Плотина Холтера — гидроэлектростанция с прямой гравитационной плотиной на реке Миссури, расположенная примерно в 45 милях (72 км) к северо-востоку от города Хелена, штат Монтана , в США. [2] [3] Плотина, построенная между 1908 и 1918 годами, имеет длину 1364 фута (416 м) и высоту 124 фута (38 м). [2] [3] Водохранилище, образованное плотиной, озеро Холтера (также известное как водохранилище Холтера ), имеет длину 25 миль (40 км) и вмещает 243 000 акро-футов (300 000 000 м 3 ) воды при заполнении. [4] Плотина является «русловой» плотиной, поскольку она может вырабатывать электроэнергию без необходимости хранения дополнительных запасов воды за плотиной. [4] [5]
Плотина Холтера была построена компаниями United Missouri River Power Company и Montana Power Company . Сэмюэл Томас Хаузер , бывший губернатор территории штата Монтана с 1885 по 1887 год, имел долгую карьеру в банковском деле , горнодобывающей промышленности , железных дорогах , скотоводстве и плавке , но столкнулся с рядом финансовых неудач после паники 1893 года , которая едва не разорила его в финансовом отношении. [6] [7] В начале 60-х годов Хаузер начал восстанавливать свои финансы, вложившись в относительно новую отрасль гидроэнергетики. [7] В 1894 году он основал Missouri River Power Company и получил одобрение Конгресса Соединенных Штатов на строительство плотины в 2 милях (3,2 км) ниже Стаббс-Ферри (которая позже стала известна как плотина Хаузера ). В 1905 году Хаузер и другие директора Missouri River Power Company основали Helena Power Transmission Company (также известную как «Helena Power and Transmission Company»). [8] Две компании объединились 16 февраля 1906 года, образовав United Missouri River Power Company. [9] Объединенная компания завершила строительство плотины Хаузер 12 февраля 1907 года. [10] Плотина представляла собой стальную плотину, построенную на каменных фундаментах поверх гравия, с концами плотины, закрепленными в скальной породе по обе стороны реки. 14 апреля 1908 года плотина Хаузер рухнула после того, как давление воды подмыло каменные фундаменты (сама стальная плотина была структурно прочной). [10] [11] United Missouri River Power начала реконструкцию плотины Хаузер в июле 1908 года (завершив строительство плотины весной 1911 года). [10]
Компания United Missouri River Power Company начала строительство плотины Холтера в 1908 году до того, как плотина Хаузера потерпела крушение. [2] [12] Хаузер задумал построить плотину на нынешнем месте в 1906 году для снабжения электроэнергией недавно созданной компании Amalgamated Copper Mining Company (предшественницы Anaconda Copper ). [13] Плотина была названа в честь Антона Холтера , президента компании Helena Transmission Power Company и к 1908 году директора компании United Missouri River Power Company. [2] [14] Хаузер основал дочернюю компанию Capital City Improvement Company для поиска инвестиционных денег и строительства плотины для энергетической компании. [13] Джон Рипли Фримен был инженером-проектировщиком плотины (он также работал над акведуком Хетча Хетчи , плотиной Чарльз-Ривер , плотиной Кеокук , акведуком Лос-Анджелеса и Панамским каналом ). [15] Stone & Webster , фирма из Бостона , была строительной компанией. [16] Но перерасход средств, угасающий энтузиазм инвесторов и ответственность, связанная с обрушением плотины Хаузера, едва не привели Сэмюэля Хаузера (крупнейшего акционера United Missouri) к банкротству. [13] [17] Amalgamated Copper, которая купила 75 процентов электроэнергии United Missouri и владела корпоративными облигациями на сумму 1 миллион долларов , теперь начала покупать ее электроэнергию у конкурента Хаузера, Great Falls Power Company Джона Д. Райана . [18] Строительство плотины Холтера было остановлено в конце 1910 года после того, как была залита только часть фундамента. [19] Хаузер продал свою долю в United Missouri River Power Райану, который 25 октября 1912 года объединил United Missouri River Power с Butte Electric and Power Company, Billings and Eastern Montana Power Company и Madison River Power Company, чтобы сформировать Montana Power Company. [2] [17] [20] Компания Montana Power взяла под свой контроль не только плотины Canyon Ferry и Hauser компании United Missouri , но и частично построенную плотину Holter. [20]
