Введение
Коновинго (Conowingo Dam), также известная как Коновингоская гидроэлектростанция, – крупная гидроэлектростанция, расположенная в нижней части реки Сусквеханна, недалеко от города Коновинго, штат Мэриленд. Эта гравитационная плотина средней высоты, построенная из каменной кладки, является одной из крупнейших нефедеральных гидроэлектростанций в США и крупнейшей плотиной в штате Мэриленд. Плотина находится примерно в 16 км от устья реки, впадающей в Чесапикский залив, в 8 км к югу от границы с Пенсильванией и в 72 км к северо-востоку от Балтимора, на границе округов Сесил и Харфорд. Плотина образует водохранилище площадью 9 000 акров, которое сегодня покрывает территорию первоначального города Коновинго. Во время строительства плотины город был перенесен на нынешнее место, примерно в 2 км к северо-востоку от восточного конца плотины. Поднимающаяся вода также могла бы затопить мост Коновинго – первоначальный переход через американское шоссе № 1, поэтому он был снесен в 1927 году. В настоящее время трасса № 1 проходит по гребню плотины. Водохранилище Коновинго и расположенный поблизости государственный парк Сусквеханна предлагают широкие возможности для отдыха.
Строительство и гидроэлектроэнергетика
Район, который изображен на карте Джона Смита 1612 года, первоначально был известен как водопад Смита (Smyth's Falls). 23 января 1925 года Philadelphia Electric Company заключила контракт на строительство плотины с компанией Stone & Webster из Бостона, которая и выполнила проектирование. Строительство, начавшееся в 1926 году, осуществляла корпорация Arundel Corporation из Мэриленда. (Заброшенные железнодорожные пути для транспортировки тяжелого оборудования к месту строительства плотины можно увидеть вдоль западного берега реки ниже плотины.) После завершения в 1928 году плотина стала вторым по величине гидроэлектропроектом в Соединенных Штатах по выработке электроэнергии после Ниагарского водопада. Около 5000 рабочих устремились в этот сельский северо-восточный уголок Мэриленда в поисках хорошо оплачиваемой работы с началом строительства. Помимо тех, кто непосредственно работал над плотиной, большое количество людей переносили железнодорожные пути, прокладывали новые дороги и возводили стальные опоры для прокладки высоковольтных линий электропередачи в направлении Филадельфии. Это произошло почти за пятьдесят лет до принятия Конгрессом Закона об охране труда и техники безопасности, гарантировавшего право на безопасные условия труда. Пока эти люди боролись за средства к существованию, многие получили инвалидизирующие травмы при работе с высоковольтными линиями, падении с высоты, обращении со взрывчатыми веществами, столкновении с ядовитыми змеями и т.д. Когда Maryland Public Television показала свой документальный фильм "Плотина Коновинго: Энергия Сусквеханны" во время Недели Чесапикского залива в апреле 2016 года, возник вопрос о количестве рабочих, погибших при исполнении своих обязанностей. Расследуя смерть Хантера Х. Беттиса 26 ноября 1927 года, коронер Дарлингтона Уильям Б. Селсе заявил в The Baltimore Sun, что более двадцати человек погибли. В попытке создать реестр или перепись смертности, связанной с работой, были изучены свидетельства о смерти, газетные статьи и записи похоронных бюро. Были идентифицированы 14 человек. Плотина была построена с 11 турбинными местами, хотя изначально было установлено только 7 турбин, приводящих в действие генераторы мощностью 36 мегаватт каждая. Турбинный корпус, расположенный на юго-западном конце плотины, вмещает эти семь агрегатов. Один дополнительный агрегат обеспечивает мощность 25 Гц для электрической железнодорожной системы плотины (идентичной той, что использовалась Pennsylvania Railroad, у которой была электрифицированная линия [теперь принадлежащая Norfolk Southern], проходящая по восточному берегу). В 1978 году были добавлены четыре турбины большей мощности. Каждая из этих турбин приводит в действие генератор мощностью 65 мегаватт, увеличивая электрическую мощность плотины с 252 до 548 мегаватт. Четыре новые турбины расположены на открытом воздухе в северо-восточной части электростанции. Генераторы вырабатывают электроэнергию при 13 800 вольт. Это повышается до 220 000 вольт для передачи, в основном в район Филадельфии. В 2021 году плотина внесла 2,1 миллиона мегаватт-часов в электросеть. В настоящее время плотиной управляет Susquehanna Electric Company, входящая в состав Constellation Energy, через дочерние компании и слияния. Действующая лицензия Федеральной энергетической комиссии на плотину была выдана в 2021 году и истекает в 2071 году. Гидроэлектростанция Коновинго будет основным источником энергии для "черного старта", если в региональной энергосети PJM произойдет широкомасштабное аварийное отключение электроэнергии (блэкаут).
