Введение
Бывшая плотина в округе Лос-Анджелес, штат Калифорния, США.
Плотина была построена для удовлетворения растущих потребностей в воде города Лос-Анджелес, создав крупный регулирующий и накопительный резервуар, являвшийся неотъемлемой частью Лос-Анджелесского акведука. Она располагалась в каньоне Сан-Францискито в горах Сьерра-Пелона, примерно в 64 километрах (40 милях) к северо-западу от центра Лос-Анджелеса и примерно в 16 километрах (10 милях) к северу от современного города Санта-Кларита. Однако дефектный грунт основания и ошибки в проектировании привели к обрушению плотины всего через два года после её завершения. Эта катастрофа положила конец карьере Уильяма Малхолланда, генерального менеджера и главного инженера Бюро водных ресурсов и снабжения (ныне Департамента воды и электроэнергии Лос-Анджелеса). Малхолланд завоевал широкое признание в инженерном сообществе, руководив проектированием и строительством Лос-Анджелесского акведука, который в то время был самым длинным акведуком в мире. Он использовал только силу гравитации для подачи воды из долины Оуэнс протяженностью 375 километров (233 мили) в Лос-Анджелес. Проект был завершен в 1913 году, в срок и в рамках бюджета, несмотря на ряд трудностей. За исключением случаев саботажа со стороны жителей долины Оуэнс в первые годы, акведук успешно функционировал на протяжении всей своей истории и продолжает работать и сегодня.
Планирование и проектирование
Именно в процессе строительства акведука Мулхолланд впервые рассматривал участки каньона Сан-Францискито как потенциальное место для плотины. Он считал необходимым наличие резервуара достаточного размера, чтобы обеспечить Лос-Анджелес водой на продолжительный период в случае засухи или повреждения акведука землетрясением. Особенно он склонялся к району между местами, где должны были быть построены гидроэлектростанции Powerhouses No. 1 и No. 2, с, как ему казалось, благоприятной топографией – естественным сужением каньона ниже широкой площадки выше по течению, что позволило бы создать большую площадь водохранилища с минимально возможной плотиной. Рядом с этим местом был разбит большой лагерь для рабочих, и Мулхолланд использовал свободное время, чтобы изучить геологические особенности местности. В районе, где позже должна была быть построена плотина, Мулхолланд обнаружил, что средняя и верхняя части западного склона холма в основном состояли из красноватого конгломерата и песчаника, с небольшими прожилками гипса. Ниже красного конгломерата, по оставшейся части западного склона, через дно каньона и вверх по восточной стене, преобладал совершенно иной горный состав. Эти участки были сложены из слюдяного сланца, сильно слоистого, с многочисленными пересекающимися разломами и прослоями талька. Позже, хотя многие геологи не соглашались с точным местоположением зоны контакта между этими двумя формациями, преобладающее мнение помещало её на линию неактивного разлома Сан-Францискито. Мулхолланд приказал прорыть разведочные туннели и шахты в красном конгломерате, чтобы определить его характеристики, и провести испытания на водопроницаемость. Результаты убедили его в том, что холм станет подходящим основанием для плотины, если такая необходимость когда-либо возникнет. Неожиданный аспект ранних геологических изысканий проявился позже, когда потребность в плотине стала очевидной. Хотя Мулхолланд в своем годовом отчете Совету общественных работ в 1911 году писал о неустойчивости сланцевого склона на восточной стороне каньона, этот факт либо был неправильно оценен, либо проигнорирован Стэнли Данхэмом, руководителем строительства плотины Святого Франциска. Данхэм свидетельствовал на коронерском следствии, что результаты тестов, которые он заказал, показали, что порода была твердой и однородной на всей территории, ставшей восточным опором. По его мнению, этот участок был более чем пригоден для строительства плотины. Население Лос-Анджелеса быстро росло. В 1900 году оно составляло чуть более 100 000 человек. К 1910 году оно увеличилось более чем в три раза – до 320 000, а к 1920 году достигло 576 673. Этот неожиданно быстрый рост вызвал потребность в большем водоснабжении. В период с 1920 по 1926 год было построено семь небольших резервуаров, а также были предприняты работы по увеличению высоты крупнейшего на тот момент резервуара Водного бюро – Нижнего Сан-Фернандо – на семь футов, но необходимость в еще большем резервуаре была очевидна. Первоначально планировалось, что новое крупное водохранилище будет расположено в Большом каньоне Тухунга, над поселком, известным сегодня как Санленд, в северо-восточной части долины Сан-Фернандо, но высокие цены, запрашиваемые за ранчо и частные земли, которые необходимо было приобрести, по мнению Мулхолланда, были попыткой вымогательства у города. Он прекратил попытки покупки этих земель и, либо забыв о, либо игнорируя ранее признанные геологические проблемы на этом месте, вновь обратил внимание на район, который он исследовал двенадцать лет назад – федеральную собственность и гораздо менее дорогую частную землю в каньоне Сан-Францискито.
