Проект гидроэлектростанции Big Creek представляет собой обширную гидроэнергетическую схему в верхней части системы реки Сан-Хоакин в Сьерра-Неваде в центральной Калифорнии . Проект принадлежит и управляется Southern California Edison (SCE). [1] Использование и повторное использование вод реки Сан-Хоакин, ее южного рукава и тезки проекта, Big Creek — с перепадом высот 6200 футов (1900 м) — на протяжении многих лет породили прозвище «Самая трудолюбивая вода в мире». [2]
Основной целью проекта было обеспечение электроэнергией быстрорастущего города Лос-Анджелес . Калифорнийский инженер Джон С. Иствуд был главным проектировщиком системы, которая изначально финансировалась и строилась Pacific Light and Power Company (PL&P) Генри Э. Хантингтона . Строительство объектов системы началось в 1911 году, а первая электроэнергия была передана в Лос-Анджелес в 1913 году. После того, как SCE приобрела PL&P в 1917 году, система постепенно расширялась до ее нынешних размеров, и последняя электростанция была введена в эксплуатацию в 1987 году. Сегодня эти объекты включают 27 плотин, мили туннелей и 24 генераторных агрегата в девяти электростанциях с общей установленной мощностью более 1000 мегаватт (МВт). [3] Ее шесть основных водохранилищ имеют общую емкость хранения более 560 000 акро-футов (690 000 плотин 3 ). [4] Объекты проекта были включены в Национальный реестр исторических мест в 2016 году.
Сегодня проект Big Creek вырабатывает почти 4 миллиарда киловатт-часов (кВт-ч) в год — около 90 процентов от общей гидроэлектроэнергии SCE или около 20 процентов от общей генерирующей мощности SCE. На Big Creek приходится 12 процентов всей гидроэлектроэнергии, производимой в Калифорнии. [5] Водохранилища Big Creek также обеспечивают орошение и защиту от наводнений для Центральной долины и являются популярными зонами отдыха. Однако проект имел различные экологические и социальные последствия, включая нарушение миграции рыб и животных, а также затопление исторических мест и традиционных земель коренных американцев.
Проект Big Creek был идеей калифорнийского инженера Джона С. Иствуда , который впервые обследовал верхнюю часть системы реки Сан-Хоакин в конце 1880-х годов и нанес на карту потенциальные места для водохранилищ и гидроэлектростанций. В 1895 году Иствуд стал главным инженером в компании San Joaquin Electric Company, которая пыталась разработать гидроэлектростанцию на Северном рукаве реки Сан-Хоакин. Однако у них не было капитала для строительства водохранилища, и когда наступила засуха, Северный рукав высох, что привело к финансовому краху этого проекта. [6]
Иствуд не испугался неудачи и основал собственную компанию Mammoth Power Company, которая намеревалась вырабатывать электроэнергию, создав каменно-набросную плотину на главном русле Сан-Хоакина. Однако инвесторы не согласились с огромными потенциальными затратами на этот проект (туннель, необходимый для доставки воды на электростанцию, должен был иметь длину 20 миль (32 км)), и к 1901 году Иствуд прекратил продвигать этот план. [7] После этого Иствуд начал разрабатывать гораздо более грандиозные планы гидроэлектростанции, охватывающей весь верхний бассейн реки Сан-Хоакин. Вместо одной большой электростанции, для которой потребовался бы обширный туннель и большая плотина, он решил разделить систему на ряд более мелких водохранилищ, где электроэнергия вырабатывалась бы ступенчатым образом. На этот раз он наконец нашел инвестора, готового профинансировать смелый проект. [8] [9]
