Gibraltar Dam - Gibraltar Dam

Para a barragem proposta através do Estreito de Gibraltar, consulte Atlantropa .
Gibraltar Dam
Gibraltar Dam and Reservoir.jpg
Visão aérea da barragem e parte inferior do reservatório
País Estados Unidos
Localização Condado de Santa Bárbara , Califórnia
Coordenadas 34 ° 31 37 ″ N 119 ° 41 13 ″ W  /  34,52694 ° N 119,68694 ° W  / 34.52694; -119.68694 Coordenadas : 34 ° 31 37 ″ N 119 ° 41 13 ″ W  /  34,52694 ° N 119,68694 ° W  / 34.52694; -119.68694
A construção começou 1913
Data de abertura 23 de janeiro de 1920
Custo de construção $ 2 milhões (1920 dólares)
Os Proprietários) Cidade de santa bárbara
Barragem e vertedouros
Tipo de barragem Arco de concreto
Apreensões Rio Santa Ynez
Altura 194,5 pés (59,3 m)
Comprimento 600 pés (180 m)
Reservatório
Cria Reservatório de Gibraltar
Capacidade total Original: 15.374 acres (18.964.000 m 3 )
Pesquisa mais recente (2017): 4.968 acres (6.128.000 m 3 )
Atual
(estimativa de fevereiro de 2019): 4.314 acres (5.321.000 m 3 )
Área de captação 216 sq mi (560 km 2 )
Superfície 248 acres (100 ha)
Elevação normal 1.400 pés (430 m) máx.
Estação de energia
Capacidade instalada 820 KW
Geração anual 1.874.000 KWh

A represa de Gibraltar está localizada no rio Santa Ynez , no sudeste do condado de Santa Barbara , Califórnia , nos Estados Unidos . Formando o Reservatório de Gibraltar, a barragem é propriedade da cidade de Santa Bárbara . Construída originalmente em 1920 e ampliada em 1948, a barragem e o reservatório estão localizados em uma parte remota da Floresta Nacional Los Padres .

O principal objetivo da Barragem de Gibraltar é o abastecimento doméstico de água. Ele fornece cerca de 4.600 pés do acre (5.700.000 m 3 ) de água para Santa Barbara a cada ano, fornecendo quase 30% das necessidades da cidade. A água desviada da barragem também alimenta uma pequena central hidrelétrica. Por ter perdido uma grande parte de sua capacidade de acumulação de sedimentos , o lago pode frequentemente encher e transbordar após uma única tempestade, enquanto seca completamente em alguns anos. Em fevereiro de 2019, a sedimentação reduziu a capacidade do reservatório para 4.314 pés acre (5.321.000 m 3 ), apenas 19% de sua capacidade projetada.

A barragem foi construída em uma parte do rio Santa Ynez chamada "Gibraltar Narrows", que deu seu nome à mina de mercúrio de Gibraltar (ou Sunbird), que operou próximo ao que hoje é o Reservatório de Gibraltar entre 1870 e 1990.

Descrição

A Barragem de Gibraltar é uma barragem em arco de concreto de raio constante com 194,5 pés (59,3 m) de altura e 600 pés (180 m) de comprimento. A barragem está localizada a cerca de 72 milhas (116 km) da foz do rio Santa Ynez e logo acima da confluência do Devils Canyon com o rio. A barragem controla o escoamento de uma bacia de drenagem de 216 milhas quadradas (560 km 2 ) com um influxo anual de 24.000 pés acre (30.000.000 m 3 ). A bacia de Santa Ynez a montante é maioritariamente selvagem e as afluências não são regulamentadas, com exceção da barragem menor de Juncal (propriedade do distrito de água de Montecito ). A jusante de Gibraltar, o Santa Ynez desagua no lago Cachuma , muito maior , de propriedade do US Bureau of Reclamation .

O vertedouro de concreto se estende ao sul da barragem principal e é controlado por quatro comportas radiais operadas manualmente. Flashboards podem ser instalados no topo dos portões durante a estação sem enchentes para aumentar a capacidade do reservatório. A capacidade do vertedouro é de cerca de 90.000 pés cúbicos por segundo (2.500 m 3 / s). O vertedouro é projetado de forma que a água transborde em cascata pela face de arenito natural adjacente à barragem, criando uma cachoeira de 150 pés (46 m) de altura.

A capacidade do projeto original do Reservatório de Gibraltar era de 15.374 pés acre (18.964.000 m 3 ). Após sua expansão em 1948, a capacidade bruta foi aumentada para 22.500 acres (27.800.000 m 3 ), embora tantos sedimentos já tivessem se acumulado que a capacidade utilizável ainda era de apenas 15.000 acres (19.000.000 m 3 ). Desde então, a barragem não foi levantada nem qualquer sedimento dragado do reservatório, e foi gradualmente diminuindo para um terço de sua capacidade original. Em fevereiro de 2019, a sedimentação reduziu a capacidade do reservatório para 4.314 pés acre (5.321.000 m 3 ), ou apenas 19% de sua capacidade projetada.

A água é retirada do reservatório por meio de uma estrutura de captação perto da extremidade sul da barragem para o túnel Mission Tunnel de 3,7 milhas (6,0 km), que transporta a água abaixo das Montanhas Santa Ynez para uma pequena bacia de regulação, o Reservatório Lauro. A água é tratada na Estação de Tratamento de Água Cater antes de entrar no sistema de distribuição da cidade ou liberada em Mission Creek para recarga de água subterrânea . O túnel da missão tem uma capacidade de desvio de 40 pés cúbicos por segundo (1,1 m 3 / s).

No final do Túnel da Missão está a usina hidrelétrica Lauro de 820 quilowatts , que foi construída inicialmente em 1985, mas foi desativada em 1998 devido ao aumento dos custos. A cidade reparou e recomissionou a usina em 2015 depois que o custo do licenciamento federal diminuiu, mas a seca impediu que a usina realmente funcionasse até o início de 2017.

Antecedentes e construção

Rio Santa Ynez no local da barragem de Gibraltar, antes da barragem.

No início dos anos 1900, a cidade de Santa Bárbara havia esgotado seu abastecimento de água local e olhou para a bacia de drenagem do rio Santa Ynez, que é muito maior do que qualquer um dos córregos locais da cidade. Em 1904, começou a construção do Túnel da Missão que foi perfurado sob o Desfiladeiro da Missão nas Montanhas de Santa Ynez, para extrair água superficial e subterrânea na bacia de Santa Ynez. Naquela época, era o maior túnel de água do mundo. A cidade procurou construir uma barragem em algum lugar no rio Santa Ynez, a fim de aumentar o abastecimento de água disponível para o túnel da missão. Entre 1913 e 1919, títulos de receita totalizando $ 820.000 foram emitidos para a construção da barragem e sistema de água.

Vários locais de barragens foram considerados, incluindo os locais de Mono Creek, Juncal e Main River, mas todos foram abandonados em favor de Gibraltar, que oferecia a maior capacidade de armazenamento e escoamento mais alto disponível, bem como o local de barragem mais favorável geologicamente. Projetos de preenchimento de rocha, alvenaria e concreto foram todos estudados. O Túnel da Missão foi estendido até o local da barragem de Gibraltar, o que acabaria permitindo que a água flua por gravidade para Santa Bárbara. O trabalho de preparação do local começou em 1913 com a colocação de fundações no leito do rio, para o qual um contrato de $ 40.000 foi concedido à Arthur S. Bent Construction Co. Em 1917, um "bloco de empuxo" de concreto foi lançado no lado sul do cânion para tomar o peso da futura barragem, pois a rocha deste lado não era alta o suficiente para suportar a estrutura. O contrato da barragem em si foi cedido a Bent Brothers e WA Kraner em 8 de julho de 1918.

Como não havia estrada para o local, os trabalhadores e suprimentos foram transportados por meio de uma ferrovia elétrica de 220 volts e bitola 18 pol. (460 mm) dentro do Túnel da Missão, que tinha apenas 1,2 m de altura e 1,1 m (3,5 pés) ) ampla. Isso também limitou o tamanho dos equipamentos usados ​​no local, como uma escavadeira a vapor, misturadores de concreto e trituradores de rocha, que tiveram que ser desmontados e transportados pelo túnel peça por peça. Até três trens foram operados ao mesmo tempo, com um desvio no meio do túnel permitindo que um trem de suprimentos fosse entregue a cada meia hora. Materiais perigosos como dinamite não eram permitidos dentro do túnel e tinham que ser colocados nas montanhas de Santa Ynez em uma trilha primitiva. O trabalho foi dificultado ainda mais pelo vazamento constante de água subterrânea no túnel que formava "uma chuva contínua do telhado em muitos lugares" e cuidados especiais tiveram que ser tomados para evitar a contaminação, uma vez que essa água acabou fluindo para o abastecimento municipal de Santa Bárbara .

Depois que os inúmeros problemas de logística foram resolvidos, a construção da barragem prosseguiu em um ritmo rápido com 15.000 jardas cúbicas (11.000 m 3 ) despejadas nos primeiros três meses de trabalho. Para permitir que os fluxos normais do rio passem pela barragem durante a construção, um buraco de 4 por 6 pés (1,2 m × 1,8 m) foi deixado no fundo da barragem. Um total de 270.000 sacos de cimento e 400.000 pés de tábua de madeira foram transportados pelo túnel durante a construção. O agregado usado para a fabricação de concreto foi extraído do leito do rio e processado em uma planta de britagem / peneiramento localizada a cerca de 200 pés (61 m) a montante da barragem. A mistura de concreto foi então colocada na barragem por meio de um sistema de cabo ancorado por uma torre de aço de 185 pés (56 m). Durante o inverno de 1918-1919, a construção teve que parar por três meses devido ao risco de inundação nas áreas de mineração de cascalho do fundo do rio. A barragem foi construída inicialmente a uma altura de 170 pés (52 m) acima do leito do riacho e 185 pés (56 m) acima do leito rochoso.

Quando concluída em 23 de janeiro de 1920, Gibraltar se tornou a primeira barragem a represar o rio Santa Ynez. Devido à localização extremamente inacessível da barragem, a construção acabou custando cerca de US $ 2.000.000. De acordo com o Engineering News-Record (1920), "em nenhum lugar da barragem a variação da linha verdadeira é maior do que uma polegada." O furo na base da barragem foi fechado por uma válvula provisória antes de ser concretado a jusante, permitindo o início do enchimento do reservatório. Embora a barragem em si já estivesse concluída, faltaram recursos para concluir o vertedouro. O inverno de 1920-21 foi seco e o novo reservatório não conseguiu encher, forçando a cidade a usar suprimentos limitados de água subterrânea . Fortes chuvas em janeiro e fevereiro de 1922 encheram e transbordaram o reservatório pela primeira vez. As inundações danificaram fortemente o vertedouro temporário e a erosão ao longo de uma zona de falha até então desconhecida abaixo do vertedouro quase levou ao seu colapso. A estrutura foi reconstruída a um custo de $ 90.000.

Gin Chow x Santa Bárbara

Em 1928, Gin Chow , dono de uma fazenda no rio Santa Ynez, processou a cidade de Santa Bárbara contestando seu direito de desviar água do reservatório de Gibraltar, e logo 39 outros fazendeiros do vale de Santa Ynez assinaram o caso. A demanda de Chow baseou-se na doutrina dos direitos à água ribeirinha, segundo a qual os proprietários de terras existentes ao longo de um rio têm o direito ao fluxo total e perfeito do riacho através de sua propriedade, independentemente de como ou se o usam. Os direitos ribeirinhos foram contestados por uma controvertida emenda estadual aprovada naquele ano, que previa que "os recursos hídricos do Estado fossem aproveitados " e que "o direito à água ... não se estende nem se estenderá aos resíduos ou uso irracional ... de água "e o caso Gin Chow foi o primeiro teste legal sério da emenda.

Cinco anos depois, Gin S. Chow v. Santa Barbara foi resolvido na Suprema Corte da Califórnia em favor da cidade. O tribunal determinou que "as águas a serem apreendidas e tomadas pelos réus são águas de tempestade extraordinárias do rio e não fazem parte do fluxo normal e habitual do rio" - essencialmente, o desvio não teve um efeito negativo sobre os proprietários de terras a jusante já que essas enchentes teriam fluído para o oceano de qualquer maneira. A decisão de Gin Chow permitiu que a cidade desviasse até 4.189 pés acre (5.167.000 m 3 ) por ano da barragem de Gibraltar como um "direito prescritivo", mas também exigiu que a cidade liberasse pelo menos 616 pés acre (760.000 m 3 ) durante o final do verão e outono, quando o fluxo natural do rio é mais baixo. Além disso, a cidade pode receber "uma quantidade adicional de escoamento de tempestade resultante de chuvas torrenciais". Essas regras continuam a reger a operação da barragem hoje.

Gin Chow é considerado um caso marcante no desenvolvimento da lei de água da Califórnia, pois manteve a emenda de 1928, reduzindo o poder legal dos proprietários de terras ribeirinhas sobre os recursos hídricos do estado. Isso permitiu que mais partidos, como a cidade de Santa Bárbara, apresentassem reivindicações sobre as águas superficiais, desde que o conceito de "uso razoável" fosse observado. O tribunal também enfatizou que "qual é o uso razoável é uma questão de fato e depende das circunstâncias que aparecem em cada caso particular" e que "não é necessária nenhuma previsão extraordinária para prever a grande e crescente população do estado ... dependente sobre água armazenada - água que agora é jogada no mar e perdida para qualquer uso benéfico. Considera-se que isso abriu um precedente legal para o estado da Califórnia construir mais barragens.

Projetos de expansão

Imediatamente após sua construção, o reservatório começou a sofrer forte sedimentação , problema agravado por incêndios florestais ocasionais em áreas a montante. O incêndio em Matilija, em 1932, queimou cerca de 50.000 acres (20.000 ha) da bacia de drenagem e, em resposta ao aumento da erosão, o Serviço Florestal dos Estados Unidos construiu duas barragens de destroços rio acima para conter os sedimentos lavados da paisagem queimada. A Barragem de Mono Debris, uma estrutura do tipo Ambursen, foi construída em 1936 e tinha preenchido completamente com 1 milhão de jardas 3 (770.000 m 3 ) de sedimentos em 1938. A Barragem de Detritos de Agua Caliente foi concluída no final de 1937 e em 1941 havia preenchido com 750.000 yd 3 (570.000 m 3 ) de sedimento. Apesar da escala desses projetos de conservação, eles apenas aumentaram a vida útil de Gibraltar em alguns anos. A enchente de março de 1938 foi um dos principais contribuintes para o grande volume de escoamento de destroços e causou US $ 340.000 em danos a jusante na área de Lompoc .

Em 1948, os sedimentos encheram metade do reservatório de Gibraltar. Para agravar o problema, houve uma severa seca no inverno de 1947-48, e a água restante logo secou e uma lei de racionamento de água de emergência foi promulgada. No verão de 1948, a barragem foi elevada a 7,0 m e foi adicionada uma nova seção de vertedouro reforçado. Isso restaurou o reservatório para uma capacidade de 14.000 pés acre (17.000.000 m 3 ) quando encheu no inverno seguinte. A ampliação da barragem custou US $ 1,1 milhão, que foi novamente pago por títulos emitidos pela cidade de Santa Bárbara. No entanto, o reservatório expandido continuou a encher-se de sedimentos mais rápido do que o esperado. Sem capacidade de armazenamento suficiente, o reservatório está sujeito a derramamentos mais frequentes, privando a cidade de água que, de outra forma, poderia ter usado. Este foi um fator importante por trás da construção da Barragem de Bradbury pelo governo federal em 1953 para armazenar mais água do Rio Santa Ynez no Lago Cachuma , cerca de 25 milhas (40 km) a jusante da Barragem de Gibraltar.

Após uma avaliação sísmica em 1983, a Represa de Gibraltar foi reabilitada pelo Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos após ter sido encontrada em risco de falha devido a um forte terremoto. Um contraforte de concreto compactado a rolo foi colocado contra a face a jusante. Embora o projeto não tenha adicionado nenhuma nova capacidade de armazenamento à barragem, ela foi projetada para suportar um aumento de 20 pés (6,1 m) na altura, caso seja necessário no futuro. A obra foi realizada de outubro a dezembro de 1990 e envolveu a colocação de 93.000 jardas cúbicas (71.000 m 3 ) de concreto. Isso essencialmente mudou a barragem de um arco puro para uma estrutura de arco-gravidade. O custo total do projeto foi de US $ 8,18 milhões.

Operação de "passagem" e planos futuros

Barragem de Gibraltar, vista a jusante

No início da década de 1980, a cidade de Santa Bárbara voltou a manifestar interesse na construção da barragem. No entanto, o Departamento de Recursos Hídricos da Califórnia e o Bureau of Reclamation dos EUA determinaram que a ampliação da Barragem de Gibraltar teria um efeito adverso na água que flui rio abaixo no reservatório do Lago Cachuma . Em 1989, o Acordo de Operações do Rio Upper Santa Ynez ou "Acordo de Passagem" foi desenvolvido em que parte da água derramada da Barragem de Gibraltar pode ser legalmente armazenada no Lago Cachuma para uso da cidade, eliminando assim a necessidade de elevar Gibraltar.

Em 2017, o US Bureau of Reclamation estimou a taxa anual de influxo de sedimentos em 210 acres pés (260.000 m 3 ) ou cerca de 1,3 por cento de sua capacidade de projeto original por ano. No século 21, o reservatório também esteve freqüentemente em um nível baixo, devido às condições de seca persistente e à alta demanda de água. Em 2016, o reservatório secou tão completamente que a água teve que ser transportada de caminhão para o guardião da barragem.

A partir de 2017, não havia planos para remover sedimentos do reservatório ou mitigar seu fluxo. O Acordo de Passagem de 1989 foi elaborado partindo do pressuposto de que, uma vez que o reservatório de Gibraltar esteja quase cheio de sedimentos, ele será operado como um projeto a fio d'água (servindo apenas para desviar água) com a maioria de suas funções de armazenamento transferidas para Lago Cachuma. No entanto, o Bureau of Reclamation prevê que o reservatório não se encherá completamente de lama; ele se estabilizará em cerca de 2.000 pés acre (2.500.000 m 3 ) de volume de água devido à "ação de descarga de altas vazões" e esse nível será alcançado por volta de 2031.

Problemas ambientais

A represa de Gibraltar bloqueou completamente a migração da truta prateada para o terço superior do rio Santa Ynez quando concluída em 1920. Isso ocorreu apesar de uma sugestão de 1916 da Comissão de Pesca e Pesca da Califórnia de que uma escada para peixes fosse construída com a represa; nenhuma estrutura desse tipo jamais foi construída. A barragem "alterou a hidrologia a jusante, o transporte de sedimentos, o habitat do riacho [e] a qualidade da água" e também atrasou a migração da truta prateada durante o início da estação chuvosa, retendo as águas das enchentes que, de outra forma, poderiam romper o banco de areia na foz do rio.

Nenhuma estimativa confiável foi feita da população de truta prateada antes da construção de Gibraltar; no entanto, acredita-se que tenha sido muito maior. A barragem não pareceu ter um grande impacto nas populações de truta prateada a jusante; em 1946, um grupo de biólogos pesqueiros descreveu o habitat da truta prateada entre Solvang e a represa de Gibraltar como "excelente". A migração da truta prateada para a base da barragem de Gibraltar terminou com a conclusão da barragem de Bradbury em 1953. Em 2004, foi proposto prender truta prateada adulta abaixo da barragem de Bradbury e transportá-las para o rio acima da barragem de Gibraltar para que pudessem concluir sua migração natural, mas este plano não foi implementado.

Apesar da fragmentação de certos habitats aquáticos, a barragem também criou inadvertidamente um novo habitat ribeirinho ao longo do Rio Santa Ynez, à medida que a extremidade a montante do Reservatório de Gibraltar gradualmente se enche de sedimentos. Uma ampla planície de inundação com um canal de fluxo bem definido foi criada e agora é o lar de uma floresta ribeirinha típica da Califórnia (salgueiro, choupo e carvalho). Isso forneceu habitat para espécies ameaçadas de extinção, como o vireo de Bell .

O incêndio Zaca de 2007 queimou grande parte da bacia hidrográfica de Santa Ynez, fazendo com que grandes quantidades de lodo carregado de cinzas fluíssem para o reservatório de Gibraltar. O material orgânico nas cinzas reagiu com o desinfetante de cloro no abastecimento de água de Santa Bárbara para formar compostos cancerígenos. Limpar a água custou à cidade quase US $ 3 milhões. Outros incêndios mais recentes também afetaram a bacia hidrográfica de Gibraltar, como o incêndio de Rey 2016 e o incêndio de Thomas 2017 .

Houve preocupações com a contaminação de mercúrio no reservatório devido à proximidade da antiga mina de Gibraltar (Sunbird Mine), que encerrou as operações em 1991. No entanto, nenhuma evidência de mercúrio foi encontrada no reservatório, e não houve casos de mercúrio envenenamento no condado de Santa Bárbara relacionado com o local da mina.

Acesso público

Embora a barragem e o reservatório sejam abertos ao público, apenas veículos oficiais são permitidos nas estradas de terra sinuosas e estreitas que levam à barragem. O caminho mais curto para chegar à barragem a pé é uma caminhada de ida e volta de 6 milhas (9,7 km) ao longo do Rio Santa Ynez a partir do Red Rock Campground. Também pode ser alcançado a partir de várias trilhas que partem da Estrada Camino Cielo. A trilha de Gibraltar segue a borda sul do reservatório a partir da represa, e várias outras trilhas se ramificam ao redor do reservatório até o interior da Floresta Nacional Los Padres. Canoagem, pesca e natação não são permitidas no reservatório por se tratar de uma rede pública de abastecimento de água.

Veja também

Referências

Trabalhos citados