Строительство и модификация
Процесс обследования территории и определения местоположения для плотины Святого Франциска начался в декабре 1922 года. Расчистка участка и строительство начались без обычной помпезности, свойственной муниципальному проекту такого масштаба. Аквадук Лос-Анджелеса стал объектом частых саботажей со стороны возмущенных фермеров и землевладельцев в долине Оуэнс, и город стремился избежать повторения этих дорогостоящих и трудоемких ремонтов. Плотина Святого Франциска, иногда называемая плотиной Сан-Францискито, была всего второй бетонной плотиной, спроектированной и построенной Бюро водных ресурсов и снабжения. Первой была почти идентичная по размерам плотина Мулхолланд, строительство которой началось годом ранее. Проект плотины Святого Франциска фактически являлся адаптацией плотины Мулхолланд, с изменениями, внесенными для соответствия условиям площадки. Большая часть проектных профилей и расчетов коэффициентов напряжений для плотины Святого Франциска была получена в результате этой адаптации планов и формул, использованных при строительстве плотины Мулхолланд. Эту работу выполнило инженерное отделение Бюро водных ресурсов и снабжения. При описании формы и типа плотины Святого Франциска используется слово "изогнутая", хотя, по современным стандартам, из-за радиуса кривизны, плотина была бы классифицирована как арочная, что делает ее арочно-гравитационной. Она не получила такое название, поскольку наука об арочно-гравитационных плотинах находилась в зачаточном состоянии. В инженерном сообществе было мало известно об эффекте арки, о том, как он работает и как передаются нагрузки, кроме того, что он способствует устойчивости и поддержке. Таким образом, плотина была спроектирована без учета дополнительных преимуществ, обеспечиваемых арочным действием, что привело к тому, что ее профиль был признан консервативным, учитывая ее размеры. Ежегодно, как и другие городские ведомства, Бюро водных ресурсов и снабжения и вспомогательные подразделения отчитывались перед Советом комиссаров по коммунальным услугам о деятельности за предыдущий финансовый год. Из этих отчетов известно, что предварительные исследования территории, ставшей местом для плотины Святого Франциска, и топографическая съемка для плотины были завершены к июню 1923 года. Они предусматривали строительство плотины до отметки 1825 футов (556 м) над уровнем моря, что на 53 метра выше дна русла реки. Эти ранние расчеты для водохранилища, созданного плотиной, показали, что его емкость составит приблизительно 1 июля 1924 года, в тот же день, когда Мулхолланд должен был представить свой годовой отчет Совету комиссаров по коммунальным услугам, инженер офиса В.В. Хёрлбут сообщил ему, что все предварительные работы по плотине были завершены. В своем отчете, представленном Совету, Мулхолланд написал, что емкость водохранилища составит 39 000 000 м³. Хёрлбут, который также представил Совету свой годовой отчет, "Отчет офисного инженера", дал разъяснения по поводу этого изменения от оценки предыдущего года. В своем отчете он написал, что на водохранилище Святого Франциска площадка плотины была расчищена и начата выемка фундамента. Все оборудование для укладки бетона было заказано, и ожидается, что фактические работы по заливке бетона начнутся примерно через девяносто дней. Дополнительные топографические исследования были завершены и показали емкость хранения 32 000 акров футов на высоте 1825 футов над уровнем моря. Строительство самой плотины началось пять недель спустя, в начале августа, когда был залит первый бетон. В марте 1925 года, перед отчетом Мулхолланда Совету комиссаров по коммунальным услугам, Хёрлбут снова доложил Мулхолланду о ходе проекта Святого Франциска. Он заявил, что емкость водохранилища теперь составит 47 000 000 м³, а высота плотины будет 56 метров над уровнем русла реки. Хёрлбут в объяснении этих изменений, представленных Совету комиссаров по коммунальным услугам, писал: "Дополнительные обследования и изменения в планах этого водохранилища показали, что на высоте 1835 футов над уровнем моря водоем будет иметь вместимость 38 000 акров футов. Это увеличение высоты плотины на 3 метра по сравнению с первоначальным планом 1923 года потребовало строительства крылатой дамбы длиной 179 метров вдоль вершины хребта, прилегающего к западному устою, чтобы удержать увеличенный резервуар. Отличительной особенностью плотины Святого Франциска была ее ступенчатая поверхность вниз по течению. Хотя высота каждой ступени составляла 2 метра, ширина каждой ступени была уникальной для ее высоты над уровнем моря. Эта ширина варьировалась от 2 метров у основания русла реки на высоте 503 метра и уменьшалась до 0 метров на высоте 554 метра, у основания водосбросов и вертикальных панелей. Она поднималась равномерно и без происшествий, хотя в плотине появились несколько температурных и усадочных трещин, и небольшое количество воды начало просачиваться из-под устоев. В соответствии с протоколом проектирования, установленным инженерным отделом во время строительства плотины Мулхолланд, усадочные швы не были предусмотрены. Наиболее заметными инцидентами были две вертикальные трещины, проходящие через плотину сверху вниз; одна находилась примерно в 18 метрах к западу от выходных ворот, а другая - на том же расстоянии к востоку. Мулхолланд вместе со своим помощником главного инженера и генеральным менеджером Харви Ван Норманом осмотрели трещины и сочли их допустимыми для бетонной плотины размером с плотину Святого Франциска. В начале апреля уровень воды достиг области неактивного разлома Сан-Францискито в западном устое. Просачивание началось почти сразу, как только вода покрыла эту область. Работникам было приказано загерметизировать утечку, но они не добились полного успеха, и вода продолжала просачиваться сквозь поверхность плотины. Двухдюймовая труба использовалась для сбора этой воды и была проложена