В 1902 году Иствуд поделился своими планами с Уильямом Г. Керкхоффом , бизнесменом из Южной Калифорнии, который был связан с Генри Хантингтоном , богатым застройщиком и энергетическим магнатом из Лос-Анджелеса. [6] Хантингтон был основателем Pacific Light and Power Company (PL&P), которая изо всех сил пыталась увеличить свои генерирующие мощности из-за быстрого роста Лос-Анджелеса и его пригородов, особенно из-за новой междугородной системы легкорельсового транспорта , которая потребляла около 80% электроэнергии региона к началу 1900-х годов. [10] [11] Гидроэлектроэнергия рассматривалась как привлекательная дешевая альтернатива тепловым электростанциям, а река Сан-Хоакин была единственной рекой, расположенной близко и достаточно большой для выработки той энергии, которую представлял себе Хантингтон. [9] Хотя Хантингтон изначально скептически отнесся к осуществимости проекта, он был впечатлен исследованиями Иствуда и нанял его в PL&P, предоставив ему 5400 акций в обмен на проведение тщательного обследования и окончательного плана гидроэлектростанции. [9] Иствуд проводил эти обследования между 1902 и 1905 годами. [12]
PL&P немедленно начала подавать иски на права на воду Сан-Хоакина. Однако строительство было отложено на много лет, поскольку директора компании считали, что проект будет генерировать гораздо больше энергии, чем было необходимо в то время, и подчеркивали необходимость развития большего количества тепловых электростанций. [13] К 1905 году Иствуд разработал свое первоначальное предложение для системы, состоящей из большого водохранилища и двух электростанций вдоль Биг-Крик, крупного притока Сан-Хоакина. [14] В это время Иствуд был пионером в проектировании многоарочной плотины ; позже он станет известен строительством этого типа плотины по всему Западу. [6] [15]
К 1907 году PL&P была почти готова начать строительство, но была еще больше отброшена назад из-за Паники 1907 года . [9] Затем в 1910 году Хантингтон по причинам, которые до сих пор неясно известны, уволил Иствуда с поста главного инженера. Это могло произойти из-за конфликтов по поводу их соответствующих долей контроля или прибыли от проекта. Кроме того, инвесторы компании сомневались в безопасности предложения Иствуда о многоарочной плотине и хотели перейти в первую очередь на гравитационные плотины . Однако, «они могли просто рассматривать его как простого техника, который выполнил свою функцию на Биг-Крик и больше не был нужен». [16] Затем в 1912 году Иствуд был полностью исключен из PL&P, когда Хантингтон оценил все акции стоимостью 5 долларов, чтобы профинансировать проект. Иствуд не смог заплатить свою итоговую оценку в размере 27 000 долларов и был вынужден отказаться от своей доли. [9] Тем не менее, PL&P сохранила свои первоначальные планы по проекту. [13]
PL&P начала строительство проекта Big Creek в феврале 1910 года. Хантингтон назначил Джорджа Уорда ответственным за проект и нанял бостонскую инженерную фирму Stone & Webster для надзора за строительством. [13] PL&P выпустила первоначальный выпуск облигаций на сумму 10 миллионов долларов для финансирования проекта. Однако к октябрю 1911 года было продано только 2,5 миллиона долларов облигаций. Компания была вынуждена пойти на компромисс и продала оставшиеся облигации по 85-процентной стоимости синдикату, сформированному инвестиционными банкирами William Salomon & Co. [17]
Хантингтону пришлось убедить фермеров в долине Сан-Хоакин , включая компанию Miller & Lux , которой управляли земельные бароны Генри Миллер и Чарльз Люкс , владевшие почти 1 000 000 акров (400 000 га) в долине, в том, что плотины увеличат, а не уменьшат количество воды, доступной для их использования. [9] В августе 1906 года PL&P выступила посредником в соглашении с Miller & Lux, которое позволило им построить водохранилища в системе реки Сан-Хоакин «в обмен на гарантированный регулярный сток воды через земли Miller & Lux». [18]
Транспортировка рабочих и материалов на строительную площадку представляла собой первую серьезную проблему. Единственным доступным способом транспортировки была упряжка мулов, но это оказалось бы медленным и дорогим, поэтому было принято решение построить вместо этого железную дорогу. Железнодорожная линия, известная как Сан- Хоакин и Восточная железная дорога , должна была отделиться от главной линии Южного Тихого океана в Эль-Прадо (примерно в 20 милях (32 км) к северо-востоку от Фресно) и проложить себе путь на 56 миль (90 км) вглубь Сьерра-Невады, к городу компании Биг-Крик . [19]
