Плотина Дворшак в Айдахо

Введение

Дамба в Айдахо

Дамба Дворшака — это бетонная гравитационная плотина на западе Соединенных Штатов, на Северной вилке реки Клируотер в северно-центральной части штата Айдахо. В округе Кливвотер плотина расположена примерно в 6 километрах (4 мили) к северо-западу от города Орофино и образует водохранилище Дворшак для регулирования паводков и выработки гидроэлектроэнергии. Высота дамбы составляет 219 метров. Дворшак является третьей по высоте плотиной в США и самой высокой прямолинейной бетонной плотиной в Западном полушарии. Строительство плотины, осуществляемое Инженерным корпусом армии США (USACE), началось в 1966 году и было завершено в 1973 году. Отсутствие рыбопропускных сооружений препятствует миграции рыб и полностью прекратило проход анадромных рыб в верхнее течение Северной вилки и её притоки в Айдахо.

История

Предложение о строительстве плотины Дворшак возникло в 1953 году в ходе обследования нижнего бассейна реки Снейк, проведенного Инженерным корпусом армии США, для выявления подходящих мест для создания водохранилищ и выработки гидроэлектроэнергии. Дворшак был одним из семи гидроузлов, рассматриваемых в речных системах Снейк, Салмон и Клируотер. Окончательное место для строительства плотины Дворшак было выбрано на Северном рукаве реки Клируотер в 1,9 мили (3 км) выше ее впадения в более крупную реку Клируотер. Проект был утвержден 23 октября 1962 года под названием плотина Брюса Эдди; впоследствии название было изменено в честь сенатора Генри Дворшака (1894–1962), который сыграл ключевую роль в получении одобрения Конгресса для проекта плотины. Плотина с самого начала вызывала споры, поскольку она преграждала бы пути миграции рыб, а ее водохранилище затопило бы значительную часть зимних угодий лосей в бассейне реки Клируотер. В Северном рукаве реки Клируотер наблюдалось обильное количество форели стального цвета, и, возможно, это была лучшая в мире популяция крупной форели стального цвета. Однако сторонники проекта утверждали, что строительство рыбоводного хозяйства позволит сохранить популяцию форели стального цвета в реке, а строительство плотины сделает ненужными другие проекты плотин в бассейне реки Клируотер. Важным стимулом для проекта был также контроль над паводками; сторонники Дворшака ссылались на разрушительное наводнение 1948 года, когда река Клируотер достигла пика, в одиннадцать раз превышающего ее нормальный расход, как дополнительное обоснование для строительства крупной водохранилищной плотины. Хотя расчистка и подготовка строительной площадки начались еще в июне 1965 года, фактическое строительство началось только в начале 1966 года с прокладки отводного тоннеля диаметром 40 футов (12 м) и возведения коффердама высотой 110 футов (34 м) для перенаправления реки в обход строительной площадки. В 1966 году начались работы по выемке шпунтов в стенах каньона для создания будущих фундаментов под бетонные конструкции, которые продолжались до 1968 года. Первую партию бетона залили в начале 1968 года, а к 28 мая 1969 года в плотину было залито более определенного объема бетона. Укладка бетона осуществлялась с помощью канатной дороги, поддерживаемой тремя передвижными башнями на краях каньона, которые транспортировали ковши емкостью определенного объема мокрого бетона. 27 сентября 1971 года отводной тоннель был перекрыт, что позволило начать заполнение водохранилища, а последний бетон на гребень плотины был залит 27 января 1973 года. В 1973 году были установлены три генераторных агрегата электростанции, и к 1 марта водохранилище поднялось до уровня, достаточного для начала выработки электроэнергии. После завершения строительства плотины Инженерный корпус армии США приобрел определенную площадь земли, прилегающей к водохранилищу (позже расширенную до определенной площади), и с тех пор управляет ею как зимним местообитанием лосей и белохвостых оленей. Рыбоводное хозяйство рассчитано на содержание 6000 взрослых особей и ежегодно выпускает в речную систему около 3,4 миллиона молоди. Планы по строительству пятого и шестого агрегатов были отклонены в 1990 году, а четвертого агрегата – в 1995 году. Подвесной мост Дент был построен в 17 милях (27 км) выше по течению от плотины, а ферменный мост Грандад – в 41 миле (66 км) выше по течению.

The proposal for Dworshak Dam originated in a 1953 USACE survey of the lower Snake River drainage basin for suitable sites to develop reservoir storage and hydroelectric power generation. Dworshak was one of seven dam sites considered on the Snake, Salmon and Clearwater River systems. The final site for Dworshak Dam was chosen at a point on the North Fork of the Clearwater 1.9 mile (3 km) above its confluence with the larger Clearwater River. The project was authorized on October 23, 1962, as Bruces Eddy Dam; the name was later changed to honor Senator Henry Dworshak (1894–1962), who was instrumental in gaining congressional approval for the dam project. The dam was controversial from the start, because it would block fish migration and its reservoir would flood a large portion of the winter range of elk in the Clearwater River basin. The North Fork of the Clearwater River had an excellent run of steelhead trout and "may have been the finest population of large size steelhead in the world". However, proponents of the project held that the construction of a fish hatchery would maintain the river's steelhead runs, and that the construction of the dam would render other dam projects in the Clearwater River basin unnecessary. Another big incentive for the project was flood control; supporters of Dworshak cited a devastating flood in 1948, when the Clearwater River reached a peak of —eleven times its normal flow—as further reason for the construction of a large storage dam. While clearing and preparations at the dam site were underway as early as June 1965, actual construction did not begin until early 1966 with the excavation of a 40 feet (12 m) diameter diversion tunnel and the creation of a 110 feet (34 m) high cofferdam to divert the river around the dam site. Excavation of keyways in the canyon walls to provide future foundations for the concrete commenced in 1966, and continued through 1968. The first bucket of concrete was placed in early 1968, and by May 28, 1969, more than had been poured in the dam. Concrete placement was accomplished by a cableway system supported by three movable towers on the canyon rims, transporting buckets that each had a capacity of of wet concrete. The diversion tunnel was closed on September 27, 1971, allowing the reservoir to begin filling, and the last concrete was poured on the dam crest on January 27, 1973. Three generating units of the power plant were also installed in 1973, and by March 1, the reservoir had risen to a sufficient level to allow power generation to begin. After the dam was completed, the USACE acquired of land adjacent to the reservoir (later expanded to ), and has since managed it for winter habitat of elk and white tailed deer. The hatchery has a capacity of 6,000 adult fish, and releases about 3.4 million juveniles into the river system each year. The proposed fifth and sixth units of the plant were deauthorized in 1990, and the fourth unit was deauthorized in 1995. The suspension Dent Bridge was constructed 17 mile (27 km) upstream of the dam, and the deck truss Grandad Bridge was built 41 mile (66 km) upstream.

