La presa de Gibraltar está situada en el río Santa Ynez , en el sureste del condado de Santa Bárbara , California , en los Estados Unidos . La presa, que forma el embalse de Gibraltar, es propiedad de la ciudad de Santa Bárbara . Originalmente construida en 1920 y ampliada en 1948, la presa y el embalse están situados en una zona remota del Bosque Nacional Los Padres .
El objetivo principal de la presa de Gibraltar es el suministro de agua para uso doméstico. Proporciona unos 4.600 acres-pies (5.700.000 m 3 ) de agua a Santa Bárbara cada año, lo que cubre casi el 30% de las necesidades de la ciudad. [7] El agua desviada de la presa también alimenta una pequeña planta hidroeléctrica . Debido a que ha perdido una parte enorme de su capacidad debido a la acumulación de sedimentos , el lago a menudo puede llenarse y desbordarse después de una sola tormenta, [9] mientras que algunos años se seca por completo. [10] A febrero de 2019, la sedimentación ha reducido la capacidad del embalse a 4.314 acres-pies (5.321.000 m 3 ), solo el 19% de su capacidad diseñada. [11]
La presa está construida en una parte del río Santa Ynez llamada "Gibraltar Narrows", que dio su nombre a la mina de mercurio de Gibraltar (o Sunbird), que operó junto a lo que hoy es el embalse de Gibraltar entre los años 1870 y 1990. [12]
La presa de Gibraltar es una presa de arco de hormigón de radio constante de 194,5 pies (59,3 m) de alto y 600 pies (180 m) de largo. [4] La presa está ubicada a unas 72 millas (116 km) de la desembocadura del río Santa Ynez [13] y justo encima de la confluencia de Devils Canyon con el río. La presa controla la escorrentía de una cuenca de drenaje de 216 millas cuadradas (560 km 2 ) [7] con una entrada anual de 24.000 acres-pies (30.000.000 m 3 ). [14] La cuenca de Santa Ynez aguas arriba es en su mayor parte un desierto y las entradas no están reguladas con la excepción de la presa Juncal más pequeña (propiedad del Distrito de Aguas de Montecito ). [15] Aguas abajo de Gibraltar, el Santa Ynez desemboca en el lago Cachuma , mucho más grande , propiedad de la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos . [16]
El aliviadero de hormigón se extiende hacia el sur desde la presa principal y está controlado por cuatro compuertas radiales operadas manualmente. Se pueden instalar tableros de protección sobre las compuertas durante la temporada en que no hay inundaciones para aumentar la capacidad del embalse. [17] La capacidad del aliviadero es de aproximadamente 90.000 pies cúbicos por segundo (2.500 m3 / s). [18] El aliviadero está diseñado de modo que el agua de desbordamiento caiga en cascada por la cara de arenisca natural adyacente a la presa, creando una cascada de 150 pies (46 m) de altura. [19]
La capacidad de diseño original del embalse de Gibraltar era de 15.374 acres-pies (18.964.000 m 3 ). [5] Después de su ampliación en 1948, la capacidad bruta se incrementó a 22.500 acres-pies (27.800.000 m 3 ), aunque ya se había acumulado tanto sedimento que la capacidad utilizable era todavía de sólo unos 15.000 acres-pies (19.000.000 m 3 ). [5] Desde entonces, la presa no se ha elevado ni se ha dragado ningún sedimento del embalse, y ha disminuido gradualmente hasta un tercio de su capacidad original. A febrero de 2019, la sedimentación ha reducido la capacidad del embalse a 4.314 acres-pies (5.321.000 m 3 ), o sólo el 19% de su capacidad diseñada. [20]
El agua se extrae del embalse a través de una estructura de toma cerca del extremo sur de la presa hacia el túnel Mission de 3,7 millas (6,0 km), que transporta agua por debajo de las montañas de Santa Ynez hasta una pequeña cuenca de regulación, el embalse Lauro. El agua se trata en la planta de tratamiento de agua Cater antes de ingresar al sistema de distribución de la ciudad, o se libera en Mission Creek para recarga de agua subterránea . [21] El túnel Mission tiene una capacidad de desviación de 40 pies cúbicos por segundo (1,1 m 3 /s). [22]
Al final del túnel Mission se encuentra la planta hidroeléctrica Lauro, de 820 kilovatios , que se construyó inicialmente en 1985, pero que se dejó de utilizar en 1998 debido al aumento de los costos. La ciudad reparó y puso en funcionamiento nuevamente la planta en 2015 después de que el costo de la licencia federal disminuyera, pero la sequía impidió que la planta funcionara hasta principios de 2017. [23] [24]
