Плотина Форт-Пек

Плотина Форт-Пек — это крупная бетонная гравитационная плотина на реке Миссури в штате Монтана, США, расположенная примерно в 25 километрах к юго-востоку от города Глазго. Является одной из крупнейших земляных плотин в мире по объёму насыпи и ключевым элементом проекта «Миссури — бассейн реки Сури» (Missouri River Basin Project). Плотина образует водохранилище Форт-Пек, также известное как озеро Форт-Пек, которое является одним из крупнейших искусственных водоёмов в США.

История строительства

Предпосылки и проектирование

Идея строительства плотины на реке Миссури для борьбы с наводнениями, орошения и выработки электроэнергии возникла в начале XX века. Катастрофическое наводнение на Миссури в 1908 году, затопившее значительные территории в нижнем течении реки, ускорило обсуждение проектов. В 1933 году, в рамках политики «Нового курса» президента Франклина Рузвельта, Инженерный корпус армии США (United States Army Corps of Engineers) начал детальное проектирование. Строительство было одобрено Конгрессом США в 1933 году, а первый этап работ начался в 1934 году.

Хронология строительства

Строительство плотины велось в два основных этапа. Первый этап (1934–1940) включал возведение основной части земляной насыпи и бетонных сооружений. Второй этап (1940–1943) был связан с завершением гидроэлектростанции и окончательным заполнением водохранилища. Работы выполнялись подрядчиками, в том числе компанией «Morrison-Knudsen» и другими, с привлечением тысяч рабочих. Пик занятости достигал 10 500 человек в 1936 году. Строительство сопровождалось значительными трудностями: суровые зимы, наводнения и сложные геологические условия. Для транспортировки материалов была построена специальная железнодорожная ветка длиной около 190 километров.

Открытие и последующие модификации

Плотина была официально открыта 29 сентября 1940 года, хотя гидроэлектростанция вступила в строй лишь в 1943 году. В 1950-х годах была проведена модернизация гидроагрегатов, а в 1970-х — реконструкция системы водосброса. В 1990-х годах плотина была включена в программу повышения сейсмостойкости, что потребовало дополнительных инженерных работ.

Характеристики плотины

Конструкция

Плотина Форт-Пек представляет собой земляную насыпную плотину с ядром из глины и бетонным водосбросом. Основные параметры:

• Высота: 76 метров (250 футов) от основания до гребня.
• Длина: 6 409 метров (21 026 футов), что делает её одной из самых длинных плотин в мире.
• Объём насыпи: около 96 миллионов кубических метров (125 миллионов кубических ярдов) — второй по величине показатель среди земляных плотин в США после плотины Тоун (Teton Dam, штат Айдахо, разрушена в 1976 году) и один из крупнейших в мире.
• Ширина гребня: 9,1 метра (30 футов).
• Ширина основания: до 600 метров (2 000 футов).

Водосброс

Водосброс плотины — бетонный, расположен в левом берегу. Он состоит из 10 пролётов, каждый шириной 15 метров, оборудованных затворами. Пропускная способность водосброса составляет около 6 700 кубических метров в секунду (237 000 кубических футов в секунду). Водосброс используется для регулирования уровня воды в водохранилище и сброса паводковых вод.

Гидроэлектростанция

Гидроэлектростанция плотины Форт-Пек расположена в нижнем бьефе и оснащена пятью турбинами общей установленной мощностью 185 МВт. Среднегодовая выработка электроэнергии составляет около 1 миллиарда кВт·ч. Электроэнергия поступает в энергосистему Западного энергетического управления (Western Area Power Administration) и распределяется по штатам Монтана, Северная Дакота и Вайоминг.

Водохранилище Форт-Пек

Основные параметры

Водохранилище Форт-Пек (озеро Форт-Пек) образовано плотиной и является одним из крупнейших искусственных водоёмов в США. Его характеристики:

• Площадь водного зеркала: около 1 010 квадратных километров (390 квадратных миль).
• Длина: около 230 километров (143 мили).
• Максимальная глубина: около 67 метров (220 футов).
• Объём: около 23,5 кубических километров (19,1 миллиона акро-футов) — второе по объёму водохранилище в США после озера Мид (Lake Mead, штат Невада/Аризона).
• Береговая линия: протяжённость около 2 400 километров (1 500 миль).