Строительство железной дороги началось 5 февраля 1912 года. [19] Извиваясь по каньону реки Сан-Хоакин, железная дорога, имеющая 1078 поворотов, 43 моста и 255 уклонов до 5,2 процента [20] , получила прозвище «Медленная, рывковая и дорогая». Последняя миля (1,6 км) была известна как «Чудесная миля», потому что, как сообщается, ее строительство обошлось в более чем 1 миллион долларов. Железная дорога была завершена к июлю 1912 года за рекордные 157 дней. Из-за крутых уклонов и резких поворотов (до 60 градусов) ее обслуживали локомотивы Shay с редукторами , построенные Ohio Lima Locomotive Works . [21] [22]
Работа над плотинами и электростанциями началась летом 1912 года со строительства трех бетонных плотин — Big Creek Nos. 1, 2 и 3 — которые должны были сдерживать большое водохранилище, озеро Хантингтон . Расположенный на высоте почти 7000 футов (2100 м) над уровнем моря, Хантингтон должен был хранить воду из Big Creek для питания двух гидроэлектростанций в каньоне на тысячи футов ниже. Эти станции, Big Creek Powerhouse No. 1 и No. 2, должны были быть расположены на двух небольших плотинах передового пролива, известных как Dam 4 и Dam 5. К концу лета рабочая сила выросла примерно до 3500 человек, распределенных по двенадцати лагерям в Хай-Сьерре. Работа шла быстрыми темпами из-за жесткого бюджета: проект должен был начать производить электроэнергию, чтобы окупить себя до того, как закончатся средства компании. Бюджет был еще больше напряжен, потому что для строительства гравитационных плотин требовалось гораздо больше бетона, чем первоначально предложенная многоарочная конструкция. [9] [13]
7 января 1913 года началась забастовка, поскольку рабочие протестовали против тяжелых условий труда и недостаточного снабжения продовольствием. PL&P отреагировала увольнением почти 2000 бастующих и наймом совершенно новой рабочей силы; однако это вызвало значительные задержки в строительстве. [13] Электростанция № 1 была введена в эксплуатацию только 14 октября 1913 года. [23] Электростанция № 2, расположенная ниже по течению, была бы завершена через три дня, если бы не пожар, который сильно повредил здание, задержав завершение до 8 декабря. Хотя подробности неизвестны, считается, что это был случай поджога. [13] [21]
В ноябре 1913 года электростанция PL&P Redondo в Лос-Анджелесе потерпела неудачу, и 8 ноября компания приняла решение впервые перейти на электроэнергию из Биг-Крик. [12] Передача длиной 240 миль (390 км) была одной из самых длинных в мире на тот момент. [24] Сложность инженерных работ на Биг-Крик сравнивали со сложностью Панамского канала , который также строился в то время. [25]
С началом Первой мировой войны строительство временно прекратилось, и с 1914 по 1919 год работы велись очень медленно. Тем не менее, работа над туннелем к будущей электростанции Big Creek № 3 началась, хотя была вырыта лишь часть туннеля. [13] PL&P объединилась с Southern California Edison (SCE) в 1917 году, когда Хантингтон работал над консолидацией энергетических интересов в Южной Калифорнии. [1]
Интерес к расширению проекта возобновился с экономическим бумом после войны. В 1919 году плотины на озере Хантингтон были подняты, и была построена четвертая, чтобы увеличить емкость озера. Дальнейшие предложения по расширению проекта были готовы к октябрю 1920 года и одобрены 20 января 1921 года. Предлагаемые расширения включали бы увеличение мощности электростанций путем отвода воды из других потоков в верхней системе реки Сан-Хоакин. Первым новым компонентом, который должен был быть построен, была электростанция Биг-Крик № 8, которая использовала последний перепад высот между электростанцией № 2 и местом слияния Биг-Крик с рекой Сан-Хоакин. [21]
