Keswick Dam - Keswick Dam

Keswick Dam
Keswick Dam.gif
СтранаСоединенные Штаты
Место расположенияОкруг Шаста, Калифорния
Координаты40 ° 36′43 ″ с.ш. 122 ° 26′45 ″ з.д. / 40,61194 ° с.ш.122,44583 ° з.д. / 40.61194; -122.44583Координаты: 40 ° 36′43 ″ с.ш. 122 ° 26′45 ″ з.д. / 40,61194 ° с.ш. 122,44583 ° з.д. / 40.61194; -122.44583
Строительство началось1941
Дата открытия1950
Владелец (и)Бюро мелиорации США
Плотина и водосбросы
Тип плотиныБетонная гравитация
КонфискованыРека Сакраменто
Высота157 футов (48 м)
Длина596 футов (182 м)
Объем плотины214,000 куб. Ярдов (164,000 м3)
ВодосбросыЗакрытый перелив
Вместимость водосброса250,000 куб футов / с (7,100 м3/ с)
Резервуар
СоздаетКесвикское водохранилище
Общая вместимость23 800 акров футов (29 400 000 м3)
Площадь водосбора6380 квадратных миль (16500 км2)
Нормальная высота601,6 футов (183,4 м)
Электростанция
Турбины3
Установленная мощность117 МВт
Годовая генерация416,585,000 КВтч (2001–2012)[1]

Keswick Dam бетонный гравитационная плотина на Река Сакраменто примерно в 2 милях (3,2 км) к северо-западу от Реддинг, Калифорния. Часть Бюро мелиорации США с Проект Центральной долины, плотина имеет высоту 157 футов (48 м) и подпитывает Кесвикское водохранилище, который имеет мощность 23 800 акров футов (29 400 000 м3). Электростанция плотины имеет три турбины генерирующей мощностью 117 мегаватты (МВт), которая в 1992 году была завышена по сравнению с первоначальными 75 МВт. Плотина и водохранилище служат предвестник регулировать пиковая мощность выпуски из Плотина Шаста вверх по течению.

Электрический подстанция на плотине Кесвик распределяет электроэнергию от электростанции Кесвик, электростанции на Плотина Тринити и Lewiston Dam, электростанция судьи Фрэнсиса Карра недалеко от Whiskeytown Lake, и электростанция Спринг-Крик, которая расположена к северо-западу от плотины Кесвик.

История

Нехватка воды

Нехватка воды ощущалось начиная с 19 века, в золотодобывающая эпоха. Открытие золотых приисков в 1840-х годах привлекло поток иммигрантов в Калифорния. Через несколько лет многие иммигранты перешли в сельское хозяйство, поскольку оно, по-видимому, обеспечивает большую стабильность, чем добыча золота. В Центральной долине были плодородные почвы, обилие воды и плоский пологий рельеф, пригодный для земледелия.[2] Увеличение спроса на продукты питания в конечном итоге привело к переходу от мелкого фермерства к крупномасштабному интенсивному сельскому хозяйству.

Низкий рельеф местности вызвал наводнения в зимний сезон дождей, но в летние месяцы последовала сильная засуха. Низкий расход воды вызвал увеличение солености, что привело к проникновению соли в некоторые части долины и в залив Сан-Франциско. Проект Кесвик был в первую очередь предназначен для целей орошения, но он стал многоцелевым проектом для борьбы с наводнениями, улучшения судоходства по реке Сакраменто, водоснабжения бытовых и промышленных пользователей, производства электроэнергии, сохранения рыбы и дикой природы. , создание возможностей для отдыха и улучшение качества воды.[3]

Законодательный орган Калифорнии принял законы для решения проблемы нехватки воды в штате и принял закон, устанавливающий права прибрежных вод.[4] У этого закона были ограничения: владельцы земель, граничащих с водой, имели право на разумное количество этой воды, но владельцы, чьи земли не граничили с водоемами, не имели прав на какую-либо воду. Из-за ограничений использования, вытекающих из закона о правах прибрежных территорий, правительство поручило инженерам штата разработать план для всего штата, который обеспечивал бы справедливое распределение воды для орошения и домашнего использования.

