Снос плотины — это процесс сноса плотины , возвращающий сток воды в реку [1] . Аргументы в пользу снятия плотин учитывают, перевешивают ли их негативные последствия их выгоды. Преимущества плотин включают производство гидроэлектроэнергии , борьбу с наводнениями , ирригацию и судоходство . Негативные последствия строительства плотин включают деградацию окружающей среды , например, снижение первичной продуктивности , потерю биоразнообразия и сокращение численности местных видов ; некоторые негативные последствия усиливаются по мере старения плотин, например, структурная слабость, снижение безопасности, накопление отложений и высокие затраты на техническое обслуживание. Скорость сноса плотин в Соединенных Штатах со временем увеличилась [1] [2] , отчасти из-за повреждений. По состоянию на 1996 год 5000 крупных плотин по всему миру были старше 50 лет. В 2020 году 85% плотин в США имеют возраст более 50 лет. [3] В США в период с 1990 по 2015 год было снесено около 900 плотин, а к 2015 году эта цифра составила от 50 до 60 в год. [2] Франция и Канада также завершили значительные проекты по вывозу мусора. [4] Первое в Японии снос плотины Арасе на реке Кума началось в 2012 году и завершилось в 2017 году. [5] Ряд крупных проектов по сносу плотин был мотивирован экологическими целями, в частности, восстановлением речной среды обитания, местной рыбы. и уникальные геоморфологические особенности. Например, восстановление рыбы побудило восстановление экосистемы Эльва и снос плотины на реке Алье , [6] в то время как восстановление как местной рыбы, так и отложений травертина побудило восстановление Фоссил-Крик . [7]
Многие плотины на востоке Соединенных Штатов были построены для отвода воды , сельского хозяйства , заводских водяных мельниц и других целей, которые больше не считаются полезными. Из-за возраста этих плотин со временем риск катастрофического разрушения возрастает. Кроме того, многие из этих плотин блокируют проходы анадромных рыб, таких как атлантический лосось и американский шад , и не позволяют важным отложениям достичь эстуариев .
Многие плотины на западе Соединенных Штатов были построены для отвода сельскохозяйственной воды в засушливой стране, при этом производство гидроэлектроэнергии было очень существенным побочным эффектом. Среди крупнейших из этих водозаборных проектов - проект бассейна Колумбия , который отводит воду из плотины Гранд-Кули . Бюро мелиорации управляет многими из этих водозаборных проектов.
Некоторые плотины на северо-западе Тихого океана и в Калифорнии блокируют проход анадромных видов рыб, таких как тихоокеанский лосось и стальноголовый лосось . Рыболовные лестницы и другие средства прохода оказались неэффективными в смягчении негативного воздействия на популяции лосося. [8]
Управление энергетики Бонневилля управляет электроснабжением 11 плотин на реке Колумбия и 4 плотин на реке Снейк , которые были построены Инженерным корпусом армии .
На юго-западе пустыни плотины могут изменить природу речной экосистемы. В конкретном случае с плотиной Глен-Каньон первоначально теплая, наполненная отложениями и мутная вода вместо этого течет через Гранд-Каньон холодную и прозрачную , что оказывает значительное воздействие на экосистемы ниже по течению. Три местных вида рыб в Гранд-Каньоне вымерли, а другие находятся под угрозой исчезновения после завершения строительства плотины, в том числе горбатый голавль и остроголовая присоска .
Некоторые проекты плотин, такие как проект Солт-Ривер в Аризоне , устраняют течение реки вниз по течению, направляя поток в систему каналов Аризоны для использования в сельском хозяйстве и городском использовании, так что выходит только сухой канал или арройо . через пустыню.
Из реки Колорадо забирается так много воды для сельского хозяйства, городского использования и испарения за плотинами, что река больше не впадает в Калифорнийский залив .
Есть несколько способов удаления плотин, и выбранный метод будет зависеть от многих факторов. Размер и тип плотины, количество наносов за плотиной, водная среда под плотиной, кто владеет плотиной и каковы их приоритеты, а также сроки сноса плотины — все это факторы, которые влияют на то, как плотина будет снесена. . [9] Удаление, несмотря ни на что, обходится дорого, и расходы обычно возрастают, когда больше внимания уделяется экологическим проблемам. К счастью, затраты на снос плотины обычно распределяются между несколькими заинтересованными сторонами, такими как владелец плотины и федеральное правительство, правительство штата или местное правительство. Ниже описаны четыре наиболее распространенных метода удаления плотины.