В 1923 году была завершена плотина 6, расположенная на реке Сан-Хоакин, чуть ниже ее слияния с Биг-Крик. Плотина образует небольшое водохранилище, которое служит в качестве нижнего бьефа для электростанции 8. Строительство этой бетонной арочной плотины было чрезвычайно сложным из-за узости каньона и большого потока реки Сан-Хоакин. Во время заливки фундамента весь поток реки должен был переноситься по лотку, подвешенному вдоль обрывистого склона каньона. [21]
В 1923 году также было завершено строительство электростанции № 3 — следующей ступени после электростанции № 8, использующей объединенные потоки Биг-Крик и реки Сан-Хоакин — она была введена в эксплуатацию и была объявлена «электрическим гигантом Запада» [13] — это была крупнейшая гидроэлектростанция на Западе, способная вырабатывать 75 мегаватт , что было огромным количеством в то время. Также в 1923 году было завершено преобразование системы электропередачи Биг-Крик со 150 кВ до 220 кВ — самого высокого коммерческого напряжения в мире на тот момент. [13] К 1925 году электростанции № 1 и 2 были расширены в рамках подготовки к притоку отведенной воды из реки Сан-Хоакин в южном рукаве , потока, намного большего, чем Биг-Крик, который спускается с главного гребня Сьерры в нескольких милях к востоку от озера Хантингтон. [21]
Водоотвод South Fork подал первую воду 13 апреля 1925 года через 13-мильный (21-километровый) туннель Уорд, который отводил воду из реки около Джекас-Медоуз в озеро Хантингтон. Работа над плотиной в Джекас-Медоуз началась в 1925 году, чтобы обеспечить круглогодичное водоснабжение для водоотвода. Плотина Флоренс-Лейк была завершена в 1926 году, образовав озеро Флоренс ; плотина была построена с использованием многоарочного дизайна Иствуда. В 1927 году были завершены водоотводы Mono-Bear, которые забирали воду из двух восточных притоков South Fork, Mono Creek и Bear Creek. Был построен огромный сифон , чтобы переправить воду через 700-футовую (210 м) глубокую долину South Fork, чтобы соединиться с туннелем Уорд. [21]
Хотя отводы значительно увеличили количество воды, доступной для выработки гидроэлектроэнергии, существующие водохранилища были ограничены в своей способности хранить эту воду. Совокупная емкость озер Хантингтон и Флоренс в 154 400 акров футов (190 400 плотин 3 ) была намного меньше, чем годовой сток в 1 700 000 акров футов (2 100 000 плотин 3 ) верхней части системы реки Сан-Хоакин. В результате, между 1925 и 1927 годами на Стивенсон-Крик была построена плотина, образовавшая озеро Шейвер , для хранения излишков воды из Хантингтона. Озеро заменило более раннее водохранилище, построенное в долине компанией Fresno Flume and Lumber Company для хранения воды для лесозаготовок. Затем озеро Хантингтон было соединено с озером Шейвер туннелем. Хотя разница высот между озерами была большой — более 1000 футов (300 м) — в то время здесь не было установлено ни одной электростанции. [21]
В 1926 году началась работа над электростанцией Big Creek № 2A, которая должна была вырабатывать электроэнергию из воды, сбрасываемой из озера Шейвер. Электростанция была так названа, потому что она фактически была расширением здания электростанции № 2, и она должна была сбрасывать воду в тот же водохранилище (плотина 5) на Биг-Крик. [13] Электростанция 2A была последним крупным компонентом, построенным во время Фазы 2, за исключением расширения электростанции 8 в 1929 году. Большинство строительных лагерей были снесены к концу 1926 года. [21]
Более 5000 человек работали над проектом в пик строительства Фазы 2. [12] Правила безопасности во время строительства второй фазы были намного строже, чем во время Фазы 1, в немалой степени из-за смертельного несчастного случая в 1924 году, когда рабочий погиб, попав в турбину из-за непреднамеренного выброса воды. SCE также инвестировала в улучшение гражданских и образовательных объектов в своих городах-компаниях. Тем не менее, продолжающиеся сложные условия привели к 40-процентной ежемесячной текучести рабочей силы.
