Удаление плотины - Dam removal

Удаление плотины сурка , Сэнди-Ривер, Орегон

Удаление плотины - это процесс сноса дамбы , возвращение потока воды в реку.. Аргументы в пользу удаления плотины учитывают, перевешивают ли их негативные последствия их преимущества. Преимущества плотин включают производство гидроэлектроэнергии , борьбу с наводнениями , ирригацию и судоходство . Негативные эффекты плотин включают ухудшение состояния окружающей среды, например снижение первичной продуктивности , утрату биоразнообразия и сокращение численности местных видов ; некоторые негативные эффекты усугубляются с возрастом плотины, например, структурная слабость, снижение безопасности, накопление отложений и высокие затраты на техническое обслуживание. Скорость сноса плотин в США со временем увеличилась.отчасти из-за повреждений. По состоянию на 1996 год 5000 крупных плотин по всему миру были старше 50 лет. К 2020 году 85% плотин в США будут старше 50 лет. В Соединенных Штатах в период с 1990 по 2015 год было снесено примерно 900 плотин, а к 2015 году их количество составляло от 50 до 60 в год. Франция и Канада также завершили значительные проекты по вывозу. Первое удаление в Японии плотины Арасе на реке Кума началось в 2012 году и было завершено в 2017 году. Ряд крупных проектов по удалению плотин был продиктован экологическими целями, в частности, восстановлением речной среды обитания, местной рыбы и уникальными геоморфологическими особенностями. Например, восстановление рыбы послужило стимулом для восстановления экосистемы Эльва и снятия плотины на реке Алье , в то время как восстановление местной рыбы и отложений травертина послужило стимулом для восстановления реки Фоссил-Крик .

Назначение и действие плотин

Плотина Гранд-Кули, река Колумбия, Вашингтон, США

Многие плотины на востоке США были построены для водозабора , сельского хозяйства , заводских водяных мельниц и других целей, которые больше не считаются полезными. Из-за возраста этих плотин со временем увеличивается риск катастрофического разрушения. Кроме того, многие из этих плотин блокируют проход проходных рыб, таких как атлантический лосось и американский шед , и предотвращают попадание важных отложений в устья рек .

Многие плотины на западе США были построены для водозабора сельскохозяйственных угодий в засушливых странах, при этом выработка гидроэлектроэнергии была очень значительным побочным преимуществом. Одним из крупнейших из этих проектов водозабора является проект бассейна Колумбии , который направляет воду на плотину Гранд-Кули . Бюро мелиорации управляет многими из этих водоотводных проектов.

Некоторые плотины на Тихоокеанском северо-западе и в Калифорнии блокируют проход для проходных видов рыб, таких как тихоокеанский лосось и стальная голова . Рыболовные трапы и другие приспособления для прохода в значительной степени неэффективны для смягчения негативного воздействия на популяции лосося. Энергетическое управление Бонневилля управляет электроэнергией 11 плотин на реке Колумбия и 4 плотин на реке Снейк , которые были построены Инженерным корпусом армии .

Чистая вода под плотиной Глен-Каньон, Аризона, США

На юго-западе пустыни плотины могут изменить природу речной экосистемы. В конкретном случае плотины Глен-Каньон изначально теплая, заполненная отложениями, мутная вода вместо этого течет через Гранд-Каньон , холодная и прозрачная , что оказывает значительное влияние на экосистемы, расположенные ниже по течению. Три местных вида рыб вымерли в Гранд-Каньоне, а другие находятся под угрозой исчезновения после завершения строительства плотины, в том числе горбатый голавль и острозубый присоска .

Некоторые проекты плотин, такие как проекты по проекту Солт-Ривер в Аризоне , устраняют сток реки вниз по течению, перенаправляя поток в систему Аризонского канала для использования в сельском хозяйстве и городских условиях, так что только сухой канал или арройо выходит наружу. через пустыню.

Так много воды забирается из реки Колорадо для сельского хозяйства, городского использования и испарения за плотинами, что река больше не впадает в Калифорнийский залив .

Способы удаления

Есть несколько способов снятия плотин, и выбранный метод будет зависеть от многих факторов. Размер и тип плотины, количество наносов за плотиной, водная среда под плотиной, кто владеет плотиной и каковы их приоритеты, а также сроки сноса плотины - все это факторы, которые влияют на то, как плотина будет снята. . Удаление дорогостоящее, независимо от того, что, и расходы обычно возрастают, когда большее внимание уделяется проблемам окружающей среды. К счастью, затраты на демонтаж плотины обычно делятся между несколькими заинтересованными сторонами, такими как владелец плотины и федеральное правительство, правительство штата или местное правительство. Ниже описаны четыре наиболее распространенных метода удаления плотины.