Компания Montana Power возобновила строительство сооружения в марте 1916 года. [16] [21] Причиной возобновления строительства было обеспечение электроэнергией железных дорог Butte, Anaconda and Pacific и Chicago, Milwaukee и St. Paul . [16] Компания Chas. T. Main (чей западный офис находился в Бьютте, штат Монтана ) была нанята для пересмотра проекта. [16] Генри А. Херрик, сотрудник энергетической компании, был инженером -консультантом для Main. [16] [22] Основным изменением, реализованным Main and Herrick, была установка вертикальных, а не горизонтальных турбин, хотя некоторые изменения были внесены в систему сточных вод и нижнюю часть плотины. [16] Stone & Webster продолжала быть строительной компанией, [16] [23] и более 500 человек работали над проектом. [10] Компания S. Morgan Smith из Йорка, штат Пенсильвания , спроектировала водяные колеса для турбин. [24] Строительный лагерь 1916-1918 годов был крупнейшим из когда-либо построенных Montana Power. [25] На строительной площадке было более 115 зданий, включая барак и общежития для неженатых мужчин, коттеджи для женатых мужчин, столовую, баню, складские помещения, гаражи, фотостудию, школу, больницу и канализацию. [25] Хотя большинство сооружений представляли собой палатки или деревянные строения, предназначенные для краткосрочного использования, семь из них были переоборудованы в постоянное жилье для операторов плотины. [25] Еще два дома были построены для операторов после окончания строительства. [26] Montana Power потратила 1,3 миллиона долларов в 1916 году и 1,5 миллиона долларов в 1917 году на завершение строительства плотины. [21] Holter был завершен и введен в эксплуатацию для выработки электроэнергии в 1918 году. [2] [12] Это была шестая и последняя плотина, завершенная компанией за это десятилетие. [27]
В своей первоначальной конфигурации плотина Холтера должна была быть 1350 футов (410 м) в длину и 110 футов (34 м) в высоту, [21] но в итоге оказалась немного больше. [2] В то время плотина Холтера была самой высокой гидроэлектростанцией на реке Миссури. [2] Напорные водоводы находятся на 24–32 фута (7,3–9,8 м) ниже уровня воды, когда водохранилище заполнено. [3] Плотина имела четыре вертикальных одноходовых водяных турбины мощностью 15 000 лошадиных сил , [21] семь главных электрогенераторов и три возбудителя , [24] и была способна вырабатывать 40 000 киловатт электроэнергии. [21] Помимо здания электростанции и водозаборов, плотина состоит из трех секций: центральной секции, где вода может перетекать через плотину, и левой и правой секций, закрепленных на коренной породе, где вода не может перетекать через плотину. [3] Плотина имеет встроенные в гребень плотины щиты , чтобы обеспечить перелив. [24] [28] Плотина имеет 31 щит, каждый из которых имеет высоту 16 футов (4,9 м). [29] [30]
По состоянию на 1994 год плотина Холтера, ее электростанция, расположенные неподалеку жилые дома операторов и заброшенный строительный лагерь, ее железнодорожная станция и расположенные неподалеку здания для технического обслуживания являются одними из наиболее сохранившихся исторических гидроэлектростанций в Монтане. [31]
Плотина Холтера подняла уровень воды за собой примерно на 100 футов (30 м), [32] создав озеро Холтер длиной 24 мили (39 км) (также известное как водохранилище Холтера). [2] Площадь поверхности озера Холтер составляет 4800 акров (1900 га). Средняя глубина озера составляет 50 футов (15 м), а максимальная — 121 фут (37 м). [33] Озеро Холтер хранит 243 000 акро-футов (300 000 000 м 3 ) воды, когда оно полноводно. [4] Расстояние между плотиной Хаузер и озером Холтер составляет 4,6 мили (7,4 км). [4]
Река Миссури течет свободно на протяжении 90 миль (140 км) между плотиной Холтера и пятью плотинами в Грейт-Фолс, штат Монтана . [34]
Известняк Мэдисона образует большую часть поверхностной породы, через которую протекает река Миссури в районе плотины Холтер. [35] Известняк богат окаменелостями , в основном брахиоподами , такими как моллюски , мидии и моллюски . [35] Озеро Холтер расположено на вершине сброса Эльдорадо , который сопоставляет сланцы Грейсон супергруппы протерозойского пояса с гораздо более молодым известняком Мэдисона и является частью орогенеза Севьер . [36]
