Glen Canyon Dam — бетонная арочная 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 водоемов в США емкостью более 25 миллионов акров . -футов (31 км 3 ). [4] Плотина названа в честь Глен-Каньона , серии глубоких ущелий из песчаника , которые сейчас затоплены водохранилищем; Озеро Пауэлл названо в честь Джона Уэсли Пауэлла , который в 1869 году возглавил первую экспедицию, пересекшую на лодке Гранд-Каньон реки Колорадо .
Плотина в Глен-Каньоне изучалась еще в 1924 году, но первоначально от этих планов отказались в пользу плотины Гувера (завершенной в 1936 году), которая располагалась 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 сочло необходимым строительство дополнительных водохранилищ. [8] Плотина Глен-Каньон остается центральной проблемой для современных экологических движений. Начиная с конца 1990-х годов, Клуб Сьерра и другие организации возобновили призыв демонтировать плотину и осушить озеро Пауэлл в каньоне Лоуэр-Глен. Глен-Каньон и озеро Пауэлл находятся в ведении Министерства внутренних дел в пределах Национальной зоны отдыха Глен-Каньон .
С момента первого заполнения до отказа 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 доставку воды в штаты Нижнего бассейна без необходимости нормирования воды в Верхнем бассейне. В дождливые годы он улавливает лишний сток для дальнейшего использования. [8] Плотина также является основным источником гидроэлектроэнергии , производящая в среднем более 4 миллиардов киловатт-часов в год. [7] Длинное и извилистое озеро Пауэлл, известное своей живописной красотой и возможностями для отдыха, включая плавучий дом , рыбалку и катание на водных лыжах , ежегодно привлекает миллионы туристов в Национальную зону отдыха Глен-Каньон . [9]
Помимо затопления живописного каньона Глен, некоторые критики поставили под сомнение экономическую оправданность строительства 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 Гранд-Каньона, который находится ниже по течению; экологические группы продолжают выступать за снос плотины. Управляющие водными ресурсами и коммунальные предприятия заявляют, что плотина является основным источником возобновляемой энергии и обеспечивает защиту от сильных засух.
Река Колорадо — крупнейший источник воды на юго-западе США и северо-западе Мексики; До того, как в 20 веке река была укрощена масштабными проектами строительства плотин, ее течение было далеко не надежным. Годовой расход реки Колорадо и ее притоков колеблется от 4 до 22 миллионов акров-футов (от 4,9 до 27,1 км 3 ), [13] , а средние значения за 10 лет могут колебаться до 1 миллиона акров-футов (1,2 км 3 ). [14] Наводнение и огромное количество ила или наносов в реке создали проблемы для поселений в нижней части долины реки Колорадо и судоходства в нижней части реки. Во время засухи воды для орошения было слишком мало . В 1904 году река Колорадо случайно изменила направление после того, как повредила ворота канала в Мексике, в результате чего река затопила часть Имперской долины Калифорнии и образовала Солтон-Си . [15] После этой катастрофы Калифорния и Аризона начали призывать к созданию плотины, чтобы контролировать бурную реку. [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. На каждую половину бассейна реки Колорадо – Верхний бассейн, включающий Колорадо, Нью-Мексико, Юту и Вайоминг – и Нижний бассейн с Калифорнией и Невадой – ежегодно выделялось 7,5 миллионов акров-футов (9,3 км 3 ) воды [17] . ] и договор между США и Мексикой был подписан в 1944 году о выделении 1,5 миллиона акров-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 своей доли, прежде чем она сможет быть использована. [19]
Общая площадь, 16,5 миллионов акров-футов (20,4 км 3 ), была основана всего на тридцатилетних данных о стоке, начиная с конца 1890-х годов. Считалось, что он представляет собой годовой сток, измеренный в Лис-Ферри, штат Аризона (официальная точка раздела верхнего и нижнего бассейнов), в 16 милях (26 км) ниже по течению от современной плотины Глен-Каньон. Как оказалось, начало 20 века было одним из самых влажных периодов за последние 800 лет. В настоящее время считается, что надежный естественный сток через Лис-Ферри составляет от 13,5 до 14,6 миллионов акров-футов (от 16,7 до 18,0 км 3 ). [14] [20]
По общему мнению жителей бассейна реки Колорадо и правительственных чиновников, на реке Колорадо необходимо построить высокую плотину, чтобы контролировать наводнения и обеспечивать хранение переходящей воды на случай засухи. [21] Возможные места для этой плотины обсуждались в течение многих лет, и первое исследование Бюро мелиорации плотины в Глен-Каньоне было проведено в 1924 году, в дополнение к исследованиям мест в каньонах Блэк и Боулдер ниже по реке Колорадо, ниже Гранд-Каньона. . [22] Эти исследования показали, что на нижних участках Колорадо фундамент имеет более прочную породу, что может привести к меньшему просачиванию резервуара. Объект в Глен-Каньоне был настолько удален, что доставка туда грузов и рабочих в то время была невозможна. Первое предложение Глен-Каньона располагалось выше по течению от разделительной линии Лис-Ферри и будет считаться водой Верхнего бассейна. Имея значительное влияние в Конгрессе, Калифорния отказалась разрешить строительство «виртуальных кранов» плотины на реке Колорадо «на враждебной территории». [23]
Поскольку о месте Глен-Каньона не могло быть и речи, первоначальная потребность в водохранилище была реализована в 1936 году с завершением строительства плотины Гувера в Блэк-Каньоне, сохраняющей 32 миллиона акров-футов (39 км 3 ) в гигантском водохранилище озера Мид . [24] [25] Он не смог выдержать самые сильные наводнения или засухи и заполнялся осадками со скоростью, которая сделала бы его бесполезным через несколько сотен лет. [26] Но самое главное, Гувер контролировал только нижнюю часть реки. Государства Верхнего бассейна, чьи реки оставались незапруженными, не имели возможности гарантировать, что они смогут выполнить свои обязательства по поставке воды в штаты Нижнего бассейна, сохранив при этом достаточно воды для собственного использования. Не имея собственных водохранилищ, штаты Верхнего бассейна рисковали «заходом» на реку Колорадо в годы засухи: они были бы вынуждены использовать меньше воды, чтобы река текла к озеру Мид и Калифорнии, штату с наибольшим количеством воды. старшие права на воду. [8]
Чтобы обеспечить водой Верхний бассейн и обеспечить доставку воды в Нижний бассейн, Бюро мелиорации предложило Проект хранения реки Колорадо , который будет состоять из плотины на реке Колорадо в Глен-Каньоне, нескольких плотин на реках Ганнисон и Сан-Хуан. и пара плотин, которые будут построены на реке Грин-Ривер , главном верхнем притоке Колорадо, в Эхо-парке и горе Сплит. [27] Закон о проекте по хранению реки Колорадо 1956 года санкционировал цели «регулирования стока реки Колорадо, хранения воды для полезного потребительского использования, обеспечения мелиорации засушливых и полузасушливых земель, обеспечения борьбы с наводнениями и выработки гидроэлектроэнергии». [8]
Предложение о строительстве плотины Глен-Каньон было наиболее активно поддержано штатом Аризона, который хотел доставлять воду из реки Колорадо в Феникс и Тусон , расположенные в сотнях миль от Колорадо в центре штата. Плотина Глен-Каньон будет регулировать поток реки между Лис-Ферри и озером Мид, где Колорадо опускается примерно на 1200 футов (370 м), что позволит в будущем построить две дополнительные плотины гидроэлектростанций в Марбл-Каньоне и Бридж-Каньоне . Эти две плотины будут частично находиться на территории Национального парка Гранд-Каньон . Глен, Марбл и Бридж вместе обеспечат электроэнергию, необходимую для перекачки воды туда, где она необходима 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 устранил бы «избыток» воды в Колорадо (на самом деле еще неиспользованные запасы Верхнего бассейна), которые он привык использовать. [31]
Бюро мелиорации признало более серьезную проблему. Строительство хранилища и разрешение Верхнему бассейну развивать свои запасы воды приведет к тому, что вся система реки Колорадо столкнется с структурным дефицитом воды, поскольку средний расход реки Колорадо меньше, чем было предусмотрено в Соглашении 1922 года. [32] USBR прогнозирует, что к 2030 году годовой запас воды в Нижнем бассейне упадет на двадцать пять процентов, до 5,62 миллиона акров-футов (6,93 км 3 ). [32] Чтобы восполнить этот дефицит, USBR включил эти предложения в «Тихоокеанский юго-западный водный план» от 21 января 1964 года, согласно которому продажа электроэнергии из Глена, Марбла и Бридж (часто называемых «кассовыми плотинами») будет использовался для финансирования переброски воды из более влажного северо-запада Тихого океана в бассейн Колорадо. [32] В дополнение к предлагаемому перенаправлению реки Тринити в Северной Калифорнии, Марк Рейснер написал в Cadillac Desert , что «на северо-западе Тихого океана было много подозрений, что План водных ресурсов юго-запада Тихого океана был просто дымовой завесой для гораздо более масштабного плана». , долгое время светившийся в глазах бассейна Колорадо, чтобы вычерпать реку Колумбия ». [33]
... Эхо-парк был настоящим наслаждением в самой суровой из пустынь. Осенью рощи тополя и желтеющих ив придавали ему вид Новой Англии . Весной разбухшая Зеленая [Река] заливала дно каньона и оставляла на своем пути пышные луга. Эхо-парк был, вероятно, самым красивым каньоном во всей Юте и частью Национального памятника динозавров. Это также было идеальное место для строительства плотины.
