Введение
Контроль над наводнениями, производство энергии и инфраструктура водоснабжения в Калифорнии
Проект Центральной долины (CVP) — это федеральный проект управления электроэнергией и водными ресурсами в штате Калифорния, находящийся под надзором Бюро мелиорации США (USBR). Он был разработан в 1933 году для обеспечения орошения и водоснабжения большей части Центральной долины Калифорнии путем регулирования и хранения воды в водохранилищах в северной половине штата (ранее считавшейся богатой водой, но страдающей от дефицита воды более половины года в большинстве лет) и транспортировки ее в испытывающую нехватку воды долину Сан-Хоакин и прилегающие районы посредством сети каналов, акведуков и насосных станций, некоторые из которых используются совместно с Калифорнийским государственным водным проектом (SWP). Многие водопользователи CVP представлены Ассоциацией водных проектов Центральной долины. Помимо хранения и регулирования воды, система обладает гидроэлектрогенерацией мощностью более 2000 мегаватт, а также обеспечивает возможности для отдыха и защиты от наводнений благодаря двадцати плотинам и водохранилищам. Это позволило крупным городам развиваться вдоль рек долины, которые ранее ежегодно затапливались весенними паводками, и превратило полузасушливую пустынную среду долины Сан-Хоакин в продуктивные сельскохозяйственные угодья. Пресная вода, хранящаяся в водохранилищах реки Сакраменто и выпускаемая вниз по течению в периоды засухи, предотвращает проникновение соленой воды в дельту Сакраменто-Сан-Хоакин во время приливов. Проект состоит из восьми подразделений и десяти соответствующих участков, многие из которых работают совместно, в то время как другие функционируют независимо от остальной сети. Сельское хозяйство и связанные с ним отрасли в Калифорнии в настоящее время напрямую обеспечивают 7% валового регионального продукта, для которых CVP обеспечивает около половины необходимой воды. Многие операции CVP имели значительные экологические последствия, включая сокращение популяции лосося в четырех крупных реках северной Калифорнии, а также уменьшение прибрежных зон и водно-болотных угодий. Многие исторические объекты и земли коренных американских племен были затоплены водохранилищами CVP. Кроме того, сток от интенсивного орошения загрязняет реки и грунтовые воды. Закон об улучшении проекта Центральной долины, принятый в 1992 году, направлен на смягчение некоторых проблем, связанных с CVP, посредством таких программ, как программа водоснабжения убежищ. В последние годы сочетание засухи и нормативных решений, принятых на основе Закона об охране исчезающих видов 1973 года, вынудило Бюро мелиорации отключить большую часть водоснабжения для западной стороны долины Сан-Хоакин, чтобы защитить хрупкую экосистему дельты Сакраменто-Сан-Хоакин и сохранить сокращающиеся популяции рыб в реках Северной и Центральной Калифорнии. В 2017 году реки Кламат и Троица пережили самый низкий за всю историю зарегистрированных наблюдений нерест лосося чинука, что привело к объявлению чрезвычайного положения в Калифорнии и Орегоне из-за потери коммерческого рыболовства. В 2017 году также был закрыт рекреационный промысел лосося чинука как в океане, так и в реках Троица и Кламат. Согласно отчету, направленному в Тихоокеанский совет по управлению рыболовством (PFMC) Департаментом рыбы и дикой природы Калифорнии (CDFW), в 2017 году в долину Сакраменто вернулось всего 1123 взрослого лосося чинука зимнего хода. Это второе по величине количество взрослых лососей зимнего хода, вернувшихся для нереста, с момента внедрения современных методов подсчета в 2003 году. Для сравнения, в 1969 году для нереста вернулось более 117 000 лососей чинука зимнего хода.