Озеро Холтер состоит из двух частей, названных верхним озером Холтер и нижним озером Холтер. Центральная часть озера представляет собой узкий, 5-мильный (8,0 км) перешеек, отмеченный на нижнем конце Воротами гор . [37] Ворота Скалистых гор были впервые зарегистрированы, когда экспедиция Льюиса и Кларка прошла через этот район в 1805 году. Капитан Мериуэзер Льюис написал 19 июля 1805 года: [38]
Этим вечером мы вошли в самые замечательные скалы, которые мы когда-либо видели. Эти скалы поднимаются от края воды по обе стороны перпендикулярно на высоту 1200 футов. ... река, по-видимому, проложила себе путь через этот огромный массив твердой скалы на расстояние 5-3/4 миль ... Я назвал это вратами Скалистых гор.
Ворота гор стали туристической достопримечательностью с 1886 по 1906 год, когда пароход «Роза Елены» пересек реку Миссури через эту область. [35] Хотя река Миссури когда-то быстро текла через Ворота гор, плотина Холтера резко сократила поток воды, так что теперь в этой области почти нет течения. [17] [35] [39] Уровень воды в Воротах сейчас на 14 футов (4,3 м) выше, чем в 1805 году. [39]
Между верхним и нижним озером Холтер, недалеко от Ворот гор, находится ущелье Манн . Ущелье было местом пожара в 1949 году , в результате которого погибло 13 пожарных . Инцидент стал темой книги Нормана Маклина «Молодые люди и огонь» . [40] [41] Сегодня до ущелья Манн чаще всего добираются на лодке.
По состоянию на 2010 год мощность генерации плотины Холтер составляла 50 мегаватт . [3] [42] Долгосрочный средний расход через плотину Холтер по состоянию на 2005 год составлял 7610 кубических футов (215 м 3 ) в секунду. [43] Обычно считается, что потоки в озеро Холтер и через плотину Холтер контролируются потоками с плотины Каньон-Ферри. [44] Общий годовой сброс с плотины Холтер между 1929 и 1988 годами составлял в среднем 3 700 000 акро-футов (4,6 км 3 ) в год. [44]
Деревянные настилы плотины Холтера были заменены в 1972 году. [29] [45]
Компания Montana Power прекратила производство электроэнергии на плотине Холтер в 1984 году после того, как лесной пожар уничтожил линию электропередачи напряжением 100 000 вольт . [46]
В июне 1999 года компания Montana Power предложила понизить уровень озера Холтер на 16 футов (4,9 м) на шесть недель, чтобы можно было отремонтировать и заменить щиты. [45] [47] Общественная критика снижения уровня воды была обширной, но компания Montana Power настояла на его продолжении. [45] [47] [48] Однако в августе 1999 года компания Montana Power отложила свои планы по ремонту. [29]
2 ноября 1999 года компания Montana Power объявила о продаже всех своих плотин и других электростанций компании PPL, Inc. за 1,6 миллиарда долларов. [29] [49] Ожидалось, что продажа принесет 30 миллионов долларов налогов для штата Монтана (хотя MPC заявила, что общая сумма будет ниже). [50] Впоследствии, в мае 2000 года компания PPL объявила, что будет использовать небольшие стальные перемычки для слива воды вокруг перемычек и позволит производить их ремонт без понижения уровня озера. [29] Стоимость использования перемычек составила 300 000 долларов. [29] Двадцать одна из 31 перемычек плотины была заменена. [30]
В ноябре 2001 года граждане Монтаны, недовольные повышением цен на электроэнергию, объявленным PPL, пытались провести избирательную инициативу , которая потребовала бы от штата Монтана выкупить все гидроэлектростанции PPL, включая плотину Холтера. [51] Избиратели Монтаны отклонили эту инициативу в ноябре 2002 года . [52] Также в 2001 году плотина Холтера приняла участие в учениях по управлению чрезвычайными ситуациями , которые, в частности, были запланированы на случай катастрофического обрушения плотины Холтера. [53]
Раньше общественность могла ходить по верхней части плотины Холтер (что обеспечивало легкий доступ к обеим сторонам реки), но плотина была закрыта для публики после атак 11 сентября . [54] [55] Плотина Холтер была одной из двух последних плотин PPL, которые были закрыты. [55] В 2014 году PPL продала плотину Холтер и другие свои плотины в Монтане корпорации NorthWestern .