- Марк Рейснер , Cadillac Desert (1986) [34]
Плотина Эхо-парка будет находиться на территории Национального памятника динозавров, находящегося под федеральной охраной , и затопит 110 миль (180 км) живописных каньонов – шаг, который встревожил защитников окружающей среды. [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 уничтожит уникальную дикую природу. территории, но создаст ужасный прецедент для эксплуатации ресурсов национальных парков и памятников Америки». [36]
Бюро мелиорации отдало предпочтение участку Эхо-парка, а не Глен-Каньону, потому что его узкие каньоны и большая высота (более 5000 футов (1500 м) по сравнению с 3700 футов (1100 м) в Глен-Каньоне) приведут к меньшему испарению. В нем говорилось, что строительство плотины Эхо-Парк и «низкой» плотины Глен-Каньон позволит сэкономить 165 тысяч акров-футов (0,204 км 3 ) воды в год по сравнению с «высокой» плотиной Глен-Каньон (которая в конечном итоге и была построенной версией). Изучая цифры, Брауэр обнаружил, что разница должна составлять не более 19 тысяч акров-футов (0,023 км 3 ). [37] Хотя неясно, произошло ли несоответствие из-за просчета или намеренной манипуляции, Брауэр сказал, что «было бы большой ошибкой [полагаться на цифры Бюро], когда они не могут складывать, вычитать, умножать и делить». [34]
Перед лицом общественного внимания и желания избежать дополнительных вопросов о проекте водохранилища реки Колорадо в целом, Бюро мелиорации отказалось от предложения Эхо-парка в 1954 году. Даже когда началось строительство других плотин, драма Эхо-парка развернулась. дебаты изменили восприятие американской общественностью крупных правительственных проектов и их экологических последствий. [38] Эхо-парк считался победой американского экологического движения, но это произошло только в обмен на строительство плотины вверх по течению в Пылающем ущелье и увеличение размера предлагаемой плотины в Глен-Каньоне для замены хранилища, которое было бы предоставлено Эхо Парк. [39] Распространенным заблуждением является то, что защитникам окружающей среды был предоставлен выбор между плотиной Эхо-парка и плотиной Глен-Каньона, но USBR «всегда планировал построить плотину в Глен-Каньоне, независимо от результата дебатов по поводу Эхо-парка». [40]
[Река Колорадо без плотин] никому не нужна... Я видел все дикие реки, которые когда-либо хотел увидеть.
- Флойд Домини , комиссар Бюро мелиорации, речь 1966 г. [41]
Флойд Домини , комиссар Бюро мелиорации, сыграл важную роль в продвижении проекта через Конгресс и убеждении политиков занять позицию в поддержку плотин и успокоить растущую общественную обеспокоенность. Домини понял, что USBR имеет значительное политическое влияние в западных штатах благодаря экономическому вкладу своих водных проектов. Рейснер писал, что «Домини заботился о Конгрессе так, как если бы он ухаживал за отмеченными наградами орхидеями… Если бы какой-нибудь сенатор доставлял ему неприятности, деньги на его проект могли бы исчезнуть очень быстро». [42] При наличии необходимой политической поддержки в апреле 1956 года был утвержден проект по хранению реки Колорадо, а в октябре того же года началось закладывание фундамента плотины Глен-Каньон. [43]
Дэвид Брауэр посетил Глен-Каньон вскоре после решения о строительстве плотины и «по прибытии понял, что это не место для водохранилища». [44] Источники, боковые каньоны и замысловатые скальные образования Глен-Каньона были домом для таких объектов, как Музыкальный Храм и Собор в пустыне, гигантский пещероподобный природный амфитеатр с водопадом в центре. [45] Река Колорадо плавно текла по дну каньона, резко контрастируя с ревущими порогами вверх по течению в каньоне Катаракта и вниз по течению в Гранд-Каньоне. После своей новаторской экспедиции 1869 года Джон Уэсли Пауэлл назвал Каньон Глен в честь его характеристик: «Итак, мы имеем любопытный ансамбль замечательных особенностей – резные стены, королевские арки, долины, ущелья с нишами, курганы и памятники. Какие из этих особенностей мы можем выделить? выбрать имя? Мы решили назвать его Глен-Каньон». [46] В дополнение к своим разнообразным скальным образованиям, Глен-Каньон поддерживал богатую среду обитания прибрежной зоны на многочисленных низких речных террасах , образованных рекой Колорадо, с 316 видами птиц, [47] 79 видами растений и 34 видами млекопитающих. . [48]
В 1963 году, когда строительство плотины шло полным ходом, Сьерра-клуб опубликовал книгу о Глен-Каньоне, месте, которое никто не знал , в которой были представлены фотографии Элиота Портера и оплакивалась утрата каньона прежде, чем у большей части американской общественности появилась такая возможность. посетить или даже знали о его существовании. [44] Хотя Глен-Каньон был малоизвестен большинству американцев до выхода книги Портера, его посетила горстка туристов и яхтсменов (например, экспедиция Пауэлла), а некоторые даже дали интервью Брауэру. Как сказал Брауэру писатель Уоллес Стегнер , побывавший в каньоне в 1947 году, «Эхо не идет в подметки Глену». [49]
Воодушевленные Эхо-парком и отчаянно пытающиеся не допустить, чтобы Гранд-Каньон постигла та же участь, что и Глен, Брауэр и Сьерра-клуб сосредоточили внимание на предлагаемых плотинах Мост и Мрамор . Сьерра-клуб начал обширную рекламную кампанию, чтобы склонить общественное мнение против этого плана; В ответ на аргумент USBR о том, что новые водоемы откроют Гранд-Каньон для любителей лодочных прогулок, как это сделало озеро Пауэлл, в газете New York Times появилась реклама на всю полосу , содержащая лозунг: «Должны ли мы также затопить Сикстинскую капеллу, чтобы туристы могли подплыть поближе?» потолок?" [50] Столкнувшись с общественным резонансом, Бюро в 1968 году отказалось от своих плотин в Гранд-Каньоне, фактически прекратив большую часть Тихоокеанского юго-западного водного плана. Угольная электростанция Навахо была построена недалеко от Пейджа, чтобы компенсировать выработку электроэнергии, которая потерян с отменой проекта плотины. Sierra Club потерял статус освобожденного от налогов IRS на следующий день после публикации рекламы из-за своей подрывной политической деятельности. [50] За следующие три года число членов группы увеличилось более чем вдвое, многие из них являются гражданами, недовольными очевидными злоупотреблениями IRS. [51]
