Плотина Кристал Спрингс
Плотина в округе Сан-Матео, Калифорния
Плотина Кристал Спрингс
Официальное названиеНижняя плотина Кристал Спрингс
РасположениеОкруг Сан-Матео, Калифорния
Координаты37°31′43″с.ш. 122°21′44″з.д. / 37,5285°с.ш. 122,3622°з.д. / 37,5285; -122,3622
Дата открытия1889 ; 136 лет назад ( 1889 )
Оператор(ы)Комиссия по коммунальному хозяйству Сан-Франциско
Плотины и водосбросы
ИзъятияСан-Матео-Крик
Высота140 футов (43 м)
Длина600 футов (180 м)
Ширина (база)40 футов (12 м)
Резервуар
СоздаетВодохранилище Кристал Спрингс
Общая вместимость57 910 акров футов (71 430 000 м 3 ) [1]
Площадь водосбора29,4 кв. миль (76 км 2 )
Площадь поверхности1323 акра (5,35 км 2 )

Плотина Кристал Спрингс — это бетонная гравитационная плотина , построенная через ручей Сан-Матео в округе Сан-Матео, Калифорния . Она собирает воду в рифтовой долине, созданной разломом Сан-Андреас, образуя водохранилище Кристал Спрингс . Сама плотина расположена примерно в 1100 футах (340 м) к востоку от разлома. Плотина принадлежит и управляется Комиссией по коммунальным услугам Сан-Франциско и хранит питьевую воду для города Сан-Франциско. Текущая плотина имеет высоту 140 футов и длину гребня 600 футов.

Это была первая массивная бетонная гравитационная плотина, построенная в Соединенных Штатах. После завершения строительства она стала крупнейшим бетонным сооружением в мире и самой высокой плотиной в Соединенных Штатах. Обзор 2024 года, проведенный ASCE и Институтом инженеров-строителей Великобритании, показал, что это, вероятно, самая старая массивная бетонная плотина в мире. [2] Строительные методы, использованные при строительстве плотины, включая промывку заполнителя и ступенчатые стыки, повлияли на разработку будущих гравитационных плотин, таких как плотина Гувера и плотина Гранд-Кули . В декабре 2023 года Американское общество инженеров-строителей (ASCE) признало ее Национальным историческим памятником гражданского строительства.

Плотина претерпела множество ремонтов и усовершенствований за время своего существования и пережила землетрясение в Сан-Франциско 1906 года и землетрясение в Лома-Приете 1989 года с минимальными повреждениями, несмотря на то, что она расположена примерно в 1100 футах (340 м) от разлома Сан-Андреас.

Фон

Spring Valley Water Works , частная коммунальная корпорация, которая в конечном итоге построила плотину Crystal Springs, была основана в 1858 году для обеспечения быстро растущего портового города Сан-Франциско надежным источником воды. Под руководством Джорджа Энсайна, известного земельного барона , она быстро установила монополию на рынке воды Сан-Франциско. [3] Понимая, что любой потенциальный источник воды должен был бы находиться за пределами естественно бесплодных городских границ, Энсайн обратился к соседнему округу Сан-Матео , вместе с его в значительной степени неосвоенными горами и ручьями. В течение следующих трех десятилетий Spring Valley Water Works построила множество водоводов, плотин и туннелей, чтобы соединить водораздел долины Сан-Андреас с Сан-Франциско. Несмотря на это, все еще сохранялось желание построить более крупный водоем, чтобы обеспечить Сан-Франциско более надежным долгосрочным источником воды. [2]

Герман Шусслер , немецкий иммигрант, переехавший в Калифорнию в 1864 году в качестве инженера-строителя, быстро поднялся по карьерной лестнице и стал главным инженером компании Spring Valley Water Company. Осознавая растущее желание построить водохранилище, Шусслер призвал компанию приобрести как можно больше водораздельной собственности. К тому времени, когда Шусслер начал рассматривать возможность строительства плотины для запруды ручья Сан-Матео , компания уже приобрела более 100 000 акров (400 км 2 ) первоклассной собственности на полуострове Сан-Франциско . [2]

Расположение предлагаемого участка плотины имело свои преимущества и недостатки: расположенное в долине шириной 700 футов (210 м), образованной ручьем Сан-Матео, стены скал из песчаника возвышались более чем на 200 футов (61 м) от русла ручья. Плотина охватывает большую долину, которая простирается наружу как на восток, так и на запад от самой плотины. Первоначальный проект Шусслера создавал озеро длиной около 9 миль (14 км). [4] Геологические испытания проводились с использованием методов бурения , которые показали, что долина была благоприятна для строительства плотины: фундамент был сделан из твердого песчаника, не содержащего трещин или разломов.

Строительство

Мемориальная доска на плотине Кристал Спрингс в честь Германа Шусслера.