A principios de la década de 1900, la ciudad de Santa Bárbara había agotado sus suministros locales de agua y recurría a la cuenca de drenaje del cercano río Santa Ynez, que es mucho más grande que cualquiera de los arroyos locales de la ciudad. [27] En 1904, comenzó la construcción del túnel Mission, que se perforó bajo Mission Canyon en las montañas de Santa Ynez, para aprovechar el agua superficial y subterránea en la cuenca de Santa Ynez. [21] [28] En ese momento, era el túnel de agua más largo del mundo. [21] La ciudad trató de construir una presa en algún lugar del río Santa Ynez para aumentar el suministro de agua disponible para el túnel Mission. Entre 1913 y 1919, se emitieron bonos de ingresos por un total de $ 820.000 para la construcción de la presa y el sistema de agua. [29]
Se consideraron varios sitios para la presa, incluidos los sitios de Mono Creek, Juncal y Main River, pero todos fueron descartados a favor de Gibraltar, que ofrecía la mayor capacidad de almacenamiento y la mayor escorrentía disponible, así como el sitio de presa geológicamente más favorable. [30] Se estudiaron todos los diseños de relleno de roca, mampostería y hormigón. [31] El túnel de la Misión se extendió al sitio de la presa de Gibraltar, que en última instancia permitiría que el agua fluyera por gravedad hasta Santa Bárbara. [32] El trabajo de preparación del sitio comenzó en 1913 con la colocación de cimientos en el lecho del río, [2] para el cual se adjudicó un contrato de $ 40,000 a Arthur S. Bent Construction Co. [33] En 1917, se vertió un "bloque de empuje" de hormigón en el lado sur del cañón para soportar el peso de la futura presa, ya que la roca en este lado no era lo suficientemente alta para soportar la estructura. [2] El contrato para la presa en sí se adjudicó a Bent Brothers y WA Kraner el 8 de julio de 1918. [3]
Como no había camino hasta el lugar, los trabajadores y los suministros se transportaban a través de un ferrocarril eléctrico de 220 voltios y ancho de vía de 460 mm (18 pulgadas) dentro del túnel de la Misión, que tenía solo 1,2 m (4 pies) de alto y 1,1 m (3,5 pies) de ancho. Esto también limitó el tamaño del equipo utilizado en el lugar, como una pala de vapor, mezcladoras de concreto y trituradoras de rocas, que tuvieron que desmontarse y moverse a través del túnel pieza por pieza. [34] Se operaron hasta tres trenes a la vez, con un apartadero en el medio del túnel que permitía entregar un tren lleno de suministros cada media hora. [34] No se permitía el ingreso de materiales peligrosos como la dinamita dentro del túnel y tuvieron que empacarse a través de las montañas de Santa Ynez en un sendero primitivo. [34] La obra se hizo aún más difícil por la constante filtración de agua subterránea hacia el túnel, que formaba "un diluvio continuo desde el techo en muchos lugares" y se debía tener especial cuidado para evitar la contaminación, ya que esta agua finalmente fluía hacia el suministro municipal de Santa Bárbara. [34]
Después de que se resolvieron los numerosos problemas logísticos, la construcción de la presa procedió a un ritmo rápido con 15.000 yardas cúbicas (11.000 m3 ) vertidos en los primeros tres meses de trabajo. [34] Para permitir que los flujos normales del río pasaran a través de la presa durante la construcción, se dejó un agujero de 4 por 6 pies (1,2 m × 1,8 m) en el fondo de la presa. [2] Un total de 270.000 sacos de cemento y 400.000 pies tablares de madera fueron transportados a través del túnel durante la construcción. [3] El agregado utilizado para la fabricación de hormigón se extrajo del lecho del río y se procesó en una planta de trituración/cribado ubicada a unos 200 pies (61 m) río arriba de la presa. [2] Luego, el hormigón mezclado se colocó en la presa a través de un sistema de teleférico anclado por una torre de acero de 185 pies (56 m). [2] Durante el invierno de 1918-1919, la construcción tuvo que detenerse durante tres meses debido al riesgo de inundaciones en las zonas de extracción de grava del fondo del río. [3] La presa se construyó inicialmente a una altura de 170 pies (52 m) sobre el lecho del arroyo y 185 pies (56 m) sobre el lecho de roca. [2]