Еще в 1947 году Бюро мелиорации начало исследование двух потенциальных участков, оба расположены в узком нижнем течении Глен-Каньона, недалеко от Лис-Ферри. Первоначально участок, предпочитаемый USBR, находился всего в 4 милях (6,4 км) вверх по течению, но окончательное решение заключалось в том, чтобы построить плотину в 16,5 милях (26,6 км) вверх по течению из-за более прочного фундамента и более легкого доступа к гравийным отложениям на Вахвип-Крик . [52] Поскольку участок плотины находился в отдаленном труднопроходимом районе плато Колорадо – более чем в 30 милях (48 км) от ближайшей асфальтированной дороги, шоссе 89 США , – пришлось построить новую дорогу, ответвляющуюся от шоссе США 89. к северу от Флагстаффа, штат Аризона , и проходит через плотину до конечной точки в Канабе, штат Юта . [53] Из-за изолированного местоположения приобретение земли на участках плотины и водохранилища не было особенно трудным, но было несколько споров с владельцами ранчо и шахтерами в этом районе (многие из народа навахо ). [43] Большая часть земли, приобретенной для строительства плотины, была получена в результате обмена с навахо, в ходе которого племя уступило Мэнсон-Меса к югу от места строительства плотины на участок земли аналогичного размера возле Анета, штат Юта , которого навахо давно жаждали. . [54]
На ранних стадиях строительства единственным способом пересечь Глен-Каньон был подвесной пешеходный мост из проволочной сетки и металлических решеток. Транспортным средствам пришлось проехать 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 заключен с компаниями Peter Kiewit Sons и Judson Pacific Murphy Co. на сумму 4 миллиона долларов, а строительство началось в конце 1956 года и завершилось 11 августа 1957 года . сам по себе является чудом инженерной мысли: длиной 1271 фут (387 м) и высотой 700 футов (210 м) над рекой он был самым высоким мостом такого типа в Соединенных Штатах и одним из самых высоких в мире. [57] Мост вскоре стал главной туристической достопримечательностью. В мартовском выпуске журнала LIFE за 1959 год сообщалось, что «автомобилисты [съезжали] на несколько миль с дороги только для того, чтобы восхититься головокружительной высотой». [58]
Рабочие переехали на место плотины в середине-конце 1950-х годов; Строительный городок начинался как беспорядочно организованный трейлерный парк , который рос вместе с рабочей силой. [59] Во время строительства моста Глен-Каньон, USBR также начал планировать город компании для размещения рабочих. В результате появился город Пейдж, штат Аризона , названный в честь бывшего комиссара по мелиорации Джона К. Пейджа. К 1959 году в Пейдже было множество временных построек, электричество и небольшая школа, обслуживающая детей рабочих. По мере роста города он приобретал дополнительные функции, в том числе многочисленные магазины, больницу и даже ювелирный магазин. [56] Он был предназначен для обслуживания максимального населения в восемь тысяч человек, включая семьи рабочих; Пиковая численность рабочей силы в конечном итоге превысит 2500 человек на самых загруженных этапах строительства. [60] Инженером, ответственным за проект, будет Лем Ф. Уайли, который работал на плотине 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 из Университета Юты К. Грегори Крэмптону и антропологу Джесси Дженнингсу, а также Музею Северной Аризоны . Впоследствии Крэмптон написал несколько книг и статей о своих открытиях. [62] Музей Северной Аризоны профинансировал экспедицию Уильяма Миллера и Хельмута Абта в координации с народом навахо для исследования исторических артефактов. В верхней части каньона они обнаружили петроглиф, изображающий появление Крабовидной туманности в 1054 году. [63]
В 1956 году начались работы по строительству двух отводных туннелей, по которым река Колорадо будет проходить вокруг плотины во время строительства. Каждый из туннелей имел диаметр 41 фут (12 м) и общую производительность 200 000 кубических футов в секунду (5 700 м 3 /с); правый туннель имел длину 2740 футов (840 м), а левый - 2900 футов (880 м). [55] [64] Правый туннель будет использоваться для проведения нормального потока Колорадо вокруг плотины, а левый туннель, на высоте 33 футов (10 м) над водой, будет использоваться только во время наводнений. Нижние участки туннелей позже будут использоваться для формирования нижних концов водосбросов плотины. [65] Около 182 000 кубических ярдов (139 000 м 3 ) материала придется выкопать из отводных туннелей. [55]
15 октября 1956 года президент Дуайт Д. Эйзенхауэр нажал кнопку на своем столе в Вашингтоне, округ Колумбия , послав телеграфный сигнал, который вызвал первый взрыв динамита у входа в правый туннель. [66] Бурение туннелей через пористый песчаник Навахо, примыкающий к плотине, создало серьезные проблемы для раскопочных бригад строительной компании Mountain States, которая выиграла контракт на строительство отводных туннелей в 1956 году. [67] Транспортировка рабочих и оборудования на дно. преодоление каньона было чрезвычайно трудным. Первоначально транспортировка осуществлялась на барже из Вахвип-Крик, но быстрое течение реки Колорадо могло быть опасным. После того как баржа перевернулась, в результате чего тонны техники упали в реку, была установлена гораздо более безопасная система канатной дороги. [68] Во время раскопок скала часто разваливалась на части или «пластинами» и обрушивалась в туннели, и чтобы закрепить ее, в скалу приходилось просверливать металлические болты. Самое крупное такое событие, произошедшее 5 августа 1958 года, привело к падению 5200 кубических ярдов (4000 м 3 ) на верхний портал левого отводного туннеля. [68]
Материал, выкопанный из туннелей и устоев дамбы на стенах каньона, был использован для строительства двух перемычек для отвода реки Колорадо, строительство которых было завершено в феврале 1960 года. Верхняя перемычка имела высоту 168 футов (51 м), и только она могла хранить несколько миллионов акров футов воды, чтобы защитить участок плотины от затопления в случае, если приток превысит пропускную способность отводных туннелей. 11 февраля 1959 года правый отводной туннель был завершен и начал нести поток Колорадо. Левый туннель был завершен спустя три месяца, 19 мая 1959 года, немного позже графика. [69]
Казалось, что они [Мерритт-Чепмен и Скотт] начнут терять деньги, прежде чем сбросят в этот каньон одинокого человека с лопатой за три доллара. Одно дело подать низкую цену, и совсем другое — заплатить за привилегию сломать хребет компании.