Технические характеристики

Плотина Дворшак – это бетонная гравитационная плотина с наклонной гранью вниз по течению и вертикальной гранью вверх по течению, высотой 717 футов (219 м) от основания, 632 фута (193 м) над руслом реки и длиной 3287 футов (1002 м) по гребню. Ширина верхней части плотины составляет 44 фута (13 м) на высоте 1613 футов (492 м) над уровнем моря. Основной объем конструкции составляет приблизительно кубических метров бетона. Сброс больших объемов воды регулируется комплексом водосбросных сооружений с пятью затворами, способными пропускать кубических метров в секунду, и водосливом, контролируемым двумя затворами типа "Тейнтер". Пропускная способность водослива составляет кубических метров в секунду при максимальном уровне водохранилища.

Операции

Общая полезная емкость или активная емкость водохранилища Дворшак, включая регулирование паводков, составляет: Большая часть активной емкости, не используемой для регулирования паводков, используется для производства электроэнергии. Поскольку плотина Ленор на реке Кларкуотер так и не была построена, Дворшак нельзя использовать как пиковую электростанцию. Таким образом, электростанция работает как станция базовой нагрузки с относительно постоянным сбросом воды. Сброс воды из плотины значительно увеличивается только в летние периоды с высоким уровнем воды, когда паводок требует открытия водосбросов. Электростанция вырабатывает в среднем 1,693 миллиарда кВтч в год. Каждую зиму уровень водохранилища Дворшак понижается в среднем на 47 метров, чтобы подготовиться к ежегодному половодью Северной Вилки, которое ранее могло превышать после обильного таяния снега. Водохранилище должно поддерживать минимум зимнего объема для хранения паводковых вод, а сбросы с плотины регулируются таким образом, чтобы уровень воды достигал максимума в 479 метров (1570 футов) в июле. Однако годовые резервы для регулирования паводков варьируются в зависимости от количества снежного покрова в бассейне реки выше плотины. Ежегодное снижение уровня воды для регулирования паводков обычно начинается в сентябре и заканчивается 1 апреля следующего года; паводки от таяния снега улавливаются в водохранилище с апреля по июль. Хотя водохранилище покрывает более чем при полном уровне, площадь поверхности уменьшается до при самой низкой точке сброса воды. Эти экологические, или "выбросы для увеличения стока", значительно повышают уровень воды в конце лета, с выбросом до через плотину в августе и в сентябре. Температура сбрасываемой воды обычно колеблется от .

Туризм и экономика

Одной из основных выгод, о которых говорили сторонники дамбы Дворшак, было то, что она обеспечит возможности для отдыха и связанные с ним экономические выгоды для местных жителей. Ежегодно Дворшак посещают от 110 000 до 140 000 человек, преимущественно в летние месяцы с высоким уровнем воды. Среди видов отдыха – катание на лодках, водные лыжи, кемпинг, рыбалка, пешие и охотничьи прогулки; вдоль водохранилища расположены шесть спусков для катеров. Государственный парк Дворшака в штате Айдахо находится на водохранилище Дворшак примерно в 5 км к северу от плотины. Самая верхняя часть водохранилища простирается в Национальный лес Кливвотер. Региональный центр для посетителей расположен у плотины Дворшак, и там можно заказать экскурсию по самой плотине. Однако значительное ежегодное снижение уровня воды в водохранилище приводит к тому, что спуски для катеров и пристани становятся недоступными на протяжении нескольких месяцев в году, а вдоль береговой линии появляется неприглядное «кольцо ванны». Исследование, проведенное Университетом Айдахо, показало, что такой режим эксплуатации приводит к потере от 4,5 до 5,9 миллионов долларов доходов от туризма ежегодно. Создание участка с замедленным течением вдоль 85 км (53 мили) Северной Вилки ранее способствовало лесозаготовочным операциям в регионе, хотя масштаб лесозаготовительной промышленности значительно сократился с XX века. В период с 1988 по 1991 год по водохранилищу Дворшак было перевезено около 81 миллиона кубических футов древесины; однако с 1991 года баржи с бревнами по озеру не ходят. Это частично связано с внедрением схемы увеличения стока в конце лета, которая требует значительного снижения уровня водохранилища, в результате чего оборудование для обработки древесины оказывается значительно выше уровня воды, а также с развитием лесных дорог, обеспечивающих более эффективную транспортировку грузовиками. Было предложено перераспределить часть пространства для регулирования паводков с Дворшака на плотину Гранд-Кули на севере штата Вашингтон, чтобы обеспечить увеличение объема воды для увеличения стока; это также принесло бы дополнительные выгоды в виде улучшения условий для отдыха на озере.