от линии разлома к дому смотрителя плотины, Тони Харнишфегера, который использовал ее для бытовых нужд. Таким образом, вода, собирающаяся в дренажных трубах под плотиной для снятия гидростатического давления, также отводилась. В апреле 1927 года уровень водохранилища был поднят до 3 метров от водосброса, и в течение большей части мая уровень воды был в пределах 1 метра от перелива. Не было значительных изменений в количестве собираемой воды, и из месяца в месяц труба была заполнена примерно на треть. Это было незначительное количество для плотины размером с плотину Святого Франциска, и по этому поводу Мулхолланд сказал: "Из всех плотин, которые я строил, и из всех плотин, которые я когда-либо видел, это была самая сухая плотина такого размера, которую я когда-либо видел". Данные о просачивании, собранные в период 1926–1927 годов, показывают, что плотина была исключительно сухой конструкцией. 27 мая 1927 года проблемы в долине Оуэнс вновь обострились с подрывом большого участка акведука Лос-Анджелеса, части Калифорнийских войн за воду. Еще один инцидент произошел через несколько дней, уничтожив еще один большой участок. В последующие дни несколько других участков акведука были подорваны, что привело к полному нарушению потока. Почти полное водохранилище за плотиной Святого Франциска было единственным источником воды с севера, и водозабор начался немедленно. В это время в Департамент шерифа округа Лос-Анджелес поступил анонимный телефонный звонок о том, что машина с людьми направляется из округа Иньо с намерением подорвать плотину и "как можно скорее отправить туда офицеров". В течение нескольких минут весь персонал Бюро электроэнергии и Бюро водных ресурсов и снабжения, работающий или проживающий в каньоне, был уведомлен. Машины с десятками офицеров полиции и шерифа Лос-Анджелеса устремились в этот район. Хотя признаков угрозы, вызвавшей все это, не было...
On July 1, 1924, the same day Mulholland was to submit his annual report to the Board of Public Service Commissioners, Office Engineer W. W. Hurlbut informed him that all of the preliminary work on the dam had been completed. In his report presented to the Board, Mulholland wrote that the capacity of the reservoir would be 32,000 acre feet (39,000,000 m3). Hurlbut, who also presented the Board with his annual report, Report of the Office Engineer, gave a clarification for this change from the prior year's estimate. In his report he wrote that:
at the St. Francis Reservoir the dam site has been cleared and the foundation trench started. All concrete placing equipment has been contracted for and it is expected actual work of pouring the concrete will start in approximately ninety days. Additional topographic surveys have been completed and disclose a storage capacity of 32,000 acre feet at elevation 1825 feet above sea level. Construction of the dam itself began five weeks later, in early August, when the first concrete was poured. In March 1925, prior to Mulholland's report to the Board of Public Service Commissioners, Hurlbut again reported to Mulholland on the progress of the St. Francis project. He stated the reservoir would now have a capacity of 38,000 acre feet (47,000,000 m3) and that the dam's height would be 185 feet (56 m) above stream bed level. Hurlbut wrote, in an explanation of these changes that was presented to the Board of Public Service Commissioners, that:
Additional surveys and changes in the plans for this reservoir have disclosed the fact that at crest elevation of 1835 feet above sea level the reservoir will have a capacity of 38,000 acre feet. This 10 feet (3 m) increase in the dam's height over the original plan of 1923 necessitated the construction of a 588 feet (179 m) long wing dike along the top of the ridge adjacent to the western abutment in order to contain the enlarged reservoir. A distinctive aspect of the St. Francis Dam was its stepped downstream face. While the height of each step was a constant 5 feet (2 m), the width of each step was unique to its respective elevation above sea level. This width varied between 5.5 feet (2 m) near the stream bed base at 1650 feet (503 m) and decreased to 1.45 feet (0 m) at an elevation of 1816 feet (554 m), the base of the spillways and upright panels. It rose steadily and rather uneventfully, although several temperature and contraction cracks did appear in the dam, and a minor amount of seepage began to flow from under the abutments. In accord with the protocol for design, which had been established by the Engineering department during construction of the Mulholland Dam, no contraction joints were incorporated. The most notable incidents were two vertical cracks that ran down through the dam from the top; one was approximately 58 feet (18 m) west of the outlet gates and another about the same distance to the east. Mulholland, along with his Assistant Chief Engineer and General Manager Harvey Van Norman, inspected the cracks and judged them to be within expectation for a concrete dam the size of the St. Francis. At the beginning of April, the water level reached the area of the inactive San Francisquito Fault line in the western abutment. Some seepage began almost immediately as the water covered this area. Workers were ordered to seal off the leak, but they were not entirely successful, and water continued to permeate through the face of the dam. A two inch pipe was used to collect this seepage and was laid from the fault line down to the home of the dam keeper, Tony Harnischfeger, which he used for domestic purposes. Water that collected in the drainage pipes under the dam to relieve the hydrostatic uplift pressure was carried off in this manner as well. In April 1927 the reservoir level was brought to within 10 feet (3 m) of the spillway, and during most of May the water level was within 3 feet (1 m) of overflowing. There were no large