— Рассел Мартин, История, которая стоит как плотина (1990) [70]
Когда река Колорадо будет безопасно обтекать каньон, можно будет начать строительство настоящей бетонной арочной плотины. Контракт был передан компании Merritt-Chapman & Scott Corporation за «поразительно низкую» сумму в 107 955 552 доллара, что примерно на 30 миллионов долларов меньше, чем собственная оценка USBR. [70] Затем, прямо перед началом строительства, около 750 рабочих организовали забастовку из-за снижения 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 забастовщиков. [71] Укладка бетона началась 16 июня 1960 года и продолжалась медленными, но растущими темпами. В 1962 году на плотине работала почти 2500 человек. [72] Строительство в конечном итоге унесло восемнадцать жизней и ранило множество других рабочих, но вопреки популярному мифу, ни один рабочий не был похоронен заживо в бетоне. [73] Цемент, необходимый для изготовления бетона для плотины, поступал с завода Phoenix Cement Company , построенного для этой цели в Кларкдейле , к югу от Флагстаффа . [74]
Был установлен огромный бетонный завод производительностью 1450 тонн в час, а через каньон перекинута пара канатных дорог с подвижными башнями (мощностью 50 и 25 тонн соответственно), транспортирующих бетон объемом 12 кубических ярдов (9,2 м 3 ). ведра до конечного пункта назначения на постоянно поднимающемся гребне плотины. Бетон заливали 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 составили основную структуру плотины. После затвердевания бетона деревянные леса снимали и перемещали вверх, чтобы разместить следующую партию бетона. По мере внедрения более эффективных методов заливки бетона, в том числе конвейеров и ковшей с дистанционным управлением, численность рабочей силы постепенно сокращалась. [75] [76] К концу 1962 года бетон заливался в плотину со скоростью 8000 кубических ярдов (6100 м 3 ) в день, хотя рабочая сила была сокращена примерно до 1500 человек. [76]
В начале 1963 года плотина была достаточно высокой, чтобы начать накапливать воду; 21 января [77] огромные стальные ворота над правым отводным туннелем закрылись, и озеро Пауэлл начало подниматься. Через плотину пропускался минимальный поток в 1000 кубических футов в секунду (28 м 3 /с), чтобы предотвратить полное высыхание реки Колорадо. [55] В тот день Дэвид Брауэр противостоял президенту Джону Ф. Кеннеди в последней попытке отсрочить наводнение Глен-Каньона. Позже Брауэр сказал об этом разговоре: «2 января 1963 года, в последний день, когда можно было избежать казни одного из величайших живописных древностей планеты, человек, который теоретически мог спасти это место, этого не сделал. В тот день он находился в нескольких футах от своего стола в Вашингтоне и был свидетелем того, как долго действовавшие силы добились своего. Поэтому стальные ворота упали, перекрывая поток сонной артерии каньона, и с этого момента жизненная сила каньона быстро угасла. ... Огромный резервуар, абсолютно не нужный в этом столетии, почти наверняка не понадобится в следующем и, возможно, вообще никогда не понадобится, начал заполняться». [78]
Строительство продолжалось, и 13 сентября 1963 года плотину закрыли. [76] Работы на электростанции и водосбросах начались сразу после того, как стена плотины была завершена. Туннели водосброса были выкопаны вокруг обоих устоев плотины, они круто спускались от контрольных ворот на озере Пауэлл и сливались с нижними концами отводных туннелей. Эта мера позволила сэкономить средства, но создала слабое место на пересечении двух туннелей. Затем верхние концы отводных туннелей были заделаны прочным бетоном. Первая электроэнергия была произведена 4 сентября 1964 года, и она была отправлена в региональную электрическую сеть через пару линий электропередачи на большие расстояния до Феникса, штат Аризона , и Фармингтона, штат Нью-Мексико . [66] Потребовалось еще два года, чтобы завершить все оставшиеся аспекты проекта. 22 сентября 1966 года леди Берд Джонсон произнесла официальную речь по случаю открытия плотины Глен-Каньон перед толпой из 3000 человек. [79]
Поскольку мощность реки Колорадо составляла почти двухлетний годовой сток, инженеры знали, что озеро Пауэлл будет трудно заполнить, но проблем возникло больше, чем ожидалось. Первоначальный план заключался в том, чтобы к концу 1964 года заполнить озеро Пауэлл до высоты 3490 футов (1060 м) над уровнем моря, минимального уровня, необходимого для выработки гидроэлектроэнергии, после чего вода будет сброшена в озеро Мид , а в озере Пауэлл будет храниться только излишек. . Весенний сток 1963 года был самым низким за последние десять лет. К началу 1964 года озеро Пауэлл едва достигло половины целевого уровня, а в озере Мид произошло резкое снижение. [80] В марте министр внутренних дел Стюарт Удалл приказал остановить заполнение и произвести дополнительные выбросы в озеро Мид, к ужасу штатов Верхнего бассейна. В мае Удалл еще раз передумал снижать выбросы, полагая, что весеннего стока будет достаточно, чтобы к осени поднять Пауэлла до минимального энергоблока, и к этому времени могут начаться выбросы электроэнергии, чтобы предотвратить падение озера Мид ниже минимального энергобаланса. . [81] Эта ставка оправдалась: 16 августа 1964 года озеро Пауэлл едва преодолело отметку в 3490 футов (1060 м). [82]
Озеру Пауэлл потребовалось более 17 лет, чтобы наконец достичь полной высоты 3700 футов (1100 м) над уровнем моря, [83] которую оно пересекло 22 июня 1980 года. [84] Одна из основных причин такого медленного подъема. Помимо необходимости выполнения обязательств перед Нижним бассейном, произошла утечка огромного количества воды в пористый водоносный горизонт из песчаника Навахо. В период с 1963 по 1969 год в берега водохранилища ежегодно стекало до 655 000 акров-футов (0,808 км 3 ). [85] И наоборот, часть этого «банковского хранилища» течет обратно в водохранилище в виде источников и просачивается, когда озеро Пауэлл низкое. Вопрос о том, какая именно часть этой воды может вернуться в водоем, а какая «исчезает» в землю, является предметом споров. [86]
Бюро мелиорации прогнозирует, что как только озеро Пауэлл заполнится, общий объем берегового хранилища стабилизируется на уровне примерно 6 миллионов акров-футов (7,4 км 3 ), и в дальнейшем будет колебаться в зависимости от уровня воды в водохранилище. [85] Фактические потери составили 13,4 миллиона акров-футов (16,5 км 3 ), что в два раза превышает первоначальный прогноз, но данные о речном стоке показывают, что дальнейшая утечка после 1980 года была незначительной. [73] [85] Согласно исследованию 2013 года, проведенному гидрологом Томасом Майерсом для Института Глен-Каньон , водохранилище продолжает терять около 380 000 акров-футов (0,47 км 3 ) каждый год из-за утечек. [86] Согласно данным USBR за 2015 водный год (год, когда озеро Пауэлл не испытало значительного общего увеличения или уменьшения объема), озеро Пауэлл потеряло в общей сложности 368 000 акров-футов (0,454 км 3 ) из-за испарения и только 8 000 акр-фут (0,0099 км 3 ) к утечке. [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 сильному наводнению на западе Соединенных Штатов. [88] Поскольку озеро Пауэлл было почти заполнено, у USBR не было достаточно времени, чтобы опустить водохранилище для размещения дополнительного стока. К середине июня вода лилась в озеро Пауэлл со скоростью более 120 000 кубических футов в секунду (3 400 м 3 /с). Даже когда электростанция и водовыпускные сооружения работали на полную мощность, озеро Пауэлл продолжало подниматься до такой степени, что пришлось открыть водосбросы . Если не считать краткого испытания в 1980 году, это был единственный раз, когда водосбросы когда-либо использовались. [89]