Управление отложениями является движущей силой во всех них. Распространенной проблемой плотин является то, что осадки, переносимые рекой естественным путем, откладываются в водохранилище и в конечном итоге заполняют его илом. Этот избыточный осадок снижает гидроэнергетическую мощность водохранилища, изменяет русло реки ниже по течению, задерживает богатые питательными веществами отложения за плотиной и может оказывать опасное давление на саму плотину. Часто отложения, хранящиеся в водохранилище, полезны для прибрежного коридора под плотиной, могут восстановить среду обитания рыб, обеспечить питательные вещества и добавить воду на пляж или в устье реки. В других случаях отложения могут повысить мутность реки, нанести вред рыбе, размыть ландшафт и похоронить инфраструктуру.
Осадки можно протестировать перед их выбросом, чтобы определить, будут ли они вредны для ландшафта под плотиной. Удаление дамбы может иметь неблагоприятные последствия, если этого не сделать. Например, когда в 1970-х годах была снесена плотина Форт-Эдвард на реке Гудзон, в отложения были выброшены ПХД , что отрицательно сказалось на здоровье людей и дикой природы ниже по течению. [3]
Подход «надрез и выпуск» широко используется из-за его экологических преимуществ. Это медленный метод, при котором водохранилище осушается через выемки, вырезанные в плотине. Вырезаются новые выемки, чтобы вода вытекала из резервуара равномерным потоком. Осадки, захваченные за плотиной, стекают вниз по течению с фиксированной скоростью, что позволяет экосистеме приспособиться к изменениям. [9] Этот метод может занять месяцы или даже больше года, но он доказал свою эффективность в восстановлении видов рыб в реках. В проекте по сносу плотины в каньоне Эльва и Глайнс с большим успехом использовался подход «выемка и освобождение».
Метод быстрого освобождения — это самый быстрый и наименее затратный способ удаления дамбы, но он имеет существенные недостатки. При таком подходе через основание плотины прорывается большой туннель, который затем соединяется с водохранилищем. Весь объем воды будет стечь через этот туннель за считанные минуты или часы, а массовый выброс воды и отложений может вызвать серьезные наводнения и эрозию вдоль реки вниз по течению на многие мили. Это может разрушить прибрежную экосистему вдоль реки, а также привести к опасному размыванию свай мостов, заглубленных труб, дамб и другой инфраструктуры. Однако если водохранилище, сдерживаемое плотиной, относительно небольшое и быстро впадает в более крупную реку или озеро, этот подход можно реализовать с минимальным воздействием как на экосистему, так и на человеческую инфраструктуру. [9]
Метод раскопок и осушения обычно является самым дорогостоящим методом удаления плотины, но в некоторых случаях он необходим. Это влечет за собой опорожнение всего резервуара, предоставление осадку возможности высохнуть, а затем его транспортировку в безопасное место для утилизации. Это дорогостоящий и медленный процесс, но если водохранилище расположено очень близко к гидроэлектростанциям, на которые сильно повлияют выброшенные отложения, это может оказаться необходимым. Другая ситуация – если отложения за плотиной содержат токсины. Их вывоз и безопасная утилизация важны для экологического здоровья реки.
Подход с остаточным осадком является последним широко используемым подходом и предполагает оставление осадка там, где он есть. Для этого реку или ручей необходимо перенаправить вокруг плотины, что может оказаться дорогостоящим и сложным. Это может быть выполнено в местах, где метод раскопок и осушения имеет смысл, но они слишком удалены, чтобы быть экономически эффективными.
Хотя менее 1% плотин в США рассматриваются на предмет сноса, в последние годы наблюдается стремление устранить недостатки существующих плотин, не снимая их. [3] Эти цели включают максимизацию эффективности существующих плотин и минимизацию их воздействия на окружающую среду. Обновление оборудования и признание того, что плотины имеют ограниченный срок службы, являются двумя способами достижения этих целей. В их рамках план вывода из эксплуатации плотины и восстановления реки должен быть составлен задолго до превышения плотиной проектного срока эксплуатации.
Одной из частей восстановления реки, которая не должна ждать, пока будет снята плотина, является введение экологического стока . Наличие переменного количества воды, протекающей через плотину в разное время года, имитирует естественные сезонные колебания уровня воды из-за зимних и весенних штормов. Кроме того, к плотинам можно добавить рыбные лестницы , чтобы улучшить сообщение реки и позволить рыбе добраться до нерестилищ. Ведутся споры об эффективности рыбных лестниц, но, как правило, некоторые рыбы проходят через них, в отличие от нулевой рыбы, нерестящейся в их традиционном месте.
