Канадский противопаводковый канал Ред-Ривер: Инженерное чудо Манитобы

Введение

Искусственный канал для регулирования паводков в Манитобе, Канада.

Ред-Ривер Флудвей – это искусственный водоотводный канал в Западной Канаде. Это длинный канал, который во время паводков принимает на себя часть стока реки Ред-Ривер, отводя его вокруг города Виннипег, Манитоба, на восток и возвращая в реку ниже плотины в Локпорте. Он способен пропускать паводковые воды со скоростью до , что было увеличено в 2000-х годах по сравнению с первоначальной пропускной способностью канала в . Флудвей был презрительно прозван "Канава Даффа" противниками его строительства, в честь премьер-министра Даффа Роблина, чье прогрессивно-консервативное правительство инициировало проект, частично в ответ на катастрофическое наводнение реки Ред-Ривер в 1950 году. Проект был завершен в срок и в рамках бюджета. Последующие события оправдали этот план. С момента завершения строительства в 1968 году, по оценкам, Флудвей предотвратил накопленный ущерб от наводнений на сумму более 40 миллиардов канадских долларов. В 2000 году он был объявлен Национальным историческим памятником Канады, поскольку Флудвей является выдающимся инженерным достижением как с точки зрения функциональности, так и воздействия. С юга на север Флудвей проходит через юго-восточную окраину Виннипега и сельские муниципалитеты Ритшот, Спрингфилд, Ист-Сент-Пол и Сент-Клементс.

История

После представления доклада Королевской комиссии жители Манитобы разделились во мнениях относительно того, сможет ли провинция позволить себе капитальные затраты на масштабный инженерный проект, который принесет пользу прежде всего Виннипегу. Проект поддерживал Даффер (Дафф) Роблин, лидер оппозиции и глава Прогрессивно-консервативной партии Манитобы, но его противники резко осуждали его как монументальную и потенциально разорительную трату денег. Действительно, проектируемый водоотводный канал Красной реки презрительно называли «Глупостью Даффа» и «Канавой Даффа», а его полезность приравнивали к строительству пирамид Египта. Строительство водоотводного канала и сооружений на реке Ассинибойн потребовало капиталовложений свыше 72 миллионов долларов, которые планировалось амортизировать в течение пятидесяти лет под 4% годовых, в то время как население провинции составляло всего 900 000 человек, а годовой чистый доход провинции – около 74 миллионов долларов. После формирования нового провинциального правительства в июне 1958 года Дафф Роблин, новоизбранный премьер-министр Манитобы, продолжил продвигать проект водоотвода и добился от федерального правительства премьер-министра Джона Дифенбейкера обязательства оплачивать до 60% затрат на строительство. Строительство водоотводного канала началось 27 ноября 1962 года и завершилось в марте 1968 года. Это была масштабная стройка, в ходе которой было вырыто больше земли, чем при строительстве Суэцкого канала. В то время проект был вторым по величине проектом по перемещению грунта в мире, уступая только строительству Панамского канала. Общая стоимость проекта в то время составила 63 миллиона канадских долларов, что эквивалентно примерно 505 миллионам канадских долларов на сегодняшний день.

Дизайн

Система защиты от паводков включает в себя не только канал к востоку от города, но и дамбы вдоль реки в пределах Виннипега и Западную дамбу, идущую на юго-запад от входа в деривационный канал. В основном благодаря деривационному каналу, город практически не пострадал от наводнений. После паводка 1997 года, повторная оценка в 2004 году пропускной способности деривационного канала и его русла показала, что во время сильного паводка через него может проходить 2550 м³/с (90 000 кубических футов в секунду), однако это считается превышением проектной мощности, так как при этом будут затоплены мосты, и было принято решение о дальнейшем расширении деривационного канала. Несмотря на то, что для контрольной структуры используется термин «ворота деривационного канала», это неверно, поскольку ворота расположены непосредственно на Красной реке при её входе в город, а не на русле деривационного канала. Когда расход воды в Красной реке превышает безопасный уровень для русла реки в пределах города, ворота начинают закрываться, поднимаясь со дна реки в необходимой степени, ограничивая поступление воды в город до управляемых объемов. В результате образовавшийся подпор воды на Красной реке выше по течению направляется в прилегающий вход в деривационный канал, отводя избыточный поток, который не мог быть безопасно пропущен через русло реки в городе. Даже во время паводка, когда деривационный канал работает, в пределах города Красная река будет нести больше воды, чем обычно, и могут потребоваться дополнительные местные меры по смягчению последствий наводнения. Повышение уровня воды выше по течению от ворот во время их работы должно контролироваться системой дамб. Западная дамба, протянувшаяся почти до деревни Бранкилд, провинция Манитоба, является ограничивающим фактором объема воды, которую можно отвести вокруг города, из-за крайне малых уклонов местности. В 1997 году эта дамба была срочно удлинена на 42 км от её прежнего западного окончания в районе Домейн, провинция Манитоба, чтобы предотвратить обход первоначальной дамбы паводковыми водами. В 2003 году провинция объявила о планах расширения деривационного канала, увеличив его пропускную способность. Решено было расширить деривационный канал, а не углубить его, из-за особенностей почвенных и грунтовых условий в этом районе. Многие подземные водоносные горизонты в этом районе используются для обеспечения питьевой водой сельских жителей, и они могут быть загрязнены при углублении деривационного канала. Существует также риск повышения давления в водоносных горизонтах, что может привести к «выбросу», когда вода из водоносных горизонтов выйдет на поверхность и уменьшит пропускную способность деривационного канала. В итоге, несмотря на то, что расширение деривационного канала приведёт к снижению гидравлической эффективности, чиновники решили, что это оптимальный вариант.