Проекты Шусслера предусматривали проектную высоту 140 футов (43 м). В то время в мире было построено всего 17 плотин выше 95 футов (29 м), и все они находились за пределами Соединенных Штатов. Большинство этих плотин были либо каменными, либо земляными . Однако этот подход не мог работать для проекта Шусслера, поскольку не было подходящих карьеров для закупки материалов. [2] Однако во время поиска мест для карьеров был обнаружен большой выход затвердевшего песчаника , особенно благоприятного для бетона. Поэтому Шусслер перешел на проект с использованием массивных бетонных блоков . [5]

В то время в Соединенных Штатах не было крупных производителей цемента, что привело к тому, что портландцемент перевозился на корабле в Сан-Франциско из Суонскомба , Англия, [2], который в то время был крупнейшим заводом по производству портландцемента в Соединенном Королевстве, а затем отправлялся по железной дороге в Сан-Матео. [6] [7] Песок доставлялся с пляжей Сан-Франциско на корабле в пристань Койот-Пойнт , а затем с помощью конных повозок доставлялся на строительную площадку каньона. Всего при строительстве плотины было использовано почти миллион баррелей песка. [7]

Плотина была построена путем отдельной заливки больших блоков конструкции на месте и давая им застыть перед заливкой соседних блоков. Это позволило блокам застыть и затвердеть по отдельности, а также гарантировало, что бетон не растрескается в процессе отверждения. Важной особенностью конструкции является то, что ни горизонтальные, ни вертикальные швы не выстраиваются в линию. Это помогает конструкции действовать как единое монолитное сооружение, несмотря на то, что она сделана из тысяч отдельных блоков, а также повышает ее структурную устойчивость. [4]

Шусслер обеспечил заливку каждого блока плотины бетоном, изготовленным в точном соответствии с его спецификациями по составу смеси.

Строительство плотины было завершено в 1889 году на высоте 120 футов (37 м), что сделало ее самой высокой плотиной в Соединенных Штатах на тот момент. [2] Однако дождливая зима 1889-1890 годов привела к переполнению плотины, что привело к ее достройке, в результате чего общая высота плотины достигла 145 футов (44 м). [4] На момент завершения строительства, с объемом бетона в 157 000 кубических ярдов (120 000 м 3 ) [2] , это была самая большая бетонная конструкция в мире. [8]

В 1976 году Американское общество инженеров-строителей (ASCE) присвоило плотине статус исторического памятника гражданского строительства Калифорнии . [9] Позднее, в 2023 году, ASCE присвоило плотине статус национального исторического памятника гражданского строительства. [10]

Переполнение плотины Кристал Спрингс в феврале 1911 года.

Эксплуатация и ремонт

Рядом с плотиной были построены две выпускные башни, первая из которых была построена в 1891 году. Насосная станция Crystal Springs была построена рядом с плотиной и сторожкой и была спроектирована для перекачивания воды из водохранилища Crystal Springs в близлежащее озеро San Andreas , откуда ее затем можно было распределить по Сан-Франциско. После завершения работы выпускные сооружения имели пропускную способность 25 миллионов галлонов в день.

Город Сан-Франциско приобрел компанию Spring Valley Water Company в 1928 году, выпустив облигацию на сумму 41 000 000 долларов, одобренную избирателями. Благодаря этому все права на воду, плотины, водохранилища и водоразделы Спринг-Вэлли были переданы городу, включая Crystal Springs. [11] Еще один государственный грант на финансирование от города Сан-Франциско в 1933 году, предназначенный для разработки и расширения проекта Hetch Hetchy , привел к ремонту и модернизации насосной станции, что позволило ей перекачивать максимум 70 миллионов галлонов в день в водохранилище Сан-Андреас. [12] Первая поставка воды из Hetch Hetchy достигла водохранилища Crystal Springs 28 октября 1934 года. [13]

До строительства оригинального обходного туннеля Crystal Springs в 1969 году плотина Crystal Springs была предпоследним пунктом назначения для воды Hetch Hetchy перед ее распределением. В настоящее время плотина задерживает смесь воды Hetch Hetchy и воды из собственного водосборного бассейна. [14]


Комиссия по коммунальным услугам Сан-Франциско , которой принадлежит водосборный бассейн водохранилища площадью 23 000 акров, начала реконструкцию плотины в 2003 году. Важный шаг в процессе реконструкции — удвоение ширины главного водосброса и подъем плотины для увеличения емкости водохранилища — был завершен в 2012 году. Реконструкция, призванная повысить надежность системы в случае землетрясения, была завершена в 2016 году. Бульвар Скайлайн , дорога поверх плотины, была закрыта для строительства нового моста в октябре 2010 года. Вместе с мостом на замену была поднята парапетная стена на девять футов, водосброс плотины был расширен, а линии электропередач были перемещены под мост. Строительство было завершено в конце 2018 года, а дорога была вновь открыта в январе 2019 года. [15]

Риски землетрясений и стихийных бедствий

Плотина Кристал Спрингс пережила землетрясение Сан-Франциско 1906 года и землетрясение Лома-Приета 1989 года с незначительными повреждениями. Неясно, знал ли Герман Шусслер, главный инженер проекта, о существовании разлома Сан-Андреас в 1100 футах (340 м) от плотины. В 1983 году Департамент водных ресурсов Калифорнии ограничил количество воды, хранящейся в водохранилище Кристал Спрингс, до отметки 283 фута, или 84% от вместимости плотины, из-за опасений, что плотина может не справиться с наводнением. [16] Департамент водных ресурсов Калифорнии также классифицирует плотину как «чрезвычайно высокую» по уровню опасности ниже по течению в случае прорыва. [17] [18]

  • Плотина и насосная станция Кристал-Спрингс, вид сверху.
    Плотина и насосная станция Кристал-Спрингс, вид сверху.
  • Нижнее водохранилище Кристал-Спрингс, образованное плотиной Кристал-Спрингс.
    Нижнее водохранилище Кристал-Спрингс, образованное плотиной Кристал-Спрингс.
  • Вид с воздуха на водохранилище Кристал Спрингс с юго-востока.
    Вид с воздуха на водохранилище Кристал Спрингс с юго-востока.
  • Вид из-под дороги California State Route 35, которая была проложена поверх плотины.
    Вид из-под дороги California State Route 35, которая была проложена поверх плотины.


Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "CDEC Web Applications". cdec.water.ca.gov . Получено 16 января 2025 г. .
  2. ^ abcdefg Магура, Лоуренс М. (2024-03-01). «Бетонная плотина на века». Архив журнала Civil Engineering . 94 (2): 32– 37. doi :10.1061/ciegag.0001712.
  3. ^ "Spring Valley Water Company - FoundSF". www.foundsf.org . Получено 29.11.2024 .
  4. ^ abc "Scientific American Volume 79, Issue 25". Scientific American . 1898-12-17 . Получено 2024-11-30 .
  5. ^ Шусслер, Герман (1909). Водоснабжение Сан-Франциско. Журнал электричества, мощности и газа.
  6. ^ "Цементные печи: John Bazley White & Brothers". www.cementkilns.co.uk . Получено 2024-11-30 .
  7. ^ ab Svanevik, Michael; Burgett, Shirley (2001). Парки округа Сан-Матео: замечательная история необычных мест и людей, которые их построили. Архив Интернета. Менло-Парк, Калифорния: Фонд парков и отдыха округа Сан-Матео. стр. 27. ISBN 978-1-881529-67-5.
  8. ^ "Peninsula's Bridge Open May 28". San Francisco Examiner . 11 мая 1969 г. Получено 12 мая 2021 г.
  9. ^ Бохан, Сюзанна (14 апреля 2006 г.). «Водная система уязвима тогда и сейчас». East Bay Times . Получено 30 января 2021 г.
  10. ↑ Лопес, Сьерра (7 декабря 2023 г.). «Плотина Кристал Спрингс округа Сан-Матео получила статус Национального исторического памятника инженерии». San Mateo Daily Journal . Получено 3 декабря 2024 г.
  11. ^ Вурм, Тед (1990). Хетч-Хетчи и его плотина железной дороги . Trans-Anglo Books. стр. 229. ISBN 0-87046-093-5.
  12. ^ Хансон, Уоррен Д. (1994). Вода и электроэнергия Сан-Франциско: история Департамента муниципального водоснабжения и системы Хетч-Хетчи. Публичная библиотека Сан-Франциско. [Сан-Франциско, Калифорния: Комиссия по коммунальным услугам, город и округ Сан-Франциско]. стр.  16–17 .
  13. ^ Вурм, Тед (1990). Хетч-Хетчи и его плотина железной дороги . Trans-Anglo Books. стр. 235. ISBN 0-87046-093-5.
  14. ^ San Francisco Peninsula Streams and Reservoirs, в WSIP Water Supply and System Operations – Setting and Impacts (Report). стр. 5.5.1–5. Архивировано из оригинала 2011-06-16 . Получено 2025-01-13 .
  15. ^ Bay City News (14 января 2019 г.). «Дорога на плотине Кристал Спрингс вновь открывается после 8-летнего проекта». San Francisco Examiner. Архивировано из оригинала 14 января 2019 г. Получено 17 марта 2019 г.
  16. ^ «Требования к сбросу отходов и сертификация качества воды для: Проект улучшения плотины Lower Crystal Springs Комиссии по коммунальному хозяйству Сан-Франциско, округ Сан-Матео» (PDF) . РЕГИОНАЛЬНЫЙ СОВЕТ ПО КОНТРОЛЮ КАЧЕСТВА ВОДЫ КАЛИФОРНИИ . Получено 14 января 2025 г. .
  17. ^ "Web Map Viewer". fmds.water.ca.gov . Получено 2024-12-31 .
  18. ^ "ПЛОТИНЫ В ПРЕДЕЛАХ ЮРИСДИКЦИИ ШТАТА КАЛИФОРНИЯ" (PDF) . Департамент водных ресурсов Калифорнии. стр. 62 . Получено 14 января 2025 г. .

Дальнейшее чтение

  • Постел, Митчелл (1994). Сан-Матео: Столетняя история . Сан-Франциско: Scottwall Associates, Publishers. ISBN 0-942087-08-9.
На Викискладе есть медиафайлы по теме «Дамба Кристал Спрингс» .
  • Комиссия по коммунальному хозяйству Сан-Франциско
  • Описание проекта SFPUC
  • Музей истории округа Сан-Матео
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Crystal_Springs_Dam&oldid=1269712615"