סכר בונוויל

סכר בונוויל (באנגלית: Bonneville Dam) הוא קומפלקס סכרים הידרואלקטריים על נהר קולומביה בארצות הברית, הנקרא על שמו של קצין וחוקר הארצות בנג'מין בונוויל. המתחם ממוקם בקניון נהר קולומביה כ-64 קילומטרים ממזרח לפורטלנד, על גבול המדינות אורגון ווושינגטון. בנייתו של הסכר הושלמה בשנת 1938 כחלק מתוכנית ה"ניו דיל" של הנשיא פרנקלין דלאנו רוזוולט, והוא נועד לסייע לחלץ את האזור מהשפל הגדול באמצעות אספקת חשמל זול ושיפור נתיבי השיט והמסחר לאורך הנהר. הקומפלקס מנוהל על ידי חיל ההנדסה של צבא ארצות הברית, והוא רשום כאתר היסטורי לאומי (National Historic Landmark) בזכות חשיבותו ההנדסית והכלכלית, לצד תרומתו בפיתוח ובשיפור מערכות למעבר דגי סלמון ושימור סביבתי. מבנה הסכר תיאור גאוגרפי כללי סכר בונוויל הוא קומפלקס סכרים המשתרע לרוחבו של נהר קולומביה. הקומפלקס מנצל שלושה איים במרכז הנהר – האי קסקיידס (Cascades Island), האי ברדפורד (Bradford Island) והאי רובינס (Robins Island) – המחלקים את זרימת המים באזור הסכר לארבעה ערוצים ונתיבי שיט נפרדים. בעוד שהאי ברדפורד הוא אי טבעי, האיים רובינס וקסקיידס הם איים מלאכותיים: האי קסקיידס נוצר במהלך שנות ה-70, כאשר חפירת הערוץ עבור תחנת הכוח השנייה ניתקה פיסת יבשה מגדת וושינגטון; והאי רובינס נוצר בשנות ה-90, כתוצאה מחפירת תא השיט החדש בגדת אורגון. המבנים ערוכים מצפון לדרום (מגדת וושינגטון לגדת אורגון) באופן הבא: הערוץ הצפוני (בין גדת וושינגטון לאי קסקיידס) – בו ממוקמת תחנת הכוח השנייה. הערוץ המרכזי הצפוני (בין האי קסקיידס לאי ברדפורד) – בו ממוקם המברץ (Spillway). הערוץ המרכזי הדרומי (בין האי ברדפורד לאי רובינס) – בו ממוקמת תחנת הכוח הראשונה ותא השיט המקורי והצר (משנת 1937) שצמוד לאי רובינס מצפון. ערוץ השיט הדרומי (בין האי רובינס לגדת אורגון) – ערוץ מלאכותי רחב ועמוק שנחפר עבור תא השיט החדש (משנת 1993), המפריד בין האי רובינס לגדת אורגון. המברץ המברץ (Spillway) ממוקם בערוץ המרכזי הצפוני של הנהר ומחבר בין האי קסקיידס לאי ברדפורד. תפקידו ההנדסי המרכזי הוא לשחרר עודפי מים מאגם בונוויל (המאגר שנוצר מאחורי הסכר) בתקופות של זרימה מוגברת או שיטפונות, ובכך לווסת את הלחץ על המבנה מבלי שהמים יעברו דרך הטורבינות. המברץ הוא סכר כבידה מבטון באורך של כ-442 מטרים, ובו 18 מפתחים (Bays) ברוחב של 50 רגל כל אחד. הזרימה מבוקרת באמצעות 18 שערי פלדה אנכיים (Vertical-lift gates) הניתנים להרמה והורדה באמצעות שני עגורנים ייעודיים. המברץ תוכנן לעמוד בעומס רב ובעל כושר סניקה מרבי של כ-45,300 מטרים מעוקבים בשנייה. תפעול השערים מבוצע בתיאום כדי לווסת את זרימת המים דרך הסכר, לשכך את זרם המים באגן ההרגעה (Stilling basin) שבבסיסו, ולשמור על מפלס מים יציב הנדרש לצורכי השיט והדגה. תחנות הכוח קומפלקס הסכר כולל שתי תחנות כוח הידרואלקטריות נפרדות, שנבנו בשני שלבים היסטוריים שונים וממוקמות בערוצים נפרדים של הנהר. תחנת הכוח הראשונה (Powerhouse 1) ממוקמת בערוץ הדרומי-מרכזי, בין האי ברדפורד לאי רובינס. בנייתה הושלמה בשנת 1938 כחלק מהפרויקט המקורי של הקומפלקס. התחנה כוללת עשרה גנרטורים בעלי הספק כולל של כ-518 מגה-ואט. כדי להרחיב משמעותית את כושר הייצור של האתר, נחנכה בשנת 1981 תחנת הכוח השנייה (Powerhouse 2), הממוקמת בערוץ הצפוני בין גדת מדינת וושינגטון לאי קסקיידס. תחנה זו כוללת שמונה גנרטורים בעלי הספק כולל של כ-532 מגה-ואט. יחד עם יחידות עזר ייעודיות קטנות, כושר הייצור המרבי הכולל של הקומפלקס בעומס מלא מגיע ללמעלה מ-1,200 מגוואט. תאי השיט סכר בונוויל מהווה את התחנה הראשונה והנמוכה ביותר במערכת השיט הפדרלית של הנהרות קולומביה וסנייק. מערך תאי השיט (Navigation locks) באתר מאפשר לספינות מסחר ולדוברות לעקוף את הפרש הגבהים שיוצר הסכר, ולהוביל סחורות מהאוקיינוס השקט עמוק אל פנים היבשת, עד לאיידהו. בקומפלקס קיימים שני דורות של תאי שיט שנבנו בתקופות שונות. תא השיט המקורי, שנבנה כחלק מהפרויקט הראשוני ב-1937, מוקם בערוץ הדרומי-מרכזי בצמוד לתחנת הכוח הראשונה, מצפון לאי רובינס. מידותיו של תא זה (כ-152 מטרים אורך וכ-23 מטרים רוחב) תאמו את תקני הספנות של שנות ה-30, אך עם השנים, ככל שהדוברות המודרניות גדלו, הפך התא הצר לצוואר בקבוק שעיכב את התנועה בנהר. כדי לפתור בעיה זאת, חפר חיל ההנדסה בשנות ה-90 ערוץ שיט בתוואי חדש מדרום למערכת הסכרים, שיצר אי מלאכותי - האי רובינס. בשנת 1993 נחנך תא שיט מודרני זה, שגודלו תואם לשאר תאי השיט על נהר קולומביה. תא השיט, שאורכו כ-206 מטרים ורוחבו כ-26 מטרים, מאפשר מעבר מהיר של כלי שיט מודרניים במעלה ובמורד הנהר. מערכות מעבר הדגים סכר בונוויל חוסם מסלול נדידה חיוני של דגים, כגון אלתית אדומה, אלתית גמלונית וטרוטת עין-הקשת, הנודדים מהאוקיינוס השקט אל אתרי ההטלה שלהם במעלה נהר קולומביה. כדי לאפשר את מעברם, שולב בקומפלקס מערך של שלושה סולמות דגים עיקריים – אחד על גדת וושינגטון, אחד בגדה הדרומית של האי קסקיידס, ואחד באי ברדפורד – הבנויים כתעלות משופעות ברוחב של כ-12 מטרים. הסולמות מחולקים לסדרת בריכות מדורגות באמצעות מחיצות בטון המרוחקות כ-5 מטרים זו מזו, ומאפשרות לדגים להתקדם במעלה הזרם הן על ידי קפיצה מעל המחיצות והן על ידי שחייה דרך פתחים תת-מימיים מיוחדים שנפערו בהן. פתחי הכניסה לסולמות הללו נמצאים בארבע נקודות אסטרטגיות לאורך חלקי הסכר – בקצוות המברץ ובנקודה הצפונית של שתי תחנות הכוח – שנבחרו מאחר שהדגים שוחים ליד הגדות בנדידתם. כדי לכוון אותם אל הפתחים ולמנוע מהם להילכד באזורי המערבולות המסוכנים של הטורבינות, מופעלת מערכת הידראולית המזרימה מים בלחץ מבוקר בבסיס המתקנים; "זרם משיכה" (Attraction Flow) זה מנצל את נטייתם הטבעית של הדגים לשחות נגד הזרם ומנווט אותם בבטחה אל נתיב המעבר. לצורך ניטור ומחקר, שולבו במערך תחנות זיהוי וספירה של מיני הדגים, לצד מעבדת מחקר ייעודית לחקר הביולוגיה של הדגה הממוקמת בגדה הצפונית. בשל קשייו של הצמד הפסיפי (Pacific lamprey) – דג חסר לסתות הנדבק למשטחים – להתמודד עם הזרמים העזים בסולמות המיועדים לאלתית, שולבו בקומפלקס מערכות מעבר ייעודיות עבורו (Lamprey passage system או LPS). מערכות אלו כוללות רמפות ותעלות מעקף (flumes) בעלות פינות מעוגלות ורצפות ייחודיות המצוידות בבליטות (bollards) המקלות על טיפוסם, לצד פתחי סורגים מורחבים המאפשרים להם להשתחל אל תוך תעלות המים המשניות. במהלך שנות ה-20 של המאה ה-21 שודרגו המתקנים באופן נרחב באמצעות הוספת קופסאות מחסה (refuge boxes) ומחיצות מעוגלות בתוך הסולמות הקיימים, לצד מעבר למערכות ניטור וחיישנים אופטיים מתקדמים לספירת הדגים. הקומפלקס אף כולל מערכות ייעודיות המונעות מדגיגים צעירים הנודדים בכיוון הפוך – ממעלה הנהר אל האוקיינוס – מלהישאב אל תוך הטורבינות של תחנות הכוח. מערכות אלו כוללות רשתות הסטה ומעקפים הידראוליים המנתבים את הדגיגים בבטחה אל מורד הנהר. באתרי הסולמות פועלות גם תחנות ניטור וספירה רשמיות המנטרות את אוכלוסיית הדגים העוברת בנהר לאורך השנה. היסטוריה רקע והקמה לפני הקמת הסכר, היה קטע זה של נהר קולומביה ידוע בשל "אשדות קולומביה" (Cascade Rapids of the Columbia) – סדרה של אשדות ומערבולות שנוצרו בעקבות מפולת אדמה קדומה, "מפולת בונוויל" (Bonneville Landslide). האשדות חסמו את האפשרות לשיט רציף של ספינות משא במעלה הנהר לכיוון פנים היבשת, ואילצו פריקה וטעינה מחדש של סחורות על גבי מסילות רכבת עוקפות. אף על פי שתעלת שיט קטנה (תעלת ותאי השיט קסקייד, Cascade Locks and Canal) נפתחה באזור כבר ב-1896, היא לא נתנה מענה לספינות מודרניות וגדולות יותר. בנוסף לקשיי השיט, הפוטנציאל ההידרואלקטרי של זרימת הנהר באזור קניון קולומביה נותר לא מנוצל. בשנת 1933, בעיצומו של השפל הגדול, אישר הקונגרס האמריקאי את בניית הסכר כחלק מחוק ההתאוששות התעשייתית הלאומית (NIRA), שהיה נדבך מרכזי בתוכנית ה"ניו דיל" של הנשיא פרנקלין דלאנו רוזוולט. המיזם נועד להשיג שלוש מטרות עיקריות: יצירת אלפי מקומות עבודה מיידיים למובטלים באזור, פתיחת נתיב שיט בטוח ועמוק לפנים היבשת, והפקת אנרגיה הידרואלקטרית זולה כדי לעודד פיתוח תעשייתי באורגון ובוושינגטון. פרויקט הבנייה הופקד בידי חיל ההנדסה של צבא ארצות הברית. בנייה וחנוכה הקומפלקס נבנה בין השנים 1933 ל-1938. בשיא עבודות הבנייה הועסקו במיזם כ-3,000 עובדים. הפרויקט הציב אתגרים הנדסיים רבים, שכן חיל ההנדסה נדרש להתמודד עם עומק המים, עוצמת הזרם, תנאי מזג אוויר קשים ושיטפונות הקיץ העונתיים של נהר קולומביה. כדי לאפשר את יציקת יסודות הבטון של המברץ, תחנת הכוח הראשונה ותא השיט, השתמשו המהנדסים בסכרי עצירה זמניים (coffer dams) המורכבים מתיבות עץ (timber cribs) שהסיתו את זרם הנהר מאזור העבודה. בניית המבנים המרכזיים הושלמה בשנת 1938, השנה שבה החלה גם אספקת החשמל המסחרית מהסכר. נושא ייצור החשמל בסכר והולכתו עוררו מחלוקת במהלך בנייתו של הסכר. ממשל רוזוולט ביקש להבטיח שהחשמל שיופק במשאבים פדרליים יהיה משאב ציבורי וימנע מונופולים של חברות אנרגיה פרטיות, בעוד שמתנגדי