Хотя плотина Холтера эффективна в производстве электроэнергии, хорошо спроектирована и хорошо спроектирована, она считается исключительно неприятным сооружением визуально. [5] Однако в 1927 году Законодательное собрание Монтаны поручило художнику Ральфу Э. ДеКэмпу изобразить плотину Холтера в качестве одной из четырех фресок, которые будут висеть в Юридической библиотеке штата (расположенной в Капитолии штата Монтана ). [56] Японский фотограф Тошио Сибата также сфотографировал плотину и выставил эту работу в 1997 году в Чикаго в Музее современного искусства . [57]
Сегодня плотина Холтер и озеро Холтер являются популярным местом отдыха для катания на лодках, рыбалки, пеших походов и кемпинга. Чуть ниже плотины Холтер находится участок ловли форели Blue Ribbon на реке Миссури. [5] [34] [35] Здесь обычно ловят пятифунтовую (2,27 кг) радужную форель , а также ловили форель весом 10 фунтов (4,5 кг) и более. [54] Многие рыбы имеют длину 18 дюймов (460 мм) и более. [34] Радужная форель здесь превосходит по численности коричневую форель в соотношении 6:1. [34] На озере Холтер обычно ловят радужную форель весом 3 фунта (1,4 кг). [54] Ниже плотины также обитают стабильные, значительные популяции налима и каменного леща . [58] [59] До недавнего времени ниже плотины также в изобилии водились лосось кокани и желтый окунь , но растущее количество судака и увеличение расхода воды сократили эти популяции до всего лишь 4 процентов от исторического уровня. [60]
По словам должностных лиц по охране дикой природы Монтаны, «водохранилище Холтер исторически было одним из самых разнообразных и продуктивных многовидовых промыслов в штате». [60] Радужная форель, лосось кокани, судак и желтый окунь водятся там в изобилии. [60] В 1992 году были введены правила «поймал-отпусти» для коричневой форели, чтобы защитить хрупкую популяцию этих рыб. [61] Восемь лет спустя должностные лица штата ввели ограничение в 50 рыб на количество желтого окуня, которое можно поймать. [61]
Управление рыболовством непосредственно ниже плотины Холтер обязательно включает управление плотиной и водохранилищем. [3] Осенью 1996 года в реке Миссури ниже плотины Холтер было подтверждено наличие вихревой болезни . [62] По данным Департамента рыбных ресурсов, дикой природы и парков Монтаны , рыболовство на 15-мильном (24-километровом) участке реки Миссури ниже плотины Холтер удвоилось в период с 1989 по 1999 год. [63] Это давление привело к тому, что в марте 2002 года управляющие дикой природой штата ввели ограничения на вылов радужной форели в этой части реки Миссури. [64] К 2002 году уровень рыболовства чуть ниже плотины Холтер удвоился по сравнению с уровнем 1993 года. [65] Этот участок реки Миссури теперь является самым интенсивно используемым водоемом в штате. [66] В 2009 и 2010 годах грибковое заболевание убило большое количество взрослой форели ниже плотины Холтер. [67]
В 1997 году федеральное правительство повторно выдало лицензию на эксплуатацию плотины Холтер. До этого года руководящий комитет, состоящий из экспертов по рыбе и дикой природе штата, компании Montana Power Company, Бюро мелиорации США , Лесной службы США и представителей сельскохозяйственных ирригаторов и спортсменов, управлял плотиной Холтер с целью оптимизации отдыха и минимизации негативного воздействия на рыбу и диких животных. [3] Однако владельцы плотины должны были провести декларацию о воздействии на окружающую среду в рамках повторного лицензирования в 1997 году. [3] Этот документ привел к появлению новых руководящих принципов, принятых PPL, которые требуют от владельца плотины не только продолжать эксплуатировать плотину Холтер как русловую плотину, но и поддерживать уровень воды за плотиной в определенном диапазоне. [3] В январе 2011 года в рамках своих управленческих усилий PPL согласилась пожертвовать 1,2 миллиона долларов на финансирование 41 природоохранного проекта вдоль рек Миссури и Мэдисон , которые включали восстановление и увеличение прибрежной растительности вдоль 4,5 миль (7,2 км) реки Миссури ниже плотины Холтер и изучение особенностей питания судака ниже плотины Холтер. [68]