changes in the amount of the seepage that was collected and, month after month, the pipe flowed about one third full. This was an insignificant amount for a dam the size of the St. Francis, and on this subject Mulholland said, "Of all the dams I have built and of all the dams I have ever seen, it was the driest dam of its size I ever saw." The seepage data recorded during the 1926–1927 period shows that the dam was an exceptionally dry structure. On May 27, 1927, the problems in the Owens Valley escalated once again with the dynamiting of a large section of the Los Angeles Aqueduct, part of the California Water Wars. A second incident took place a few days later, destroying another large section. In the days that followed, several more sections of the aqueduct were dynamited which caused a complete disruption of the flow. The near full reservoir behind the St. Francis Dam was the only source of water from the north and withdrawals began immediately. During this time, the Los Angeles County Sheriff's Department received an anonymous phone call that a carload of men were on their way from Inyo County with the intention of dynamiting the dam and "to get some officers on the way as quick as possible." Within minutes, all personnel of the Bureau of Power and Light and the Bureau of Water Works and Supply either working or residing within the canyon had been notified. Cars carrying dozens of officers from both the Los Angeles Police and Sheriff's Departments rushed to the area. Although no sign of the threat that brought all this about materialized, for many days after, the canyon resembled an armed encampment. The Daily Record of High Water Elevations of the St. Francis Dam shows that between May 27 and June 30 alone, 7000 to 8000 acre feet of water was withdrawn. Through June and July the Owens Valley fight continued, as did interruptions in the flow from the aqueduct. This in turn caused continued withdrawals from the reservoir. In early August, opposition to Los Angeles's water projects collapsed after the indictment of its leaders for embezzlement. The city subsequently sponsored a series of repair and maintenance programs for aqueduct facilities that stimulated local employment. The St. Francis reservoir level rose once again, although not without incident. Late in 1927, a fracture was noticed which began at the western abutment and ran diagonally upwards and toward the center section for a distance. As with others, Mulholland inspected the fracture, judged it to be another contraction crack and ordered it filled with oakum and grouted to seal off any seepage. At the same time, another fracture appeared in a corresponding position on the eastern portion of the dam, starting at the crest near the last spillway section and running downward at an angle for sixty five feet before ending at the hillside. It too was sealed in the same manner. Both of these fractures were noted to be wider at their junction with the hillside abutments and narrowed as they angled toward the top of the dam. The reservoir continued to rise steadily until early February 1928, when the water level was brought to within one foot of the spillway. During this time though, several new cracks appeared in the wing dike, and new areas of seepage began from under both abutments. Near the end of February, a notable leak began at the base of the wing dike approximately 150 feet (46 m) west of the main dam, discharging about 0.60 cubic feet per second (4.5 U. S. gallons, or 17 liters, per second). The fracture was inspected by Mulholland, who judged it to be another contraction or temperature crack and left it open to drain. During the first week of March, it was noticed that the leak had approximately doubled. Due in part to some erosion taking place, Mulholland ordered an eight inch (20.3 cm) concrete drain pipe to be installed. The pipe led the water along the dike wall, discharging it at the west abutment contact with the main dam. This gave the hillside a very saturated appearance, and the water flowing down the steps of the dam where it abutted the hill caused alarm among the canyon residents and others traveling on the road 700 feet (213 m) to the east, as at that distance it appeared the water was coming from the abutment. On March 7, 1928, the reservoir was three inches below the spillway crest and Mulholland ordered that no more water be turned into the St. Francis Dam. Five days later, while conducting his morning rounds, Harnischfeger discovered a new leak in the west abutment. Concerned not only because other leaks had appeared in this same area in the past but more so that the muddy color of the runoff he observed could indicate the water was eroding the foundation of the dam, he immediately alerted Mulholland. After arriving, both Mulholland and Van Norman began inspecting the area of the leak. Van Norman found the source and by following the runoff, determined that the muddy appearance of the water was not from the leak itself but came from where the water contacted loose soil from a newly cut access road. The leak was discharging per second of water by their approximation. Mulholland and Van Norman's concern was heightened not only by the leak's location but by the inconsistent volume of the discharge, according to their testimony at the coroner's inquest. On two occasions as they watched, an acceleration or surging of the flow was noticed by both men. Mulholland felt that some corrective measures were needed, although this could be done at some time in the future. For the next two hours Mulholland, Van Norman and Harnischfeger inspected the dam and various leaks and seepages, finding nothing out of the ordinary or of concern for a large dam. With both Mulholland and Van Norman convinced that the new leak was not dangerous and that the dam was safe, they returned to Los Angeles.
