Мидлсексский канал: История первого инженерного проекта США

Введение

Баржный канал в восточном Массачусетсе, США.

Канал Миддлсекс представлял собой баржный канал протяженностью 44 километра, соединявший реку Мерримак с портом Бостона. В рабочем состоянии его ширина составляла 9,1 метра, глубина – 0,9 метра, он включал 20 шлюзов длиной 24 метра и шириной от 3,0 до 3,4 метра. Также на канале было восемь акведуков. Построенный в период с 1793 по 1803 год, канал являлся одним из первых гражданско-инженерных проектов такого рода в Соединенных Штатах и был изучен инженерами, работавшими над другими крупными канальными проектами, такими как канал Эри. Строительство канала стало возможным благодаря ряду инноваций, включая гидравлический цемент, использованный для кладки шлюзов, и оригинальную плавучую буксировочную дорожку, перекинутую через реку Конкорд. Канал функционировал до 1851 года, когда более эффективные средства транспортировки массовых грузов, в основном железные дороги, сделали его неконкурентоспособным. В 1967 году Американское общество гражданских инженеров признало канал Национальным историческим памятником гражданского строительства. Остатки канала сохранились до наших дней и были включены в Национальный реестр исторических мест в 1972 году, а в 2009 году в реестр было внесено описание всего маршрута канала, включая участки, застроенные впоследствии.

Концепция

К 1790 году Англия располагала тридцатилетним опытом и могла опираться на все многочисленные каналы континентальной Европы. В годы, последовавшие за американской Войной за независимость, молодые Соединенные Штаты начали период экономического расширения вглубь страны, от побережья. Влиятельные американцы всегда следили за новостями из Европы, особенно из Великобритании, поэтому, когда в 1790–1794 годах британский парламент принял восемьдесят один закон о каналах и судоходстве, американские лидеры обратили на это внимание. В Массачусетсе было предложено несколько идей по доставке товаров в главный порт, Бостон, и соединению с внутренними районами. Около трех лет разрабатывались планы соединения верхнего течения реки Коннектикут, выше водопадов в Энфилде (Коннектикут), с Бостоном через канал к реке Чарльз. Салливан был назначен президентом компании, а Лоамми Болдуин, уроженец Уоберна, посещавший научные лекции в Гарвардском колледже и друживший с физиком Бенджамином Томпсоном, стал ее вице-президентом и в конечном итоге главным инженером. Все сыновья Болдуина посвятили себя гражданскому строительству, и семья стала важной фигурой в строительной промышленной революции. Заявление Болдуина в Навигационную компанию было одобрено, и Уэстон получил разрешение на поездку в Массачусетс. В июле и августе 1794 года Уэстон, в сопровождении Болдуина и нескольких его сыновей, провел обследование и определил два возможных маршрута для предполагаемого канала. Владельцы земли затем заключили контракты на ее приобретение, часть земли была пожертвована владельцами, а в шестнадцати случаях владельцы прибегли к процедуре принудительного отчуждения (eminent domain) для получения земли. Основной план предусматривал использование реки Конкорд в ее самой высокой точке в Северной Билерикe в качестве основного источника воды для канала, с возможностью дополнительного забора воды из пруда Хорн в Уоберне по мере необходимости. На месте слияния канала с рекой Конкорд с XVII века находилась мукомольная мельница, которую владельцы приобрели вместе со всеми правами на воду. Отсюда канал спускался на шесть миль к реке Мерримак в Восточном Челмсфорде (ныне западный Лоуэлл) и на двадцать две мили к реке Чарльз в Чарльзтауне. В конце сентября 1794 года в Северной Билерике был заложен первый камень. Работы по строительству канала выполнялись рядом подрядчиков. В некоторых случаях для раскопок привлекались местные рабочие, а в других районах для строительных работ нанимались рабочие по контракту из Массачусетса и Нью-Гэмпшира. Было преодолено множество инженерных трудностей, что привело к инновациям в строительных материалах и оборудовании. Для герметизации каменных шлюзов использовался гидравлический цемент (частично изготовленный из вулканических материалов, которые с большими затратами импортировались с острова Синт-Эстатиус в Вест-Индии). Из-за его стоимости и сложности обработки камня некоторые шлюзы были изготовлены из дерева. В землеройдном оборудовании было сделано нововведение с разработкой предшественника самосвала, где одна сторона кузова была закреплена на петлях, что позволяло быстро выгружать материал в нужном месте. В декабре 1800 года вода была пущена в канал, а к 1803 году канал был заполнен до Чарльзтауна. Первое судно прошло по части канала 22 апреля 1802 года.

