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| ジブラルタルダム | |
|---|---|
 ダムと貯水池の下部の鳥瞰図 | |
| 国 | アメリカ合衆国 |
| 位置 | カリフォルニア州サンタバーバラ郡 |
| 座標 | 北緯34°31′37″ 西経119°41′13″ / 北緯34.52694° 西経119.68694° / 34.52694; -119.68694 [1] |
| 建設が始まった | 1913年[2] |
| オープン日 | 1920年1月23日[3] |
| 建設費 | 200万ドル（1920年ドル）[3] |
| 所有者 | サンタバーバラ市 |
| ダムと放水路 | |
| ダムの種類 | コンクリートアーチ |
| 押収物 | サンタイネス川 |
| 身長 | 194.5フィート（59.3メートル）[4] |
| 長さ | 600フィート（180メートル）[4] |
| 貯水池 | |
| 作成する | ジブラルタル貯水池 |
| 総容量 | 当初: 15,374エーカーフィート (18,964,000 m 3 ) [5] 最新調査 (2017年): 4,968エーカーフィート (6,128,000 m 3 ) [5] 現在 (2019年2月推定): 4,314エーカーフィート (5,321,000 m 3 ) [6] |
| 集水域 | 216平方マイル（560 km 2）[4] |
| 表面積 | 248エーカー（100ヘクタール）[4] |
| 通常の高度 | 最大1,400フィート（430メートル）[7] |
| 発電所 | |
| 設備容量 | 820キロワット[8] |
| 年間発電量 | 1,874,000KWh [8 ] |
ジブラルタル ダムは、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタバーバラ郡南東部のサンタ イネス川にあります。ジブラルタル貯水池を形成するこのダムは、サンタバーバラ市が所有しています。1920 年に建設され、1948 年に拡張されたこのダムと貯水池は、ロス パドレス国有林の人里離れた場所にあります。
ジブラルタルダムの主な目的は、家庭用水の供給です。毎年サンタバーバラに約4,600エーカーフィート（5,700,000 m 3 ）の水を供給し、市の需要のほぼ30％を供給しています。 [7]ダムから転用された水は、小規模な水力発電所にも供給されています。堆積物の蓄積により容量の大部分を失ったため、湖は1回の嵐で満水になり溢れることがよくありますが、 [9]完全に干上がる年もあります。[10] 2019年2月現在、堆積物により貯水池の容量は4,314エーカーフィート（5,321,000 m 3）に減少しており、設計容量のわずか19％です。[11]
このダムは、1870年代から1990年代にかけて現在のジブラルタル貯水池の隣で操業していたジブラルタル（またはサンバード）水銀鉱山にちなんで名付けられた「ジブラルタル狭窄部」と呼ばれるサンタイネス川の一部に建設されました。[12]
説明
ジブラルタルダムは、高さ194.5フィート（59.3メートル）、長さ600フィート（180メートル）の一定半径のコンクリートアーチダムです。[4]ダムは、サンタイネス川の河口から約72マイル（116キロメートル）の位置にあり、 [13]デビルズキャニオンと川の合流点のすぐ上にあります。ダムは、216平方マイル（560 km 2）[7]の流域からの流出を制御し、年間流入量は24,000エーカーフィート（30,000,000 m 3）です。[14]サンタイネス流域の上流はほとんどが荒野で、小規模なジャンカルダム（モンテシト水道局所有）を除いて流入量は規制されていません。 [15]ジブラルタルの下流では、サンタイネス川は米国開拓局が所有するはるかに大きなカチュマ湖に流れ込んでいます。[16]