С отложениями водохранилища также можно бороться с помощью специальных стратегий управления плотинами.
В качестве решения нескольких долгосрочных проблем, связанных с правами на воду в бассейне Кламат , в начале 2008 года было подписано многостороннее Соглашение о восстановлении бассейна Кламат. Сторонами соглашения были штат Калифорния , штат Орегон , три индейских племени. , четыре округа и 35 других местных организаций и частных лиц. [10]
Это соглашение предусматривало снос четырех плотин гидроэлектростанции на реке Кламат : плотины Джона К. Бойла 1958 года , Copco Number 1 и Copco Number 2 1922 года, а также плотины Iron Gate 1964 года . Все четыре находятся в частной собственности компании PacifiCorp . В то время PacifiCorp столкнулась с циклом повторного лицензирования с Федеральной комиссией по регулированию энергетики , с потенциально дорогостоящими исправлениями, препятствующими прохождению лосося, а также с проблемой роста токсичных бактерий Microcystis aeruginosa в водохранилищах Копко и Айрон-Гейт.
29 сентября 2009 г. Pacificorp достигла принципиального соглашения с другими сторонами KBRA о сносе четырех плотин до одобрения Конгресса. [11]
Конгресс не предпринял никаких действий, поэтому по состоянию на февраль 2016 года штаты Орегон и Калифорния, владельцы плотин, федеральные регулирующие органы и другие стороны достигли дальнейшего соглашения о сносе всех четырех плотин бассейна Кламат к 2020 году, при условии только одобрения Федерального правительства . Комиссия по регулированию энергетики . [12] Новый план был одобрен губернаторами Калифорнии и Орегона, а также министром внутренних дел США. [13]
По состоянию на май 2023 года четыре плотины планируется снести к концу 2024 года. [14]
Четыре плотины вдоль нижнего течения реки Снейк , построенные и до сих пор эксплуатируемые Инженерным корпусом армии США , служат источниками гидроэлектроэнергии, а также поддерживают внутренний порт в Льюистоне, штат Айдахо, для движения сельскохозяйственных барж. Эти четыре объекта являются кандидатами на снос, поскольку за плотинами накопились миллионы кубических метров воды, которые повышают уровень воды в прибрежных городах. В их число входят: Нижняя гранитная плотина длиной 100 футов (30 м) 1975 года, плотина Литл-Гуз 1970 года (30 м), Нижняя монументальная плотина длиной 100 футов (30 м) 1969 года и Ледяная гавань длиной 100 футов (30 м) 1962 года. Плотина .
Ежегодно за четырьмя нижними плотинами на реке Снейк откладывается три миллиона новых кубических ярдов наносов. [15] Город Льюистон, штат Айдахо, и другие города вдоль реки Снейк построили систему дамб, обслуживаемую Инженерным корпусом армии. Дамбы в Льюистоне были спроектированы так, чтобы между уровнем воды и верхом дамб оставалось пять футов. По состоянию на 2011 год осталось два фута. Поскольку уровень воды продолжает повышаться, либо некоторые плотины придется снести или углубить, либо муниципальные дамбы будут продолжать подниматься. Корпус признает, что количество наносов в русле реки слишком велико, чтобы дноуглубительные работы были эффективными, а лидеры общины Льюистона обеспокоены тем, что более высокие дамбы еще больше отрежут город от рек. [16]
Корпус начал дноуглубительные работы за Нижней гранитной плотиной в 2015 году. [17]
Частная плотина Риндж высотой 100 футов (30 м) на Малибу-Крик в горах Санта-Моники в Калифорнии была построена в 1924 году, и ей разрешили полностью заполниться отложениями, что сделало ее функционально устаревшей, но все еще представляющей потенциальную опасность. Малибу-Крик когда-то поддерживал самую южную популяцию стальных голов в мире. Но сегодня стальхеды больше не занимают ручей.
Аналогичная плотина Матилия 1947 года недалеко от Охай, Калифорния, была построена вопреки рекомендациям Инженерного корпуса армии США , среди прочего, и также блокировала нерестилища стальной форели. После того, как он был дважды надрезан и сильно заилен, 90% его проектной мощности было потеряно. По состоянию на 2013 год заинтересованные стороны согласились с удалением плотины и ее отложений, но источник финансирования не был определен. [18]
Плотину Глен-Каньон высотой 710 футов (220 м) было предложено снести из-за негативного воздействия, которое она оказывает на качество воды и прибрежную среду обитания реки Колорадо в национальном парке Гранд-Каньон . Кроме того, водохранилище, затопленное за ним, озеро Пауэлл, заполнило все каньоны на расстоянии до 160 миль (260 км) над плотиной. Это озеро, предоставляя возможности для отдыха, уничтожило более 160 миль (260 км) среды обитания исчезающих видов рыб реки Колорадо .