Колапс и наводнение
Две с половиной минуты до полуночи 12 марта 1928 года плотина Святого Франциска катастрофически обрушилась. Свидетелей обрушения не было, но по крайней мере пять человек проехали мимо плотины менее чем за час до этого, не заметив ничего необычного. Последним, Эйс Хоупвелл, плотник с электростанции № 1, проехал на мотоцикле мимо плотины примерно за десять минут до полуночи. На коронерском следствии Хоупвелл показал, что проехал мимо электростанции № 2, не увидев ничего там или на плотине, что вызвало бы у него беспокойство. Он заявил, что примерно в 2,4 километра вверх по течению он услышал, заглушая шум двигателя своего мотоцикла, грохот, похожий на звук «камней, катящихся по склону». Хоупвелл остановился, слез с мотоцикла и выкурил сигарету, осматривая склоны холмов. Грохот начал стихать, и Хоупвелл предположил, что это был оползень, обычное явление для этой местности. Хоупвелл закончил сигарету, сел обратно на мотоцикл и уехал. Он был последним человеком, увидевшим плотину Святого Франциска невредимой и выжившим. На обеих приемных станциях Бюро энергетики и освещения в Лос-Анджелесе и в Бюро водоснабжения и водоснабжения при электростанции № 1 произошло резкое падение напряжения в 23:57:30. Одновременно с этим взорвался трансформатор на подстанции Saugus компании Southern California Edison (SCE) – ситуацию, которую следователи позже установили как вызванную коротким замыканием проводов на западном склоне холма San Francisquito Canyon, примерно в девяноста футах над восточным устоем плотины. Пробой распространился по руслу реки на запад и разрушил подстанцию Saugus компании SCE, обесточив всю долину реки Санта-Клара и части Вентуры и Окснарда. По крайней мере, четыре мили основного шоссе штата, идущего с севера на юг, оказались затоплены, а город Кастаик-Джанкшн смывало потоком воды. Наводнение вошло в долину реки Санта-Кларита примерно в пяти милях ниже по течению, недалеко от границы округов Вентура и Лос-Анджелес, где компания SCE временно разместила строительный лагерь для своей бригады из 150 человек на пойме реки. В возникшей суматохе сотрудники SCE не смогли выдать предупреждение, и 84 рабочих погибли. Незадолго до 1:30 ночи оператор телефонной станции в долине реки Санта-Клара узнала от Pacific Long Distance Telephone Company о прорыве плотины Святого Франциска. Она позвонила офицеру полиции на мотоцикле из Государственной автомобильной службы, а затем начала обзванивать дома людей, находящихся в опасности. Офицер ходил от двери к двери, предупреждая жителей о надвигающемся наводнении. В то же время заместитель шерифа ехал по долине, в сторону наводнения, с включенной сиреной, пока не был вынужден остановиться в Филлморе. Мулхолланд заявил, что, по всей видимости, произошли значительные сдвиги в холмах, формирующих западную опору плотины, добавив, что три выдающихся геолога – Роберт Т. Хилл, С. Ф. Толман и Д. В. Мерфи – были наняты Советом комиссаров по водным ресурсам и электроэнергии для определения, является ли это причиной произошедшего.
