Плотина Гувера

Плотина Гувера — это бетонная арочно-гравитационная плотина, расположенная в каньоне Колорадо на границе американских штатов Аризона и Невада. Она была построена в 1931–1936 годах и на момент завершения являлась крупнейшей в мире гидроэлектростанцией и самым высоким бетонным сооружением. Плотина названа в честь 31-го президента США Герберта Гувера и является одной из самых известных инженерных достопримечательностей Северной Америки.

История строительства

Предпосылки

В начале XX века река Колорадо, протекающая по засушливым регионам юго-запада США, регулярно вызывала катастрофические наводнения в нижнем течении, особенно в районе Имперской долины (Калифорния). Одновременно регион остро нуждался в орошении земель и надёжном источнике пресной воды для быстрорастущих городов, включая Лос-Анджелес. В 1922 году была создана Комиссия по реке Колорадо, которая разработала план строительства многоцелевой плотины для регулирования стока, борьбы с наводнениями, ирригации и выработки электроэнергии.

Выбор места и проект

После нескольких лет изысканий в 1928 году Конгресс США утвердил проект строительства плотины в узком каньоне Боулдер (Boulder Canyon), первоначально назвав её «Плотиной Боулдер». Место было выбрано из-за узости каньона и прочных скальных пород, подходящих для возведения массивного бетонного сооружения. Проект разработала группа инженеров под руководством главного конструктора Джона Л. Сэвиджа (John L. Savage) из Бюро мелиорации США. Он предусматривал арочно-гравитационную конструкцию, которая сочетает прочность бетонной арки (передающей нагрузку на берега) и массивность гравитационной плотины (удерживающей напор воды собственным весом).

Строительство (1931–1936)

Строительство началось в 1931 году, в разгар Великой депрессии. Для обеспечения работ был построен временный город Боулдер-Сити. В пиковые моменты на стройке было занято до 5 200 человек. Условия труда были крайне тяжёлыми: жара в каньоне достигала 50 °C, работа велась круглосуточно в три смены. Для отвода воды реки были пробиты четыре отводных тоннеля диаметром 17 метров каждый, общей длиной около 5 км. После завершения отводных работ котлован был осушён, и началась укладка бетона.

Бетонирование велось блоками высотой 1,5 метра, которые заливались непрерывно в течение нескольких лет. Для ускорения затвердевания бетона в его состав добавили ледяную крошку и проложили по блокам систему труб с циркулирующей холодной водой — это был инновационный метод, позволивший избежать растрескивания от тепловыделения при гидратации цемента. Всего было уложено около 3,36 миллиона кубометров бетона.

Плотина была торжественно открыта 30 сентября 1935 года президентом Франклином Рузвельтом, хотя последний генератор запустили лишь в 1936 году. Официально строительство завершилось 1 марта 1936 года.

Конструкция и характеристики

Основные параметры

• Высота: 221,4 метра (726 футов) — это второе по высоте сооружение в США на момент постройки (после небоскрёба Крайслер-билдинг).
• Длина по гребню: 379,2 метра.
• Толщина у основания: 201,2 метра; по гребню — 13,7 метра.
• Объём бетона: около 3,36 млн м³.
• Вес: примерно 6,6 млн тонн.

Водосбросы

Плотина оборудована двумя береговыми водосбросами (для сброса избыточной воды во время паводков) и системой глубинных водовыпусков. Пропускная способность водосбросов — около 11 300 м³/с. В нормальных условиях вода сбрасывается через турбины; водосбросы используются редко — только в многоводные годы.

Гидроэлектростанция

Машинный зал расположен у подножия плотины. Изначально станция была оснащена 17 генераторами (позже — 19) общей мощностью 2 080 МВт (после модернизации — около 2 080 МВт). Генераторы приводятся в действие 17 турбинами типа Фрэнсиса. Электроэнергия вырабатывается при напоре воды от 135 до 180 метров. Станция обеспечивает около 4 млрд кВт·ч в год.

Водохранилище

Плотина образовала крупнейшее в США водохранилище — озеро Мид (Lake Mead). Его длина — около 180 км, площадь — около 640 км², полный объём — около 35,2 км³ (на момент заполнения). Озеро Мид служит источником воды для орошения и водоснабжения городов юго-запада США (Лас-Вегас, Лос-Анджелес, Финикс и др.) и северо-запада Мексики.

Значение и влияние

Экономическое

Плотина Гувера решила проблему наводнений в нижнем течении Колорадо, обеспечила круглогодичное орошение более 800 000 гектаров сельскохозяйственных земель и стала источником дешёвой электроэнергии, способствовавшей развитию Лас-Вегаса и других городов региона. Доходы от продажи электроэнергии полностью окупили строительство (около 49 млн долларов в ценах 1930-х годов) к 1987 году.

Экологическое

Строительство плотины коренным образом изменило экосистему реки Колорадо. Водохранилище затопило участки каньонов, нарушило естественный режим стока, прекратило поступление наносов в дельту реки, что привело к эрозии побережья Калифорнийского залива. Из-за испарения с поверхности озера Мид (до 1,8 км³ в год) и водозабора река ниже плотины часто пересыхает. В 2010-х годах из-за многолетней засухи уровень озера Мид упал до рекордно низких отметок, что привело к введению ограничений на водопотребление.

Социальное

Строительство плотины дало рабочие места тысячам американцев в годы Великой депрессии. Однако условия труда были опасными: официально зафиксировано 96 смертей (включая 42 — от тепловых ударов и несчастных случаев). Впоследствии плотина стала символом инженерного триумфа и национальной гордости США.

Интересные факты

• Первоначально плотина называлась «Плотина Боулдер» (Boulder Dam), но в 1947 году Конгресс официально переименовал её в «Плотину Гувера» в честь президента Герберта Гувера, сыгравшего ключевую роль в её проектировании.
• Бетон плотины полностью затвердел (набрал проектную прочность) только через 100–150 лет после заливки — из-за огромной толщины и медленного охлаждения.
• Водосбросы плотины использовались всего несколько раз за всю историю — в 1983, 1984 и 1997 годах (в многоводные годы). В 1983 году из-за аномально высокого паводка вода впервые перелилась через гребень плотины.
• Плотина является объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО (с 1984 года) и национальным историческим памятником США.

Критика и современные вызовы

В последние десятилетия плотина подвергается критике за негативное воздействие на экосистему реки Колорадо. Снижение стока и повышение температуры воды привели к исчезновению ряда видов рыб (например, горбыля колорадского). Кроме того, из-за длительной засухи (с 2000 года) уровень озера Мид упал настолько, что в 2021 году впервые было объявлено «дефицитное состояние» — сокращение водозабора для штатов Аризона, Невада и Калифорния. Существуют проекты по модернизации гидроэлектростанции и повышению её эффективности, а также по строительству дополнительных водосбросов для предотвращения переполнения водохранилища при экстремальных паводках.

Источники

• Bureau of Reclamation. «Hoover Dam». U.S. Department of the Interior.
• National Park Service. «Hoover Dam — History and Construction».
• «The Hoover Dam: An American Engineering Marvel». History.com.
• «Lake Mead Water Level and Drought». U.S. Geological Survey.
• «Hoover Dam: Facts and Figures». UNESCO World Heritage Centre.