Операции
CVP хранит около [объема] воды в 20 водохранилищах в предгорьях Сьерра-Невады, горах Кламат и прибрежных хребтах Калифорнии и пропускает около [объема] воды ежегодно через свои каналы. Из транспортируемой воды около [процента] используется для орошения [площади] сельскохозяйственных угодий, [процент] – для нужд муниципалитетов, а [процент] сбрасывается в реки и водно-болотные угодья для соответствия государственным и федеральным экологическим стандартам. Два крупных водохранилища, озеро Шаста и озеро Троица, образованы парой плотин в горах к северу от долины Сакраменто. Вода из озера Шаста впадает в реку Сакраменто, которая течет в дельту Сакраменто-Сан-Хоакин, а вода из озера Троица – в реку Троица, впадающую в Тихий океан. Оба озера выпускают воду с регулируемой скоростью. Там, прежде чем вода достигнет залива Сан-Франциско и Тихого океана, часть ее перехватывается отводным каналом и транспортируется в канал Дельта-Мендота, который доставляет воду на юг через долину Сан-Хоакин, обеспечивая водохранилище Сан-Луис (совместный объект SWP) и реку Сан-Хоакин в бассейне Мендота, и в конечном итоге достигая каналов, орошающих фермы в долине. Плотина Фриант пересекает реку Сан-Хоакин выше по течению от бассейна Мендота, отводя воду на юг в каналы, которые проходят в район озера Туларе долины Сан-Хоакин, до реки Керн. Наконец, отдельное сооружение, озеро Нью-Мелонес, накапливает сток притока реки Сан-Хоакин для использования в засушливые периоды. Существуют также другие небольшие, независимые сооружения, обеспечивающие водой местные ирригационные округа. Крупномасштабное строительство дамб китайскими рабочими вдоль дельты стало началом ограниченного орошения садов. После появления Трансконтинентальной железной дороги иммиграция из Азии и остальной части США привела к увеличению числа поселенцев в регионе. Несмотря на плодородные почвы и благоприятную погоду Центральной долины площадью 108 780 км², иммигранты, незнакомые с сезонными моделями осадков и наводнений, начали применять методы орошения. Вскоре фермеры столкнулись с частыми наводнениями в долине Сакраменто и общей нехваткой воды в долине Сан-Хоакин.
Река Сакраменто
Дивизия Шаста состоит из пары крупных плотин на реке Сакраменто к северу от города Реддинг. Плотина Шаста является основным водохранилищем и электрогенерирующим комплексом CVP. Она перегораживает реку Сакраменто, образуя озеро Шаста, которое может хранить огромные объемы воды и генерировать 680 МВт электроэнергии. Плотина Шаста функционирует для регулирования стока реки Сакраменто, чтобы нижерасположенные водозаборные плотины и каналы могли более эффективно использовать речной поток, а также для предотвращения наводнений в дельте Сакраменто-Сан-Хоакин, где расположены многочисленные водозаборные сооружения для акведуков долины Сан-Хоакин. Отделение каналов Сакраменто в составе CVP забирает воду из реки Сакраменто значительно ниже по течению от плотин Шаста и Кесвик. Водозаборные плотины, насосные станции и акведуки обеспечивают муниципальное водоснабжение, а также орошение обширных территорий. Диверсионная плотина Ред-Блафф отводит часть реки Сакраменто в 110-мильный (177 км) канал Техама-Колуса, 21-мильный (34 км) канал Корнинг и небольшое водохранилище, образованное плотиной Фанкс. Шесть насосных станций забирают воду из канала и подают ее в водораспределительную сеть округа Колуза. Отводы воды из северных рек штата по-прежнему вызывают споры из-за наносимого окружающей среде ущерба. Отделение реки Тринити является вторым по величине подразделением CVP для северной долины Сакраменто. Основная цель этого подразделения – отвести воду из реки Тринити в реку Сакраменто ниже по течению от плотины Шаста, чтобы увеличить сток в реке Сакраменто и одновременно генерировать пиковую мощность. Плотина Льюистон, расположенная ниже по течению от плотины Тринити, является вторым по величине водохранилищем CVP, ее емкость составляет чуть более половины объема водохранилища Шаста. Она отводит воду в туннель Клар-Крик, который впадает в третье водохранилище – озеро Уискитаун на Клар-Крик, притоке реки Сакраменто, генерируя при этом 154 МВт электроэнергии. Озеро Уискитаун, в свою очередь, обеспечивает водой туннель Спринг-Крик, который проходит в самую нижнюю часть ручья Спринг-Крик, впадающего в водохранилище Кесвик, генерируя еще 180 МВт электроэнергии. Затем вода из реки Тринити впадает в водохранилище Кесвик и реку Сакраменто. В 1963 году была построена плотина Спринг-Крик-Дребрис (Spring Creek Debris Dam) непосредственно выше выхода из туннеля Спринг-Крик, чтобы предотвратить дальнейшее загрязнение реки кислыми шахтными водами с рудника Железная Гора.