The Floodway protection system includes more than just the channel to the east of the city, but also the dikes along the river through Winnipeg and the West Dike extending to the southwest from the floodway inlet. Primarily as a result of the Floodway, the city suffered little flood damage. After the 1997 flood, a 2004 re assessment of the floodway and its channel capacity indicated that 2,550 m3/s (90,000 cfs) could be passed through the floodway during a major flood, but this is considered above the design capacity as it would submerge bridges, and the decision was made to further expand the floodway. Although the term "floodway gates" is used for the control structure, this is a misnomer as the gates are actually on the Red River as it enters the city and not on the floodway channel. When Red River flows exceed what can safely be handled by the river channel within the city, the gates begin to close by rising up out of the river bed, to the degree needed, restricting water flow into the city to manageable amounts. The resulting upstream back up of the Red River then flows into the adjacent floodway entrance, diverting the excess flow that could not be safely handled by the river channel within the city. Under flood conditions, even when the floodway is in operation, the Red River within the city will still carry greater than normal amounts of water and some local flood mitigation measures still may be required within the city. The rise in river levels upstream of the gates when in operation needs to be contained by a diking system. The West Dike which extends to near the village of Brunkild MB is the limiting factor on the volume of water that can be diverted around the city, as a result of the extremely low grades in the area. This dike was urgently extended by 42 km from its previous western terminus near Domain MB in 1997 to prevent flood water from doing an end run around the original dike. In 2003, the province announced plans to expand the Floodway, increasing its flow capacity from It was decided to widen the Floodway as opposed to deepening it because of the soil and ground conditions in the area. Many underground aquifers in the area are used for drinking water for rural residents and the aquifers could potentially be contaminated if the floodway were deeper. There is also potential for pressures to increase in the aquifers, causing a "blowout" to occur, where water would flow from the aquifers in the ground to the surface and reduce the capacity of the Floodway. Officials decided widening the floodway would be the best option despite the lower hydraulic capacity that would result.

1997 Потоп на Красной реке

Половодье 1997 года было столетним. Оно чуть не превысило пропускную способность существующей системы защиты от наводнений Виннипега. В то время Виннипегский водоотводный канал был спроектирован для защиты от расхода , но расход воды в 1997 году составил . Чтобы компенсировать это, провинция нарушила правила эксплуатации водоотводного канала, установленные законодательством, в ночь с 30 апреля на 1 мая, чтобы не допустить подъема уровня воды в Виннипеге выше проектной отметки в 24,5 фута (7 м) над уровнем "отметки Джеймс-авеню", но при этом вызвав дополнительное затопление выше по течению. Мэр Виннипега Сьюзан Томпсон, объявив о достижении проектной отметки, ошибочно восприняла это как хорошую новость о том, что наводнение достигло своего пика. Работы по укреплению дамб мешками с песком были прекращены, и национальные репортеры покинули город, однако уровень воды продолжал расти как внутри, так и за пределами города до пика поздно вечером 3 мая / рано утром 4 мая. Представители городской администрации утверждают, что пик пришелся на 1 мая, тогда как научные отчеты указывают на пик 3-4 мая.