Контроль над наводнениями
У плотины имеется 53 водосбросных шлюза, расположенных начиная с северо-восточного конца машинного зала и простирающихся вдоль большей части плотины. Управление шлюзами осуществляется тремя мостовыми кранами грузоподъемностью каждый, которые были первоначально построены компанией Morgan Engineering Company из Огайо. Краны перемещаются по рельсам, проложенным вдоль всей длины плотины, и питаются от электрических линий, проходящих над поверхностью плотины. В 2006 году на конце рельсов был установлен четвертый кран, что потребовало прокладки новых силовых рельсов под существующими проводами. К 2017 году все оригинальные мостовые краны были заменены. Оригинальные краны Morgan были демонтированы и отправлены на металлолом. Новые краны оснащены резервными генераторами для обеспечения работы при отключении электроэнергии от общей сети. В 1936 году все водосбросные шлюзы были открыты впервые. Во время урагана «Агнес» в июне 1972 года все 53 шлюза были открыты во второй раз, и были заложены взрывчатые вещества для разрушения части переливного гребня, поскольку к утру 24 июня уровень воды поднялся до 1,5 метров от верхней точки плотины (рекордный уровень в 34 метра, на 0,9 метра выше нормального уровня для всего 23-километрового водохранилища Коновинго). Начальник плотины Пол Инглиш 23 июня в 22:30 выпустил бюллетень, в котором предупреждал, что уровень воды достиг критической точки, при которой стабильность плотины «не может быть гарантирована. При достижении 34 метров ситуация станет неопределенной. Неизвестно, может ли конструкция плотины не выдержать, и необходимо предупредить людей, находящихся ниже по течению». В это время расходомер на плотине зафиксировал рекордный расход воды, а водомерная станция у подножия плотины зарегистрировала рекордный уровень воды в 11 метров. 20 января 1996 года был зафиксирован второй по величине уровень воды – 10 метров. 26 июля 2018 года из-за повышения уровня воды, вызванного несколькими днями проливных дождей в регионе Средней Атлантики, были открыты 20 из 53 водосбросных шлюзов. Уровень воды в реке Сусквеханна превысил 8 метров, что создало угрозу затопления для близлежащих городов, таких как Порт-Депозит, как это было в 2011 году. Экологические последствия этого события неизвестны, но экологи Чесапикского залива обеспокоены состоянием здоровья залива из-за притока осадка и ограниченных питательных веществ, таких как фосфор и азот, которые ухудшают прозрачность воды и способствуют росту водорослей. Береговая охрана выпустила предупреждения для всех судов в Чесапикском заливе относительно полей обломков, плавающих и затонувших, которые были смыты при открытии шлюзов.
Экология и воздействие на окружающую среду
Вода реки, запруженная плотиной, образует водохранилище Коновинго длиной 23 км (14 миль), известное местным жителям как озеро Коновинго. Водохранилище используется в качестве источника питьевой воды для Балтимора и Управления водоснабжения округа Честер; для охлаждения атомной электростанции Пич-Боттом; а также для отдыха на лодках и рыбалки. В условиях малого количества осадков или засухи, поддержание уровня водохранилища и обеспечение необходимого стока воды для экосистемы ниже по течению – одна из задач, стоящих перед операторами плотин. Плотина Коновинго, и в меньшей степени плотины Холтвуд и Сейф-Харбор, расположенные выше по течению, преграждали путь мигрирующим видам рыб, особенно американскому шеду, к местам нереста выше по реке Сусквеханна. В 1984 году на плотине Коновинго была установлена система отлова рыбы, и шед перевозился грузовиками выше по течению, над всеми тремя плотинами, и выпускался в реку. Эта программа была прекращена в 1999 году. В 1991 году был установлен рыбопропускной канал. На всех трех плотинах установка рыбопропускных каналов была завершена к сезону 2000 года. В сезон миграции 2000 года через рыбопропускной канал Коновинго прошло 153 000 американских шедов. "Однако процент успешного прохождения шеда от Коновинго до Холтвуда составляет всего 30–50%, что указывает на трудности, с которыми рыба сталкивается при движении вверх по течению в водах водохранилища Коновинго". Три плотины также связаны с другой экологической проблемой. Обычно водохранилища выше каждой плотины задерживают осадок и питательные вещества, поступающие из бассейна реки Сусквеханна, и предотвращают их попадание в залив Чесапик. Исследование, проведенное USGS в 1998 году, предполагает, что водохранилища могут достичь своей максимальной емкости до 2020 года и перестать снижать нагрузку питательных веществ и осадка, поступающих в залив. Однако на это влияют крупные паводки и другие факторы.