Американская река
Американский речной дивизион расположен в северно-центральной Калифорнии, на восточной стороне Великой Центральной долины. Его сооружения используют воду реки Американ, берущей начало в Сьерра-Неваде и впадающей в реку Сакраменто. Дивизион подразделяется на три участка: Фолсом, Слай-Парк и Оберн-Фолсом Юг. Американский речной дивизион накапливает воду в бассейне реки Американ для обеспечения водоснабжения местных населенных пунктов и снабжения остальной системы. Плотины также служат важной мерой по борьбе с паводками. Гидроэлектроэнергия вырабатывается на плотинах Фолсом и Нимбус и реализуется Управлению энергетических ресурсов западного региона. Участок Фолсом состоит из плотины Фолсом, являющейся основным хранилищем воды, и плотины Нимбус, служащей нижним уравнительным резервуаром. Для предотвращения переполнения требуется восемь дополнительных земляных насыпных дамб. Плотина также генерирует 200 МВт с помощью трех генераторов. Примерно в 11 км ниже по течению от плотины Фолсом находится плотина Нимбус, формирующая озеро Натома. Плотина вырабатывает 7,7 МВт с помощью двух турбин Каплана, расположенных на северном берегу реки. Рыбоводный питомник Нимбус расположен ниже по течению от плотины Нимбус для компенсации ущерба, нанесенного нерестилищам реки Американ двумя плотинами. Участок Слай-Парк включает плотину Слай-Парк, озеро Дженкинсон, плотину Camp Creek Diversion Dam и два отводящих туннеля. Плотина Слай-Парк и ее вспомогательная плотина аналогичного размера образуют озеро Дженкинсон, которое питает Камино-канал – акведук протяженностью 8 км. Третий участок – Оберн-Фолсом Юг, состоящий из нескольких плотин на притоках реки Американ, включая плотину и трубопровод Sugar Pine (обеспечивающие водоснабжение Форестхилла) и недостроенный канал Фолсом-Саут. Основным элементом участка являлась бетонная арочная плотина Оберн, планировавшаяся к строительству на Северной вилке реки Американ, но так и не построенная из-за высокой сейсмической активности в этом районе и протестов общественности. Однако высокий мост Форестхилл, построенный в рамках подготовительных работ для плотины Оберн, до сих пор стоит. Плотина Каунти-Лайн, расположенная примерно в 16 км к югу от плотины Фолсом, также так и не была построена. Дельта-Кросс-Канал перехватывает воду реки Сакраменто, текущую на запад в сторону залива Суйсун, и направляет ее на юг через серию искусственных каналов, реку Мокелумне и другие естественные протоки, болота и рукава. Второй канал, Контра-Коста, забирает пресную воду в центральной части дельты, проходя 77 км на юг, распределяя воду по каналам Клейтон и Игнасио и снабжая водой плотину Контра-Лома, в конечном итоге достигая водохранилища Мартинес.
Река Сан-Хоакин
CVP также располагает несколькими плотинами на реке Сан-Хоакин, средний сток которой значительно меньше, чем у реки Сакраменто, для перенаправления ее воды в южные акведуки Центральной долины. Фрианская плотина, строительство которой было завершено в 1942 году, является крупнейшим элементом Фриантского дивизиона CVP. Плотина пересекает реку Сан-Хоакин в месте ее выхода из Сьерра-Невады, образуя озеро Миллертон, которое служит для хранения воды для оросителей долины Сан-Хоакин, а также является точкой водозабора для двух каналов: Friant Kern Canal и Madera Canal. Канал Фриант-Керн направляет воду на юг через район озера Туларь к конечной точке в Бейкерсфилде на реке Керн, обеспечивая оросительной водой округа Туларь, Фресно и Керн.