Расследование
Проводилось как минимум дюжина расследований катастрофы. С беспрецедентной скоростью восемь из них начались к выходным после обрушения. Почти во всех случаях в расследованиях участвовали комиссии, состоящие из выдающихся инженеров и геологов. Наиболее заметными были комиссии, спонсируемые губернатором К.С. Янгом, возглавляемые А.Дж. Уайли, известным инженером-строителем и консультантом Совета по плотинам Боулдера (Гувера) Бюро мелиорации США; Совет города Лос-Анджелес, председателем которого был начальник Службы мелиорации Элвуд Мид; коронер округа Лос-Анджелес Фрэнк Нэнс и окружной прокурор округа Лос-Анджелес Аса Кейс. Были созданы и другие комиссии: комиссары по водоснабжению и электроэнергии начали собственное расследование, как и Совет надзорников округа Лос-Анджелес, нанявший Дж.Б. Липпикотта. Ассоциация защиты реки Санта-Клара привлекла геолога и профессора Стэнфордского университета (на пенсии) доктора Бейли Уиллиса, а также выдающегося инженера-строителя из Сан-Франциско и бывшего президента Американского общества инженеров-строителей Карла Э. Грунски. Существовали и другие, такие как государственная железнодорожная комиссия и несколько политических организаций, которые направляли только следователей или представителей. Хотя комиссии не пришли к полному единогласию по всем вопросам, большинство быстро сформулировали свои выводы. Комиссия губернатора заседала 19 марта и представила свой 79-страничный отчет губернатору 24 марта, всего через одиннадцать дней после обрушения. Хотя этого времени могло быть достаточно для ответа на поставленные перед ними вопросы, комиссия была лишена показаний под присягой на коронерском следствии, которое должно было начаться 21 марта – единственного расследования, учитывающего факторы, отличные от геологических и инженерных. Необходимость немедленных ответов была понятна и коренилась в законопроекте Свинга–Джонсона, представленном в Конгрессе. Этот законопроект, впервые внесенный в 1922 году и не получивший одобрения в трех последовательных Конгрессах, вновь рассматривался в то время. В конечном итоге этот законопроект обеспечил финансирование строительства плотины Гувера. Сторонники и ответственные лидеры осознавали опасность, в которой находился законопроект. Хотя вода и электроэнергия от проекта были необходимы, идея строительства такой массивной плотины аналогичной конструкции, которая создала бы водохранилище в семьсот раз больше, чем у плотины Сент-Францис, не находила поддержки у многих в свете недавней катастрофы и разрушений. Законопроект был принят Конгрессом и подписан президентом США Калвином Кулиджем 21 декабря 1928 года. Комиссия губернатора первой опубликовала свои выводы в отчете под названием «Отчет комиссии, назначенной губернатором К.С. Янгом для расследования причин, приведших к разрушению плотины Сент-Францис возле Согуса, Калифорния». Этот отчет стал наиболее широко распространенным анализом. Как и большинство других следователей, комиссия считала новую утечку ключом к пониманию обрушения, хотя и полагала, что «основание под всей плотиной оставляло желать лучшего». В отчете говорилось: «При таком геологическом строении окончательное разрушение плотины было неизбежно, если бы воду не удалось удержать от достижения основания. Для предотвращения или устранения фильтрации обычно используются смотровые галереи, цементирование под давлением, дренажные скважины и глубокие обводящие стены, но маловероятно, что какое-либо или все эти устройства были бы достаточно эффективными, хотя они и улучшили бы условия и отсрочили бы окончательное разрушение». Причиной разрушения они назвали западный склон холма. «Западный конец, – говорилось в отчете, – был основан на красноватом конгломерате, который даже в сухом состоянии обладал явно низкой прочностью и который, намокнув, становился настолько мягким, что почти полностью терял свойства горной породы». Ослабление «красноватого конгломерата» подорвало западную сторону. «Поток воды, вызванный разрушением западного конца, вызвал сильное размывание восточной стены каньона и привел к разрушению этой части конструкции». Затем «быстро последовал обвал больших участков плотины». Комиссия, назначенная городским советом Лос-Анджелеса, в основном согласилась с тем, что обрушение произошло из-за «дефектного основания», и написала: «Характер разрушения заключался в том, что первая утечка, как бы она ни началась, возникла под бетоном в той части плотины, которая стояла на красном конгломерате; эта утечка увеличивалась в объеме по мере размывания материала основания, уже сильно размягченного водой, просочившейся из водохранилища, что лишило плотину опоры в этой точке, и поскольку из-за податливости конгломератного основания не могло возникнуть арочного действия, разрушение плотины стало неизбежным». Они также пришли к выводу, что разрушение, скорее всего, произошло по схеме, предложенной комиссией губернатора, хотя и признали, что «последовательность разрушения неясна».
Законодательство о безопасности плотин
В ответ на катастрофу плотины Сент-Франциск законодательное собрание Калифорнии создало обновлённую программу обеспечения безопасности плотин и отменило муниципальное исключение. До этого момента муниципалитет, располагавший собственным инженерным отделом, был полностью освобождён от регулирования. 14 августа 1929 года Департамент общественных работ, находящийся под административным контролем Главного инженера штата, который впоследствии перешёл к Отделу безопасности плотин, получил полномочия осуществлять проверку всех нефедеральных плотин высотой более двадцати пяти футов или способных удерживать более пятидесяти акрофутов воды. Новое законодательство также разрешало штату привлекать консультантов по мере необходимости. Помимо этого, штату были предоставлены полные полномочия по надзору за обслуживанием и эксплуатацией всех нефедеральных плотин.