Управление отложениями - движущая сила во всех из них. Распространенной проблемой для плотин является то, как отложения, естественно переносимые рекой, откладываются в водохранилище и в конечном итоге заполняют его илом. Этот избыток наносов снижает гидроэлектрическую способность водохранилища, изменяет русло реки вниз по течению, улавливает богатые питательными веществами отложения за плотиной и может оказывать опасное давление на саму плотину. Часто отложения, хранящиеся в водохранилище, полезны для прибрежного коридора под плотиной, могут восстановить среду обитания рыб, обеспечить питательными веществами и добавить их на пляж или лиман. В других случаях отложения могут увеличить мутность реки, нанося вред рыбе, размывать ландшафт и закапывать объекты инфраструктуры.

Здесь можно увидеть пять выемок на плотине Глинес-Каньон, которая была удалена в ходе многолетнего процесса.

Осадки могут быть протестированы до того, как они будут выпущены, чтобы определить, будет ли они вредными для ландшафта под плотиной. Если этого не сделать, удаление плотины может иметь неблагоприятные последствия. Например, когда в 1970-х годах была снесена плотина Форт-Эдвард на реке Гудзон, ПХБ в отложениях были выпущены, что повлияло на здоровье людей и диких животных ниже по течению.

Подход с надрезом и выпуском

Подход с надрезом и выпуском обычно используется из-за его экологических преимуществ. Это медленный метод, при котором водохранилище опорожняется через выемки, прорезанные в плотине. Врезаны новые выемки, чтобы вода сливалась из резервуара с равномерным потоком. Осадки, захваченные за плотиной, стекают вниз по течению с фиксированной скоростью, что позволяет экосистеме адаптироваться к изменениям. Этот метод может занять месяцы или даже год, но доказал свою эффективность в восстановлении видов рыб в реках. В проекте по удалению дамбы в каньоне Эльва и Глинес с большим успехом использовался подход «выемка и спуск» .

Подход к быстрому выпуску

Подход быстрого сброса - это самый быстрый и наименее затратный способ снятия плотины, но он имеет существенные недостатки. При таком подходе в основании плотины вырывается большой туннель, который затем соединяется с водохранилищем. Весь объем воды будет стекать через этот туннель за считанные минуты или часы, а массовый выброс воды и наносов может вызвать сильное наводнение и эрозию вдоль реки вниз по течению на многие мили. Это может привести к разрушению прибрежной экосистемы вдоль реки, а также к опасному размыву свай мостов, заглубленных труб, дамб и другой инфраструктуры. Однако, если водохранилище, удерживаемое плотиной, относительно невелико и быстро впадает в более крупную реку или озеро, этот подход может быть реализован с минимальным воздействием на экосистему или инфраструктуру человека.

Подход копать и осушать

Подход копания и осушения, как правило, является наиболее дорогостоящим методом удаления плотины, но в некоторых случаях он необходим. Это влечет за собой опорожнение всего резервуара, позволяя осадку высохнуть, а затем транспортировать его в безопасное место для утилизации. Это дорого и медленно, но если водохранилище находится в непосредственной близости от гидроэлектростанций, на которые могут сильно повлиять выбросы наносов, это может быть необходимо. Другая ситуация, если отложения за плотиной содержат токсины. Их вывоз и безопасная утилизация важны для экологического здоровья реки.

Подход с отложенными отложениями

Подход с отложением отложений - это последний широко используемый подход, который включает оставление отложений там, где они есть. Для этого река или ручей должны быть перенаправлены вокруг дамбы, что может оказаться дорогостоящим и сложным. Это может быть выполнено в местах, где подход к копанию и откачке воды имеет смысл, но которые слишком удалены, чтобы быть рентабельным.

Альтернативы удалению

Рыболовная лестница на плотине Джон Дэй на реке Колумбия.

В то время как менее 1% плотин США рассматривается для удаления, в последние годы были предприняты попытки устранить недостатки существующих плотин без их удаления. Эти цели включают максимальную эффективность существующих плотин и минимизацию их воздействия на окружающую среду. Обновление оборудования и признание ограниченного срока службы плотин - два способа достижения этих целей. В их рамках план вывода плотины из эксплуатации и восстановления реки должен быть составлен задолго до того, как плотина превысит расчетный срок службы.

Одна часть восстановления реки, которая не должна ждать, пока плотина будет снята, - это введение экологического стока . Наличие переменного количества воды, протекающей через плотину в разные сезоны, имитирует естественные сезонные колебания уровня воды от зимних и весенних штормов. Кроме того, к плотинам можно добавить рыбные лестницы, чтобы улучшить сообщение реки и позволить рыбе добраться до места нереста. Есть споры об эффективности рыбных лестниц, но, как правило, некоторые рыбы выдерживают это, в отличие от нулевого нереста рыбы в их традиционном месте.