Река Станислав
На реке Станислаус, крупном притоке реки Сан-Хоакин, расположены относительно независимые дивизия Ист-Сайд и участок Нью-Мелонес CVP. Единственным элементом дивизии/участка является плотина Нью-Мелонес, формирующая озеро Нью-Мелонес, которое при полном наполнении вмещает почти столько же воды, сколько озеро Троица. Плотина предназначена для накопления воды в засушливые периоды и выпуска ее вниз по течению в северную долину Сан-Хоакина в соответствии с потребностью в воде. Плотина генерирует 279 МВт электроэнергии с пиковой мощностью 300 МВт.
Заводские хранилища и акведуки
CVP располагает значительным количеством сооружений для хранения и транспортировки воды на западной стороне долины Сан-Хоакин, в предгорьях Калифорнийского хребта Прибрежных диапазонов. Отделение Западного Сан-Хоакина и подразделение Сан-Луис состоят из нескольких крупных объектов, которые совместно используются с федеральным проектом по водоснабжению штата Калифорния (SWP). Плотина Сан-Луис (или плотина Б. Ф. Сиск) является крупнейшим водохранилищем. Хотя Бюро мелиорации США (USBR) называет его внерусловым резервуаром хранения, водохранилище затапливает часть долины ручья Сан-Луис. Однако Сан-Луис-Крик не является основным источником воды для водохранилища. Ниже по течению от водохранилища Сан-Луис находится залив О’Нилл, который пересекается каналом Дельта-Мендота, отдельным объектом CVP. Из канала вода перекачивается в залив и вверх в водохранилище Сан-Луис, которое служит дополнительным источником воды в засушливые периоды. Плотина Сан-Хусто хранит воду, отводимую из водохранилища Сан-Луис через туннель Пачеко и канал Холлистер, которые проходят через хребет Диабло. Отдельный канал, туннель и канал Санта-Клара, несут воду в долину Санта-Клара. В трех из этих случаев это связано с тем, что плотины слишком высоки, а их водоемы слишком велики для того, чтобы рыба могла преодолевать их с помощью рыбоходов. Однако реку Сан-Хоакин ждала иная участь. Почти 97 км реки пересохли из-за отвода воды с плотины Фриант и озера Миллертон. Даже ниже по течению от Мендоты, где канал Дельта-Мендота подпитывает реку новой волной воды из дельты Сакраменто-Сан-Хоакин, оросительные стоки, загрязненные пестицидами и удобрениями, привели к сильному загрязнению реки. Что еще хуже, усилия Департамента рыбы и дикой природы Калифорнии в 1950-х годах по перенаправлению хода лосося Сан-Хоакина в реку Мерсед не увенчались успехом, поскольку лосось не узнал Мерсед как свой "родной ручей". Не только на реке Сан-Хоакин объекты CVP нанесли ущерб окружающей среде. На реке Сакраменто плотина Red Bluff Diversion Dam в округе Техама, хотя и не такая большая и не оказывающая такого же воздействия, как плотина Фриант, когда-то была препятствием для миграции анадромных рыб. Первоначальные рыбопропускные сооружения плотины постоянно испытывали проблемы с момента начала эксплуатации в 1966 году, и интродуцированные виды, охотящиеся на молодую семолт, часто собирались у основания плотины, что привело к сокращению популяции мигрирующего в Тихий океан молодняка лосося. С тех пор плотина была заменена рыбозащитным экраном и насосной станцией, что обеспечило беспрепятственный проход через Ред-Блафф. Выше по течению плотины Кесвик и Шаста образуют полные барьеры для миграции рыб. Даже за пределами водосборного бассейна Центральной долины отвод воды из реки Троицы с плотины Льюистон в озеро Уискитаун нанес значительный ущерб лососевому руслу притока реки Кламат. Более трех четвертей стока реки отводится через туннель Клер-Крик и от реки Троицы, в результате чего река ниже плотины становится теплой, илистой, мелкой и медленно текущей, что негативно сказывается на молодом лососе. Кроме того, плотина Троицы создает преграду, которая не позволяет лососю достигать около 175 км нерестилищ выше по течению. В начале XXI века Бюро мелиорации наконец начало постепенно увеличивать сток воды ниже плотины Льюистон. Хотя это и сократило общее водоснабжение CVP, новый режим стока позволил операциям соответствовать линии, установленной самой Reclamation в 1952 году, в которой говорится, что для выживания лосося из реки Троицы необходимо сохранить нетронутым не менее 48% естественного