Засуха также повлияла на работу плотины. В 1986 году из-за засухи вода не могла переливаться через плотину. [3] В 1992 году вода перелилась через гребень плотины только один день. [3] В более влажные годы вода переливается через плотину почти непрерывно. [3] Сильная засуха поразила штат Монтана, начиная с 1999 года. К маю 2004 года плотина пропускала только от 3500 кубических футов (99 м 3 ) до 3000 кубических футов (85 м 3 ) в секунду вниз по течению. [69] Эти потоки были значительно ниже 4100 кубических футов (120 м 3 ) в секунду, необходимых для поддержания здорового рыболовства. [43] Низкий уровень воды в сочетании с водоворотной болезнью привел к 40-процентному сокращению популяции крупной рыбы (длиной более 17 дюймов (430 мм)), а также к снижению общей численности рыбы непосредственно под плотиной. [70] Предложение управляющих Национальным лесом Хелены от 2005 года о понижении уровня озера Холтер на 2 фута (0,61 м) в августе 2005 года с целью ремонта кемпинга Коултер около Ворот гор вызвало гнев рыбаков и владельцев туристических снастей из-за возможных побочных эффектов для рыболовства ниже по течению. [71] Однако исследование, проведенное в 2006 году государственными биологами дикой природы, показало, что, хотя наблюдалось небольшое снижение численности всех видов рыб, а также размеров всех видов рыб с момента пика популяции спортивной рыбы в 1999 году, это снижение было незначительным по сравнению с тем, что прогнозировалось. [72] Исследование налима и каменного кота в реке Миссури, проведенное в 2006-2007 годах, непосредственно под плотиной Холтера, обнаружило в четыре раза больше налима, чем ожидалось. [58] Однако обильный снежный покров и весенние дожди в 2008 году вынудили операторов плотины увеличить поток до 11 000 кубических футов (310 м 3 ) в секунду. [73] К июню поток увеличился до 16 000 кубических футов (450 м 3 ) в секунду, что позволило «промыть» реку. [74] [75] Поток оставался вдвое больше обычного даже в июле 2008 года. [75]
Совсем недавно, в 2009 году, эксперты по дикой природе были обеспокоены тем, что судаки переливаются через плотину Холтер в зону ловли голубой форели ниже плотины. [76] Судаки — хищные рыбы, которые питаются мелкой форелью и желтым окунем, и были призывы изменить процедуры перелива на плотине Холтер, чтобы предотвратить побег судака в нижние части реки Миссури. [60] [76] В 2010 году штат Монтана предложил 10-летний план управления рыболовством для 11 видов спортивных и 10 видов неспортивных рыб в озере Холтер. [77] Правила разрешали неограниченный вылов судака ниже плотины Холтер в качестве средства защиты форели от этого прожорливого, неместного вида хищника. [78] Окончательные правила, утвержденные в октябре 2010 года, разрешали рыбакам ловить и вывозить неограниченное количество судаков от плотины Холтер до моста Каскад, но ограничивали улов до 20 в день (и 40 во владении) от моста Каскад до плотины Блэк Игл. [79] Эти ограничения были подтверждены государственными правилами рыболовства в апреле 2011 года. Штат также увеличил количество судаков, вылавливаемых между плотиной Хаузер и плотиной Холтер, до 10 в день (хотя вся рыба длиной от 20 до 28 дюймов (от 51 до 71 см) должна была быть выпущена), и установили лимит на желтого окуня на водохранилище Холтер до 25 в день. [80]