В начале июня операторы плотины открыли ворота левого водосброса, направив по туннелю в реку внизу поток 10 000 кубических футов в секунду (280 м 3 /с), что составляет менее одной десятой мощности. Через несколько дней всю плотину вдруг начало сильно трясти. Водосброс был закрыт для проверки, и рабочие обнаружили, что поток воды вызывает кавитацию – взрывное обрушение вакуумных карманов в воде, движущейся с высокой скоростью – что повреждает бетонную облицовку и разрушает каменные туннели водосброса с верхних концов водосброса. отводные тоннели, которые соединяются со дном водоема. [90] Это быстро разрушалось кавитацией, и существовали опасения, что соединение будет установлено на дно озера Пауэлл, что поставит под угрозу фундамент плотины и приведет к разрушению плотины. [90]
Тем временем в Скалистых горах продолжал таять снег, а озеро Пауэлл продолжало быстро подниматься. Чтобы отсрочить использование водосбросов, USBR установило на воротах фанерные щиты (позже замененные стальными), чтобы повысить уровень озера. [91] Даже эта дополнительная мощность была исчерпана; Расходы через левый водосброс достигали 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 районе Лис-Ферри скорость реки Колорадо достигла пика в 97 300 кубических футов в секунду (2760 м 3 /с), что было и остается самым высоким расходом воды, зарегистрированным здесь с момента постройки плотины. [92] 14 июля озеро Пауэлл достигло высоты 3708,34 футов (1130,30 м), уровня, который с тех пор не был превышен. [93] Так же, как казалось неизбежным, что плотина выйдет из строя, притоки упали, и плотина была спасена. При осмотре было обнаружено, что кавитация нанесла огромные повреждения обоим водосбросам, унеся тысячи тонн бетона, стальной арматуры и огромные куски камня. [94]
Ремонт водосбросов начался как можно скорее и продолжался вплоть до 1984 года. На дне каждого водосброса были установлены воздушные щели, чтобы разрушать и поглощать удары пузырьков, образующихся в результате кавитации. В 1984 году сток реки Колорадо увеличился еще больше, чем в 1983 году, достигнув пика в 148 000 кубических футов в секунду (4 200 м 3 /с) в начале июня. [95] На этот раз USBR опустил водохранилище настолько, что оно поглотило большую часть ранних высоких потоков. Тем не менее, озеро Пауэлл быстро приблизилось к вершине ворот водосброса, и впоследствии усилия по строительству были сосредоточены на левом водосбросе, чтобы вовремя ввести его в эксплуатацию. 12 августа были открыты левые затворы водосброса, 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 противостоять будущим наводнениям масштаба 1983 года. [96] [97]
Спустя долгое время после того, как плотина Глен-Каньон была построена и продолжается по сей день, между сторонниками сноса плотины и теми, кто считает, что ее следует оставить на месте, сохраняются разногласия. Одним из первых споров по поводу плотины было ее влияние на национальный памятник «Радужный мост» , 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 держало озеро Пауэлл на уровне 3600 футов (1100 м) или ниже, чтобы предотвратить его проникновение в памятник. [99] Бюро мелиорации предложило построить барьерную плотину и насосную систему, чтобы не допустить попадания воды в памятник. Учитывая потенциальный ущерб, который будет нанесен удаленной среде, «лекарство будет намного хуже, чем болезнь». [100] Это предложение оспаривалось и оспаривалось в течение многих лет, пока в 1973 году оно не было окончательно отложено. [101] [102]
Плотина Глен-Каньон стала предметом влиятельной литературы, в том числе романа Эдварда Эбби «Банда гаечных ключей» (1975), в котором рассказывается история вымышленной группы защитников окружающей среды, борющихся против промышленных застройщиков на юго-западе Америки, их конечной целью была плотина Глен-Каньон. . [103] Роман приобрел культ после своей публикации и сделал плотину Глен-Каньон образцом разрушения окружающей среды, вызванного плотинами. Книга Эбби обсуждается в журнале Ecospeak: 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!» устроил акцию протеста против плотины, развернув конусообразный черный лист пластика длиной 300 футов (91 м) по поверхности плотины, создав впечатление, будто в конструкции появилась гигантская трещина - прямая реконструкция сцены из книги Эбби. Властям не удалось найти виновных. [105] [106]
В своей всеобъемлющей истории освоения западных водных ресурсов « Пустыня Кадиллак» (1986) Марк Рейснер раскритиковал политические силы, которые привели к строительству Глен-Каньона и сотен других плотин в 1960-х и 1970-х годах. Многие из этих проектов имели сомнительное экономическое обоснование и скрытые экологические издержки, но правительственные учреждения, которые их реализовали, а именно Бюро мелиорации и Инженерный корпус армии США , были больше заинтересованы в сохранении своих размеров и влияния. Рейснер пишет, что «на Западе, говорят, вода течёт в гору к деньгам». [108] [109]
В интервью 2011 года Флойд Домини , комиссар по мелиорации, который возглавлял проект по хранению реки Колорадо, поддержал позицию USBR относительно преимуществ проекта плотины. Хотя озеро Пауэлл теряет воду из-за испарения и утечки, оно продолжает выполнять важную функцию, улавливая сток во влажные годы в качестве «страховки» от засухи. [110] Во время засухи на реке Колорадо в 2000–2004 годах, когда в бассейне наблюдался самый низкий за пять лет уровень стока за всю историю наблюдений, озеро Мид, вероятно, высохло бы, а в нижнем бассейне произошли массовые сокращения, если бы не выбросы из озера Пауэлл. [111] [112]
Озера Пауэлл и Мид в настоящее время регулируются политикой «уравнивания», регулирующей выбросы из плотины Глен-Каньон. Чтобы поддерживать выработку гидроэлектроэнергии как на Глен-Каньоне, так и на плотинах Гувера, уровень озер необходимо поддерживать примерно на одном уровне. Распространение воды значительно увеличивает испарение. С 2000 года уровень озера Мид неуклонно снижался до критического уровня, при котором был бы объявлен дефицит для штатов Нижнего бассейна. В последние годы получил распространение план под названием «Сначала наполни Мид», согласно которому озеро Пауэлл будет осушено для того, чтобы вновь наполнить озеро Мид. Плотина Глен-Каньон останется на месте (поскольку полный демонтаж конструкции будет непомерно дорогим), но будет накапливать воду только в сезон дождей, когда сток превышает способность озера Мид удерживать ее. [113] [114]
Большая часть оппозиции этому плану носит политический характер: озеро Пауэлл по закону считается водой Верхнего бассейна, а озеро Мид принадлежит Нижнему бассейну. Друзья озера Пауэлл назвали это попыткой украсть воду из Верхнего бассейна, чтобы избежать нехватки воды в Нижнем бассейне. [115] Верхний бассейн освободил 107% своих обязательств от озера Пауэлл с 2000 года; [n 1] следовательно, падение уровня воды в озере Мид является результатом чрезмерного использования воды и отходов в штатах Нижнего бассейна [117] – «структурного дефицита». [118] Есть 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 1983 года Ларри Дж. Полсона из Университета Невады показало, что сброс холодной воды из плотины Глен-Каньон привел к значительному снижению температуры воды и, следовательно, испарения из озера Мид. [120]