ההתערבות הממשלתית צידדו במכירתו לשוק הפרטי. ב-20 באוגוסט 1937 חתם הנשיא רוזוולט על חוק פרויקט בונוויל (Bonneville Project Act). החוק הקים את רשות החשמל של בונוויל (Bonneville Power Administration או BPA) והפקיד בידיה את שיווק החשמל, בעוד התפעול הפיזי של הסכר נותר באחריות חיל ההנדסה של צבא ארצות הברית. החוק קבע העדפה לאספקת חשמל לגופים ציבוריים ולקואופרטיבים ללא כוונת רווח. ה-BPA קבע תעריף של 17.50 דולר לקילוואט-שנה (כ-0.2 סנט לקילוואט-שעה) — מחיר שנשמר במשך 28 שנים. ב-28 בספטמבר 1937 הגיע הנשיא רוזוולט לאתר כדי לחנוך את הפרויקט. בנאומו, הדגיש רוזוולט את חשיבות התכנון הלאומי בשימור משאבי הטבע, וטען כי מעורבות הממשלה בניהולם מגנה על חירות הציבור ומונעת את ניצול המשאבים לרעה. הוא הוסיף כי הפרויקט יסייע לפיזור האוכלוסייה בקהילות ברחבי האזור, כחלופה לריכוזה בערים גדולות וצפופות. הקומפלקס נקרא על שמו של בנג'מין בונוויל (Benjamin Bonneville), קצין וחוקר ארצות אמריקאי מהמאה ה-19 שמיפה חלקים נרחבים מאזור הפסיפיק נורת' וסט. מלחמת העולם השנייה והתרחבות המערכת מאז הקמתה בשנת 1937, ניהלה ה-BPA רשת הולכה משותפת שאיחדה את האנרגיה שהופקה מסכר בונוויל ומסכר גרנד קולי השכן. עם כניסתה של ארצות הברית למלחמת העולם השנייה בדצמבר 1941, הופנה חלק משמעותי מתפוקת החשמל של הרשת לטובת מפעלי תעשייה כבדה שהוקמו באזור לשרת את המאמץ המלחמתי. החשמל מהרשת שימש בעיקר את מפעלי יציקת האלומיניום של חברת אלקואה, אשר סיפקו חומרי גלם עבור מפעלי הייצור של חברת בואינג בסיאטל. בנוסף, האנרגיה הזינה את מספנות קייזר (Kaiser Shipyards) באזור פורטלנד, שייצרו ספינות משא צבאיות ("ספינות חירות"), והחל משנת 1943 סיפקה המערכת אנרגיה גם עבור פרויקט מנהטן באתר הגרעיני הסודי הנפורד. בשנות ה-70, בשל הביקוש הגובר לאנרגיה באזור, תכנן חיל ההנדסה של צבא ארצות הברית תחנת כוח שנייה לקומפלקס. בין השנים 1974–1981 נבנתה תחנת כוח שנייה זאת בצד הצפוני של הנהר (בגדת וושינגטון). בנייתה הייתה כרוכה במבצע הנדסי שכלל את העתקתה הפיזית של העיירה נורת' בונוויל מספר קילומטרים מערבה. בשל חשיבותו ההנדסית וההיסטורית, הוכרז הקומפלקס בשנת 1987 כאתר מורשת היסטורי לאומי, במלואות 50 שנה להקמתו. בשנת 1993 הושלם שדרוג משמעותי למערכת השיט עם פתיחתו של תא שיט חדש ורחב בצמוד לגדה הדרומית. עם השנים, הפך תא השיט המקורי מ-1937 לקטן ביותר מבין שמונת תאי השיט שנבנו בהמשך במעלה נהרות קולומביה וסנייק, וספינות מודרניות התקשו לעבור בו. התא החדש והמורחב החליף אותו תפעולית ואפשר מעבר מהיר של דוברות משא מודרניות, בעוד התא הישן נותר שלם אך הושבת מפעילות. השפעות סביבתיות ואקולוגיות הקמת סכר בונוויל שינתה באופן משמעותי את המערכת האקולוגית של מורד נהר קולומביה, והפיכת הנהר הזורם לסדרה של מאגרי מים יצרה אתגרים סביבתיים מורכבים שאיתם מתמודדות רשויות הטבע באופן שוטף. האטת מהירות זרימת המים באגם בונוויל גורמת להתחממות של המים בעונת הקיץ מעבר לרמות הטבעיות