Cuando se completó el 23 de enero de 1920, [3] Gibraltar se convirtió en la primera presa en contener el río Santa Ynez. [7] [16] Debido a la ubicación extremadamente inaccesible de la presa, la construcción terminó costando casi $ 2,000,000. [3] Según Engineering News-Record (1920), "en ningún lugar de la presa hay una variación de la línea verdadera mayor de una pulgada". [34] El agujero en la base de la presa se cerró con una válvula temporal antes de hormigonarlo desde aguas abajo, lo que permitió que el embalse comenzara a llenarse. [2] Aunque la presa en sí ya estaba completa, faltaban fondos para terminar el aliviadero. El invierno de 1920-21 fue seco y el nuevo embalse no se llenó, lo que obligó a la ciudad a utilizar suministros limitados de agua subterránea . Las fuertes lluvias de enero y febrero de 1922 llenaron y desbordaron el embalse por primera vez. Las inundaciones dañaron gravemente el aliviadero temporal y la erosión a lo largo de una zona de falla previamente desconocida debajo del aliviadero casi provocó su colapso. La estructura fue reconstruida a un costo de $90,000. [35]
En 1928, Gin Chow , propietario de una granja en el río Santa Ynez, demandó a la ciudad de Santa Bárbara impugnando su derecho a desviar agua del embalse de Gibraltar, y pronto otros 39 agricultores del valle de Santa Ynez se unieron al caso. [36] La demanda de Chow se basaba en la doctrina de los derechos de agua ribereña , según la cual los propietarios de tierras a lo largo de un río tienen derecho al flujo completo e intacto del arroyo a través de su propiedad, independientemente de cómo lo utilicen o si lo utilizan. Los derechos ribereños habían sido cuestionados por una controvertida enmienda estatal aprobada ese año, que disponía que "los recursos hídricos del Estado se destinaran a un uso beneficioso " y que "el derecho al agua... no se extiende ni se extenderá al desperdicio o uso irrazonable... del agua" [37] y el caso Gin Chow fue la primera prueba jurídica seria de la enmienda. [37]
Cinco años después, el Tribunal Supremo de California resolvió el caso Gin S. Chow contra Santa Bárbara a favor de la ciudad. [38] El tribunal determinó que "las aguas que los demandados debían embalsar y tomar son aguas pluviales extraordinarias del río y no forman parte del flujo habitual y acostumbrado del arroyo"; en esencia, la desviación no tuvo un efecto negativo sobre los propietarios de tierras río abajo, ya que estas aguas de inundación habrían fluido hacia el océano de todos modos. [39] La decisión de Gin Chow permitió a la ciudad desviar hasta 4.189 acres-pies (5.167.000 m3 ) por año de la presa de Gibraltar como un "derecho prescriptivo", pero también requirió que la ciudad liberara al menos 616 acres-pies (760.000 m3 ) durante el final del verano y el otoño, cuando el flujo natural del río es más bajo. Además, la ciudad puede tomar "una cantidad adicional de escorrentía pluvial resultante de lluvias torrenciales". Estas reglas continúan rigiendo el funcionamiento de la presa en la actualidad. [40] [41]
El caso Gin Chow se considera un hito en el desarrollo de la ley de aguas de California, ya que confirmó la enmienda de 1928, que reducía el poder legal de los propietarios de tierras ribereñas sobre los recursos hídricos del estado. Esto permitió que más partes, como la ciudad de Santa Bárbara, presentaran reclamaciones sobre aguas superficiales siempre que se observara el concepto de "uso razonable". [37] El tribunal también enfatizó que "qué es ese uso razonable es una cuestión de hecho y depende de las circunstancias que aparecen en cada caso particular" [39] y que "no se requiere una previsión extraordinaria para prever la gran y creciente población del estado... dependiente del agua almacenada , agua que ahora se desperdicia en el mar y se pierde para cualquier uso beneficioso". [42] Se considera que esto sentó un precedente legal para que el estado de California construyera más represas. [42]