стока реки. Недостаток стока в Троице до этого времени также был нарушением полномочий, предоставленных Конгрессом для эксплуатации плотины. "Законодательство требовало, чтобы в Троице оставалось достаточно воды для нужд бассейна, включая сохранение лососевого промысла". В начале XXI века Бюро мелиорации изучало возможность повышения плотины Шаста. Одна из предлагаемых высот была на 6 м больше ее нынешнего размера, что увеличило бы емкость озера Шаста. Агентство также предложило меньшее повышение на 2 м, что добавило бы ранее, рассматривалось повышение плотины на 61 м, увеличивающее емкость до , но это было признано неэкономичным. Когда плотина Шаста была впервые построена, изначально планировалось, что она будет на 61 м выше, чем сейчас, но Reclamation остановила строительство на нынешней высоте из-за нехватки материалов и рабочих во время Второй мировой войны. Повышение плотины позволило бы регулировать и хранить больше воды из реки Сакраменто в засушливые периоды, что принесло бы пользу всей деятельности CVP, а также позволило бы генерировать дополнительную электроэнергию. Однако предложенное увеличение высоты вызвало множество споров. Повышение плотины обошлось бы в несколько сотен миллионов долларов и увеличило бы цену на оросительную воду из озера Шаста. Это привело бы к затоплению большей части оставшихся земель, принадлежащих племени Виннемем Винту, — 90% земель уже находятся под поверхностью озера, — и затоплению нескольких километров реки Маклауд, охраняемой как Национальная живописная и дикая река. Здания, мосты, дороги и другие сооружения пришлось бы переселить. Увеличенная емкость водохранилища изменила бы колебания стока в нижней части реки Сакраменто, и популяции местных рыб, особенно лосося, пострадали бы от последующих изменений в экологии реки. Оригинальная плотина Мелонес, затопленная под Новым Мелонесским озером (отсюда и название Новая Мелонесская плотина), является источником одной из этих проблем. Неиспользуемая плотина Мелонес блокирует холодную воду на дне озера от попадания в реку, особенно в засушливые годы, когда поверхность озера находится ближе к гребню старой плотины. В результате температура реки ниже плотины становится намного выше, чем обычно, что вредит местным рыбам и дикой природе. Для решения этой проблемы Reclamation отключает работу гидроэлектростанции плотины, когда уровень воды резко падает, но это приводит к дефициту электроэнергии. Первоначально, после строительства плотины, штат Калифорния приостановил заполнение водохранилища из-за огромного общественного протеста против того, что было затоплено: известняковый каньон за плотиной, самый глубокий в своем роде в Соединенных Штатах, содержал сотни археологических и исторических памятников, а также один из лучших и самых популярных в Калифорнии участков для сплава по бурной воде. Таким образом, водохранилище простиралось только до моста Парротс-Ферри, в 14 км ниже его максимального предела выше по течению, пока событие Эль-Ниньо в 1982–1983 годах не заполнило его до предела в течение нескольких недель и даже не вынудило Reclamation открыть аварийные водосбросы, что побудило государственные и федеральные правительства отменить ограничения, которые они наложили на водохранилище. Кроме того, проект обеспечивает гораздо меньший устойчивый выход воды, чем ожидалось изначально, и Reclamation называет плотину "типичным примером того, что может пойти не так с проектом". В ответ на эти экологические проблемы Конгресс принял в 1992 году Закон о совершенствовании проекта Центральной долины (CVPIA), Раздел 34 Закона № 102-575, чтобы изменить методы управления водными ресурсами в CVP с целью уменьшения экологического воздействия на реки Сан-Хоакин и Сакраменто. Обязательные действия включали выпуск большего количества воды для снабжения рек и водно-болотных угодий, финансирование работ по восстановлению среды обитания (особенно для нерестовых участков анадромных рыб), контроль температуры воды, водосбережение, рыбопропускные сооружения, расширение площади обслуживания каналов CVP и другие мероприятия. Несмотря на сохранение речных программ, законодательное собрание штата продолжало иметь право строить плотины.