Общий дизайн Глен-Каньона был основан на конструкции плотины Гувера – массивной бетонной арочной гравитационной конструкции, закрепленной в твердой скале – с некоторыми существенными изменениями. Инженеры хотели, чтобы плотина опиралась преимущественно на свою арочную форму, чтобы переносить огромное давление задержанной воды на стены каньона, а не зависеть от огромного веса конструкции, удерживающей резервуар, как это было сделано в Гувере. [121] Фундамент Глен-Каньона состоит из пористого песчаника, склонного к растрескиванию , в отличие от более прочного гранита на месте плотины Гувера, что вынуждает конструкцию Глен-Каньона следовать более консервативным линиям за счет значительного утолщения устоев, тем самым увеличивая площадь поверхности. через который вес плотины и водохранилища будет передаваться на скалу и уменьшать давление на очень хрупкие скалы. [121]
Плотина Глен-Каньон имеет высоту 710 футов (220 м) от фундамента и находится на высоте 583 футов (178 м) над рекой Колорадо. Гребень плотины составляет 1560 футов (480 м) в длину и 25 футов (7,6 м) в ширину, а максимальная толщина основания составляет 300 футов (91 м). Высота гребня составляет 3715 футов (1132 м), а высота реки Колорадо ниже плотины - 3132 футов (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 водовыпускные сооружения расположены у подножия плотины. [2] Выпускные сооружения состоят из четырех труб диаметром 96 дюймов (240 см), каждая из которых управляется кольцевым затвором и полым струйным клапаном . Производительность водовыпускных сооружений составляет 15 000 кубических футов в секунду (420 м 3 /с). [5]
Два водосбросных туннеля прорыты в стенах каньона с каждой стороны плотины. Двойные радиальные ворота, 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] Туннели потребовали 132 000 кубических ярдов (101 000 м 3 ) земляных работ 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 локтевых суставах, прежде чем вернуться в Река Колорадо. Это было сделано в целях экономии, но привело к разрушению обоих водосбросов 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]
Озеро Пауэлл емкостью 25 160 000 акров-футов (31,03 км 3 ) является вторым по величине искусственным озером в Соединенных Штатах по общему объему воды (после озера Мид), простирающимся на 186 миль (299 км) вверх по течению . через каньоны Аризоны и Юты. Озеро занимает площадь 161 390 акров (65 310 га) при полной высоте бассейна 3700 футов (1100 м). [5] Активная, или полезная, мощность составляет 20,876 миллиона акров-футов (25,750 км 3 ). [5] Минимальный уровень воды, необходимый для выработки электроэнергии, составляет 3490 футов (1060 м), что соответствует объему хранения 4,0 миллиона акров-футов (4,9 км 3 ), а также «мертвому бассейну», самой низкой точке, в которой может быть сброшена вода. через плотину составляет 3370 футов (1030 м) с объемом хранения 1,9 миллиона акров-футов (2,3 км 3 ). [123] Когда плотина Глен-Каньон была впервые построена, емкость водохранилища оценивалась в 28,04 миллиона акров-футов (34,59 км 3 ), но с тех пор часть этой суммы была потеряна из-за заиливания. [55] Из-за сотен заливов и извилистых боковых каньонов, в том числе образованных реками Сан-Хуан , Эскаланте и Грязный Дьявол , озеро Пауэлл имеет исключительно длинную береговую линию для озера такого размера - около 1960 миль (3150 км) в полный бассейн, длиннее, чем все западное побережье континентальной части США. [124]
Самая важная цель плотины Глен-Каньон - обеспечить хранилище, обеспечивающее приток достаточного количества воды из верхнего бассейна реки Колорадо в нижний, особенно в засушливые годы. Соглашение о реке Колорадо 1922 года требует ежегодной поставки 7,5 миллионов акров-футов (9,3 км 3 ) в штаты Нижнего бассейна - Аризону, Калифорнию и Неваду; договор 1944 года с Мексикой обязывает США разрешить использование как минимум 1,5 миллиона акров-футов (1,9 км 3 ) в мексиканских штатах Нижняя Калифорния и Сонора . Плотина Глен-Каньон должна обеспечить по меньшей мере 8,23 миллиона акров-футов (10,15 км 3 ) этой воды; оставшиеся 770 000 акров-футов (0,95 км 3 ) приходятся на другие притоки реки Колорадо. [125] Требуемый объем выбросов из Глен-Каньона усредняется за 10-летний период, поэтому объемы выбросов в каждый год могут быть выше или ниже в зависимости от объема стока. В более влажные годы Бюро мелиорации может принять решение о выпуске дополнительной воды из плотины Глен-Каньон, если уровень озера Пауэлл превышает «уровень выравнивания», высоту, определяемую разницей в объемах хранения между озером Пауэлл и озером Мид. [126] [127]
Большая часть притока озера Пауэлл возникает в результате летнего таяния снегов в Скалистых горах Колорадо, Юты и Вайоминга. [128] Попуски 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 в апреле-июле (сезон таяния снега) и соответствующим образом корректирует попуски из плотины Глен-Каньон, чтобы поддерживать озеро Пауэлл на безопасном уровне. Точный прогноз жизненно важен для предотвращения неконтролируемых разливов, которые приводят к потере воды, которую можно было бы использовать для производства 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 жаркой и сухой весны, которая испаряет снег до того, как он успевает растаять, или из-за чрезвычайно влажная весна, как это произошло в мае 1983 года. После едва не случившейся катастрофы в 1983 году USBR в начале каждого года поддерживало как минимум 2,4 миллиона акров-футов (3,0 км 3 ) водохранилища на озере Пауэлл, чтобы охранять против непредвиденного большого стока. [131]
.png/1280px-Lake_Powell_daily_water_volume_(1963-06-28_-_2023-12-16).png)
Сток реки Колорадо был ниже среднего с 2000 года в результате мегазасухи на юго-западе Северной Америки , что привело к снижению уровня озер. Зимой 2005 года (перед весенним стоком) озеро достигло самого низкого на тот момент уровня с момента наполнения - 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 поднялся, хотя с тех пор он не заполнился полностью. Летом 2011 года наблюдался третий по величине сток в июне и второй по величине в июле с момента закрытия плотины Глен-Каньон, а 30 июля уровень воды достиг пика почти на высоте почти 3661 фут (1116 м), 77 процентов от емкости. [132] Водные годы 2012 г. и 2013 год были, соответственно, третьим и четвертым годами с наименьшим стоком на реке Колорадо. К 9 апреля 2014 года уровень озера упал до 3574,31 фута (1089,45 м), что в значительной степени свело на нет успехи, достигнутые в 2011 году. [132]
Уровень реки Колорадо вернулся к норме в 2014 и 2015 годах (подняв озеро до 3606 футов (1099 м) к концу 2015 года. [132] Бюро мелиорации в 2014 году сократило сброс озера Пауэлл с 8,23 до 7,48 миллиона человек. акр-футов, впервые с тех пор, как озеро заполнилось в 1980 году. Это было сделано в соответствии с руководящими принципами «уравнивания», которые предусматривают, что примерно равное количество воды должно сохраняться как в озере Пауэлл, так и в озере Мид , чтобы сохранить гидроэнергию. -мощности по выработке электроэнергии на обоих озерах. Это привело к тому, что озеро Мид упало до самого низкого уровня за всю историю наблюдений с 1930-х годов.