Проект Центральной долины

Кесвикская плотина была построена как часть Проект Центральной долины (CVP), который был создан для решения проблемы неравномерного распределения воды, из-за которого некоторые землевладельцы остались без водоснабжения, особенно в летний сезон, когда водозабор на орошение и бытовое использование требовался в продолжительную жаркую и засушливую погоду.[3]

Проект Центральной долины - крупное водосберегающее сооружение, простирающееся от Каскадный горный массив на севере к полузасушливым, но плодородным равнинам вдоль Река Керн на юге. Законодательный орган штата создал CVP в 1933 году, но строительство не началось, пока федеральное правительство не взяло на себя управление проектом. Первоначальные характеристики CVP были утверждены для строительства Инженерным корпусом армии США. Средства на строительство первых элементов CVP были предоставлены Закон 1935 года об ассигнованиях на чрезвычайную помощь. Позже Бюро мелиорации США взял на себя эксплуатацию CVP, и проект стал предметом закона о мелиорации в соответствии с законом 1937 года с тремя целями: регулирование рек и улучшение борьбы с наводнениями и судоходства, обеспечение водой для орошения и домашнего использования и выработка электроэнергии. По мере того как шло время и были построены дополнительные каналы, электростанции и плотины, роль CVP в водной структуре региона стала более сложной.

Keswick Dam является частью подразделения Shasta CVP, в которое также входят Плотина Шаста.[5] Водохранилище Кесвик действует как преддверие плотины Шаста, стабилизируя беспорядочный поток воды, поступающей через электростанцию ​​Шаста, а также собирает воду, отводимую из реки Тринити через разделение реки Тринити.[6]

Строительство

Кесвик Дам был назван в честь Лорд Кесвик, президент Mountain Copper Company Limited. Контракт на проект с компаниями Guy F. Atkinson и Kiefer Construction был заключен Бюро мелиорации США; и строительство началось в августе 1941 года.[5] Возникла нехватка рабочей силы из-за проблем в Центральная долина, но Бюро мелиорации дало ему добро.

К концу 1941 года, несмотря на трудовые проблемы, компания Гая Ф. Аткинсона завершила строительство фундамента. Во время строительства другой проблемой была погода. В жаркие летние месяцы рабочим приходилось распылять воду для охлаждения агрегатов. Зимой рабочие нагревали смеси, чтобы поддерживать температуру выше 50 градусов. В сезон дождей строительство было остановлено из-за наводнения.

В 1944 году около месяца ближе к концу Вторая Мировая Война рабочие объявили забастовку из-за того, что компания Гая Ф. Аткинсона не выполнила ранее заключенное соглашение о повышении заработной платы рабочих. Рабочие вернулись после обещания Совет по военному труду рассмотреть вопрос о заработной плате; а в конце 1944 года агентство повысило заработную плату.

В декабре 1947 г. из-за нехватки средств проект строительства дамбы изменился; Однако строительство электростанции было завершено. К июлю 1948 года компания Atkinson-Kier завершила строительство водосброса в Кесвике и отремонтировала эродированные участки перрона водосброса. В 1949 году Висмер и Беккер установили два генератора на электростанции в Кесвике. В результате рекультивации введены в эксплуатацию второй и третий генераторные блоки. В начале 1950 года фирма установила водосбросные ворота размером пятьдесят на пятьдесят футов в Кесвике, и они начали работу 20 февраля. 31 марта 1950 года Висмер и Беккер установили последний генераторный агрегат на электростанции Кесвик.[5]

География

Ландшафт вокруг плотины Кесвик включает топографические особенности гор Кламат, южного Каскадного хребта и Центральной долины, в том числе склоны, характеризующиеся сочетанием сосновых и дубовых лесов, а также обнажений чапараля и скал. Земля, на которой расположен соседний город Реддинг, Калифорния, был построен в основном из вулканических и осадочных пород, подвергшихся метаморфизму.[7] Две вулканические особенности - Гора Шаста и Пик Лассена - его можно увидеть с многочисленных точек зрения по всему району.

Водохранилище Кесвик склонно к быстрым подъемам и падениям, при этом попадая поочередно из плотины Шаста и снабжая водой генераторы плотины Кесвик, а также для удовлетворения потребностей в воде ниже по течению.[5]

Гидрометеорологические аспекты

Климат

Климат в округе Шаста можно охарактеризовать как жаркий и сухой летом и прохладный и влажный зимой, с лучшим климатом в весенний и осенний сезоны, благодаря среднегодовому количеству осадков и температурам.[8]

В этом районе выпадает в среднем около 69 дюймов осадков в год, причем период самых сильных осадков приходится на период с октября по март, а с июня по сентябрь выпадает очень мало осадков и уменьшается приток воды в водохранилище плотины. Летом температура колеблется от 85 до 90 ° F (от 29 до 32 ° C). Зимой средняя температура составляет 40 ° F (4 ° C).[9]

Летом наблюдается значительный рост сброса из плотины из-за повышенного спроса на воду, особенно для использования в сельском хозяйстве. Высокие температуры увеличивают скорость испарения, поэтому для поддержания урожая требуется больше воды.