By 1790, England had thirty years and all of continental Europe's many canals to draw on for the experience. In the years after the American Revolutionary War, the young United States began a period of economic expansion away from the coast. American men of influence had always kept an eye on news from Europe, especially from Great Britain, so when in the years from 1790–1794 the British Parliament passed eighty one canal and navigation acts, American leaders were paying attention. In Massachusetts, several ideas were proposed for bringing goods to the principal port, Boston, and connecting to the interior. For about three years there were plans to connect the upper reaches of the Connecticut River, above the falls at Enfield Connecticut, to Boston through a canal to the Charles. Sullivan was made the company's president; its vice president and eventually chief engineer was Loammi Baldwin, a native of Woburn, who had attended science lectures at Harvard College and was a friend of physicist Benjamin Thompson. efn|Baldwin's sons would all go into civil engineering and the family became important figures in the building industrial revolution. Baldwin's application to the Navigation company was successful: Weston was authorized to travel to Massachusetts. In July and August 1794, Weston, accompanied by Baldwin and several of the latter's sons surveyed and identified two possible routes for the proposed canal. The proprietors then secured contracts to acquire the land for the canal, some of which was donated by its owners; in sixteen cases the proprietors used eminent domain proceedings to take the land. The basic plan was for the canal's principal water source to be the Concord River at its highest point in North Billerica, with additional water to be drawn as needed from Horn Pond in Woburn. The site where the canal met the Concord River had been the site of a grist mill since the 17th century, which the proprietors purchased along with all of its water rights. From this point, the canal descended six miles to the Merrimack River in East Chelmsford (now western Lowell) and 22 miles to the Charles River in Charlestown. In late September 1794 ground was broken in North Billerica. Work on the canal was performed by a number of contractors. In some instances, local workers were contracted to dig sections, while in other areas contract labor was brought in from Massachusetts and New Hampshire for the construction work. A variety of engineering challenges were overcome, leading to innovations in construction materials and equipment. A form of hydraulic cement (made in part from volcanic materials imported at great expense from Sint Eustatius in the West Indies) was used to make the stone locks watertight. Because of its cost and the cost of working in stone, a number of the locks were made of wood instead. An innovation was made in earth moving equipment with the development of a precursor of the dump truck, where one side of the carrier was hinged to allow the rapid dumping of material at the desired location. Water was diverted into the canal in December 1800, and by 1803 the canal was filled to Charlestown. The first boat operated on part of the canal on April 22, 1802.