Экологические и социальные последствия

Создание водохранилища привело к затоплению значительных территорий, включая земли индейской резервации Форт-Пек (Fort Peck Indian Reservation), принадлежащие племенам ассинибойнов и сиу. Затопление затронуло археологические памятники, места традиционного проживания и сельскохозяйственные угодья. Водохранилище также изменило гидрологический режим реки Миссури, повлияв на нерест рыб и миграцию птиц. Для компенсации ущерба были созданы программы переселения и выплаты компенсаций.

Роль в проекте «Миссури — бассейн реки Сури»

Плотина Форт-Пек является центральным элементом проекта «Миссури — бассейн реки Сури» (Missouri River Basin Project), также известного как проект «Пик-Сак» (Pick-Sloan Plan). Этот проект, разработанный в 1944 году, предусматривал строительство серии плотин и дамб на реке Миссури и её притоках для комплексного управления водными ресурсами. Основные цели проекта включают:

• Борьба с наводнениями: плотина позволяет срезать пики паводков, защищая города и сельскохозяйственные угодья в нижнем течении Миссури, включая такие города, как Омаха (штат Небраска) и Канзас-Сити (штат Миссури). По оценкам, система плотин предотвращает ущерб от наводнений на сумму до 2 миллиардов долларов в год.
• Орошение: водохранилище обеспечивает водой оросительные системы в штатах Монтана, Северная Дакота и Южная Дакота, поддерживая сельское хозяйство в засушливых регионах.
• Судоходство: регулирование стока реки Миссури позволяет поддерживать судоходные глубины на нижнем участке реки, обеспечивая транспортировку зерна, угля и других грузов.
• Рекреация: водохранилище и прилегающие территории используются для рыболовства, охоты, водных видов спорта и туризма. На берегах озера расположены несколько государственных парков и зон отдыха.

Эксплуатация и современное состояние

Управление

Плотина Форт-Пек находится в ведении Инженерного корпуса армии США (USACE), округ Омаха. Управление осуществляется в соответствии с планом управления водными ресурсами бассейна реки Миссури, который учитывает интересы различных групп пользователей: сельского хозяйства, судоходства, энергетики, рекреации и охраны окружающей среды.

Техническое состояние

Плотина регулярно проходит инспекции и модернизацию. В 2011 году, после рекордного паводка на Миссури, были проведены работы по укреплению водосброса и дамб. В 2020-х годах реализуется программа по повышению сейсмостойкости плотины, включающая установку дополнительных дренажных систем и укрепление ядра. Плотина считается безопасной, но требует постоянного мониторинга из-за её больших размеров и возраста.

Экологические аспекты

Эксплуатация плотины оказывает значительное влияние на экосистему реки Миссури. Изменение температурного режима воды, снижение мутности и изменение сезонного стока повлияли на популяции рыб, включая осетра (Scaphirhynchus albus) и других видов. Для смягчения этих последствий проводятся мероприятия по искусственному нересту, выпуску мальков и восстановлению пойменных лесов. В 2000-х годах были внедрены программы по улучшению условий для мигрирующих птиц, включая создание искусственных островов в водохранилище.

Интересные факты

• Плотина Форт-Пек является крупнейшей земляной плотиной в США по объёму насыпи (96 млн м³). Для сравнения, объём насыпи плотины Гувера (Hoover Dam) составляет около 3,3 млн м³.
• Строительство плотины было одним из крупнейших проектов общественных работ в США в эпоху Великой депрессии. Оно дало работу десяткам тысяч людей, многие из которых были безработными.
• Водохранилище Форт-Пек является домом для одной из крупнейших популяций белоголового орлана (Haliaeetus leucocephalus) в континентальной части США.
• В 1990-х годах на плотине были проведены работы по установке системы мониторинга деформаций, позволяющей отслеживать смещения насыпи с точностью до миллиметра.
• Плотина Форт-Пек упоминается в романе «Песнь о Миссури» (Song of the Missouri) американского писателя Уоллеса Стегнера.

Источники

• United States Army Corps of Engineers. «Fort Peck Dam and Reservoir». USACE Omaha District.
• Bureau of Reclamation. «Missouri River Basin Project». U.S. Department of the Interior.
• National Park Service. «Fort Peck Dam». National Register of Historic Places.
• «The Pick-Sloan Plan: A History of the Missouri River Basin Project». University of Nebraska Press.
• «Fort Peck Dam: A History of Construction and Operation». Montana Historical Society Press.