низкого уровня за всю историю наблюдений с 1930-х годов.
Долгосрочное снижение уровня воды продолжалось, что привело к экстренному сбросу воды из водохранилища Flaming Gorge в июле 2021 года [133] , и к 22 апреля 2022 года озеро Пауэлл находилось на высоте 3522,24 фута (1073,58 м) над уровнем моря — всего 22,88% от вместимости. Это самый низкий уровень воды в озере Пауэлл с момента его заполнения в 1963 году. [134] Рецензируемые исследования показывают, что хранение воды в озере Мид, а не в озере Пауэлл, дало бы экономию в размере 300 000 акров футов воды или более в год, что привело к призывам экологов осушить озеро Пауэлл и восстановить каньон Глен до его естественного, свободно текущего состояния.
[135] [136] [137]
Другая главная цель плотины Глен-Каньон — выработка гидроэлектроэнергии . Это второй по величине производитель гидроэлектроэнергии на юго-западе США после плотины Гувера. Доходы, полученные от продажи электроэнергии, были неотъемлемой частью погашения облигаций, использованных для строительства плотины, а также использовались для финансирования других проектов Бюро мелиорации, включая программы восстановления окружающей среды в Гранд-Каньоне и в других местах вдоль реки Колорадо. [138] По этой причине она давно известна как плотина «кассового аппарата». Плотина также служит первичной пиковой электростанцией и источником питания для запуска из черного состояния для юго-западной электросети. [73] [139] Электростанция имеет общую мощность 1320 мегаватт от восьми генераторов по 165 000 киловатт . Каждый генератор приводится в действие вертикальной осевой турбиной Фрэнсиса мощностью 254 000 лошадиных сил . Общий гидравлический напор составляет 510 футов (160 м). [6] Блоки были установлены в период с сентября 1964 года по февраль 1966 года с первоначальной мощностью 950 мегаватт; проект модернизации между 1985 и 1997 годами довел их до нынешней мощности. [6]
Из-за колебаний спроса на электросеть сброс воды с плотины в реку Колорадо резко увеличивается и уменьшается ежедневно. После завершения строительства плотины в 1964 году ограничений на выработку гидроэлектроэнергии было немного. Минимальный сброс воды с плотины был установлен на уровне мизерных 1000 кубических футов в секунду (28 м 3 /с) (увеличивался до 3000 кубических футов в секунду (85 м 3 /с) в летний сезон сплава по бурной воде ), с максимальным значением 31 500 кубических футов в секунду (890 м 3 /с) в часы пик; чтобы реагировать на меняющиеся потребности в электроэнергии, потоки воды в реке могли удвоиться или даже утроиться в течение часа. [140] Это вызвало сильную эрозию берегов реки Колорадо ниже по течению, нанося ущерб среде обитания местных рыб и создавая опасность для лодочников, которые могли застрять, когда поток воды в реке падал слишком быстро. [141] В 1990 году были введены временные ограничения на эксплуатацию плотины до публикации окончательного заявления о воздействии на окружающую среду (EIS). [140]
EIS, завершенный 21 марта 1995 года, закрепил некоторые ограничения на эксплуатацию плотины, ограничив максимальный сброс мощности до 25 000 кубических футов в секунду (710 м 3 /с), максимальный почасовой «подъем» (увеличение расхода реки) до 4 000 кубических футов в секунду (110 м 3 /с) и максимальный «спуск» до 1 500 кубических футов в секунду (42 м 3 /с). [140] Минимальный сброс плотины был установлен на уровне 8 000 кубических футов в секунду (230 м 3 /с) в течение дня и 5 000 кубических футов в секунду (140 м 3 /с) ночью. Сбросы для контроля за наводнениями могут быть выше, но должны оставаться постоянными в течение всего месяца. Поскольку эти критерии ограничивают гибкость плотины Глен-Каньон в удовлетворении потребностей сети, экономические потери за период 1997–2005 гг. оценивались в 38–58 млн долларов в год. [7]