Операция

К 1808 году завершенный канал достиг Мерримака, штат Нью-Гэмпшир, от реки Чарльз (нижняя конечная точка) и перевозил две трети грузов вниз по течению и одну треть грузов вверх в западный Нью-Гэмпшир и восточный Вермонт. В другом направлении канал проходил от «Мидлсекской деревни» или Восточного Челмсфорда, штат Массачусетс (город Челмсфорд позднее был разделен, и Восточный Челмсфорд был переименован в Лоуэлл, штат Массачусетс, ныне четвертый по численности населения город в Массачусетсе, главным образом благодаря текстильной промышленности Лоуэлла, возникшей благодаря транспортной инфраструктуре и водной энергии вдоль Мидлсекского канала и рек Нашуа и Мерримак), через несколько немногочисленных поселений округа Мидлсекс, таких как Биллерика и Теуксбери, затем ближе к пригородным городам, нижнее течение которого направлялось к Бостону, в основном вдоль водотоков, почти параллельных маршрутам MA 38 от Уилмингтона, далее в Вобурне вдоль реки Аберхона от Хорн-Понд через Винчестер (или Уотерфилд) к Мистик-Лейкс и вниз по реке Мистик между Арлингтоном и Сомервиллем на западном берегу и Медфордом на восточном (левом) берегу, пока река и канал не впали в залив Бостонского порта в бассейне Чарлстауна. Первоначально канал заканчивался в Медфорде, но позднее был продлен до Чарлстауна, штат Массачусетс, с ответвлением вблизи Медфорд-Центра к реке Мистик. Указывалось, что поездки вниз по реке из Конкорда в Бостон занимали четыре дня, а обратные поездки вверх по реке – в среднем пять дней. Прежде чем корпорация была распущена, ее владельцы предложили превратить канал в акведук для подачи питьевой воды в Бостон, но эта попытка не увенчалась успехом. После прекращения эксплуатации канала его инфраструктура быстро пришла в упадок. В 1852 году компания распорядилась снести обветшалые мосты через канал и засыпать его. Компании было разрешено ликвидировать активы и выплатить доходы акционерам, а ее устав 1793 года был отменен в 1860 году. Документация компании была передана государству на хранение. Земля и плотина канальной корпорации в Северной Билерике, а также права на воду на реке Конкорд были проданы Чарльзу и Томасу Талботам, которые построили комплекс мельниц Талбот, который сейчас находится в историческом районе Билерика-Миллс. В XX веке участки русла канала были застроены дорогами, в том числе участки Mystic Valley Parkway в Медфорде и Винчестере, а также участки Бостон-авеню в Сомервилле и Медфорде. Бостон-авеню пересекает реку Мистик в том месте, где пересекал канал. Участки канала в восточной части Сомервилля были засыпаны при выравнивании холма Плауд-Хилл в конце XIX века. Холм Плауд-Хилл был местом печально известных антикатолических беспорядков в 1832 году и впоследствии был заброшен.

By 1808 the completed canal had reached Merrimack, New Hampshire, from the Charles (the downstream terminus) and was carrying two thirds of the down freight and one third of the up freight to Western New Hampshire and Eastern Vermont. The other direction, the canal ran from 'Middlesex Village' or East Chelmsford, Massachusetts (The Town of Chelmsford was later divided and East Chelmsford was renamed Lowell, Massachusetts, now the fourth most populous city in Massachusetts, primarily because of the Lowell textile industry spawned by the transportation infrastructure and water power along the Middlesex Canal and the Nashua and Merrimack Rivers), through several sparser settled Middlesex County outlier suburbs such as Billerica, and Tewksbury, then closer in suburban towns with the lower course running towards Boston generally along water courses nearly paralleling the routes of MA 38 from Wilmington, thence in Woburn along the Aberjona River from Horn Pond through Winchester (or Waterfield) into the Mystic Lakes and down the Mystic River between Arlington and Somerville on the west bank and Medford along the east (left) bank, until the river and canal ran into the Boston Harbor tidewater in the Charlestown basin. At first, it terminated in Medford, but was later extended to Charlestown, Massachusetts, with a branch near Medford Center to the Mystic River. indicate the downriver trips from Concord to Boston took four days, and the reverse trip upriver took on average five days. Before the corporation was dissolved, the proprietors proposed to convert the canal into an aqueduct to bring drinking water to Boston, but this effort was unsuccessful. After the canal ceased operation its infrastructure quickly fell into disrepair. In 1852 the company ordered dilapidated bridges over the canal torn down and the canal underneath filled in. Permission was given for the company to liquidate and pay the proceeds to the stockholders, and its 1793 charter was revoked in 1860. The company's records were given over to the state for preservation. The canal corporation's land and dam in North Billerica, as well as the water rights on the Concord River, were sold to Charles and Thomas Talbot, who erected the Talbot Mills complex that now stands in the Billerica Mills Historic District. Parts of the canal bed were covered by roads in the 20th century, including parts of the Mystic Valley Parkway in Medford and Winchester, and parts of Boston Avenue in Somerville and Medford. Boston Avenue crosses the Mystic River where the canal did. Parts of the canal in eastern Somerville were filled in by leveling Ploughed Hill in the late 19th century. Ploughed Hill was the site of notorious anti Catholic riots in 1832 and had subsequently been abandoned.