של הנהר המקורי, דבר היוצר עומס תרמי על דגים קרי-מים כמו הסלמון והטרוטה. בנוסף, הסכר חוסם את תנועת הסחף (סדימנטציה) הטבעית של הנהר, משנה את מבנה הגדות ומצע הנהר במורד הזרם, ומשפיע על זמינות החומרים המזינים במים. לסכר אף יש השפעה שלילית על הדגיגים הצעירים (smolts) שנודדים במורד הנהר לכיוון האוקיינוס. בעוד שבתכנון המקורי של הסכר הושקע מאמץ בסיוע לדגים הבוגרים שעולים במעלה הזרם (סולם דגים), ההנחה הרווחת הייתה כי הדגיגים הצעירים יעברו בבטחה דרך הטורבינות. עם השנים התברר כי כ-10% עד 15% מהדגיגים שעוברים דרך הטורבינות נקטלים כתוצאה ממגע ישיר עם הלהבים, משינויי לחץ הידראוליים עזים ומחנק. בנוסף, הפיכת הנהר הזורם למאגר מים שקט (אגם בונוויל) האטה את קצב נדידת הדגיגים, והטמפרטורה הגבוהה של המים העומדים חשפה אותם לסיכון גבוה יותר של מחלות וטריפה, דבר שהוביל לירידה באוכלוסיות האלתית באגן הנהר. כדי לצמצם את התמותה, הותקנו בסכר מערכות הסטה ומעקפים (Bypass systems) המרחיקות את הדגיגים מהטורבינות, ובאביב אף מופסקת לעיתים פעילות הטורבינות כדי לאפשר הזרמת מים בטוחה דרך המברץ. למרות כל זאת, הדגיגים המגיעים ממעלה הנהר נדרשים לעבור בשרשרת של עד שמונה סכרים שונים לאורך נהרות קולומביה וסנייק, ושיעור התמותה המצטבר של הדגיגים לאורך כל מערכת הסכרים בנהר עדיין מגיע ליותר מ-50% ברוב השנים, על פי נתוני מנהל האוקיינוסים והאטמוספירה הלאומי (NOAA). המבנה ההנדסי של הסכר יוצר "צוואר בקבוק" שבו מיליוני דגים נודדים מצטברים וממתינים בבסיס הסכר ובכניסות לסולמות הדגים. ריכוז מלאכותי זה מושך אליו כמויות גדולות של טורפים, ובראשם אריות ים קליפורניים וציפורי טרף. אריות הים למדו לנצל את המחסום הפיזי כדי לצוד בקלות דגי סלמון רגע לפני עלייתם לסולמות, דבר המאלץ את חיל ההנדסה ורשויות המדגה להפעיל אמצעי הרתעה אקוסטיים, גידור פיזי בכניסות לסולמות, ולעיתים אף לכידה והמתה מבוקרת של הפרטים הטורפים. אתגר אקולוגי מורכב נוסף נובע ממחלת בועות הגז , המשפיעה על אוכלוסיית הדגים המקומית. בזמן שחרור מאסיבי של עודפי מים דרך המברץ, המים הנופלים מגובה רב מחדירים אוויר בלחץ גבוה אל תוך אגן ההרגעה, דבר הגורם לרוויית יתר של חנקן מומס במים. דגים השוחים במים רוויי-גז אלו עלולים לפתח תסמינים הדומים למחלת הדקומפרסיה אצל צוללנים, שעלול לגרום לפציעות פנימיות קשות ואף לתמותה נרחבת של דגיגים ודגים בוגרים במורד הזרם. השפעה תרבותית בשנים לאחר שנחנך, הפך הסכר לאחד הפרויקטים הבולטים של מדיניות הניו דיל ושל ההתאוששות הכלכלית בארצות הברית, וזכה להנצחה בתרבות הפופולרית דרך המוזיקה של זמר הפולק וודי גאת'רי. בשנת 1941 נשכר גאת'רי על ידי ה-BPA למשך חודש אחד, במטרה לכתוב שירים שיקדמו את פרויקט הפיתוח הציבורי של נהר קולומביה. אף שהפרויקט הקיף את הנהר כולו, סכר בונוויל היה מסמליו הבולטים. במהלך תקופה זו חיבר גאת'רי 26 שירים, ובהם היצירה המפורסמת "Roll on Columbia, Roll on", המזכירה את הסכר באופן מפורש. קישורים חיצוניים הערות שוליים