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.
The Governor Edmund G. Brown California Aqueduct is a system of canals, tunnels, and pipelines that conveys water collected from the Sierra Nevada Mountains and valleys of Northern and Central California to Southern California. Named after California Governor Edmund Gerald "Pat" Brown Sr., the over 400 mile (644 km) aqueduct is the principal feature of the California State Water Project. The aqueduct begins at the Clifton Court Forebay at the southwestern corner of the Sacramento–San Joaquin River Delta. The aqueduct then heads south, eventually splitting into three branches: the Coastal Branch, ending at Lake Cachuma in Santa Barbara County; the West Branch, conveying water to Castaic Lake in Los Angeles County; and the East Branch, connecting Silverwood Lake in San Bernardino County. The Department of Water Resources (DWR) operates and maintains the California Aqueduct, including one pumped storage hydroelectric plant, Gianelli Power Plant. Gianelli is located at the base of San Luis Dam, which forms San Luis Reservoir, the largest offstream reservoir in the United States. The Castaic Power Plant, while similar and which is owned and operated by the Los Angeles Department of Water and Power, is located on the northern end of Castaic Lake, while Castaic Dam is located at the southern end. Land subsidence has occurred along the aqueduct and has had a steady increase since its relatively stable state post construction of the aqueduct.
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.
A 2021 study published in Nature Sustainability estimated that the installation of solar panels over the canal could potentially reduce annual water evaporation by of canal. While electricity generated by the solar panels could be used by the aqueduct's pumping systems, the study also considered the possibility of supplying power to irrigation systems in the Central Valley to reduce reliance on diesel powered irrigation pumps. Similar canal spanning solar installations have been demonstrated in India, including a steel truss design in Gujarat and a suspension cable design in Punjab.
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.