Введение

Проект водоснабжения. Калифорнийский акведук имени губернатора Эдмунда Г. Брауна — это система каналов, туннелей и трубопроводов, по которой вода, собранная из гор Сьерра-Невады и долин Северной и Центральной Калифорнии, доставляется в Южную Калифорнию. Акведук, названный в честь губернатора Калифорнии Эдмунда Джеральда "Пэта" Брауна-старшего, протяженностью более 644 километров, является ключевым элементом Калифорнийского государственного водного проекта. Акваэдук начинается в заливе Клифтон-Корт на юго-западном углу дельты реки Сакраменто-Сан-Хоакин. Затем он направляется на юг и в конечном итоге разделяется на три ветви: Прибрежная ветвь, заканчивающаяся на озере Качума в округе Санта-Барбара; Западная ветвь, поставляющая воду в озеро Кастаик в округе Лос-Анджелес; и Восточная ветвь, соединяющая озеро Сильвервуд в округе Сан-Бернардино. Департамент водных ресурсов (DWR) осуществляет эксплуатацию и обслуживание Калифорнийского акведука, включая одну насосно-аккумулирующую гидроэлектростанцию — ГЭС Джаннелли. ГЭС Джаннелли расположена у основания плотины Сан-Луис, которая формирует водохранилище Сан-Луис, крупнейшее внерусловое водохранилище в Соединенных Штатах. Электростанция Кастейк, аналогичная ей и принадлежащая и управляемая Департаментом водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса, находится на северном конце озера Кастейк, а плотина Кастейк — на южном конце. Происходило оседание грунта вдоль акведука, которое неуклонно увеличивалось с момента его относительно стабильного состояния после строительства.

Система акведуков

Акваэдукт обеспечивает водоснабжение 35 миллионов человек и 5,7 миллионов акров сельскохозяйственных угодий, начинаясь в дельте реки Сан-Хоакин – Сакраменто на насосной станции Банкс, которая перекачивает воду из залива Клифтон-Корт. Вода перекачивается с насосной станции Банкс в водохранилище Бетани. Водохранилище служит форбей для акведука Южного залива через насосную станцию Южного залива. От водохранилища Бетани акведук течет самотеком примерно 97 км (60 миль) до форбея О’Нилл при водохранилище Сан-Луис. От форбея О’Нилл он течет примерно 26 км (16 миль) до насосной станции Дос Амигос. После Дос Амигос акведук течет примерно 153 км (95 миль) до места, где от "основной линии" отделяется Прибрежная ветвь. Разделение находится примерно в 42 км (26 миль) к юго-востоку от города Кеттлман. После Прибрежной ветви линия продолжает течь самотеком еще 106 км (66 миль) до насосной станции Буэна-Виста. От Буэна-Виста она течет примерно 43 км (27 миль) до насосной станции Тиринк. После Тиринка она течет примерно 4 км (2,5 мили) до насосной станции Крисман. Крисман – последняя насосная станция перед насосной станцией Эдмонстон, которая находится в 21 км (13 милях) от Крисмана. К югу от станции западная ветвь отделяется в юго-западном направлении для обеспечения водоснабжения бассейна Лос-Анджелеса. На насосной станции Эдмонстон вода перекачивается на высоту 587 метров (1926 футов) над горами Техачапи. Вода течет по акведуку серией резких подъемов и постепенных спусков. Вода течет по длинному участку, построенному с небольшим уклоном, и прибывает на насосную станцию, запитанную от линий электропередач Path 66 или Path 15. На насосной станции вода поднимается, а затем снова постепенно течет вниз по склону к следующей станции. Однако, где имеются значительные перепады высот, потенциальная энергия воды восстанавливается гидроэлектростанциями. Начальная насосная станция, запитанная дельтой реки Сакраменто, поднимает воду на 73 метра (240 футов), в то время как серия насосов, завершающаяся на насосной станции Эдмонстон, поднимает воду на 587 метров (1926 футов) над горами Техачапи. Типичный участок имеет бетонный канал шириной 12 метров у основания и среднюю глубину воды около 9 метров. Самый широкий участок акведука составляет 34 метра, а самый глубокий – 10 метров. Исследование, опубликованное в 2021 году в журнале Nature Sustainability, оценило, что установка солнечных панелей над каналом потенциально может снизить годовое испарение воды на канала. Электроэнергия, вырабатываемая солнечными панелями, может использоваться насосными системами акведука, но в исследовании также рассматривалась возможность обеспечения электроэнергией ирригационных систем в Центральной долине для снижения зависимости от дизельных насосов для орошения. Аналогичные установки солнечных панелей над каналами были продемонстрированы в Индии, включая конструкцию с фермой в Гуджарате и конструкцию с подвесными тросами в Пенджабе.

Филиалы

От начала и до первой ответвительной ветки акведук проходит по территории округов Контра-Коста, Аламеда, Сан-Хоакин, Станислаус, Мерсед, Фресно и Кингс. Затем акведук разделяется на три ветви: Прибрежная ветвь в Центральной долине, а также Восточная и Западная ветви после пересечения гор Техачапи.

Предыстория

Оседание земли происходит, когда земля постепенно или внезапно опускается или проседает из-за движения или удаления природных материалов, таких как вода, минералы, нефть и природный газ. Чаще всего оседание происходит при откачке больших объемов подземных вод из осадочных пород или горных пород. По мере откачки подземных вод из глубоких слоев глины, она сжимается, вызывая оседание. В случаях откачки подземных вод, нарушение земной поверхности и подземного водохранилища может быть упругим, то есть обратимым, или неупругим, то есть необратимым. Крупнозернистые осадочные породы, содержащие подземные воды, могут быть осушены и восстановлены с минимальным ущербом для подземных и наземных объектов, а происходящие изменения считаются сезонным оседанием. Скорость оседания акведука быстро возрастает, хотя после строительства он оставался относительно стабильным в течение многих лет. Бассейн Туларе оседает со скоростью около одного фута в год, по данным спутника GRACE от NASA. Центральная долина, через которую проходит большая часть Калифорнийского акведука, пострадала от откачки подземных вод и последующего оседания земли. Фермеры в Центральной долине и ее окрестностях стали зависеть от подземных вод, особенно в связи с недавними засухами, которые повлияли на количество легкодоступной поверхностной воды. С октября 2011 года по сентябрь 2015 года измерения уровня подземных вод в водоносных горизонтах долины Сан-Хоакин зафиксировали потерю в 14 км³/год, в общей сложности 56 км³.

Последствия

Оседание грунта может подвергнуть риску повреждения инфраструктуры как на частных, так и на общественных землях. Мосты, дамбы, дороги и скважины для добычи подземных вод либо находятся под угрозой повреждения, либо уже повреждены. По мере прогрессирования оседания под угрозой могут оказаться подземные водоносные горизонты, а их запасы воды – истощены. Документальный фильм был заказан сетью U.S. A&E в конце 2000-х годов. Обычно он демонстрируется на телеканале History в Соединенных Штатах, хотя другие образовательные телеканалы по всему миру также его показывали. В фильме представлен перепад Клифтон-Корт (основная точка забора воды для Калифорнийского акведука) как "стратегически важный объект пресноводной инфраструктуры Калифорнии", который может быть остановлен на срок до двух лет в случае землетрясения магнитудой 7,5 или выше. Акваэдукт также был показан в эпизоде программы "Золото Калифорнии" с Хьюэллом Хаузером.