Северная щука также является проблемой в озере Холтер. Эта рыба уже давно присутствует в небольшом количестве в озере, где она потребляет более желанные местные виды, такие как налим, ручьевая форель и форель-кубок. [81] В марте 2011 года Департамент рыбных ресурсов, дикой природы и парков Монтаны (FWP) не установил ограничений на количество северной щуки, которую рыболовы могут вылавливать в озере Холтер и водах чуть выше него. [81] Месяц спустя агентство заявило, что завершило экологическую оценку плана по удалению северной щуки из реки Миссури и ее притоков. [81] Агентство запросило общественные комментарии по плану, который, по его словам, займет от трех до пяти лет и обойдется в 20 000 долларов. [81] Агентство намеревалось использовать сети и «пассивные» ловушки для рыбы, чтобы удалить щуку, но может применить «активные» меры, такие как электролов, жаберные сети или ловушки, если пассивные меры окажутся неэффективными. [81] В апреле 2011 года FWP снял все ограничения на вылов северной щуки от верховьев реки Миссури до плотины Холтер, чтобы побудить рыбаков искоренить этот вид. [80] В марте 2012 года штат начал проект по искоренению всей северной щуки от верховьев рек Мэдисон, Галлатин и Джефферсон до плотины Холтер на реке Миссури. [82]
В октябре 2011 года штат установил лимит на вылов форели ниже плотины Холтер — три форели в день, только одна из которых может быть более 18 дюймов (46 см) в длину, и только одна из которых может быть коричневой форелью. Эти ограничения действуют с 2012 по 2015 год. [83] В декабре 2011 года штат сообщил об улучшении численности форели ниже плотины Холтер из-за нескольких лет с большим объемом холодной воды в реке Миссури. В штате было подсчитано в среднем 6034 радужных форели длиной 10 дюймов (25 см) или больше на милю (долгосрочное среднее значение составило 3036 на милю). Это был второй по величине подсчет за всю историю. Однако, по оценкам, 20 процентов рыбы были форелью, выращенной в инкубаторе. В штате было подсчитано 4429 диких форелей на милю. [84]
Озеро Холтер было описано одним гидом для любителей отдыха как «самое впечатляющее из трех верхних озер Миссури». [85] Водохранилище окружено зоной управления дикой природой Beartooth, охотничьим заповедником Gates of the Mountains, заповедником Gates of the Mountains Wilderness и зоной изучения дикой природы Sleeping Giant . [35] В этом районе обитает множество белоголовых орланов , толсторогих баранов , лосей , соколов , беркутов , ястребов , горных козлов , скоп и пеликанов . [35] [41] [86] Мериуэзер Льюис первым обнаружил дятла Льюиса поблизости. [32] Хищных птиц можно регулярно видеть, выщипывающими рыбу из озера Холтер и реки Миссури ниже плотины. [35] Открытый туристический катер предлагает речные туры по Gates of the Mountains. [41] Бюро по управлению земельными ресурсами (BLM) управляет большей частью окружающих общественных земель как зоной отдыха. BLM обслуживает четыре кемпинга на озере Холтер: Beartooth Landing (доступ возможен только на лодке; доступа по суше нет), Holter Lake, Log Gulch и Departure Point. [41] [87] BLM также контролирует доступ к реке ниже плотины Холтер. [87] BLM реконструировал кемпинг у плотины Холтер в 2007 году. [88] В Холтере также ведутся проекты по сохранению природы. В рамках своего федерального лицензионного соглашения PPL Montana пожертвовала 1,2 миллиона долларов в 2011 году на финансирование 41 проекта по сохранению природы вдоль рек Миссури и Мэдисон. Они включали проект по восстановлению и улучшению прибрежной растительности вдоль 4,5-мильного (7,2 км) участка реки Миссури чуть ниже плотины Холтер (растительность помогает охлаждать воду, увеличивая популяцию форели), исследование показателей выживаемости радужной форели, выращенной в инкубаторе, в озере Холтер и исследование пищевых привычек судака ниже плотины Холтер. [68]