Водохранилище также теряет более 6 процентов общего годового стока реки Колорадо из-за испарения и просачивания. [19] Сторонники сноса плотин, такие как Институт Глен-Каньон, также называют эти потери хранимой воды причиной вывода плотины из эксплуатации. Если бы ее пришлось убрать, это затмило бы любой завершенный проект по демонтажу плотины в истории.
Плотина О'Шонесси в Калифорнии была построена в 1923 году и стала первым крупным экологическим спором в США, поскольку она была построена в национальном парке. [20] Дебаты по поводу плотины и водохранилища продолжаются и сегодня. Группы защитников природы, такие как Sierra Club , лоббируют восстановление долины, в то время как другие утверждают, что оставить плотину на месте было бы лучшим экономическим и экологическим решением. [21]
Две оставшиеся плотины на реке Кинникинник в Ривер-Фолс, штат Висконсин, рассматриваются на предмет сноса, чтобы полностью восстановить реку Кинникинник до ее естественного состояния. [23] Река Кинникиник, сокращенно называемая Кинни, представляет собой реку длиной 22 мили (35 км) [24] на северо-западе Висконсина в Соединенных Штатах . Кинни — это промысел в холодной воде, поддерживающий популяцию местной ручьевой форели и обеспечивающий естественное воспроизводство кумжи. Река Кинникиник официально признана DNR штата Висконсин как форелевой ручей класса I, что указывает на то, что это «высококачественная» форелевая вода, которая имеет достаточное естественное воспроизводство для поддержания популяций дикой форели на уровне или близком к нему потенциале. [25] Кинникинник также признан WI DNR как выдающийся водный ресурс (ORW) как выше шоссе штата 35, так и ниже плотины Пауэлл-Фолс, однако участок реки Кинни через город Ривер-Фолс не включен в список. это обозначение, когда река впадает в два водоема, которые не позволяют вести рыболовство. Это обозначение ORW указывает на то, что Кинни предоставляет исключительные возможности для отдыха, поддерживает ценное рыболовство и среду обитания диких животных, имеет хорошее качество воды и не подвергается значительному влиянию деятельности человека. [26] Это обозначение указывает на то, что штат Висконсин определил, что река Кинникиник требует дополнительной защиты от последствий загрязнения. Эти обозначения предназначены для выполнения обязательств федерального Закона о чистой воде, требующих от штата Висконсин принятия политики «антидеградации», призванной предотвратить любое снижение качества воды – особенно в тех водах, которые имеют значительную экологическую или культурную ценность. [26]
Местные заинтересованные организации, участвующие в процессе повторного лицензирования FERC, включают Friends of the Kinni, отделение Kiap-TU-Wish компании Trout Unlimited, Kinnickinnic River Land Trust и River Alliance of Wisconsin. Правительственные учреждения, также выступающие в качестве заинтересованных организаций, включают DNR штата Висконсин, Службу рыболовства и дикой природы США и Службу национальных парков.
По данным Европейской комиссии , по меньшей мере 150 000 барьеров на европейских реках больше не служат своему прямому назначению или больше не требуются. Удаление речных барьеров все чаще рассматривается как практичное, дешевое и желаемое решение, способствующее достижению целей Рамочной директивы Европейского Союза по воде , которая фокусируется на уменьшении и устранении загрязняющих веществ, а также гарантирует достаточное количество воды для дикой природы и потребностей человека. [27] [28] [29]
Чтобы восстановить свободный сток, Стратегия ЕС по сохранению биоразнообразия направлена на устранение ненужных плотин и барьеров на протяжении 25 000 миль реки к 2030 году. Демонтаж плотин В 2022 году Европа помогла демонтировать 325 плотин и других зданий, что на 36% больше, чем в 2021 году. [30] [ 31] [32] WWF, The Rivers Trust , The Nature Conservancy , The European Rivers Network, Rewilding Europe , Wetlands International Europe и The World Fish Migration Foundation сформировали коалицию для восстановления европейских рек и ручьев до их естественного состояния.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