Гидрология

Плотины Кесвик и Шаста вместе регулируют поток реки Сакраменто ниже 302 мили. Летом сток из плотины Шаста значительно увеличивает приток Кесвика, несмотря на продолжительные засушливые месяцы. Вода из Whiskeytown Dam и Водохранилище Клир-Крик впадает в реку Сакраменто через водохранилище Кесвик для удовлетворения спроса на воду в Южной Калифорнии. При нормальных условиях прогнозируемого наводнения ширина поймы ниже плотины Кесвик составляет от 200 до 500 футов. Русло реки состоит из крупного гравия в местах перекатов и мелких отложений в местах, где нет перекатов.[10]

Качество воды

Кислый ил в Кесвикском водохранилище, преддверии Плотина Шаста возле Реддинг

Железная горная шахта был широко известным рудником сульфидных руд, который давал ценные металлы; но его репутация пострадала из-за сильного кислотного дренажа шахты и выпадения загрязненных отложений в реку Сакраменто. Шахта находилась в округе Шаста, рядом с водохранилищем Кесвик, и, как известно, является крупнейшим источником токсичных металлов в системе реки Сакраменто. Загрязненные металлические отложения, выпавшие из шахтного дренажа, накапливались в Водохранилище Спринг-Крик и Кесвикское водохранилище. Медь была определена как основной загрязнитель реки, но другие загрязнители, вызывающие ухудшение качества воды, включают железо, цинк, кадмий, ртуть, свинец и кислую воду.[11]

Другие бездействующие шахты способствовали ухудшению качества воды на плотине Кесвик. Хотя такие законы, как Закон о чистой воде, и агентства, такие как Агентство по охране окружающей среды, направлены на улучшение качества питьевой воды за счет очистки от загрязняющих веществ, неконтролируемый дренаж кислых шахт по-прежнему представляет большую угрозу для качества воды в этом районе. На качество поверхностных вод ниже по течению от плотины Кесвик также влияет другая деятельность человека вдоль реки Сакраменто, включая сельское хозяйство, историческую добычу полезных ископаемых, а также муниципальные и промышленные ресурсы.

Общая концентрация металлов в реке достигала 200г / л а вода настолько кислая, что вызывает pH всего 3,6.[12] В 2000 году качество воды в реке Сакраменто было относительно хорошим. Другие неизвестные следы ртути, пестицидов и металлов также были зарегистрированы на расстоянии 26 миль от плотины Кесвик до Ред-Блафф. Температура воды - еще одна важная проблема качества воды в верховьях реки Сакраменто между плотиной Кесвик и водоотводной плотиной Ред-Блафф (RBDD).[13]

Биологические аспекты

Дикая природа и рыболовство

Водохранилище Кесвик - это водная среда, связанная с водоразделом реки Сакраменто.[14] В водохранилище обитают холодноводные рыбы, среди которых радужная форель и кумжа. К видам, обитающим в теплой воде, относятся те же виды, что встречаются в Плотина Шаста. В Калифорнийский департамент рыб и дикой природы изредка сажает рыбу, выращенную в инкубаториях. К водохранилищу можно добраться с берега и на лодке, но для рыбной ловли он не очень часто используется. Кесвикская плотина - это самый верхний барьер для проходных рыб, мигрирующих вверх по Река Сакраменто.

Из-за своего небольшого размера водохранилище Кесвик не расслаивается. Уровни водохранилища ежедневно колеблются от одного до трех футов. Резервуар может колебаться от восьми до девяти футов в год. Выбросы в реку Сакраменто колеблются от примерно 3300 CFS (Департамент водных ресурсов, 2011 г.) в периоды засухи до 79 000 кубических футов во время паводков (Департамент водных ресурсов, 1974 г.).[15]

От плотины Кесвик на юг до Ред-Блафф, Калифорния Река Сакраменто относительно узкая и глубокая, с некоторыми участками более широкой аллювиальной поймы. Большая часть местообитаний чавычи-лосося в реке находится в этом районе. Изменчивость и величина естественного сезонного стока реки Сакраменто были значительно изменены для целей орошения и борьбы с наводнениями. Плотины и водозаборы, эксплуатируемые Проект Центральной долины а местные ирригационные районы контролируют большую часть стока реки Сакраменто. С 1993 года для защиты содержания и нереста зимней чавычи требуется мелиорация для управления хранением и сбросом холодной воды в резервуарах для поддержания среднесуточной температуры воды на уровне 13 ° C или ниже между плотиной Кесвик и Точки соответствия между Balls Ferry и Bend Bridge, с 15 мая по 30 сентября.[16]

Экологические эффекты

Дренаж кислотной шахты Iron Mountain. Шахта находилась в эксплуатации с 1860-х до 1963 года.