Седиментации водохранилища также можно противодействовать с помощью специальных стратегий управления плотиной.

Завершенные проекты

Кондит Дам, Вашингтон, США

Предлагаемые удаления

Плотины Нижней Снейк-Ривер, Вашингтон, США

Little Goose Dam , Вашингтон, США

Четыре дамбы в нижнем течении реки Снейк , построенные и до сих пор эксплуатируемые Инженерным корпусом армии США , служат источниками гидроэлектроэнергии, а также обслуживают внутренний порт в Льюистоне, штат Айдахо, для движения сельскохозяйственных барж. Эти четверо являются кандидатами на удаление из-за того, что за плотинами скопились миллионы кубических ярдов, которые поднимают уровень воды в прибрежных городах. К ним относятся: 30-метровая Нижняя гранитная плотина 1975 года, 30- метровая плотина Литтл-Гус в 1970 году, Нижняя монументальная плотина 100 футов (30 метров) 1969 года и Ледяная гавань 100 футов (30 метров) 1962 года. Плотина .

Ежегодно за четырьмя нижними плотинами на реке Снейк откладывается три миллиона новых кубических ярдов наносов. Город Льюистон, Айдахо и другие города вдоль реки Снейк построили систему дамб, обслуживаемую Инженерным корпусом армии. Дамбы в Льюистоне были спроектированы так, чтобы оставлять пять футов между уровнями воды и вершиной дамбы. По состоянию на 2011 год осталось два фута. По мере того, как уровень воды продолжает повышаться, необходимо либо снять некоторые плотины, либо углубить их, либо муниципальные дамбы будут продолжать подниматься. Корпус признает, что количество наносов в русле реки слишком велико для того, чтобы дноуглубительные работы были эффективными, и лидеры общины Льюистона обеспокоены тем, что более высокие дамбы еще больше отключат город от рек.

Корпус начал дноуглубительные работы за Нижней гранитной плотиной в 2015 году.

Плотина Риндже и плотина Матилия, Южная Калифорния

Плотина Риндже недалеко от Малибу, Калифорния , построена в 1924 году, полностью заилена и заброшена к 1950-м годам.

Частная плотина Rindge Dam на 100 футов (30 м) на Малибу-Крик в горах Санта-Моника в Калифорнии была построена в 1924 году, и ей разрешили полностью заполниться отложениями, что сделало ее функционально устаревшей, но по-прежнему представляющей потенциальную опасность. Когда-то в Малибу-Крик проживала самая южная популяция стальных голов в мире. Но сегодня Steelhead больше не занимают ручей.

Подобная плотина Матилия 1947 года недалеко от Охая , Калифорния, была построена, в частности, вопреки совету Инженерного корпуса армии США , а также заблокировала нерестилища стальной форели. После двойного надреза и значительного заиления 90% расчетной мощности было потеряно. По состоянию на 2013 год заинтересованные стороны соглашаются с тем, что плотина и ее наносы должны быть удалены, но источник финансирования не определен.

Плотины реки Кламат, граница между Калифорнией и Орегоном

Основная статья: Проект гидроэлектростанции на реке Кламат
Демонстранты призывают к демонтажу плотин на реке Кламат в штатах Орегон и Калифорния, США.

В качестве решения нескольких долгосрочных проблем, связанных с правами на воду в бассейне Кламат , в начале 2008 года было подписано многостороннее Соглашение о восстановлении бассейна Кламат . Стороны соглашения включали штат Калифорния , штат Орегон , три племени коренных американцев. , четыре округа и 35 других местных организаций и частных лиц.

Это соглашение предусматривало удаление четырех плотин гидроэлектростанции на реке Кламат : плотины Джона К. Бойла 1958 года, плотины Копко № 1 и Копко № 2 1922 года и плотины Железных ворот 1964 года . Все четыре находятся в частной собственности PacifiCorp . В то время PacifiCorp столкнулась с циклом повторного лицензирования с Федеральной комиссией по регулированию энергетики с потенциально дорогостоящими исправлениями для пассажа лосося и для решения проблемы роста токсичных бактерий Microcystis aeruginosa в резервуарах Copco и Iron Gate.

29 сентября 2009 г. Pacificorp достигла принципиального соглашения с другими сторонами KBRA о демонтаже четырех плотин до одобрения Конгресса.

