Калифорнийский акведук губернатора Эдмунда Г. Брауна представляет собой систему каналов, туннелей и трубопроводов, по которым вода собирается из гор Сьерра-Невада и долин Северной и Центральной Калифорнии в Южную Калифорнию . [4] Названный в честь губернатора Калифорнии Эдмунда Джеральда «Пэт» Брауна-старшего , акведук длиной более 400 миль (640 км) является основной особенностью водного проекта штата Калифорния .
Акведук начинается в заливе Клифтон-Корт в юго-западном углу дельты реки Сакраменто-Сан-Хоакин . Затем акведук направляется на юг, в конечном итоге разделяясь на три ветви: прибрежную ветвь, заканчивающуюся у озера Качума в округе Санта-Барбара ; Западное отделение, подающее воду к озеру Кастаик в округе Лос-Анджелес ; и Восточная ветвь, соединяющая озеро Сильвервуд в округе Сан-Бернардино .
Департамент водных ресурсов (DWR) управляет и обслуживает Калифорнийский акведук, включая одну гидроаккумулирующую электростанцию, электростанцию Джанелли . Джанелли расположен у подножия плотины Сан-Луис , которая образует водохранилище Сан-Луис , крупнейшее водохранилище в Соединенных Штатах. [5]
Электростанция Кастаик, хотя и похожа на нее и которая принадлежит и управляется Департаментом водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса , расположена на северной оконечности озера Кастаик , а плотина Кастаик расположена на южной оконечности.
Проседание земли произошло вдоль акведука и постоянно увеличивалось с момента его относительно стабильного состояния после строительства акведука.
Акведук обслуживает 35 миллионов человек и 5,7 миллиона акров сельскохозяйственных угодий [6] и начинается в дельте реки Сан-Хоакин-Сакраменто у насосной станции Бэнкс , которая перекачивает воду из Клифтон-Корт-Форебей . Вода перекачивается насосной станцией Бэнкса в водохранилище Бетани . Водохранилище служит передним заливом для Акведука Южного залива через насосную станцию Южного залива . От водохранилища Бетани акведук под действием силы тяжести течет примерно на 60 миль (97 км) к заливу О'Нил на водохранилище Сан-Луис . От залива О'Нил он течет примерно в 16 милях (26 км) к насосной станции Дос Амигос . После Дос-Амигос акведук протекает примерно на 95 миль (153 км) до места, где прибрежная ветвь отделяется от «основной линии». Раскол находится примерно в 16 милях (26 км) к юго-юго-востоку от Кеттлман-Сити . После прибрежной ветки линия под действием силы тяжести продолжается еще на 66 миль (106 км) до насосной станции Буэна-Виста. От Буэна-Виста река течет примерно в 27 милях (43 км) к насосной станции Тиринк. После Тиринка он течет примерно в 2,5 милях (4,0 км) к насосной станции Крисмана. Крисман - последняя насосная станция перед Эдмонстонской насосной станцией , которая находится в 13 милях (21 км) от Крисмана. К югу от завода западная ветвь отделяется в юго-западном направлении и обслуживает бассейн Лос-Анджелеса . На насосной станции в Эдмонстоне его перекачивают на высоту 1926 футов (587 м) над горами Техачапи . [7]
Вода течет по акведуку серией резких подъемов и постепенных падений. Вода стекает по длинному участку, построенному под небольшим уклоном, и поступает на насосную станцию, питаемую от Пути 66 или Пути 15 . Насосная станция поднимает воду, откуда она снова постепенно стекает вниз к следующей станции. Однако там, где есть существенные перепады, потенциальная энергия воды улавливается гидроэлектростанциями . Первая насосная станция, питающаяся из дельты реки Сакраменто, поднимает воду на 240 футов (73 м), а серия насосов, завершающаяся на насосной станции в Эдмонстоне, поднимает воду на 1926 футов (587 м) над горами Техачапи.
Типичная секция имеет бетонный канал длиной 40 футов (12 м) у основания и среднюю глубину воды около 30 футов (9,1 м). Самая широкая часть акведука составляет 110 футов (34 м), а самая глубокая — 32 фута (9,8 м). Производительность канала составляет 13 100 кубических футов в секунду (370 м 3 /с), а производительность крупнейшей насосной станции в Дос Амигос составляет 15 450 кубических футов в секунду (437 м 3 /с).
По оценкам исследования 2021 года, опубликованного в журнале Nature Sustainability , установка солнечных панелей над каналом потенциально может сократить годовое испарение воды на 11–22 миллиона галлонов США на милю (27 000 000–51 000 000 л/км) канала. Хотя электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, может использоваться насосными системами акведука, в исследовании также рассматривается возможность подачи электроэнергии в ирригационные системы в Центральной долине , чтобы уменьшить зависимость от ирригационных насосов с дизельным двигателем. Подобные солнечные установки, охватывающие каналы, были продемонстрированы в Индии, в том числе конструкция стальной фермы в Гуджарате и конструкция подвесного кабеля в Пенджабе . [8]
От начала до первой ветки акведук проходит через части округов Контра-Коста, Аламеда, Сан-Хоакин, Станислав, Мерсед, Фресно и Кингс. Затем акведук разделяется на три ветви: прибрежную ветвь в Центральной долине, а также восточную и западную ветви после прохождения через горы Техачапи .
Прибрежная ветвь отделяется от основной линии в 11,3 милях (18,2 км) к юго-юго-востоку от Кеттлман-Сити , пересекая округа Кингс , округ Керн , округ Сан-Луис-Обиспо и округ Санта-Барбара , чтобы доставлять воду в прибрежные города Сан-Луис-Обиспо , Санта-Мария. и Санта-Барбара . [9] Прибрежная ветвь составляет 116 миль (187 км) и имеет пять насосных станций. Фаза I, надземный акведук общей протяженностью 15 миль (24 км) от места, где он ответвляется от Калифорнийского акведука, была завершена в 1968 году. Строительство началось в 1994 году. Фаза II состоит из 101 мили (163 км) 42–57 км. Подземный трубопровод диаметром 1,07–1,45 м, идущий от насосного завода Devils Den и заканчивающийся в резервуаре 5 на базе космических сил Ванденберг в округе Санта-Барбара . Расширение Центрального управления прибрежного водоснабжения (CCWA), завершенное в 1997 году, представляет собой трубопровод диаметром (30–39 дюймов) (76–99 см), который проходит на 42 мили (68 км) от Ванденберга через деревню Ванденберг , Ломпок , Буэллтон и Солванг. где он заканчивается у озера Качума в национальном лесу Лос-Падрес . [10]
Объекты Берегового филиала включают: [11]
Акведук разделяется на Восточную ветвь и Западную ветвь на крайнем юге округа Керн, к северу от линии округа Лос-Анджелес. Восточная ветвь снабжает водой озеро Палмдейл и заканчивается у озера Перрис , в районе перевала Сан-Горгонио . Он проходит через части округов Керн, Лос-Анджелес, Сан-Бернардино и Риверсайд.
Объекты Восточного филиала включают: [11]
Западное отделение продолжает двигаться к своей конечной точке у озера Пирамид и озера Кастаик в Национальном лесу Анхелес, чтобы снабжать западный бассейн Лос-Анджелеса. Он проходит через части округов Керн и Лос-Анджелес.
Объекты Западного отделения включают [11]
Когда он был открыт, велосипедная дорожка Калифорнийского акведука была самой длинной из мощеных дорожек в районе Лос-Анджелеса : ее длина составляла 107 миль (172 км) от озера Куэйл возле Гормана в горах Сьерра-Пелона через пустыню до озера Сильвервуд в Сан-Бернардино. Горы . Этот путь был закрыт в 1988 году из-за проблем с безопасностью и ответственностью велосипедистов. Ожидается, что он останется закрытым на неопределенный срок из-за сохраняющихся проблем с ответственностью и повышенного внимания к безопасности, особенно после атак 11 сентября 2001 года .
Две основные речные системы истощают и определяют две части Центральной долины . Их влияние на Калифорнийский акведук является как прямым, так и косвенным. Река Сакраменто вместе со своими притоками Фезер-Ривер и Американ-Ривер течет на юг через долину Сакраменто на протяжении около 447 миль (719 км). [13] В долине Сан-Хоакин река Сан-Хоакин течет примерно на северо-запад на протяжении 365 миль (587 км), вбирая притоки, такие как река Мерсед , река Туолумне , река Станислав и река Мокелумне . [14]
В южной части долины Сан-Хоакин аллювиальный веер реки Кингс и еще один поток ручьев Берегового хребта создали водораздел и, в результате, образовался ныне высохший бассейн Туларе в Центральной долине, в который впадают четыре основные реки Сьерра-Невады, Кингс, Кавеа , Туле и Керн . Этот бассейн, обычно бессточный , раньше заполнялся во время сильного таяния снегов и выливался в реку Сан-Хоакин. Озеро Туларе , называемое озером Туларе , в настоящее время обычно высохло, поскольку питающие его реки были использованы для сельскохозяйственных целей. [15]
Реки Центральной долины сходятся в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин , сложной сети болотистых каналов, рукавов и болот, которые извиваются вокруг островов, в основном используемых для сельского хозяйства. Здесь пресная вода рек сливается с приливной водой и в конечном итоге достигает Тихого океана , пройдя через залив Суисун , залив Сан-Пабло , верхнюю часть залива Сан-Франциско и, наконец, Золотые Ворота . Многие острова в настоящее время лежат ниже уровня моря из-за интенсивного сельского хозяйства и подвержены высокому риску затопления, что приведет к тому, что соленая вода устремится обратно в дельту, особенно когда из долины поступает слишком мало пресной воды. [16]
Река Сакраменто несет гораздо больше воды, чем Сан-Хоакин, с примерно 22 миллионами акров-футов (27 км 3 ) девственного годового стока по сравнению с примерно 6 миллионами акров-футов (7,4 км 3 ) реки Сан-Хоакин. Интенсивное потребление воды в сельском хозяйстве и муниципальном хозяйстве снизило нынешнюю скорость стока примерно до 17 миллионов акров-футов (21 км 3 ) для Сакраменто и 3 миллионов акров-футов (3,7 км 3 ) для Сан-Хоакина; однако эти цифры по-прежнему сильно различаются из года в год. Более 25 миллионов человек, живущих как в долине, так и в других регионах штата, полагаются на воду, которую несут эти реки. [17]
Проседание земли — это когда земля постепенно или внезапно оседает или оседает из-за движения или удаления природных материалов, таких как вода, минералы, нефть и природные газы. [18] Чаще всего проседание происходит, когда большое количество грунтовых вод удаляется из отложений или горных пород. [19] Поскольку грунтовые воды извлекаются из глубоких подземных слоев глины, глина сжимается, вызывая проседание. [20] В случае удаления подземных вод разрушение земель на поверхности и подземных запасов воды может быть либо эластичным, то есть восстанавливаемым, либо неэластичным, то есть постоянным. [21] Крупнозернистые отложения, удерживающие грунтовые воды, могут быть осушены и пополнены с минимальным ущербом для подземных и поверхностных слоев, а происходящее изменение считается сезонным проседанием. [21] Однако мелкозернистым отложениям требуется больше времени для вытягивания воды и пополнения запасов, и если уровень грунтовых вод остается низким слишком долго, уплотнение отложений становится постоянным и вызывает необратимое проседание земли. [21] Это часто происходит из-за вмешательства человека, но может произойти и в результате природных явлений. Проседание может произойти на очень больших площадях или на небольших участках суши. [18] Это произошло вдоль Калифорнийского акведука государственного водного проекта с момента его строительства.