В период с 1980 по 2013 год плотина Глен-Каньон вырабатывала в среднем 4717 гигаватт-часов (ГВт-ч) в год, что достаточно для примерно 400 000 домов. Самый высокий показатель составил 8703 ГВт-ч в 1984 году, а самый низкий — 3299 ГВт-ч в 2005 году. [7] На выработку электроэнергии влияет не только объем воды, проходящей через плотину, но и глубина воды в водохранилище, поскольку более высокий уровень воды означает большее давление (напор) на турбины. [7] Гидроэлектроэнергия, вырабатываемая в Глен-Каньоне, обслуживает около 5 миллионов человек в Аризоне, Колорадо, Неваде, Нью-Мексико, Юте и Вайоминге и продается коммунальным службам в этих штатах по 20-летним контрактам. [138] С 1977 года продажей электроэнергии занимается Управление энергетики Западной области. Плотина Глен-Каньон вырабатывает достаточно электроэнергии, чтобы компенсировать 6,7 млрд фунтов (3 млрд кг) выбросов углекислого газа каждый год. [142] Засушливые условия в 21 веке сократили количество гидроэлектроэнергии, доступной на плотине Глен-Каньон. [143]
Необычной особенностью электростанции Глен-Каньон является газон площадью 86 000 квадратных футов (8 000 м2 ) кентуккийского мятлика [122], занимающий полумесяц между плотиной и гидроэлектростанцией. Во время строительства в 1964 году стальные напорные трубопроводы, подающие воду на электростанцию, были открыты и испытывали сильную вибрацию при использовании. Инженеры решили закопать их в почву, чтобы они служили буфером против потенциально разрушительных вибраций. Трава была позже посажена, чтобы предотвратить раздувание грязи, но также обеспечивает легкий охлаждающий эффект за счет эвапотранспирации , снижая температуру внутри электростанции. [144]
Из-за своего огромного экологического воздействия на реку Колорадо плотина Глен-Каньон десятилетиями подвергалась критике со стороны экологического движения. Расположенное в высокогорном пустынном климате среди пористой геологии, озеро Пауэлл вызывает огромные потери от испарения и просачивания. Институт Глен-Каньона подсчитал, что в среднем за год из водохранилища теряется 860 000 акро-футов (1,06 км 3 ). [145] Это составляет 6 процентов от стока реки Колорадо, все более ценное количество воды в засушливых землях как для людей, так и для животных и растений, которые живут вдоль реки. [145] (Это количество значительно уменьшается, когда уровень воды в озере Пауэлл низкий; при наполовину заполненном водохранилище в 2015 году испарение составило 368 000 акро-футов (0,454 км 3 ).) [87]
Как и все плотины, Глен-Каньон задерживает осадок (ил), но поскольку Колорадо является особенно грязной рекой, плотина создала еще более заметные последствия для реки в пределах Большого каньона. Около 100 миллионов тонн США (90 700 000 метрических тонн) осадка ежегодно задерживается за плотиной, что эквивалентно примерно 30 000 загрузок самосвалов в день. [146] Из-за плотины осадок, откладываемый Колорадо и ее притоками, медленно заполняет каньон, и прогнозы показывают, что полезный срок службы водохранилища составляет от 300 до 700 лет. [147] [148] Если не предпринять никаких действий, таких как дноуглубительные работы или промывка осадка , через несколько сотен лет отложения осадка начнут накапливаться у подножия плотины и постепенно заблокируют различные выходы, снижая способность плотины хранить и сбрасывать воду. Таким образом, станет сложнее поддерживать требуемый сброс в 8,23 млн акро-футов (10,15 км 3 ) ниже плотины. Река Колорадо сократится до ручейка в сухие сезоны, как это было естественным образом до строительства плотины, что потенциально поставит под угрозу водоснабжение штатов Нижнего бассейна. [148]
В настоящее время река Колорадо через Гранд-Каньон лишена источника осадка, необходимого для создания песчаных отмелей и островов, и эти естественные речные образования внутри каньона теперь сильно пострадали от эрозии. Наводнения, которые когда-то ежегодно размывали реку, теперь сдерживаются плотиной, за исключением чрезвычайных случаев, таких как 1983–84; отсутствие наводнений способствовало вторжению растительности, что не только значительно изменило окружающую среду прибрежной зоны, но и создало проблемы для туризма, поскольку туристы и лодочники часто не могут найти хорошие места для лагеря из-за чрезмерного роста. Контроль наводнений также привел к неспособности реки уносить оползни , которые обычны вдоль каньонов, что приводит к созданию все более опасных порогов , которые представляют опасность как для рыб, так и для лодочников. До строительства плотины Колорадо обычно достигала расхода более 100 000 кубических футов в секунду (2800 м 3 /с) весной; В большинстве лет, за редкими исключениями , этот показатель был ограничен менее чем 25 000 кубических футов в секунду (710 м 3 /с). [149] [150]