コンクリート製の放水路は主ダムから南に伸びており、4つの手動式放射状ゲートによって制御されています。洪水期以外は、貯水池容量を増やすためにゲートの上にフラッシュボードを設置することができます。 [17]放水路の容量は約90,000立方フィート/秒（2,500 m 3 /秒）です。[18]放水路は、溢れた水がダムに隣接する天然の砂岩の表面を流れ落ち、高さ150フィート（46メートル）の滝を形成するように設計されています。[19]
ジブラルタル貯水池の当初の設計容量は15,374エーカーフィート（18,964,000 m 3）であった。[5] 1948年の拡張後、総容量は22,500エーカーフィート（27,800,000 m 3）に増加したが、すでに大量の堆積物が蓄積されていたため、使用可能な容量は依然として約15,000エーカーフィート（19,000,000 m 3）に過ぎなかった。[5]それ以来、ダムはかさ上げされておらず、貯水池から堆積物が浚渫されることもなく、徐々に当初の容量の3分の1まで減少した。2019年2月現在、堆積物により貯水池の容量は4,314エーカーフィート（5,321,000 m 3）に減少しており、設計容量のわずか19％となっている。[20]
水はダムの南端近くにある取水口から貯水池から3.7マイル（6.0 km）のミッショントンネルに引き込まれ、サンタイネス山脈の下の小さな調整盆地であるラウロ貯水池に水を運びます。水は市の配水システムに入る前にケーター水処理場で処理されるか、地下水補給のためにミッションクリークに放出されます。[21]ミッショントンネルの転水能力は毎秒40立方フィート（1.1 m 3 /s）です。[22]
ミッショントンネルの終点には820キロワットのラウロ水力発電所があり、1985年に建設されたが、コスト増加のため1998年に休止された。市は連邦政府のライセンス費用が下がった後、2015年に発電所を修理して再稼働させたが、干ばつのため、2017年初頭まで発電所は実際には稼働しなかった。[23] [24]
気候
背景と構成
1900年代初頭、サンタバーバラ市は地元の水資源を使い果たし、市内のどの川よりも大きな近くのサンタイネス川の流域に目を向けた。[27] 1904年、サンタイネス山脈のミッションキャニオンの下に掘削されたミッショントンネルの建設が始まり、サンタイネス流域の表流水と地下水が汲み上げられた。[21] [28]当時、それは世界最長の水道トンネルだった。[21]市は、ミッショントンネルへの水供給を増やすために、サンタイネス川のどこかにダムを建設しようとした。1913年から1919年にかけて、ダムと水道システムの建設のために総額82万ドルの収益債が発行された。[29]
ダム建設予定地としてモノクリーク、ジャンカル、メイン川などいくつかの候補地が検討されたが、いずれもジブラルタルに決定された。ジブラルタルは最大の貯水容量と最大の流出量があり、地質学的にも最も有利なダム建設予定地だった。[30]ロックフィル、石積み、コンクリートの設計がすべて検討された。[31]ミッショントンネルはジブラルタルのダム建設予定地まで延長され、最終的には水が重力でサンタバーバラに流れるようになる。[32]建設予定地の準備作業は1913年に川床に基礎を築くことから始まり、[2]アーサー・S・ベント建設会社に4万ドルの契約が与えられた。 [33] 1917年、南側の岩盤は構造を支えるのに十分高くなかったため、将来のダムの重量を支えるために峡谷の南側にコンクリートの「スラストブロック」が流し込まれた。[2]ダム自体の契約は1918年7月8日にベント・ブラザーズとWAクラーナーに交付された。[3]
現場まで道路がなかったため、作業員と物資はミッショントンネル内の18インチ（460 mm）軌間、220ボルトの電気鉄道で輸送されたが、トンネルの高さは4フィート（1.2 m）、幅は3.5フィート（1.1 m）しかなかった。これにより、蒸気ショベル、コンクリートミキサー、岩石破砕機など、現場で使用される機器のサイズも制限され、それらを分解して1つずつトンネル内を移動する必要があった。[34]最大3本の列車が同時に運行され、トンネルの中央に待避線があり、30分ごとに1列車分の物資を配達できた。[34]ダイナマイトなどの危険物はトンネル内に持ち込むことが許可されておらず、サンタイネス山脈を越える原始的な道を通って梱包しなければならなかった。[34]トンネル内に地下水が絶えず漏れ出し、「多くの場所で屋根から連続的に雨が降り注ぐ」ため、作業はさらに困難になり、この水は最終的にサンタバーバラの市営水道に流れ込むため、汚染を防ぐために特別な注意を払う必要がありました。[34]
数多くの物流上の問題が解決された後、ダムの建設は急ピッチで進み、最初の3か月の作業で15,000立方ヤード（11,000 m 3 ）の土が注入された。 [34]建設中に通常の川の流れがダムを通過できるように、ダムの底に4×6フィート（1.2 m × 1.8 m）の穴が開けられた。[2]建設中、合計270,000袋のセメントと400,000ボードフィートの木材がトンネルを通って運搬された。[3]コンクリート製造に使用される骨材は川底から採掘され、ダムから約200フィート（61 m）上流にある破砕/選別工場で処理された。[2]次に、混合されたコンクリートは、185フィート（56 m）の鉄塔に固定されたケーブルウェイシステムを介してダムに設置された。[2] 1918年から1919年の冬、川底の砂利採掘地域で洪水の危険があったため、建設工事は3か月間中断しなければならなかった。[3]当初、ダムは川床から170フィート（52メートル）、岩盤から185フィート（56メートル）の高さに建設された。[2]
1920年1月23日に完成したジブラルタルは、[3]サンタイネス川を堰き止める最初のダムとなった。[7] [16]ダムは極めてアクセスしにくい場所にあったため、建設には最終的に約200万ドルの費用がかかった。[3]エンジニアリングニュースレコード（1920年）によると、「ダムのどの場所も、真線からの偏差が1インチを超えることはない」。[34]ダムの底の穴は、下流からコンクリートで固める前に一時的なバルブで閉じられ、貯水池に水が溜まり始めた。[2]ダム自体は完成したが、放水路を完成させる資金が不足していた。1920年から21年の冬は乾燥しており、新しい貯水池は水が溜まらず、市は限られた地下水源を使用せざるを得なかった。1922年1月と2月の大雨で、初めて貯水池が満水になり、溢れた。洪水により仮設放水路は大きな被害を受け、放水路の下にあるこれまで知られていなかった断層帯に沿った浸食により放水路はほぼ崩壊した。この構造物は9万ドルの費用をかけて再建された。[35]
ジン・チョウ対サンタバーバラ
1928年、サンタイネス川沿いに農場を所有していたジン・チョウは、ジブラルタル貯水池から水を転用する権利を争ってサンタバーバラ市を訴え、すぐにサンタイネス渓谷の他の39人の農民もこの訴訟に加わった。[36]チョウの要求は、川沿いの既存の土地所有者は、その土地をどのように使用するか、または使用するかどうかに関係なく、自分の土地を通る川の完全な、妨げのない流れに対する権利を持つという、河川水利権の原則に基づいていた。河川水利権は、その年に可決された物議を醸した州修正条項によって争われており、その条項は「州の水資源は有益な用途に使用されなければならない」と規定し、「水に対する権利は、水の浪費または不当な使用には及ばない」と規定していた。 [37 ]ジン・チョウの訴訟は、この修正条項の最初の本格的な法的試金石となった。[37]
5年後、カリフォルニア州最高裁判所でジン・S・チョウ対サンタバーバラの訴訟が市に有利な判決で決着した。[38]裁判所は「被告らが堰き止めて取水する水は川の異常な暴風雨水であり、川の通常の流れの一部ではない」と判断した。つまり、これらの洪水水はいずれにせよ海に流れ込むはずだったため、この転用は下流の土地所有者に悪影響を及ぼさなかった。[39]ジン・チョウの判決により、市は「時効権」としてジブラルタルダムから年間最大4,189エーカーフィート（5,167,000 m 3）を転用できるようになったが、同時に市は自然の川の流れが最も少ない晩夏から秋にかけて少なくとも616エーカーフィート（760,000 m 3）を放流する必要があった。さらに、市は「豪雨による暴風雨水の追加量」を取水することが認められた。これらの規則は今日でもダムの運用を規制し続けている。[40] [41]
ジン・チョウ事件は、カリフォルニア州水資源法の発展における画期的な事件とみなされている。同事件は、1928年の修正条項を支持し、州の水資源に対する河川沿いの土地所有者の法的権限を縮小した。これにより、サンタバーバラ市などのより多くの当事者が、「合理的な使用」の概念が遵守される限り、地表水に対する請求を申し立てることができるようになった。[37]裁判所はまた、「そのような合理的な使用が何であるかは事実の問題であり、各個別のケースで現れる状況に依存する」ことを強調した。 [39]また、「州の膨大な人口と増加し続ける人口が、現在海に捨てられ、有益な用途に使われていない貯水水に依存していることを想像するのに、特別な先見の明は必要ない」と述べた。 [42]これは、カリフォルニア州がより多くのダムを建設するための法的前例となったと考えられている。[42]
拡張プロジェクト
建設直後から、貯水池は大量の堆積に悩まされ始め、上流域で時折起こる山火事によって問題はさらに悪化した。1932年のマティリハ山火事では、集水域の約5万エーカー（2万ヘクタール）が焼失し、浸食の進行に対応するため、米国森林局は、焼失地から流れ出た堆積物をせき止めるために上流に2つの土砂ダムを建設した。アンバーセン型構造のモノ土砂ダムは1936年に建設され、1938年までに100万ヤード（77万立方メートル）の堆積物で完全に満たされた。コンクリートアーチのアグアカリエンテ土砂ダムは1937年後半に完成し、1941年までに75万ヤード（57万立方メートル）の堆積物で満たされた。これらの保全プロジェクトの規模にもかかわらず、ジブラルタルの耐用年数は数年しか延びなかった。[43] 1938年3月の洪水は大量の瓦礫の流出の主な原因となり、下流のロンポック地域で34万ドルの損害を引き起こした。[44]
1948年までに、ジブラルタル貯水池の半分が堆積物で埋まった。さらに問題が深刻だったのは、1947年から1948年の冬に深刻な干ばつが襲い、残りの水もすぐに枯渇し、緊急給水条例が制定されたことだった。[45] 1948年夏、ダムの高さは23フィート（7.0メートル）上げられ、新しい支柱付き放水路セクションが追加されました。これにより、翌冬に貯水池が満水になったとき、貯水池の容量は14,000エーカーフィート（17,000,000 m 3 ）に回復しました。 [5] [9]ダムの拡張には110万ドルの費用がかかり、これもサンタバーバラ市が発行した債券で支払われました。[29]しかし、拡張された貯水池は予想よりも速いペースで堆積物で埋まり続けました。十分な貯水容量がないため、貯水池はより頻繁に溢れ、市が使用できたはずの水が不足するようになりました。これが、1953年に連邦政府がジブラルタルダムの下流約25マイル（40km）にあるカチュマ湖にサンタイネス川のより多くの水を貯めるためにブラッドベリーダムを建設した主な要因でした。 [46]
1983年の耐震評価後、ジブラルタルダムは強い地震で決壊する恐れがあると判明し、アメリカ陸軍工兵隊によって修復された。下流面にはローラー圧縮コンクリートの支柱が敷かれた。このプロジェクトでダムの貯水容量は増えなかったが、将来必要になった場合に高さを20フィート（6.1メートル）増加できるように設計された。この作業は1990年10月から12月にかけて行われ、93,000立方ヤード（71,000 m 3）のコンクリートが敷かれた。[18]これにより、ダムは純粋なアーチから重力式アーチ構造に本質的に変更された。[18]プロジェクト全体の費用は818万ドルだった。[47]
「パススルー」運用と今後の計画
1980年代初頭、サンタバーバラ市は再びダムのかさ上げに関心を示した。[5]しかし、カリフォルニア州水資源局と米国開拓局は、ジブラルタルダムのさらなる拡張は、下流のカチュマ湖貯水池に流れ込む水に悪影響を及ぼすと判断した。1989年に、アッパーサンタイネス川運用協定、または「パススルー協定」が策定され、ジブラルタルダムから溢れた水の一部を合法的にカチュマ湖に貯留して市が利用できるようになり、ジブラルタルをかさ上げする必要がなくなった。[17]
2017年、米国開拓局は年間流入土砂量を210エーカーフィート（26万m3）と推定した。これは当初の設計容量の約1.3％に相当する。[5] 21世紀には、長引く干ばつと高い水需要の両方により、貯水池の水位は頻繁に低下している。2016年には貯水池が完全に干上がったため、水をトラックでダム管理人まで運ばなければならなかった。[48]
2017年時点では、貯水池から堆積物を除去し、流入を緩和する計画はない。1989年のパススルー協定は、ジブラルタル貯水池が堆積物でほぼ満たされると、貯水機能のほとんどをカチュマ湖に移管し、流水式プロジェクト（水の転用のみ）として運用するという想定で策定された。[7]しかし、開拓局は、貯水池が完全に泥で満たされることはなく、 「高流量の洗浄作用」により約2,000エーカーフィート（2,500,000 m 3 ）の水量で安定し、このレベルに達するのは2031年頃になると予測している。[5]
環境問題
ジブラルタルダムは1920年に完成し、サンタイネス川上流3分の1へのニジマスの回遊を完全に遮断した。これは、1916年にカリフォルニア魚類野生生物委員会がダムに魚道を建設することを提案したにもかかわらず、そのような構造物は結局建設されなかった。 [13]ダムは「下流の水文学、堆積物の輸送、川の生息地、および水質を変え」、また、洪水をせき止めることで雨期初期のニジマスの回遊を遅らせ、河口の砂州を破壊していたかもしれない。 [13]
ジブラルタルダム建設以前のニジマスの個体数に関する信頼できる推定値はないが、現在よりはるかに多かったと考えられている。[49]ダムは下流のニジマスの個体数に大きな影響を与えなかったようで、1946年に水産生物学者のグループはソルバングとジブラルタルダムの間のニジマスの生息地を「素晴らしい」と評した。[13] [50]ジブラルタルダムの麓へのニジマスの移動は、 1953年のブラッドベリーダムの完成とともに終了した。[51] 2004年には、ブラッドベリーダム下流で成魚のニジマスを捕獲し、ジブラルタルダム上流の川までトラックで運び、自然な移動を完了させるという提案があったが、[52]この計画は実行されなかった。
ダムは、特定の水生生息地の断片化にもかかわらず、ジブラルタル貯水池の上流端が徐々に堆積物で埋まるにつれて、サンタイネス川沿いに新しい河岸生息地を意図せず作り出しました。明確な水路を持つ広い氾濫原が作られ、現在は典型的なカリフォルニアの河岸林（ヤナギ、ハコヤナギ、オーク）が広がっています。これは、ベルズタイガースなどの絶滅危惧種の生息地となっています。[53]
2007年のザカ山火事は、サンタ・イネス川上流域の大部分を焼き尽くし、大量の灰を含んだ沈泥がジブラルタル貯水池に流れ込んだ。[5]灰に含まれる有機物はサンタ・バーバラの水道水に含まれる塩素消毒剤と反応し、発がん性化合物を形成した。水の浄化に市は300万ドル近くの費用を費やした。[54] 2016年のレイ山火事[55]や2017年のトーマス山火事など、最近の他の山火事もジブラルタル川上流域に影響を与えている。[56]
1991年に操業を停止した旧ジブラルタル鉱山（サンバード鉱山）の近くにあるため、貯水池の水銀汚染が懸念されている。しかし、貯水池で水銀の証拠は見つかっておらず、サンタバーバラ郡では鉱山跡地に関連した水銀中毒の事例は発生していない。 [12]
パブリックアクセス
ダムと貯水池は一般に公開されているが、ダムに続く狭く曲がりくねった未舗装道路は公用車のみ通行が許可されている。ダムまで歩いて行く最短の方法は、レッドロックキャンプ場からサンタ・イネス川に沿って往復6マイル（9.7 km）のハイキングである。[57]カミノ・シエロ・ロードを起点とするいくつかのトレイルからも行くことができる。[58]ジブラルタル・トレイルはダムから貯水池の南端に沿って続き、他のいくつかのトレイルは貯水池の周りを分岐してロス・パドレス国有林の奥地へと続いている。貯水池は公共の水源であるため、ボート、釣り、水泳は禁止されている。
参照
参考文献
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