Inmediatamente después de su construcción, el embalse comenzó a sufrir una fuerte sedimentación , un problema que empeoró con los incendios forestales ocasionales en las zonas de aguas arriba. El incendio de Matilija de 1932 quemó unas 50.000 acres (20.000 ha) de la cuenca de drenaje y, en respuesta a la creciente erosión, el Servicio Forestal de los Estados Unidos construyó dos presas de escombros aguas arriba para retener los sedimentos arrastrados por el agua del paisaje quemado. La presa de escombros Mono, una estructura de tipo Ambursen, se construyó en 1936 y se había llenado por completo con 1 millón de yd3 ( 770.000 m3 ) de sedimentos en 1938. La presa de escombros de arco de hormigón de Agua Caliente se completó a finales de 1937 y en 1941 se había llenado con 750.000 yd3 ( 570.000 m3 ) de sedimentos. A pesar de la escala de estos proyectos de conservación, solo prolongaron la vida útil de Gibraltar unos pocos años. [43] La inundación de marzo de 1938 contribuyó en gran medida al gran volumen de escombros que se escurrieron y causó daños por 340.000 dólares río abajo en el área de Lompoc . [44]
En 1948, los sedimentos habían llenado la mitad del embalse de Gibraltar. Para agravar el problema, una grave sequía azotó el invierno de 1947-48 y pronto se agotó el agua restante, por lo que se promulgó una ordenanza de racionamiento de agua de emergencia. [45] En el verano de 1948, la presa se elevó 7 metros (23 pies) y se añadió una nueva sección de aliviadero reforzado. Esto restableció la capacidad del embalse a 17 millones de m3 (14 000 acres-pies ) cuando se llenó el invierno siguiente. [5] [9] La ampliación de la presa costó 1,1 millones de dólares, que se pagaron de nuevo mediante bonos emitidos por la ciudad de Santa Bárbara. [29] Sin embargo, el embalse ampliado siguió llenándose de sedimentos más rápido de lo esperado. Sin suficiente capacidad de almacenamiento, el embalse ha estado sujeto a derrames más frecuentes, privando a la ciudad de agua que de otro modo podría haber utilizado. Este fue un factor importante detrás de la construcción de la presa Bradbury por parte del gobierno federal en 1953 para almacenar más agua del río Santa Ynez en el lago Cachuma , aproximadamente 40 km (25 millas) río abajo de la presa Gibraltar. [46]
Después de una evaluación sísmica en 1983, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos rehabilitó la presa de Gibraltar después de que se detectara que corría el riesgo de fallar debido a un fuerte terremoto. Se colocó un contrafuerte de hormigón compactado con rodillo contra la cara aguas abajo. Aunque el proyecto no agregó nueva capacidad de almacenamiento a la presa, se diseñó para soportar un aumento de altura de 20 pies (6,1 m) en caso de que fuera necesario en el futuro. El trabajo se llevó a cabo de octubre a diciembre de 1990 e implicó la colocación de 93.000 yardas cúbicas (71.000 m 3 ) de hormigón. [18] Esto esencialmente cambió la presa de un arco puro a una estructura de arco-gravedad. [18] El costo total del proyecto fue de $ 8,18 millones. [47]
A principios de los años 1980, la ciudad de Santa Bárbara volvió a manifestar su interés en elevar la presa. [5] Sin embargo, el Departamento de Recursos Hídricos de California y la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos determinaron que una mayor ampliación de la presa de Gibraltar tendría un efecto adverso sobre el agua que fluía río abajo hacia el embalse del lago Cachuma . En 1989 se elaboró el Acuerdo de Operaciones del Alto Río Santa Ynez o "Acuerdo de Paso" en el que parte del agua vertida desde la presa de Gibraltar se puede almacenar legalmente en el lago Cachuma para el uso de la ciudad, eliminando así la necesidad de elevar la presa de Gibraltar. [17]
En 2017, la Oficina de Recuperación de los Estados Unidos estimó que la tasa anual de entrada de sedimentos era de 210 acres-pies (260.000 m3 ) , o aproximadamente el 1,3 por ciento de su capacidad de diseño original por año. [5] En el siglo XXI, el embalse también ha estado frecuentemente a un nivel bajo, debido tanto a las persistentes condiciones de sequía como a la alta demanda de agua. En 2016, el embalse se secó tan completamente que el agua tuvo que ser transportada en camiones hasta el guardián de la presa. [48]