Долгосрочное снижение уровня воды продолжалось, что привело к аварийному сбросу воды из водохранилища Пылающего ущелья в июле 2021 года [133] , а 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 тех пор, как оно было заполнено в 1963 году . что привело к призывам экологов осушить озеро Пауэлл и вернуть Глен-Каньону его естественное, свободнотекущее состояние.
[135] [136] [137]
Другая основная цель плотины Глен-Каньон — производство 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 он уже давно известен как плотина «кассового аппарата». Плотина также служит основной пиковой электростанцией и источником электроэнергии для аварийного пуска юго-западной электросети. [73] [139] Электростанция имеет общую мощность 1320 мегаватт от восьми генераторов мощностью 165 000 киловатт . Каждый генератор приводится в движение турбиной Фрэнсиса с вертикальной осью мощностью 254 000 лошадиных сил . Общий гидравлический напор составляет 510 футов (160 м). [6] Установки были установлены в период с сентября 1964 года по февраль 1966 года с первоначальной мощностью 950 мегаватт; проект модернизации, реализованный в период с 1985 по 1997 год, довел его до нынешней мощности. [6]
Из-за колебаний нагрузки на электросеть сброс воды из плотины в реку Колорадо ежедневно резко возрастает и падает. После завершения строительства плотины в 1964 году ограничений на производство гидроэлектроэнергии было мало. Минимальный сброс плотины был установлен на уровне 1000 кубических футов в секунду (28 м 3 /с) (увеличен до 3000 кубических футов в секунду (85 м 3 /с) во время летнего сезона сплава по бурной воде ), с максимальным объемом 31 500 кубических футов в секунду. футов в секунду (890 м 3 /с) в часы пик; Чтобы отреагировать на изменение спроса на электроэнергию, речной сток может удвоиться или даже утроиться в течение часа. [140] Это вызвало серьезную эрозию берегов реки Колорадо ниже по течению, повредив среду обитания местных рыб и создав опасность для лодочников, которые могли застрять, когда поток реки падал слишком быстро. [141] В 1990 году были введены временные ограничения на эксплуатацию плотин до публикации окончательного заявления о воздействии на окружающую среду (EIS). [140]
EIS, завершенный 21 марта 1995 г., закрепил некоторые ограничения на эксплуатацию плотин, ограничив максимальное выделение мощности до 25 000 кубических футов в секунду (710 м 3 /с), а максимальное часовое «нарастание» (увеличение речного стока) до 4 000 кубических футов в секунду. футов в секунду (110 м 3 /с), а максимальное «снижение» до 1500 кубических футов в секунду (42 м 3 /с). [140] Минимальный сброс плотины был установлен на уровне 8000 кубических футов в секунду (230 м 3 /с) в течение дня и 5000 кубических футов в секунду (140 м 3 /с) ночью. Попуски для борьбы с наводнениями могут быть увеличены, но они должны оставаться постоянными в течение всего месяца. Поскольку эти критерии ограничивают гибкость плотины Глен-Каньон для удовлетворения потребностей сети, экономические потери за период 1997–2005 годов оцениваются в 38–58 миллионов долларов в год. [7]
В период с 1980 по 2013 год плотина Глен-Каньон вырабатывала в среднем 4717 гигаватт-часов (ГВтч) в год, чего достаточно для примерно 400 000 домов. Самый высокий показатель составлял 8703 ГВтч в 1984 году, а самый низкий - 3299 ГВтч 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 уровень означает большее давление (напор) на турбинах. [7] Гидроэнергия, вырабатываемая в Глен-Каньоне, обслуживает около 5 миллионов человек в Аризоне, Колорадо, Неваде, Нью-Мексико, Юте и Вайоминге и продается коммунальным предприятиям в этих штатах по 20-летним контрактам. [138] Продажей электроэнергии с 1977 года управляет Управление энергетики Западного региона. Плотина Глен-Каньон производит достаточно энергии, чтобы компенсировать 6,7 миллиардов фунтов (3 миллиарда кг) выбросов углекислого газа каждый год. [142] Засуха в XXI веке привела к сокращению количества гидроэлектроэнергии, вырабатываемой плотиной Глен-Каньон. [143]
Необычной особенностью электростанции Глен-Каньон является лужайка с мятликом Кентукки [122] площадью 86 000 квадратных футов (8 000 м 2 ) , занимающая полумесяц между плотиной и гидроэлектростанцией. Во время строительства в 1964 году стальные водоводы, подающие воду на электростанцию, были обнажены и при использовании испытывали сильную вибрацию. Инженеры решили закопать их в почву, чтобы они служили буфером от потенциально разрушительных вибраций. Позже была посажена трава, чтобы предотвратить разнос грязи, но она также обеспечивает мягкий охлаждающий эффект за счет эвапотранспирации , снижая температуру внутри электростанции. [144]
Из-за огромного экологического воздействия на реку Колорадо плотина Глен-Каньон десятилетиями подвергалась критике со стороны экологического движения. Расположенное в условиях пустынного климата среди пористой геологии, озеро Пауэлл вызывает огромные потери от испарения и просачивания. По оценкам Института Глен-Каньона, в среднем за год из водохранилища теряется 860 000 акров-футов (1,06 км 3 ). [145] Это составляет 6 процентов стока реки Колорадо, что является все более ценным количеством воды в засушливых землях как для людей, так и для животных и растений, обитающих вдоль реки. [145] (Это количество значительно уменьшается, когда озеро Пауэлл низкое; при наполовину заполненном водой водохранилище в 2015 году испарение составило 368 000 акров-футов (0,454 км 3 ).) [87]
Как и все плотины, Глен-Каньон задерживает отложения (ил), но поскольку Колорадо является особенно мутной рекой, плотина создала еще более заметные последствия для реки в Гранд-Каньоне. Ежегодно за плотиной задерживается около 100 миллионов тонн США (90 700 000 метрических тонн) отложений, что соответствует примерно 30 000 нагрузкам самосвалов в день. [146] Из-за плотины отложения, отложенные Колорадо и ее притоками, медленно заполняют каньон, и прогнозы оценивают срок полезного использования водохранилища от 300 до 700 лет. [147] [148] Если не будут предприняты такие действия, как дноуглубительные работы или промывка наносов , через несколько сотен лет отложения наносов начнут накапливаться у подножия плотины и постепенно заблокируют различные водовыпускные отверстия, снижая пропускную способность плотины до хранить и выпускать воду. Таким образом, станет труднее поддерживать требуемый сброс в 8,23 миллиона акров-футов (10,15 км 3 ) ниже плотины. Река Колорадо в засушливые сезоны уменьшится до минимума, как это, естественно, происходило до строительства плотины, что потенциально может поставить под угрозу водоснабжение штатов Нижнего бассейна. [148]
В реке Колорадо, идущей через Гранд-Каньон, сейчас нет источника отложений, необходимого для строительства песчаных отмелей и островов, и эти естественные речные образования внутри каньона теперь серьезно пострадали от эрозии. Наводнения, которые когда-то ежегодно размывали реку, теперь сдерживаются плотиной, за исключением исключительных случаев, таких как 1983–1984 годы; 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 подходящие места для стоянки из-за зарослей. Борьба с наводнениями также привела к тому, что река не смогла снести оползни , которые часто встречаются в каньонах, что привело к созданию все более опасных порогов , которые представляют опасность как для рыбы, так и для лодочников. До строительства плотины Колорадо обычно весной достигал расхода более 100 000 кубических футов в секунду (2 800 м 3 /с); в большинстве лет, за некоторыми исключениями, этот показатель был ограничен менее чем 25 000 кубических футов в секунду (710 м 3 /с). [149] [150]