Лицензирование инженеров-строителей
Установив, что бесконтрольное проектирование строительных проектов представляет угрозу для населения, законодательное собрание Калифорнии приняло законы, регулирующие область гражданского строительства, и в 1929 году учредило Государственный совет по регистрации гражданских инженеров (в настоящее время Совет профессиональных инженеров, геодезистов и геологов).
Анализ
На данный момент, популярная гипотеза заключается в том, что обрушение могло начаться с разрушения восточной опоры плотины, возможно, из-за оползня. Этот сценарий, берущий начало в работах Уиллиса и Грунски, был расширен автором Чарльзом Аутлендом в его книге 1963 года «Сделанное человеком бедствие: история плотины Святого Франциска». Материал, на котором была построена восточная опора плотины, сам по себе мог быть частью древнего оползня, но обнаружить это было бы практически невозможно для большинства геологов 1920-х годов. Действительно, участок дважды осматривался в разное время двумя ведущими геологами и инженерами-строителями того времени, Грунски и Джоном К. Браннером из Стэнфордского университета; ни один из них не обнаружил недостатков в скале Сан-Францискито. Д. Дэвид Роджерс, вдохновленный работой Аутленда, исследовал причины аварии и опубликовал развернутый, хотя и несколько спорный, сценарий возможных геологических и механических процессов, которые могли привести к разрушению плотины. Он связал аварию с тремя основными факторами: нестабильностью древних оползневых отложений, на которых была построена плотина, отсутствием компенсации дополнительной высоты, внесенной в проект плотины, и тем, что проектирование и строительство находились под надзором одного человека. Критика исторического анализа Роджерса об обрушении плотины была опубликована в журнале California History в 2004 году историками Норрисом Хандли-младшим (профессором-эмеритом, UCLA) и Дональдом С. Джексоном (профессором, Лафайеттский колледж). Признавая обоснованность большей части его геологического анализа, статья более четко показывает различия и недостатки конструкции, возведенной в каньоне Сан-Францискито, и то, как она не соответствовала стандартам для крупногабаритных бетонных гравитационных плотин, принятым другими известными инженерами-плотинщиками в 1920-х годах. Для оценки безопасности плотины был создан Комитет инженеров и геологов по оценке плотины Мулхолланд. В 1930 году за ним последовала внешняя экспертная группа, созванная штатом Калифорния для оценки конструкции. В том же году Совет комиссаров по водоснабжению и электроснабжению города Лос-Анджелес назначил собственный экспертный совет для оценки плотины. Хотя комиссия штата не рекомендовала модификацию плотины, обе группы пришли к схожим выводам: плотине не хватало достаточного разгружения от давления воды, что могло привести к дестабилизации, и она была неприемлема. В 1931 году была назначена четвертая группа, Совет инженеров по оценке плотины Мулхолланд, для оценки конструкции. Кроме того, внешняя исследовательская группа, назначенная Советом комиссаров по водоснабжению и электроснабжению, подготовила «Геологический отчет о пригодности оснований». В планах, разработанных инженерным отделом на этапе планирования плотины, были выявлены определенные конструктивные недостатки. Они касались ширины основания плотины в сочетании с ее способностью противостоять подъему и сдвигу, а также выдерживать сейсмические нагрузки. Было принято решение постоянно поддерживать пониженный уровень воды в Голливудском водохранилище. Также было решено ограничить объем воды в водохранилище до и насыпать огромное количество земли, , на нижнюю сторону плотины, чтобы повысить ее устойчивость к гидравлическому давлению и сейсмическим силам, а также скрыть ее от посторонних глаз. Эти работы были выполнены в 1933–1934 годах.
At present, the popular hypothesis is that collapse may have begun with the eastern abutment of the dam giving way, possibly due to a landslide. This scenario, having its roots in the works of Willis and Grunsky, was expanded upon by the author Charles Outland in his 1963 book Man‑Made Disaster: The Story of St. Francis Dam. The material on which the eastern abutment of the dam had been built may itself have been part of an ancient landslide, but this would have been impossible for almost any geologists of the 1920s to detect. Indeed, the site had been inspected twice, at different times, by two of the leading geologists and civil engineers of the day, Grunsky and John C. Branner of Stanford University; neither found fault with the San Francisquito rock. J. David Rogers, inspired by the work of Outland, investigated the failure and published an extensive scenario, albeit somewhat controversial, of the possible geological and rock mechanic actions which may have led to the dam's failure. He attributed the failure to three major factors: the instability of the ancient landslide material on which the dam was built, the failure to compensate for the additional height added to the dam's design, and the design and construction being overseen by only one person. A critique of Rogers' historical analysis of the dam's collapse was published in the journal California History in 2004 by historians Norris Hundley Jr. (Professor Emeritus, UCLA) and Donald C. Jackson (Professor, Lafayette College). While accepting most of his geological analysis of the failure, the article makes clearer the differences and deficiencies of the structure built in San Francisquito Canyon and how it fell short of the standards for large scale concrete gravity dams as practiced by other prominent dam engineers in the 1920s. A Committee of Engineers & Geologists to Assess Mulholland Dam was appointed to evaluate the dam's safety. An external review panel to evaluate the structure, convened by the State of California, followed in 1930. The same year, the City of Los Angeles Board of Water & Power Commissioners appointed their own Board of Review for the dam. Although the state's panel did not recommend modification of the dam, both panels came to similar conclusions: that the dam lacked what was then considered sufficient uplift relief, which could lead to destabilization, and was unacceptable. Again in 1931, a fourth panel, the Board of Engineers to Evaluate Mulholland Dam, was appointed to assess the structure. As well, an external study group appointed by the Board of Water & Power Commissioners produced a "Geological Report of the Suitability of Foundations". Certain design deficiencies were uncovered in the plans made by the engineering department during the planning phase of the dam. These had to do with the dam's base width in conjunction to its ability to resist uplift and sliding and to withstand earthquake loading. The decision was made to permanently keep the Hollywood Reservoir drawn down. It was also decided to keep the amount stored in the reservoir to no more than and to place an enormous amount of earth, , on the dam's downstream face to increase its resistance against hydraulic uplift and earthquake forces, and to screen it from public view. This work was carried out in 1933–34.
