Шлюзы Хайлендс-Читтенден

Шлюзы Хайлендс-Читтенден — это система судоходных шлюзов, расположенная на реке Миссисипи в штате Миннесота, США, вблизи городов Сент-Пол и Миннеаполис. Шлюзы являются частью инфраструктуры Верхнего Миссисипи, обеспечивая проход судов через плотину и гидроэлектростанцию, построенные на порогах Сент-Энтони. Объект представляет собой комплекс из двух параллельных шлюзов, позволяющих преодолевать перепад уровней воды, созданный плотиной, и является ключевым элементом судоходной системы региона.

История

Предпосылки строительства

Судоходство по реке Миссисипи выше устья реки Миссури исторически было затруднено из-за порогов и перекатов. Пороги Сент-Энтони, расположенные в районе современного Миннеаполиса, представляли собой естественное препятствие, которое не позволяло крупным судам подниматься выше по течению. В конце XIX века, с развитием промышленности и сельского хозяйства в регионе, возникла необходимость в создании надежного водного пути для перевозки зерна, угля, леса и других грузов.

Строительство первых шлюзов

Первая попытка обойти пороги была предпринята в 1871 году, когда был построен небольшой канал и шлюз длиной 76 метров и шириной 14 метров. Однако он быстро устарел и не мог обслуживать растущий флот. В 1880-х годах Инженерный корпус армии США начал проектирование более масштабного комплекса. Строительство современного шлюза Хайлендс-Читтенден началось в 1890 году и было завершено в 1893 году. Первоначально он представлял собой однокамерный шлюз длиной 122 метра и шириной 24 метра, что позволяло проходить судам стандартной для того времени длины.

Расширение и модернизация

В 1900-х годах, с увеличением размеров барж и толкачей, возникла необходимость в строительстве второго, более крупного шлюза. В 1930-х годах, в рамках программы по улучшению судоходства на Верхнем Миссисипи, был построен второй шлюз — Читтенден (названный в честь инженера, участвовавшего в проектировании). Он был открыт в 1938 году и имел длину 183 метра и ширину 33,5 метра. Оба шлюза работают параллельно, обслуживая суда разных размеров.

Современное состояние

На протяжении XX века шлюзы неоднократно модернизировались: обновлялись ворота, гидравлические системы, системы управления. В 2010-х годах были проведены капитальные ремонты бетонных конструкций. Сегодня комплекс является частью системы шлюзов и плотин Верхнего Миссисипи, управляемой Инженерным корпусом армии США.

Устройство и характеристики

Конструкция

Комплекс состоит из двух параллельных шлюзовых камер, расположенных рядом с плотиной и гидроэлектростанцией. Каждая камера представляет собой прямоугольный бетонный бассейн, закрытый с обоих концов воротами. Ворота — двустворчатые, типа «митре» (mitre gates), открывающиеся в сторону верхнего или нижнего бьефа. Для наполнения и опорожнения камер используются водопроводные галереи, расположенные в стенах и дне шлюза.

Размеры

• Шлюз Хайлендс (первый): длина — 122 м, ширина — 24 м, глубина на пороге — около 4,5 м.
• Шлюз Читтенден (второй): длина — 183 м, ширина — 33,5 м, глубина на пороге — около 5,5 м.

Перепад уровней воды между верхним и нижним бьефом составляет от 6 до 10 метров в зависимости от уровня воды в реке.

Плотина и гидроэлектростанция

Плотина, построенная в 1890-х годах, представляет собой бетонную гравитационную плотину длиной около 300 метров. Она создает подпор воды, необходимый для работы шлюзов и гидроэлектростанции. Гидроэлектростанция, расположенная рядом с плотиной, имеет установленную мощность около 12 МВт и вырабатывает электроэнергию для местных нужд.

Применение и значение

Судоходство

Шлюзы Хайлендс-Читтенден являются единственным судоходным проходом через пороги Сент-Энтони. Они обслуживают грузовые баржи, толкачи, прогулочные и спортивные суда. Основные грузы: зерно (пшеница, кукуруза), уголь, нефтепродукты, удобрения, строительные материалы. Ежегодно через шлюзы проходит несколько тысяч судов, перевозящих миллионы тонн грузов.

Экономическое значение

Комплекс играет ключевую роль в экономике региона Верхнего Среднего Запада США. Он обеспечивает доступ к речным портам Миннеаполиса и Сент-Пола, которые являются важными транспортными узлами. Без шлюзов судоходство выше по течению было бы невозможно, что привело бы к значительному удорожанию перевозок и снижению конкурентоспособности местных производителей.

Экологическое и рекреационное значение

Шлюзы также используются для пропуска рыбы (в том числе лососевых) через плотину, хотя в основном миграция рыб регулируется отдельными рыбопропускными сооружениями. Вокруг комплекса создана зона отдыха, популярная среди местных жителей и туристов. Наблюдение за проходом судов через шлюзы является одной из достопримечательностей региона.

Интересные факты

• Шлюзы Хайлендс-Читтенден — одни из старейших действующих шлюзов на реке Миссисипи. Первый шлюз был открыт в 1893 году, что делает его ровесником многих исторических гидротехнических сооружений США.
• Комплекс назван в честь двух инженеров: Хайлендс — по фамилии главного инженера проекта, Читтенден — по фамилии инженера, разработавшего конструкцию второго шлюза.
• В 2019 году через шлюзы прошло рекордное количество судов — более 12 000, что связано с увеличением объемов перевозок зерна.
• Шлюзы являются частью системы «Верхний Миссисипи — Иллинойс — Великие озера», которая соединяет бассейн Миссисипи с Великими озерами, обеспечивая сквозной водный путь от Мексиканского залива до Атлантического океана.

Критика и проблемы

Основной проблемой шлюзов является их возраст. Бетонные конструкции, ворота и гидравлические системы требуют постоянного ремонта. В 2010-х годах были выявлены трещины в бетоне и коррозия арматуры, что привело к временным ограничениям судоходства. Кроме того, шлюзы не рассчитаны на современные крупные баржи длиной более 180 метров, что ограничивает грузоподъемность флота. Экологические организации критикуют плотину и шлюзы за нарушение естественного течения реки и препятствие для миграции рыб, хотя специальные рыбопропускные сооружения частично решают эту проблему.

Источники

• Инженерный корпус армии США, отдел по Верхнему Миссисипи. Технические отчеты по шлюзам Хайлендс-Читтенден.
• История судоходства на Верхнем Миссисипи. Издательство Университета Миннесоты, 1995.
• Данные Управления по водным ресурсам штата Миннесота.
• Статья «Шлюзы Хайлендс-Читтенден» в энциклопедии «Водные пути США» (2018).