En 2017, no había planes para retirar sedimentos del embalse ni para mitigar su entrada. El Acuerdo de Paso de 1989 se diseñó bajo el supuesto de que, una vez que el embalse de Gibraltar esté casi lleno de sedimentos, se operará como un proyecto de pasada (que solo servirá para desviar agua) y la mayoría de sus funciones de almacenamiento se transferirán al lago Cachuma. [7] Sin embargo, la Oficina de Recuperación predice que el embalse no se llenará completamente de lodo; se estabilizará en aproximadamente 2000 acres-pies (2 500 000 m 3 ) de volumen de agua debido a la "acción de descarga de los altos flujos" [5] y que este nivel se alcanzará alrededor de 2031. [5]
La presa de Gibraltar bloqueó por completo la migración de la trucha arcoíris hacia el tercio superior del río Santa Ynez cuando se terminó de construir en 1920, a pesar de que en 1916 la Comisión de Pesca y Caza de California había sugerido que se construyera una escala para peces junto a la presa; una estructura de ese tipo nunca se construyó. [13] La presa "alteró la hidrología río abajo, el transporte de sedimentos, el hábitat del río [y] la calidad del agua" y también retrasó la migración de la trucha arcoíris durante la temporada de lluvias temprana al contener las aguas de las inundaciones que, de lo contrario, podrían haber roto el banco de arena en la desembocadura del río. [13]
No se han realizado estimaciones fiables de la población de truchas arcoíris antes de la construcción de Gibraltar; sin embargo, se cree que fue mucho mayor. [49] La presa no pareció tener un gran impacto en las poblaciones de truchas arcoíris río abajo; en 1946, un grupo de biólogos pesqueros describió el hábitat de la trucha arcoíris entre Solvang y la presa de Gibraltar como "excelente". [13] [50] La migración de la trucha arcoíris a la base de la presa de Gibraltar terminó con la finalización de la presa Bradbury en 1953. [51] En 2004 se propuso atrapar truchas arcoíris adultas debajo de la presa Bradbury y transportarlas en camiones al río por encima de la presa de Gibraltar para que se les pudiera permitir completar su migración natural, [52] pero este plan no se implementó.
A pesar de la fragmentación de ciertos hábitats acuáticos, la presa también ha creado inadvertidamente un nuevo hábitat ribereño a lo largo del río Santa Ynez, ya que el extremo superior del embalse de Gibraltar se llena gradualmente de sedimentos. Se creó una amplia llanura aluvial con un cauce fluvial bien definido, que ahora alberga bosques ribereños típicos de California (sauces, álamos y robles). Esto ha proporcionado hábitat para especies en peligro de extinción, como el vireo de Bell . [53]
El incendio de Zaca de 2007 quemó gran parte de la cuenca alta del río Santa Ynez, lo que provocó que enormes cantidades de limo cargado de cenizas fluyeran hacia el embalse de Gibraltar. [5] El material orgánico de las cenizas reaccionó con el desinfectante de cloro del suministro de agua de Santa Bárbara y formó compuestos cancerígenos. La limpieza del agua le costó a la ciudad casi 3 millones de dólares. [54] Otros incendios más recientes también han afectado a la cuenca de Gibraltar, como el incendio de Rey de 2016 [55] y el incendio de Thomas de 2017. [56]
Se ha temido la posibilidad de que el yacimiento esté contaminado con mercurio debido a la proximidad de la antigua mina Gibraltar (mina Sunbird), que dejó de funcionar en 1991. Sin embargo, no se ha encontrado ninguna evidencia de mercurio en el yacimiento y no ha habido casos de envenenamiento por mercurio en el condado de Santa Bárbara relacionados con el sitio de la mina. [12]
Aunque la presa y el embalse están abiertos al público, solo se permite el paso de vehículos oficiales por los estrechos y sinuosos caminos de tierra que conducen a la presa. La forma más corta de llegar a la presa a pie es una caminata de ida y vuelta de 6 millas (9,7 km) a lo largo del río Santa Ynez desde el campamento Red Rock. [57] También se puede llegar desde varios senderos que se originan en Camino Cielo Road. [58] El sendero Gibraltar sigue el borde sur del embalse desde la presa, y varios otros senderos se ramifican alrededor del embalse hacia el interior del Bosque Nacional Los Padres. No se permite navegar, pescar ni nadar en el embalse, ya que es un suministro de agua público.
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