До того, как была построена плотина, температура реки Колорадо колебалась от более 80 °F (27 °C) в разгар лета до чуть выше нуля зимой. Сегодня вода, сбрасываемая Глен-Каньоном, имеет постоянную температуру 46 °F (8 °C) в течение всего года из-за эффекта тепловой массы в озере Пауэлл. Вода, обычно сбрасываемая с сотен футов ниже поверхности озера через напорные водоводы, изолирована от температурных колебаний толстым слоем воды над ней. [151] [152] Николай Рэмси из Grand Canyon Trust описывает более чистую, более холодную реку как «зону смерти для местных рыб», [153] таких как эндемичный колорадский гольян и горбатый голавль , которые приспособлены к выживанию в теплой илистой воде. [153]
По словам биолога и речного гида Майкла П. Гильери, многие случаи утопления лодочников в Гранд-Каньоне были вызваны или усугублены быстрой гипотермией и гипотермическим шоком, вызванными входом в холодную воду. Он также описал, что во время рекордного сезона высокого потока после плотины 1983 года (упомянутого выше) в каньоне был только один смертельный случай с лодкой, что серьезно бросает вызов мнению о том, что плотина, сокращая и опосредуя речные потоки, повышает безопасность пользователей реки каньона. [154] Температура воды в реке в 1983 году была значительно выше нормы из-за того, что большая часть воды поступала из-за переливов более теплой поверхностной воды через водосбросы плотины Глен-Каньон, а не из более холодных нижних уровней, которые питают напорные водоводы. [154]
Плотина Глен-Каньон также повлияла на реку Колорадо ниже по течению от Гранд-Каньона. Когда в 1963 году были закрыты ворота плотины, вызванное этим сокращение речного стока фактически высушило дельту реки Колорадо , большой эстуарий, образованный рекой Колорадо в Калифорнийском заливе (море Кортеса) в Мексике. До завершения строительства плотины Глен-Каньон в дельту ежегодно попадало около 4–6 миллионов акро-футов (4,9–7,4 км 3 ), несмотря на интенсивное использование воды в Калифорнии и Аризоне. [155] Поскольку плотина Глен-Каньон сделала возможным более широкое использование воды из системы реки Колорадо, воды для поступления в дельту в обычный год осталось недостаточно, и около 3000 квадратных миль (7800 км 2 ) экологически продуктивных водно-болотных угодий исчезли. В 2014 году в дельту был сброшен преднамеренный «импульсный поток» для восстановления некоторых из этих водно-болотных угодий; жизнеспособность таких потоков была спорной, учитывая и без того высокий спрос на воду реки Колорадо. [156]
26 марта 1996 года водоводы и две обводные трубы водовыпускных сооружений на плотине Глен-Каньон были открыты на максимальную мощность, что привело к потоку в 45 000 кубических футов в секунду (1300 м 3 /с) вниз по реке Колорадо. Это был первый из «экспериментов с высоким потоком» Программы адаптивного управления Глен-Каньон, контролируемых усилий по содействию восстановлению поврежденной речной экосистемы путем имитации наводнений, которые когда-то проносились через каньоны каждую весну. [157] Поток, казалось, очистил многочисленные очаги вторгшейся растительности, унес оползни, которые стали опасными для лодочников, и переместил песчаные и гравийные отмели вдоль реки, и изначально считалось, что это экологический успех. Однако в последующие месяцы было обнаружено, что первоначальные результаты были обманчивыми. [158] [159]