Расширение

Поскольку в результате наводнения 1997 года уровень воды вывел существующий русловод до пределов его пропускной способности, различные уровни власти поручили проведение инженерных изысканий для существенного увеличения защиты от наводнений города Виннипега. Работы начались в конце 2005 года в рамках провинциального коллективного договора и включали в себя модификацию железнодорожных и автомобильных переездов, а также пролетов линий электропередач, модернизацию сооружений управления подачей воды и противопожарной защиты, повышение высоты существующих дамб (включая дамбу Бранкилда) и расширение русла наводнения по всей его длине. Правительство НДП выделило часть строительного бюджета для строительных компаний, принадлежащих представителям коренных народов. Расширение русла реки Ред было завершено в конце 2010 года с окончательной стоимостью более 665 000 000 канадских долларов. После завершения расширения пропускная способность русла увеличилась до кубических метров в секунду, что соответствует расчетному уровню наводнения, которое случается раз в 700 лет. (Для сравнения, используя расход воды Ниагарского водопада, это более чем в два раза превышает его средний показатель в 1833 кубических метра и примерно на треть превышает максимальный.) Расширенный русловод теперь защищает более 140 000 домов, более 8000 предприятий и позволит предотвратить ущерб провинциальной экономике на сумму более 12 миллиардов канадских долларов в случае наводнения, которое случается раз в 700 лет. Правительство НДП подверглось критике со стороны консерватора Брайана Паллистера, тогдашнего члена парламента, за требование к работникам строительных компаний, работающих на русловоде, вступить в профсоюз. Паллистер, депутат от избирательного округа Портадж—Лисгар и будущий премьер-министр Манитобы, заявил в парламенте: "Правительство НДП Манитобы планирует реализовать план, который заставит каждого работника, занятого на расширении русла реки Ред, вступить в профсоюз, несмотря на то, что 95% строительных компаний Манитобы не являются профсоюзными". Перенаправление потоков воды подверглось критике за перенос последствий наводнения из городской зоны Виннипега в сельские общины, такие как Эмерсон, Моррис и Сент-Адольф. В 1997 году эти города и окружающие их фермерские постройки и земли оказались затопленными, чтобы спасти Виннипег от ущерба от наводнения. В 2011 году правительство Манитобы намеренно направило воду из реки Ассинибойн, чтобы спасти Виннипег, что привело к затоплению общин вокруг озера Манитоба. Сильно пострадали общины Пинаймутанг, озеро Сент-Мартин, Литл-Саскачеван и река Дофин, а также окружающие их сельскохозяйственные угодья и дачные поселки.

Since the 1997 flood resulted in water levels that took the existing floodway to the limits of its capacity, various levels of government commissioned engineering studies for a major increase in flood protection for the City of Winnipeg. Work began in late 2005 under a provincial collective bargaining agreement and has included modifications to rail and road crossings as well as transmission line spans, upgrades to inlet control structures and fire protection, increased elevation of existing dikes (including the Brunkild dike), and the widening of the entire floodway channel. The NDP government set aside a portion of the construction budget for aboriginal construction firms. The Red River Floodway Expansion was completed in late 2010 at a final cost of more than $665,000,000 CAD. Since the completion of the expansion, the capacity of the floodway has increased to per second, the estimated level of a 1 in 700 year flood event. (Using the flow rates of Niagara Falls as a standard of comparison, this is more than double its average of 1,833 cubic metres and about a third over its maximum.) The expanded floodway now protects over 140,000 homes, over 8,000 businesses, and will prevent more than $12 billion (CAD) in damage to the provincial economy in the event of a 1 in 700 year flood. The NDP government was criticized by Conservative Brian Pallister, then the Member of Parliament, for requiring workers in construction companies working on the floodway to unionize. Pallister, MP for the Portage—Lisgar constituency and future Manitoba premier, told parliament, "the Manitoba NDP government is planning to proceed with a plan to force every worker on the Red River floodway expansion to unionize, despite the fact that 95% of Manitoba's construction companies are not unionized." The diversion of flood water has been criticized for shifting the impact of flooding from urban Winnipeg to rural communities such as Emerson, Morris, St Adolphe. In 1997 these towns and the surrounding farm buildings and lands ended up with the bulk of the flood water in order to save Winnipeg from flood damage. In 2011, the Manitoba government intentionally diverted water from the Assiniboine River to save Winnipeg which ended up flooding communities around Lake Manitoba The communities of Pinaymootang, Lake St. Martin, Little Saskatchewan and Dauphin River were severely impacted, as well as the surrounding farmland and cottages.

Размышления в Соединенных Штатах

Город Фарго, Северная Дакота, сталкивается с очень схожими проблемами подтопления, как и Виннипег, из-за аналогичных топографических особенностей и расположения выше по течению реки Ред-Ривер. В 2008 году Инженерный корпус армии США начал исследование технической осуществимости методов снижения риска наводнений в этом районе. В ходе этого исследования город пережил катастрофическое наводнение, что привлекло широкое общественное внимание к проекту. В 2010 году федеральное правительство США согласилось сотрудничать с городом, его небольшим городом-побратимом Мурхедом (штат Миннесота), а также округами Касс и Клей для начала официального процесса планирования. Федеральное правительство также выделило значительную финансовую поддержку для реализации проекта. Результатом стал проект водоотводной системы в районе Фарго-Мурхед, строительство которого ведется по состоянию на 2023 год.