Вторая фаза расширения увеличила генерирующую мощность в шесть раз — с 70 до 425 мегаватт. Годовая выработка выросла с 213 ГВт-ч в 1914 году до 1600 ГВт-ч в 1928 году, почти в восемь раз. [13] К этому времени Биг-Крик обеспечивал 70–90 процентов электроэнергии, используемой в районе Лос-Анджелеса, и это отличие сохранялось вплоть до 1940-х годов. [21] [26] [27]
С началом Великой депрессии в 1930-х годах строительство снова остановилось. В 1933 году большая часть железной дороги Биг-Крик, которая перевезла 400 000 тонн грузов за 21 год эксплуатации, была разобрана и продана на металлолом. Первоначальное полотно рельс затем использовалось в качестве дороги. [24]
После окончания Второй мировой войны строительство возобновилось в полном объеме в 1948 году, начавшись с расширения электростанции № 3. В июле 1949 года началось строительство плотины Редингер , расположенной на выходе из электростанции № 3, и электростанции № 4 Биг-Крик. К 1951 году эти объекты были завершены, образовав самый нижний и самый дальний по течению блок проекта Биг-Крик. Электростанция 4 была введена в эксплуатацию в июне-июле того же года. [21]
В 1950-х годах SCE добавила дополнительные генерирующие мощности, построив две самые большие плотины проекта, начав с плотины Vermilion Valley на Mono Creek в 1953 году. К октябрю 1954 года эта огромная земляная плотина длиной 4234 фута (1291 м), сделанная из 5,3 миллионов кубических ярдов (4,05 миллионов м 3 ) материала, была завершена. Плотина была освящена в 75-ю годовщину изобретения Томасом Эдисоном электрической лампочки, поэтому водохранилище было названо озером Томаса А. Эдисона в его честь. Хотя сама плотина не имеет генерирующей мощности, ее основная цель — хранить паводковые воды из Mono Creek для последующего сброса в Mono-Bear Diversion и туннель Ward, увеличивая выработку электроэнергии на нижерасположенных станциях в сухой сезон. [21]
С развитием новых турбин с низким напором в 1954 году была запланирована небольшая электростанция на выходе из туннеля Уорд. Электростанция Портал, построенная с 1954 по 1955 год, расположена чуть выше озера Хантингтон. Электростанция уникальна тем, что она фактически не находится в здании и управляется автоматически в отличие от других электростанций в Биг-Крик. [21]
В начале 1958 года начались работы на плотине Маммот Пул , расположенной на главной реке Сан-Хоакин выше слияния с Биг-Крик. К 17 октября 1959 года эта 411-футовая (125 м) каменная набросная плотина — самая высокая плотина проекта, также содержащая почти столько же материала, сколько плотина Вермилион — была завершена, а 28 марта 1960 года электростанция Маммот Пул, расположенная на плотине 6 около электростанции 8, была введена в эксплуатацию. [21] [28]
Третий этап завершился завершением строительства Мамонтового озера, и к этому времени проект Биг-Крик был практически в основном завершён. [21]
Самая большая электростанция в Биг-Крик была фактически построена только в середине 1980-х годов с реализацией проекта Balsam Meadows. Электростанция Eastwood мощностью около 200 МВт была построена на выходе из деривационного туннеля из Хантингтона в озеро Шейвер. Эта электростанция отличается от других в Биг-Крик тем, что она работает по принципу гидроаккумулирования . В периоды низкого спроса станция забирает воду из озера Шейвер в небольшой резервуар, Balsam Meadows Forebay, расположенный на вершине близлежащей горы. Кроме того, электростанция фактически расположена в искусственной пещере глубиной 1100 футов (340 м), высеченной в цельном граните. [12] [29]
Завершенный в 1987 году проект Balsam Meadows значительно увеличил возможности Биг-Крик по выработке пиковой электроэнергии и, наконец, вывел генерирующую мощность и производство на нынешний уровень. [21] [30]
.jpg/1280px-August_2012_-_panoramio_(77).jpg)
Big Creek состоит из нескольких тесно взаимосвязанных проектов, работающих по семи лицензиям Федеральной комиссии по регулированию энергетики . Операции проекта описаны ниже: [31] [32]