Наследие
Останки участка "Tombstone" плотины в 2009 году. Видны частично засыпанные края ступенчатого склона плотины. Единственные видимые остатки плотины Святого Франциска – это обветшалые, обломки серого бетона и ржавые остатки перил, которые располагались вдоль гребня плотины и боковых укреплений. Руины и следы древнего оползня видны с дороги Сан-Францискито-Каньон. Крупные обломки до сих пор можно найти, разбросанными по руслу ручья к югу от первоначального местоположения плотины. Место катастрофы зарегистрировано как Калифорнийский исторический памятник № 919. Памятник расположен на территории электростанции № 2, недалеко от дороги Сан-Францискито-Каньон. На табличке указано:
№ 919 МЕСТО КАТАСТРОФЫ НА ПЛОТИНЕ СВЯТОГО ФРАНЦИСКА – Бетонная плотина Святого Франциска высотой 185 футов, часть системы водоснабжения Лос-Анджелеса, располагалась в полутора милях к северу от этого места. 12 марта 1928 года, незадолго до полуночи, она обрушилась, и более 12 миллиардов галлонов воды хлынули вниз по долине реки Санта-Клара. В этой, одной из крупнейших катастроф Калифорнии, погибло более 450 человек. Дорога в каньоне Сан-Францискито сильно пострадала от шторма в 2005 году, и при восстановлении в 2009 году её трасса была изменена, чтобы избежать первоначального полотна дороги и остатков основной части плотины. Новая дорога проложена через выемку, сделанную в склоне холма на западном краю бокового укрепления.
Национальный памятник и национальный мемориал
Закон о сохранении, управлении и отдыхе имени Джона Д. Дингелла-младшего, подписанный 12 марта 2019 года, учредил Национальный памятник катастрофы на плотине Сент-Фрэнсис и санкционировал создание Национального мемориала катастрофы на плотине Сент-Фрэнсис. Управление этими территориями будет осуществляться Лесной службой США в пределах Национального леса Анджелес в память о разрушении плотины и для сохранения земель в целях отдыха и охраны природных ресурсов. Доступ к памятнику будет осуществляться пешком по старой дороге Сан-Францискито-Каньон. Фонд Национального мемориала плотины Сент-Фрэнсис – некоммерческая организация, основанная в 2019 году с целью сбора средств для поддержки Лесной службы США в строительстве и обслуживании Национального мемориала и Национального памятника катастрофы на плотине Сент-Фрэнсис, включая строительство визит-центра и мемориальной стены с именами всех установленных жертв. Победитель проекта мемориала был объявлен в апреле 2023 года.
Документальные фильмы
Возвышение Мульхоленда, проблемы с водоснабжением Лос-Анджелеса и обрушение плотины освещаются в документальном фильме 2018 года "Забытая трагедия: история плотины Святого Франциска" Джесси Кэша. История строительства и катастрофического разрушения плотины также является темой документального фильма "Наводнение в пустыне", впервые показанного в мае 2022 года в рамках цикла "Американский опыт" на канале PBS.
В популярной культуре
Многочисленные художественные отсылки к Мулхоланду, Калифорнийским водным войнам, акведуку и катастрофе на плотине Сент-Франциск содержатся в фильме "Чайнатаун" 1974 года. Рок-музыкант Фрэнк Блэк неоднократно упоминает катастрофу на плотине Святого Франциска в своих песнях "St. Francis Dam Disaster" и "Olé Mulholland". В романе для подростков "100 миль вбок" Эндрю А. Смита, опубликованном в 2014 году, фигурирует современное место катастрофы на плотине, а также обсуждаются исторические события, связанные с ней.