До того, как плотина была построена, температура в реке Колорадо колебалась от более 80 ° F (27 ° C) в жаркую летнюю жару до чуть выше нуля зимой. Сегодня вода, выбрасываемая из Глен-Каньона, имеет постоянную температуру 46 ° F (8 ° C) в течение всего года из-за эффекта тепловой массы в озере Пауэлл. Вода, обычно сбрасываемая с глубины сотен футов ниже поверхности озера через водоводы, изолируется от колебаний температуры толстым слоем воды над ней. [151] [152] Николай Рэмси из Фонда Гранд-Каньона описывает более чистую и холодную реку как «зону смерти для местной рыбы», [153] таких как эндемичный колорадский судак и горбатый голавль , которые приспособлены к выживанию в теплых, холодных условиях. иловая вода. [153]
По словам биолога и речного гида Майкла П. Гильери, многие случаи утопления среди лодочников в Гранд-Каньоне были вызваны или усугублены быстрой гипотермией и гипотермическим шоком, вызванными входом в холодную воду. Он далее рассказал, что во время рекордного сезона полноводия после плотины в 1983 году (упомянутого выше) в каньоне произошел только один несчастный случай на лодке, что бросает серьезный вызов представлениям о том, что плотина, уменьшая и смягчая речные потоки, увеличивает безопасность пользователей реки каньона. [154] Температура воды в реке в 1983 году была значительно выше, чем обычно, из-за того, что большая часть воды поступила из-за перелива более теплых поверхностных вод через водосбросы плотины Глен-Каньон, а не из более холодных нижних уровней, которые питают водоводы. [154]
Плотина Глен-Каньон также оказала воздействие на реку Колорадо, расположенную ниже по течению от Гранд-Каньона. Когда ворота плотины были закрыты в 1963 году, в результате сокращения речного стока фактически высохла дельта реки Колорадо , большое устье реки Колорадо, образованное рекой Колорадо в Калифорнийском заливе (море Кортеса) в Мексике. До завершения строительства плотины Глен-Каньон ежегодно в дельту достигало от 4 до 6 миллионов акров-футов (от 4,9 до 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, в обычный год остается недостаточно воды для поступления в дельту, и около 3000 квадратных миль (7800 км 2 ) экологически продуктивных водно-болотных угодий исчезнувший. В 2014 году в дельту был направлен преднамеренный «импульсный поток», чтобы восстановить некоторые из этих водно-болотных угодий; Жизнеспособность таких потоков вызывает споры, учитывая и без того высокий спрос на воду реки Колорадо. [156]
26 марта 1996 года затворы и две обводные трубы водовыпускных сооружений на плотине Глен-Каньон были открыты на максимальную мощность, в результате чего поток со скоростью 45 000 кубических футов в секунду (1300 м 3 /с) двинулся вниз по реке Колорадо. Это был первый из «экспериментов с высоким расходом» Программы адаптивного управления Глен-Каньоном - контролируемой попытки помочь восстановлению поврежденной речной экосистемы путем имитации наводнений, которые когда-то каждую весну проносились через каньоны. [157] Поток, похоже, очистил многочисленные очаги вторгающейся растительности, унес оползни, которые стали опасны для лодочников, и переставил песчаные и гравийные отмели вдоль реки, и первоначально считалось, что это экологический успех. Однако в последующие месяцы было обнаружено, что первоначальные результаты вводили в заблуждение. [158] [159]
Экипажи, работавшие в Гранд-Каньоне после эксперимента 1996 года, обнаружили, что агрессивная растительность не была унесена, как считалось ранее, а только закопана, и в основном восстановилась в течение шести месяцев. Площадь поверхности песчаных отмелей была увеличена, но большая часть материала была вымыта из затопленных частей отмелей и отложена наверху, что сделало их нестабильными, а не вымыло со дна реки, как ожидалось. [160] Последующие выбросы в 2004, 2008, [161] 2012, [162] и 2014 [163] были приурочены к тому, чтобы воспользоваться летними муссонными штормами и перераспределить осадки, переносимые в Гранд-Каньон реками Пария и Литтл-Колорадо . [164] Эксперименты с высоким расходом не изменяют общий объем стока воды из озера Пауэлл на ежегодной основе, но, как следствие, выбросы гидроэлектроэнергии в остальное время года должны быть сокращены. Некоторые организации, такие как Living Rivers, продолжают считать, что плотина оказывает слишком сильное 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 водного спорта как одно из лучших мест для отдыха на воде в мире». [165] Несмотря на свое отдаленное 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 , водные лыжи , плавание и пеший туризм. Подготовленные палаточные лагеря можно найти на каждой пристани, но многие посетители предпочитают арендовать плавучий дом или привезти собственное туристическое снаряжение, найти укромное место где-нибудь в каньонах и разбить собственный лагерь (нет никаких ограничений на то, где посетители могут остановиться). [165] Около 85 000 человек в год путешествуют на лодке к Радужному мосту в штате Юта, большой естественной арке, когда-то очень труднодоступной, но теперь легко доступной, потому что рядом с ней простирается один из рукавов водохранилища. [166]
Поскольку большая часть озера окружена крутыми стенами из песчаника, доступ к развитым пристаням ограничен. Активно используемые пристани 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 штате Юта. Пристань Хайт , расположенная в верхней части водохранилища рядом с мостом Хайт-Кроссинг , сейчас заброшена, поскольку уровень воды обычно слишком низок, чтобы лодки могли спустить туда воду. До других объектов комплекса Dangling Rope и Rainbow Bridge можно добраться только на лодке. [167] Помимо мостов на обоих концах озера, автомобильно-пассажирский паром между Холлс-Кроссинг и Буллфрог — единственный способ для транспортных средств пересечь озеро Пауэлл. [168]
Ежегодно более 500 000 человек посещают Центр посетителей Карла Хайдена на плотине Глен-Каньон. [169] Бюро мелиорации обеспечивает экскурсии по плотине; После терактов 11 сентября были приняты строгие меры безопасности . [170] [171] До основания плотины также можно добраться на лодке от парома Ли. [172] Из-за холодной и чистой воды, выбрасываемой из озера Пауэлл, участок реки Колорадо между плотиной Глен-Каньон и переправой Ли стал отличным местом для ловли радужной форели . [173] [174] Форель не является родной для системы реки Колорадо; их зарыбили в реке ниже плотины Глен-Каньон после того, как плотина была построена. Другая неместная рыба, такая как малоротый окунь , полосатый окунь , большеротый окунь и черный краппи, была высажена в озере Пауэлл, чтобы обеспечить возможности для спортивной рыбалки. [175]
Как и во многих озерах и водохранилищах США, в озере Пауэлл существует активная проблема с мидиями-зебрами и кваггами , инвазивными видами двустворчатых моллюсков , происходящими из Восточной Европы. Мидии чаще всего переносят из озера в озеро, прикрепив их к корпусам лодок и внутри трюма лодок . По закону пользователи озера обязаны чистить, осушать и сушить свои суда как до, так и после поездки на озеро Пауэлл. [176] Заражение мидиями имеет тенденцию засорять водозаборы гидроэлектростанций на плотине Глен-Каньон, а также гребные винты и выхлопные трубы лодок, что требует дорогостоящей дезактивации. Их влияние на экологию озера представляется незначительным или даже полезным, поскольку они служат источником пищи для рыб. [177]
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )