沙斯塔壩

沙斯塔壩
圖片來自visitredding
基本資料
位置　　　　美國加利福尼亞沙斯塔縣 現況　　　　使用中 始建日期　　1938年 啟用日期　　1945年 水壩類型　　混凝土重力壩 所有者　　　美國墾務局元

沙斯塔壩 （Shasta Dam,施工前稱為「肯尼特壩」,Kennett Dam）是一個橫跨美國加利福尼亞州北部薩克拉門托河的重力壩，位於薩克拉門托河谷​​的北端。此壩主要用於長期儲水與其水庫－沙斯塔湖－的洪水控制，同時也用作水力發電。高達602英尺（183公尺），它成為了美國第九高的水壩，並形成了加州最大的水庫。

因為洪水和乾旱頻繁地困擾加州最大的農業地區——中央河谷，早在1919年水壩便被構想出來，1930年代，此壩首次被批准為一項州工程。可是，這恰好碰上大蕭條，水壩的建造被移交給聯邦墾務局，作為一項公共事業計劃。1937年，在首席工程師Frank Crowe的監督下，開始認真建造。建造期間，水壩創造了數千急需的就業崗位；1945年，它在計劃前26個月完工。完工後，此壩成了繼胡佛水壩之後第二高的水壩，並被認為是有史以來最大的工程壯舉之一。

即便是在落成之前，沙斯塔壩也擔任了二戰的一個重要角色，給提供電力給加州工廠，而且至今仍在州水資源管理上發揮重要作用。但是，它也帶來了對薩克拉門托河環境和生態的重大改變，而且就其明顯破壞美國土著部落土地的問題上受到了爭議。近年來，出現了關於是否抬高水壩以增加儲水量和水力發電能力的爭議。

目錄

背景

早期提案

在19世紀，中央谷地是廣大自美國東部向加州的移民的主要目的地。河谷的土地因其土地肥沃，氣候溫和，地形起伏，也許最重要的是——水源豐富，而被覬覦。此州流量最大的河——薩克拉門托河，流經了此谷北部的三分之一——薩克拉門托谷。此河向南流過445英里（716公里）後注入一個大河口——薩克拉門托-聖華金三角洲，此洲向Suisun灣，Carquinez海峽，舊金山灣排去，最終流入太平洋。至19世紀末，河谷和三角洲地區已被大舉種上了穀物，其中包括小麥，棉花，水稻，柑橘，瓜類。

此地區的農業重心使它非常容易遭受乾旱，低的地勢也造成了洪水泛濫的危險。雖然薩克拉門托河每年排放將近22,400,000英畝·英尺（27,600,000百萬公升）水，不過大部分的流量都隨着融雪和風暴而發生在冬季和早春，而且可在乾旱時期的夏季末期和秋季減小成細流。隨着谷中的灌溉增加，低的流量降得更低，導致河流的排量比不上自舊金山灣而來的高潮的速度。因此，三角洲地區的水鹽度開始上升，給三角洲許多地區的農場製造了問題，同時也導致了一種鹽水蟲——船蛆的大量繁殖，於是在1919年至1924年之間的乾旱期，破壞了碼頭和船隻。

由於亟需解決鹽度的問題，當地居民首次提議在suisun灣口建造攔潮壩，但是在1919年，美國地質調查局的Robert Marshall提出的Marshall計劃給出了一個不同的解決方案。計劃主體為在薩克拉門托河與pit河交匯點的正下游處建造一個大壩，位置靠近肯尼特的銅礦鎮，在薩克拉門托入海口之上幾百英里處。與直接阻擋鹽水入侵三角洲相反的是，此壩可儲存冬天的洪水以供乾旱月份使用，提供了穩定，有節制的水流量，同時也有利於薩克拉門托谷的灌溉和防洪。

州水計劃

標價粗略為8億美元Marshall計劃沒有得到廣泛的支持；當1921年提交給美國國會的時候，它通過了參議院，但是沒能通過眾議院。然而，加州人的問題後來並未沒有被理會——1931年，州工程師Edward Hyatt提出了一個類似，但是不那麼高昂的建議，名叫州水計劃，預計成本約為5.5億美元。Hyatt的計劃包括了位於肯尼特的水壩和自三角洲向南至乾旱的聖華金谷與南加州沿岸的水渠，此計劃為當今的中央谷地計劃（Central Valley Project）和加州水資源計劃奠定了基礎。 州水計劃的成本原本是要落在加州納稅人肩上的，他們才是需求水的人。不幸的是，這和1930年代的大蕭條碰上了，並且州政府也無法為計劃集資建設水壩和運河。馬上，加州的失業率就徘徊在了20%，而且一場嚴重的乾旱襲擊了西海岸。現在，因為其可能提供就業和 控制急需的水的原因，中部和北部加州人極度渴望CVP被議會批准。該項目最終以微弱的差距獲得批准——南加州人大都反對此計劃，因為他們已經獲得了從科羅拉多河來水的權利，而非薩克拉門托河，而且他們想要加強這些權利。1933年，加州的議會授權銷售收益債券以資助CVP，而CVP的主體則會是沙斯塔壩。

由於無法獲得資金，加州政府轉向華盛頓特區求助，希望聯邦政府能提供金融資助或者購買此債券。最終，加州請求政府接管此項目。富蘭克林·德拉諾·羅斯福總統批註，因為沙斯塔壩和該項目的其他部分的建造工作會提供數千計急需的工作。羅斯福首先考慮讓美國陸軍工程兵團建造此項目，不過後來轉將它給了在早幾年時胡佛水壩（Boulder Canyon）工程中證明其技術水平的墾務處（Reclamation Service,後來更名為墾務局,Bureau of Reclamation）。墾務處選擇了胡佛水壩的監管，Frank Crowe，來指導沙斯塔壩的操作。

建造過程

基礎工程

1937年9月12日，沙斯塔壩的官方命名與動土儀式發生在壩上游的不遠處的肯尼特的小鎮上。五年之內，肯尼特就會被淹沒在上漲的湖水之中。雖然此壩原本叫做肯尼特壩，不過名字被改成了沙斯塔壩。國會給此工程批准了1200萬美元。 此壩的最終選址是在薩克拉門托河的一個陡峭，狹窄的峽谷，此處深1,000英尺（300公尺），位於廢棄的冶煉鎮Coram上方約一英里，位於肯尼特下方2.5英里處。大壩計劃將超過800英尺（240公尺）高。 建造開始時，從臨近施工現場的峽谷壁挖掘數百萬噸的基岩，騰出鍵槽以奠定水壩的根基。經過此地的南太平洋鐵路的沙斯塔路線被改到了東邊，經過了鋼桁架的Pit河橋——當時所造的最高的雙層橋。此橋被建得高出Pit河500英尺（150公尺），在水壩地址東北邊約7英里（11公里），以適應沙斯塔湖上漲的湖水。

1938年11月，施工以一個將水轉到到河流東（左）邊的分水渠為開始，使地基可以奠定在西側。河流左岸被炸藥拓寬，加深，而且還建了一個圍堰來使被繞過的部分乾涸。為了提供砂子石礫在工地製造混凝土，太平洋建築公司建造了世界上最大的傳送帶系統]——長達9.5英里（15.3公里），從Redding一直到水壩現場。這能夠每小時傳送1,100噸的材料，在整個施工過程中，它拖了多達1.2千萬噸的石頭。傳送帶總共有16,000個輥，被分為26個部分，其中有23個是由單獨的200匹馬力（150千瓦特）的發動機驅動。其餘三個是下山的，並不需要動力；實際上他們被改裝成為其他部分提供動力。

隨著地基的完工，主壩體可以開始澆灌混凝土。為達到目的，一組鋼索塔系統被立起，用來運載混凝土澆灌鋼桶。塔的搭建包括了一個主塔，從基部算起高465英尺（142公尺），從河流水面算起高700英尺（210公尺），包括了7個可移動的輔塔；鋼索從主塔拉向每個其他的塔。建築隊使用此系統可以把混凝土從攪拌廠（靠近位於傳送帶末端的主塔）運輸到水壩的上升結構，這比其他的任何方法都快捷和便宜。

混凝土澆灌與河流改道

纜索系統建成以及攪拌廠開始運轉後，建造水壩主混凝土結構於1940年開始。可以運載8立方碼（6.1立方公尺）混凝土的鋼桶，裝滿時重達16噸，沿線路來回移動。三年來，數千人為重大的壩墩勞作，將混凝土灌入面積50英尺（15公尺）和深5英尺（1.5公尺）的大模「塊」內。這些「塊」是由木模板定型，當混凝土凝固後，木板拆出，為在它之上的下個塊重新搭建。混凝土是用特別裝置「震動」到位的，以填滿任何可能的空洞與氣泡，確保密度和強度的最大化。混凝土乾燥後，表面就通過噴砂來清潔和平滑。同時，行經河流西側1,800-英尺（550-公尺）臨時隧道的鐵路被重新改道。

1941年12月，日本人襲擊珍珠港，促使美國加入二戰。因為數千人入伍，沙斯塔壩址很快勞動力嚴重短缺。戰爭時期，許多在水壩工作的人是婦女和高中生，幹得是「非危險的工作」。[32]即便是在完工前，此壩在二戰中亦擔當重要部分，為中部加州的船塢和飛機工廠提供急需的電力。[33]然而，某些原本給沙斯塔的發電機最後卻去了北華盛頓的大古力水壩，因為西北的鋁熔煉廠需要大量的電力。[34]供應與勞力緊張迫使墾務局將水壩的最終高度由800英尺（240公尺）減至602英尺（183公尺）。

隧道清空後，被重新鋪設以及修改，以適應河流的力量而非鐵路。直到這個時候，薩克拉門托仍然流經壩址中間，流經這兩個近乎完工的壩墩。由土和岩填出的圍堰攔河而建，河流就開始流經隧道，使壩址處乾涸，於是可以讓含有溢洪道口的水壩中部開工。泄洪道及其18個高壓河流排出閥與大型的三鼓形閘門在1943年夏完工。屆時，水壩總計已經使用了1500萬噸的混凝土，這些混凝土形成了16,900塊50英尺的方塊。

完工

1944年2月，分流隧道被封閉，沙斯塔壩開始儲水。隨著身後的湖水上漲，水壩也最終成型，而最後一桶混凝土是在1945年1月2日傾瀉的。在此期間，379兆瓦（MW）的沙斯塔壩發電廠也在建設之中。5個直徑15英尺（4.6公尺）的鋼製水管被安置以提供用來驅動電廠渦輪的水。發電房是鋼筋混凝土結構，位於水面上153英尺（47公尺）處；第一次發電是在1944年。水壩在1945年的開端完工。

沙斯塔壩完工時，它是世界上第二高壩——僅次於科羅拉多的胡佛水壩——同時也是加州最高的人工結構。論體積，它也是第二大的水壩，僅次於華盛頓哥倫比亞河的大古力水壩。據稱，一個匿名工人說，「老沙斯塔差不多是最2的水壩了。」水壩完工時，首席工程師 Frank Crowe以如下宣稱為人熟知，「看那沙斯塔壩。那個水壩會立在這裡永遠阻擋河水。那個發電房會一直製造果汁直到有人發現怎麼用太陽發電。」（諷刺的是，在1950年代發明的太陽能光伏推翻了Crowe的宣稱，因為沙斯塔壩繼續發和以往一樣多的電。）