Бригады, работавшие в Большом Каньоне после эксперимента 1996 года, обнаружили, что наступательная растительность не была унесена, как считалось ранее, а только захоронена, и в основном восстановилась в течение шести месяцев. Площадь поверхности песчаных отмелей увеличилась, но большая часть материала была размыта с затопленных частей отмелей и отложена сверху, что сделало их нестабильными, а не была вымыта из русла реки, как надеялись. [160] Последующие выбросы в 2004, 2008, [161] 2012, [162] и 2014 [163] были приурочены к использованию летних муссонных штормов и перераспределению осадка, переносимого в Большой Каньон реками Пария и Литл-Колорадо . [164] Эксперименты с высоким расходом не изменяют общий объем оттока воды из озера Пауэлл на ежегодной основе, но, как следствие, выбросы гидроэлектростанций в остальное время года должны быть сокращены. Некоторые организации, такие как Living Rivers, продолжают считать, что плотина оказывает слишком большое и серьезное воздействие на экологию реки, чтобы усилия по ее восстановлению были оправданы. [152]
По данным Службы национальных парков США , озеро Пауэлл «широко признано любителями лодок как одно из лучших мест отдыха на воде в мире». [165] Несмотря на свое удаленное расположение, Национальная зона отдыха Глен-Каньон площадью 1 250 000 акров (510 000 га) , окружающая водохранилище, ежегодно принимает более трех миллионов посетителей. [9] Мероприятия включают катание на лодках, рыбалку, катание на водных лыжах , гидроциклах , плавание и пешие походы. Подготовленные кемпинги можно найти у каждой пристани для яхт, но многие посетители предпочитают арендовать плавучий дом или привезти свое собственное снаряжение для кемпинга, найти уединенное место где-нибудь в каньонах и разбить свой собственный лагерь (нет никаких ограничений на то, где могут остановиться посетители). [165] Около 85 000 человек в год путешествуют на лодке к Радужному мосту в Юте, большой естественной арке, когда-то очень труднодоступной, но теперь легкодоступной, потому что один из рукавов водохранилища простирается рядом с ней. [166]
Поскольку большая часть озера окружена крутыми стенами из песчаника, доступ ограничен развитыми пристанями для яхт. Интенсивно используемые пристани для яхт Wahweap и Antelope Point расположены в Аризоне, недалеко от Пейджа. Две другие пристани для яхт в Холлс-Кроссинг и Буллфрог расположены выше по течению в Юте. Пристань для яхт Hite , расположенная в верхнем конце водохранилища около моста Hite Crossing , в настоящее время заброшена, поскольку уровень воды обычно слишком низок для спуска лодок на воду. До других объектов в Дэнглинг-Роуп и Рэйнбоу-Бридж можно добраться только на лодке. [167] Помимо мостов на обоих концах озера, автомобильно-пассажирский паром между Холлс-Кроссинг и Буллфрогом является единственным способом для транспортных средств пересечь озеро Пауэлл. [168]
Более 500 000 человек посещают Центр для посетителей Карла Хайдена в Глен-Каньон-Дэм каждый год. [169] Бюро мелиорации организует экскурсии по плотине; строгие меры безопасности были приняты после атак 11 сентября . [170] [171] До основания плотины также можно добраться на лодке от Лиз-Ферри. [172] Из-за холодной, чистой воды, сбрасываемой из озера Пауэлл, участок реки Колорадо между Глен-Каньон-Дэм и Лиз-Ферри стал отличным местом ловли радужной форели . [173] [174] Форель не является аборигеном системы реки Колорадо; она была заселена в реку ниже Глен-Каньон-Дэм после строительства плотины. Другие неаборигенные виды рыб, такие как малоротый окунь , полосатый окунь , большеротый окунь и черный краппи, были высажены в озеро Пауэлл для обеспечения возможностей спортивной рыбалки. [175]
Как и многие озера и водохранилища США, озеро Пауэлл имеет активную проблему с зебровыми и квагскими дрейссенами , инвазивными видами двустворчатых моллюсков, происходящими из Восточной Европы. Мидии чаще всего переносятся из озера в озеро, прикрепленными к корпусам и внутри трюмной зоны лодок. Пользователи озера обязаны по закону чистить, осушать и сушить свои суда как до, так и после поездки в озеро Пауэлл. [176] Заражение мидиями, как правило, засоряет водозаборы гидроэлектростанций на плотине Глен-Каньон, а также винты и выхлопные трубы лодок, требуя дорогостоящей дезактивации. Их воздействие на экологию озера, по-видимому, незначительно или даже полезно, поскольку они являются источником пищи для рыб. [177]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )