Плотина Фриант — бетонная гравитационная плотина на реке Сан-Хоакин в центральной Калифорнии в США, на границе округов Фресно и Мадера . Она была построена между 1937 и 1942 годами в рамках водного проекта Бюро мелиорации США (USBR) для обеспечения ирригационной водой южной части долины Сан-Хоакин . Плотина запруживает озеро Миллертон , водохранилище площадью 4900 акров (2000 га) примерно в 15 милях (24 км) к северу от Фресно .
Долина, в которой сейчас находятся плотина Фриант и озеро Миллертон, когда-то была местом расположения исторического города Миллертон . Миллертон был первым административным центром округа Фресно. [5] [6] В 1880 году первая плотина на реке Сан-Хоакин была построена компанией Upper San Joaquin Irrigation Company примерно на нынешнем месте плотины Фриант. Построенная из местного камня, плотина была сооружением длиной 800 футов (240 м) и высотой 6 футов (1,8 м), предназначенным для отвода воды для орошения 250 000 акров (100 000 га). Проект был заброшен из-за наводнения, которое разрушило плотину два года спустя. [7]
Плотина Фриант была первоначально предложена в 1930-х годах как основная часть проекта Центральной долины (CVP), федерального водного проекта, который включал бы строительство обширной системы плотин и каналов на реках Центральной долины для обеспечения водой сельского хозяйства, с вторичными целями борьбы с наводнениями, муниципального снабжения и выработки гидроэлектроэнергии. [8] CVP была разрешена Законом о реках и гаванях 1935 года , в то время как 20 миллионов долларов первоначального финансирования плотины Фриант были предоставлены Законом об ассигнованиях на чрезвычайную помощь 1935 года . [9]
Первоначальные обследования плотины Фриант были проведены в ноябре 1935 года и продолжались до начала 1936 года. В январе 1938 года недалеко от города Фриант был основан рабочий лагерь для размещения рабочих, которые в конечном итоге будут работать на плотине. В разгар Великой депрессии на плотину Фриант хлынул огромный поток соискателей работы, многие из которых были вынуждены жить дальше в близлежащих городах. Более 50 000 человек присутствовали на закладке фундамента плотины 5 ноября 1939 года на праздновании, которое теперь известно как «одно из величайших в истории долины Сан-Хоакин». [10]
Строительство плотины Фриант началось с подрыва и выемки грунта на месте плотины для удаления более 1 200 000 кубических ярдов (920 000 м 3 ) рыхлого материала над коренной породой. Перед тем, как на главную стену плотины был уложен бетон, подстилающая порода была тщательно зацементирована , чтобы заполнить 725 отверстий и швов, которые в противном случае могли бы вызвать нестабильность фундамента. Бетон, используемый при строительстве плотины, был изготовлен из песка и гравия, выкопанных из поймы реки Сан-Хоакин примерно в 3 милях (4,8 км) ниже плотины, чтобы сформировать озеро Лост-Лейк. Примечательно, что на месте раскопок было обнаружено более 5 400 унций (150 кг) россыпного золота — стоимостью 176 000 долларов США на тот момент. [11] Ветка Южно-Тихоокеанской железной дороги доставляла этот материал на бетоносмесительный завод, который мог производить до 6000 кубических ярдов (4600 м 3 ) бетона в час, непосредственно прилегающий к строительной площадке. [12] В июле 1940 года река Сан-Хоакин была отведена через деревянный лоток, чтобы можно было начать работы по фундаменту. [11]
29 июля первый бетон был залит в основное тело плотины Фриант. Чтобы сохранить целостность конструкции, плотина была построена в виде ряда блоков или форм, каждая размером 50 футов (15 м) в квадрате. Бетон был уложен с помощью массивной стальной эстакады высотой 210 футов (64 м) и длиной 2200 футов (670 м), по которой двигались небольшие моторизованные железнодорожные вагоны, которые доставляли бадьи с бетоном из смесительного завода. Два портальных крана поднимали бадьи с вагонов и выливали их на формы. Летом 1941 года рабочая сила достигла пика в 1500 человек, а месячный рекорд по укладке бетона в 228 000 кубических ярдов (174 000 м 3 ) был установлен в августе. [13]
Во время строительства плотины несколько мест захоронения коренных американцев были снесены и перезахоронены.
Рабочие спешили завершить главную стену плотины после того, как постановление Совета по военному производству (WPB) приостановило выделение ресурсов для оказания помощи военным усилиям США во Второй мировой войне . Плотина была возведена 16 июня 1942 года, всего через два года после заливки первого бетона. Однако водосбросные затворы, водоспускные клапаны и два оросительных канала, которые должен был поддерживать Фриан, остались незавершенными после распоряжения WPB. [11]
Однако война не остановила строительство полностью. Менее чем через год WPB «[определил] завершение строительства канала Мадера и установку задвижек на плотине Фриант, необходимых для производства продовольствия и волокон в военное время», что позволило возобновить строительство в ограниченном масштабе. [11] Пара регулирующих задвижек была позаимствована с плотины Гувера , что позволило закрыть речные стоки , и озеро Миллертон начало заполняться 21 февраля 1944 года. Работа на канале Мадера, меньшем из двух оросительных каналов, обслуживаемых плотиной Фриант (другой, канал Фриант-Керн , не будет завершен еще четыре года), была завершена в 1945 году, и вода впервые пошла по всей его длине 10 июня, а поставки ирригационной воды начались месяцем позже. [11]
Плотина была официально открыта 9 июля 1949 года губернатором Калифорнии Эрлом Уорреном , который заявил, что вода, поставляемая плотиной Фриан и ее каналами, поможет долине Сан-Хоакин «стать современным Эдемом», поскольку вода впервые была сброшена в частично достроенный канал Фриан-Керн. [14] На церемонии присутствовало более трех тысяч человек, в основном жители долины Сан-Хоакин. [15]
[Эта плотина] — всего лишь спасательный круг для сохранения и улучшения нашей американской цивилизации. Это линия творения, построенная для того, чтобы раскрыть плодородие богатой почвы, противостоять засухе, преодолевать наводнения, обеспечивать отдых на природе и вырабатывать дешевую электроэнергию, которая улучшит условия жизни миллионов наших граждан».
— Министр внутренних дел Гарольд Икес на церемонии открытия плотины Фриант [15]
Основная цель плотины Фриант — улавливать колеблющиеся потоки реки Сан-Хоакин и отводить воду для орошения через каналы Фриант-Керн и Мадера. Канал Фриант-Керн имеет длину 151,8 мили (244,3 км), простирается на юг от плотины до реки Керн около Бейкерсфилда и имеет начальную пропускную способность 5000 кубических футов в секунду (140 м 3 /с); канал Мадера длиной 35,9 мили (57,8 км), имеющий пропускную способность до 1000 кубических футов в секунду (28 м 3 /с), идет на север от плотины к реке Чоучилла . Вместе эти каналы обеспечивают водой для орошения около 837 000 акров (339 000 га) долины Сан-Хоакин. В 1990 году фермеры, получавшие воду из плотины Фриан, произвели 90 различных видов сельскохозяйственных культур на сумму более 1,9 млрд долларов. [2]
Озеро Миллертон имеет емкость 520 528 акро-футов (642 062 плотины 3 ) при нормальном максимальном бассейне, с дополнительной емкостью (выше водосбросных ворот, но ниже гребня плотины) приблизительно 91 000 акро-футов (112 000 плотины 3 ) для общей емкости 611 500 акро-футов (754 300 плотины 3 ). Около 170 000 акро-футов (210 000 плотины 3 ), или 32,7% от обычной емкости водохранилища, зарезервировано для контроля наводнений в период с октября по январь, чтобы защитить от дождевых паводков, в то время как в период с февраля по июль это увеличивается до 390 500 акро-футов (481 700 плотины 3 ) – 75,0% – для обеспечения места для паводков от таяния снегов. [16] Плотина эксплуатируется для поддержания потока 6500 кубических футов в секунду (180 м 3 /с) или менее на реке Сан-Хоакин в Мендоте , в 60 милях (97 км) ниже по течению. Однако крупные паводки от таяния снегов часто превышают вместимость плотины и водохранилища и вызывают более крупные сбросы вниз по течению, что может привести к повреждению прибрежной собственности и инфраструктуры. [4]
Плотина также используется для выработки до 25 мегаватт (МВт) гидроэлектроэнергии. Напорный водовод, сбрасывающий воду в канал Фриант-Керн, оснащен турбиной Каплана мощностью 15 МВт, а напорный водовод канала Мадера оснащен меньшей турбиной мощностью 8 МВт. Самый маленький гидрогенератор мощностью 2 МВт расположен на выпускном сооружении у основания плотины и вырабатывает электроэнергию из сбросов воды, которые обслуживают местные фермы вдоль реки Сан-Хоакин непосредственно ниже по течению от плотины Фриант, а также сбросов в рыбоводный завод под плотиной и для целей управления дикой природой. [4]
Из-за своей относительно небольшой емкости водохранилища по сравнению со средним годовым сбросом реки Сан-Хоакин — 520 528 акро-футов (642 062 плотины 3 ) против 1 790 000 акро-футов (2 210 000 плотин 3 ) — плотина Фриан часто вынуждена сбрасывать избыточное количество воды, которое в противном случае могло бы быть использовано для орошения или выработки электроэнергии, что также наносит ущерб ниже по течению. С 1981 по 2011 год в среднем ежегодно сливалось 450 000 акро-футов (560 000 плотин 3 ), поскольку водохранилище не могло его удержать. [17] USBR предложил увеличить высоту плотины Фриан до 140 футов (43 м), что почти утроит емкость водохранилища до 1 390 000 акро-футов (1 710 000 плотин 3 ). Меньшее 60-футовое (18 м) повышение увеличит емкость хранилища до 860 500 акро-футов (1 061 400 плотин 3 ), в то время как 25-футовое (7,6 м) повышение увеличит емкость хранилища до 652 500 акро-футов (804 800 плотин 3 ). Увеличение высоты также позволит вырабатывать от 4,7 до 30,4 МВт дополнительной электроэнергии. [18] [19]
Еще одно предложение по увеличению хранилища в верхнем бассейне реки Сан-Хоакин — плотина Темперанс-Флэт , которая будет расположена в каньоне реки Сан-Хоакин выше по течению от плотины Фриант и будет удерживать от 460 000 до 2 775 000 акро-футов (от 567 000 до 3 423 000 плотин 3 ) воды. [20] Предлагаемая плотина будет возвышаться на 415–840 футов (от 126 до 256 м) над рекой и будет захватывать большую часть паводковых вод, которые в противном случае были бы слиты с плотины Фриант. Однако Темперанс-Флэт вызвал серьезные споры, поскольку она затопит большую живописную часть ущелья реки Сан-Хоакин, негативно повлияет на дикую природу в реке и затопит две гидроэлектростанции выше по течению, что приведет к чистым потерям в выработке электроэнергии. [21] Вода, поставляемая из такой плотины, будет очень дорогой, от 1000 до 1500 долларов за акрофут (фермеры в этом районе в настоящее время платят около 60 долларов за акрофут). Поднятие плотины Фриант, вероятно, приведет к аналогичному увеличению стоимости воды для орошения. [22]
Отводя большую часть реки Сан-Хоакин для орошения, плотина Фриант привела к высыханию около 60 миль (97 км) реки, за исключением лет с высоким уровнем воды, когда паводковые воды сбрасываются с плотины. Высыхание реки привело к деградации больших участков прибрежной среды обитания и болот, и почти уничтожило исторический заход чавычи , который когда-то насчитывал «возможно, от 200 000 до 500 000 нерестящихся особей в год». [23] Сокращение потоков также увеличило концентрацию пестицидов и удобрений в стоке реки, способствуя загрязнению, которое еще больше повлияло на водные виды. [24]
13 сентября 2006 года, после восемнадцати лет судебных разбирательств, экологические группы, рыбаки и USBR достигли соглашения о сбросе части воды, в настоящее время отводимой в ирригационные каналы, в реку Сан-Хоакин, чтобы помочь восстановить реку и ее местную рыбу и диких животных. Первая вода была сброшена 2 октября 2009 года со скоростью 185 кубических футов в секунду (5,2 м 3 /с). [25] К 2014 году эти «восстановительные потоки» будут увеличены до 302 000 акро-футов (373 000 плотин 3 ) в год, или 417 кубических футов в секунду (11,8 м 3 /с), в дополнение к 117 000 акро-футов (144 000 плотин 3 ), которые в настоящее время сбрасываются для сельскохозяйственных целей. Однако проект восстановления реки приведет к сокращению на 12–20 % оросительной воды, поставляемой с плотины Фриант. [26]