Влияние

Открытие канала снизило коммерческую жизнеспособность порта Ньюберипорт, штат Массачусетс, расположенного в устье реки Мерримак, поскольку вся торговля из долины Мерримак в Нью-Гэмпшире теперь осуществлялась через канал в Бостон, а не по реке, навигация по которой иногда была затруднена. Канал также сыграл заметную роль в последующем развитии Лоуэлла как крупного промышленного центра. Его открытие привело к сокращению объемов бизнеса на канале Паутукет, транзитном канале, открытом в 1790-х годах, который обходил водопад Паутукет, расположенный ниже по течению от северного конца канала Миддлсекс. Владельцы канала Паутукет переоборудовали его для использования в качестве источника энергии, что способствовало росту мельничного бизнеса на его берегах, начиная с 1820-х годов. Канал Миддлсекс использовался для транспортировки сырья, готовой продукции и персонала в Лоуэлл и обратно. Использование каналом реки Конкорд имело значительные долгосрочные экологические последствия. Повышение высоты плотины в Северной Билерике, как считалось, приводило к затоплению сезонных сенокосов выше по течению, что послужило причиной многочисленных судебных исков против владельцев канала. Все они в конечном итоге были отклонены, отчасти из-за неопределенности науки, а также из-за политического влияния владельцев. Когда канал пришел в упадок в последние годы своего существования, законодательное собрание штата наконец распорядилось снизить высоту плотины, но затем отменило это распоряжение до его исполнения. Анализ, проведенный в 20-м веке, показывает, что плотина, которая все еще стоит (хотя и не на максимальной высоте), вероятно, вызывала затопление сенокосов на расстоянии до 40 километров вверх по водоразделу. Многие из этих лугов пришлось забросить, и некоторые из них теперь являются частью Национального заповедника дикой природы Great Meadows; они классифицируются как водно-болотные угодья. Канал отличался рядом инноваций и служил примером для последующих инженерных проектов. Использование гидравлического цемента для кладки шлюзов является первым известным применением этого материала в Северной Америке. Маршрут был обследован с использованием уровня Уай (ранняя версия нивелира), что также было первым зарегистрированным применением в Америке. В Северной Билерике, где канал соединялся с рекой Конкорд у мельничного пруда, была разработана плавучая буксировочная дорожка для обеспечения пересечения транспортных потоков.

The opening of the canal diminished the commercial viability of the port of Newburyport, Massachusetts, the outlet of the Merrimack River, since all trade from the Merrimack Valley in New Hampshire now went via the canal to Boston, rather than through the sometimes difficult to navigate river. The canal also played a prominent role in the eventual growth of Lowell as a major industrial center. Its opening brought on a decline in business at the Pawtucket Canal, a transit canal opened in the 1790s which bypassed the Pawtucket Falls just downstream from the Middlesex Canal's northern end. Its owners converted the Pawtucket Canal for use as a power provider, leading to the growth of the mill businesses on its banks beginning in the 1820s. The Middlesex Canal was used for the transport of raw materials, finished goods, and personnel to and from Lowell. The canal's use of the Concord River had significant long term environmental consequences. The raising of the dam height at North Billerica was believed to cause flooding of seasonal hay meadows upstream and prompted numerous lawsuits against the canal proprietors. These were all ultimately unsuccessful, due in part to the uncertainty of the science, and also in part to the political power of the proprietors. As the canal was in decline in its later years, the state legislature finally ordered the dam height to be lowered, but then repealed the order before it was executed. Analysis done in the 20th century suggests that the dam, which still stands (although no longer at its greatest height), probably had a flooding effect on hay meadows as far as 25 miles up the watershed. Many of these meadows had to be abandoned, and some now form portions of the Great Meadows National Wildlife Refuge; they are classified as wetlands. The canal featured a number of innovations and was referred to as an example for later engineering projects. The use of hydraulic cement to mortar the locks is the first known use of the material in North America. The route was surveyed using a Wye level (an early version of a dumpy level), again the first recorded use in America. At North Billerica, where the canal met the Concord River at the millpond, a floating towpath was devised to handle the needs of crossing traffic patterns.