И рудник Айрон-Маунтин, и добыча колчеданной руды в округе Шаста внесли свой вклад в деградацию реки Сакраменто, помимо гибели рыбы и других водных организмов вниз по течению от реки Сакраменто до плотины Кесвик.[17] Это происходит из-за кислотности воды, вызванной металлическими отложениями и другими металлическими отложениями, загрязняющими отложения в реке. Воздействие меди и других металлов физиологически влияет на виды лососевых, особенно в отношении воспроизводства, в реке Сакраменто ниже плотины Кесвик. Зимний нерест чавычи в реке является одним из основных видов лососевых рыб. под угрозой.

Водохранилище Спринг-Крик было построено для контроля дренажа перед сбросом в водохранилище Кесвик. Уровень кислоты, который ранее регистрировался в диапазоне pH от 1,5 до -3,6, улучшился до pH примерно 3.[нужна цитата ] Когда кислотный дренаж шахты и сбросные отложения были отведены на очистные сооружения, это улучшило концентрацию металлов примерно на 97% при обычных условиях эксплуатации. В настоящее время характеристики качества воды на выходе из плотины Spring Creek Debris Dam к водохранилищу Keswick соответствуют стандартам воды для реки Сакраменто, установленным и регулируемым Советом по контролю за водными ресурсами.[нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Калифорнийская гидроэнергетическая статистика и данные". Калифорнийская энергетическая комиссия. Получено 2018-04-26.
  2. ^ «Проект Центральной долины». Бюро рекламаций США. 2011. Архивировано с оригинал 18 июля 2012 г.. Получено 29 сентября, 2017.
  3. ^ а б "Кесвик Силовая установка". Бюро мелиорации США. 13 мая 2009 г. Архивировано с оригинал 28 сентября 2016 г.. Получено 29 сентября, 2017.
  4. ^ Ласситер, Эллисон (2015). Устойчивая вода: проблемы и решения из Калифорнии. Окленд, Калифорния: Пресса Калифорнийского университета. п. 52.
  5. ^ а б c d Стене, Эрик. «Дивизия Шаста, проект Центральной долины» (PDF). Бюро мелиорации США. Получено 18 апреля 2016.
  6. ^ Стене, Эрик. "Тринити Дивизион: Проект Центральной Долины". Связанные документы История проекта Тринити-Ривер Дивизион (52 КБ) (pdf). Архивировано из оригинал 30 августа 2013 г.. Получено 13 мая, 2016.
  7. ^ "Кесвик-Дам - Ред-Блафф-Рич" (PDF). плотина Кесвик - плес Red Bluff - река Сакраменто. Получено 13 мая, 2016.
  8. ^ «Статистическая информация о погоде и климате». Национальные центры экологической информации. Получено 13 мая, 2016.
  9. ^ «Климат Шаста - Калифорния». Климатические данные США. Получено 26 сентября, 2017.
  10. ^ Дикие, живописные и рекреационные характеристики: река Сакраменто, Калифорния, от плотины Кесвик до Сакраменто.. Сакраменто: Департамент армии, округ Сакраменто, Инженерный корпус. 1975 г.
  11. ^ Центр Калифорнийских наук о воде. «Воздействие горной добычи на железную гору на окружающую среду | Калифорнийский водный научный центр USGS». ca.water.usgs.gov. Получено 2017-09-27.
  12. ^ Antweiler, R.C .; Taylor, H.E .; Альперс, К. (2012). «Распределение и геохимия отдельных микроэлементов в реке Сакраменто возле водохранилища Кесвик». Химическая геология. 298–299: 70–78. Bibcode:2012ЧГео.298 ... 70А. Дои:10.1016 / j.chemgeo.2011.12.025.
  13. ^ Исследование водных ресурсов озера Шаста: Приложение физических ресурсов - Технический отчет о качестве воды (PDF) (Отчет). Министерство внутренних дел США, Бюро мелиорации. Ноябрь 2011. с. I-4. Получено 29 сентября, 2017.
  14. ^ «Программа водораздела реки Сакраменто». www.sacriver.org. Получено 2016-05-14.
  15. ^ «Департамент водных ресурсов Калифорнии». www.water.ca.gov. Получено 2016-05-14.
  16. ^ "База данных о естественном разнообразии Калифорнии". www.dfg.ca.gov. Получено 2016-05-14.
  17. ^ «Кислотный дренаж». Влияние Iron Mountain на окружающую среду. Получено 13 мая, 2016.