Человеческие причины включают в себя; перекачка, добыча полезных ископаемых и гидроразрыв. [18]
Естественные причины включают в себя; землетрясения, эрозия, движение ледников, уплотнение почвы и образование провалов. [18]
Использование и откачка подземных вод в этом районе были основным видом использования воды фермерами и сельским хозяйством в 1920-х годах, и со временем эта чрезмерная откачка привела к оседанию земель и снижению уровня ресурсов подземных вод. Со временем это привело к значительному проседанию земель к 1970-м годам, при этом местные районы имели проседание от 1 до 28 футов. С созданием и использованием Калифорнийского акведука в этих регионах транспортировка поверхностных вод остановила значительное уплотнение и восстановление уровня грунтовых вод, которое теперь происходит при меньшем объеме откачки грунтовых вод. [22] Скорость проседания акведука быстро увеличивалась, хотя он был относительно стабильным в течение многих лет после постройки. [23] Согласно измерениям спутника НАСА GRACE, бассейн Туларе оседает со скоростью около одного фута в год. [24] Центральная долина, через которую проходит большая часть Калифорнийского акведука, пострадала от откачки грунтовых вод и последующего проседания земли. [25] Фермеры в Центральной долине и вблизи нее стали зависеть от грунтовых вод, особенно после недавней засухи, которая повлияла на количество легкодоступных поверхностных вод. [20] Однако чрезмерное использование грунтовых вод может нанести необратимый ущерб. Во время засухи в Калифорнии в 2011–2017 годах , которая была рекордно сильной, подземные воды и их возможности для хранения в долине Сан-Хоакин резко сократились. [26] С октября 2011 по сентябрь 2015 года измерения уровня грунтовых вод в водоносных горизонтах долины Сан-Хоакин зафиксировали потерю 14 км 3 /год, в общей сложности 56 км 3 . [26] В тот же период в долине Сан-Хоакин было измерено проседание земли до 1000 мм. [26] Обеспокоенность по поводу истощения грунтовых вод способствовала принятию законодательства, направленного на снижение спроса на грунтовые воды и стимулирование фермеров к использованию устойчивых методов орошения. [20]
Измерение этого оседания осуществляется несколькими способами. Первоначально проседание фиксировалось на основе топографической съемки, повторения съемки и одновременного мониторинга уплотнения путем регистрации данных экстензометров на нескольких участках. С тех пор системы глобального позиционирования (GPS) использовались наряду с геодезией для регистрации оседаний и уплотнений. [18] Совсем недавно для мониторинга оседания вместе с GPS использовался интерферометрический радар с синтезированной апертурой (InSAR). InSAR используется для воссоздания карт, позволяющих внимательно следить за развитием местности вокруг акведука. [27]
Оседание может подвергнуть землю, как частную, так и государственную, риску повреждения инфраструктуры. Мосты, дамбы, дороги и колодцы грунтовых вод либо находятся под угрозой повреждения, либо уже повреждены. По мере прогрессирования опускания подземные водоносные горизонты могут оказаться под угрозой, а запасы воды в них могут оказаться под угрозой. [27] Повреждение и затопление канала акведука уже произошло из-за проседания, что сделало канал менее надежным. Пропускная способность была снижена из-за повреждения каналов, что вызвало проблемы и задержки с доставкой воды по штату, а также более высокие тарифы и затраты на электроэнергию и эксплуатацию. [19]
Документальный фильм об упадке инфраструктуры США « Разрушение Америки» [ 28] был снят по заказу американской сети A&E в конце 2000-х годов. Документальный фильм обычно показывают на телеканале History в США, хотя его показывали и другие образовательные вещатели по всему миру. В нем Клифтон-Корт-Форбей (основной водозабор Калифорнийского акведука) изображен как «стратегический участок инфраструктуры пресной воды Калифорнии», который может быть отключен на срок до двух лет в случае землетрясения магнитудой 7,5 или более.
Акведук показан в эпизоде сериала « Золото Калифорнии» с Хьюэллом Хаузером . [29]