Конгресс не принял никаких мер, поэтому по состоянию на февраль 2016 года штаты Орегон и Калифорния, владельцы плотин, федеральные регулирующие органы и другие стороны достигли дальнейшего соглашения о демонтаже всех четырех плотин бассейна Кламат к 2020 году при условии только одобрения Федеральным правительством. Комиссия по регулированию энергетики . Новый план был одобрен губернаторами Калифорнии и Орегона, а также министром внутренних дел США.

Плотина Глен-Каньон, северная Аризона

Плотина Глен-Каньон

Плотину Глен-Каньон (710 футов) (220 м) предлагается удалить из-за негативного воздействия, которое она оказывает на качество воды и прибрежную среду обитания реки Колорадо в национальном парке Гранд-Каньон . Кроме того, водохранилище, запруженное позади него, озеро Пауэлл заполнило все каньоны на высоте до 160 миль (260 км) над плотиной. Это озеро, предоставляя возможности для отдыха, уничтожило более 160 миль (260 км) местообитаний для находящихся под угрозой исчезновения видов рыб реки Колорадо .

Водохранилище также теряет более 6 процентов от общего годового стока реки Колорадо из-за испарения и просачивания. Сторонники удаления плотины, такие как Институт Глен-Каньон, также ссылаются на эти потери накопленной воды как на причину вывода плотины из эксплуатации. Если бы ее убрали, она затмила бы любой завершенный проект по удалению плотины в истории.

Плотина О'Шонесси (Хетч-Хетчи), Калифорния

Основная статья: Hetch_Hetchy § Proposed_restoring

Плотина О'Шонесси в Калифорнии была завершена в 1923 году и представляла собой первую серьезную экологическую дискуссию в США, поскольку она была построена в национальном парке. Споры по поводу плотины и водохранилища продолжаются и сегодня. Группы защитников природы, такие как лобби клуба Sierra Club по восстановлению долины, в то время как другие утверждают, что оставление плотины на месте было бы лучшим экономическим и экологическим решением.

Плотины реки Кинникинник, штат Висконсин

Верхняя плотина «Джанкшн Фоллс» на реке Кинникинник в Ривер-Фолс, штат Висконсин, как она выглядит сегодня. Исторический водопад Джанкшен не виден из-за его присутствия, самый нижний уступ водопада Джанкшен теперь является сухим уступом под основанием плотины.
Исторический водопад Джанкшен на пока еще не загороженной реке Кинникинник в Ривер-Фолс, штат Висконсин . Фотография сделана Джоном Карбуттом в период с 1864 по 1865 год и опубликована в качестве стереовиде в наборе пейзажных снимков «Верхний Миссисипи, Миннесота и окрестности».
Основная статья: Kinnickinnic_River_ (St._Croix_River)

Две оставшиеся дамбы на реке Кинникинник в Ривер-Фоллс, штат Висконсин, рассматриваются для удаления, чтобы полностью восстановить реку Кинникинник в ее естественном состоянии. Река Кинникинник, сокращенно называемая Кинни , представляет собой реку длиной 22 мили (35 км) на северо-западе Висконсина в Соединенных Штатах . Кинни - это рыболовный промысел в холодной воде, поддерживающий популяцию местной ручейной форели и естественным образом воспроизводящую рыжую форель. Река Кинникинник официально определена WI DNR как ручей для форели Класса I , что указывает на то, что это «высококачественная» форелевая вода, имеющая достаточное естественное воспроизводство для поддержания популяций дикой форели на уровне или близком к продуктивности. Kinnickinnic также обозначен как вода с выдающимися ресурсами (ORW) WI DNR как выше State HWY 35, так и ниже дамбы Пауэлл-Фолс, однако участок реки Кинни через город Ривер-Фолс не включен в это обозначение, где река запружена в два водохранилища, которые не поддерживают рыболовство. Это обозначение ORW указывает на то, что Kinni предоставляет выдающиеся возможности для отдыха, поддерживает ценные рыбные промыслы и среду обитания диких животных, имеет хорошее качество воды и не подвергается значительному влиянию деятельности человека. Это обозначение указывает на то, что штат Висконсин определил, что река Кинникинник требует дополнительной защиты от воздействия загрязнения. Эти обозначения предназначены для выполнения федеральных обязательств Закона о чистой воде, требующих от Висконсина принятия политики «противодействия деградации», которая предназначена для предотвращения любого снижения качества воды - особенно в тех водах, которые имеют значительную экологическую или культурную ценность.

Местные заинтересованные стороны в процессе перелицензирования FERC включают Friends of the Kinni , отделение Kiap-TU-Wish компании Trout Unlimited , Kinnickinnic River Land Trust и River Alliance of Wisconsin . Правительственные агентства, также выступающие в качестве заинтересованных организаций, включают Висконсинское управление охраны дикой природы, Службу охраны рыболовства и дикой природы США и Службу национальных парков.

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки