| クリスタルスプリングスダム | |
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 2006年にダム壁から見たクリスタルスプリングス貯水池 | |
クリスタルスプリングスダムのインタラクティブマップ | |
| 正式名称 | ローワークリスタルスプリングスダム |
| 位置 | 米国カリフォルニア州サンマテオ郡 |
| 座標 | 北緯37度31分44秒 西経122度21分44秒 / 北緯37.52889度 西経122.36222度 / 37.52889; -122.36222 |
| 開業日 | 1889年 （1889年） |
| オペレーター | サンフランシスコ公益事業委員会 |
| ダムと放水路 | |
| 押収物 | サンマテオクリーク |
| 身長 | 145フィート（44メートル）[1] |
| 長さ | 600フィート（180メートル） |
| 幅（ベース） | 40フィート（12メートル） |
| 貯水池 | |
| 作成する | クリスタルスプリングス貯水池 |
| 総容量 | 57,910エーカーフィート（71,430,000 m 3）[2] |
| 集水域 | 29.4平方マイル（76 km 2） |
| 表面積 | 1,323エーカー（5.35 km 2） |
クリスタル・スプリングス・ダムは、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンマテオ郡のサンマテオ・クリークに建設された重力式コンクリートダムです。サンアンドレアス断層によって形成された地溝帯に水を貯留し、クリスタル・スプリングス貯水池を形成しています。ダムは断層の東約1,100フィート（340メートル）に位置しています。サンフランシスコ公益事業委員会が所有・運営し、サンフランシスコ市の飲料水を貯蔵しています。現在のダムの高さは145フィート（44メートル）、堤頂長は600フィート（180メートル）です。
これはアメリカ合衆国で初めて建設されたマスコンクリート重力式ダムである。1889年の完成当時、世界最大のコンクリート構造物であり、アメリカ合衆国で最も高いダムとなった。2024年にアメリカ土木学会（ASCE）と英国土木学会が行った調査では、世界最古のマスコンクリートダムである可能性が高いことが示された。 [1]このダムで使用された洗浄骨材や千鳥継ぎ目などの建設技術は、フーバーダムやグランドクーリーダムといった後の重力式ダムの開発に影響を与えた。2023年12月、ASCEにより国定歴史土木工学ランドマークに認定された。
このダムは、その歴史を通じて何度も修理や改良が行われ、1906年のサンフランシスコ地震と1989年のロマ・プリエタ地震の両方で最小限の被害で生き残りました。
背景
最終的にクリスタルスプリングスダムを開発した民間公益事業会社スプリングバレー水道会社は、急速に拡大する港湾都市サンフランシスコに信頼できる水源を供給するために1858年に設立されました。著名な地主ジョージ・エンサインの指揮の下、同社はすぐにサンフランシスコの水市場の独占を確立しました。[3] [4]潜在的な水源は自然に不毛な市域の外から得る必要があることを理解したエンサインは、隣接するサンマテオ郡と、その大部分が未開発の山々と小川に目を向けました。その後30年間で、スプリングバレー水道会社はサンアンドレアスバレーの流域とサンフランシスコを結ぶさまざまな導水路、ダム、トンネルを建設しました。それにもかかわらず、サンフランシスコがより信頼できる長期的な水源を確保するために、より大きな貯水池に対する要望は依然としてありました。[1]
1864年に土木技師としてカリフォルニアに移住したドイツ人移民のヘルマン・シュスラーは、瞬く間に昇進し、スプリングバレー水道会社の主任技師に就任した。貯水池への需要が高まっていることを認識し、シュスラーは会社に対し、流域の土地を可能な限り取得するよう促した。シュスラーがサンマテオ・クリークを堰き止めるダムの開発を検討し始めた頃には、会社は既にサンフランシスコ半島全域で10万エーカー（4万ヘクタール）を超える優良な土地を取得していた。[1]
ダム建設予定地の位置には、長所と短所があった。サンマテオ・クリークによって形成された700フィート（210メートル）の谷に位置し、砂岩の崖壁は川床から200フィート（61メートル）以上も聳え立っていた。ダムは、ダムの東西両側に広がるより大きな谷を囲んでいる。シュスラーの当初の設計では、長さ約9マイル（14キロメートル）の湖が作られた。ボーリング技術を用いた地質調査の結果、谷はダム建設に適していることが示された。基礎は硬い砂岩で、亀裂や割れ目は見られなかった。[5]
工事
シュスラーの設計では、高さは140フィート（43メートル）とされていた。当時、世界で95フィート（29メートル）を超える高さのダムはわずか17基しか建設されておらず、すべてアメリカ合衆国外に位置していた。[1]これらのダムの大部分は岩石充填式または土充填式であったが、シュスラーの設計ではこの方法は適用できなかった。なぜなら、資材を調達できる適切な採石場がなかったからである。[1]採石場を探している最中に、コンクリートに特に適した硬化砂岩の大きな露頭が発見された。そのため、シュスラーはマスコンクリートブロックを使用する設計に切り替えた。[6]
当時、アメリカ合衆国には大規模なセメント製造業者がなかったため、ポートランドセメントはイギリスのスワンズコム[1]から船でサンフランシスコへ輸送された。スワンズコムは当時イギリス最大のポートランドセメント製造工場の一つであり、その後鉄道でサンマテオへ送られた。[7] [8]砂はサンフランシスコのノースビーチから船でコヨーテポイント埠頭へ運ばれ、馬車で峡谷の建設現場まで運ばれた。ダム建設には合計で約100万バレルの砂が使用された。[8] [9]
ダムは、7～9フィート（2.1～2.7メートル）の大型の連結ブロックを個別に設置し、隣接するブロックを流し込む前に固めるという方法で建設されました。[9]これにより、ブロックは個別に固まり、硬化すると同時に、硬化過程でコンクリートにひび割れが生じないようにすることができました。重要な設計上の特徴は、水平方向の目地も垂直方向の目地も一直線になっていないことです。これにより、数千個の個々のブロックで構成されているにもかかわらず、構造物は単一のモノリシック構造として機能し、構造安定性も向上しました。[5]
シュスラーはダムの各ブロックに、彼が指定した配合の正確な割合で作られたコンクリートを流し込むようにした。つまり、プロジェクト全体を通して水セメント比を0.45に維持したのだ。[10]
このダムは1889年に高さ120フィート（37メートル）で完成し、当時アメリカ合衆国で最も高いダムとなった。[1]当初は貯水池が満水になるまで約10年かかると想定されていたが、1889年から1890年の冬は雨が多く、わずか1年でダムが氾濫したため、シュスラーはダムの全高を145フィート（44メートル）に上げる増築を計画した。[5] [11]完成当時は157,000立方ヤード（120,000 m 3）のコンクリートを使用し、[1]世界最大のコンクリート構造物であった。[12]
1976年、このダムはアメリカ土木学会（ASCE）によってカリフォルニア州の歴史的土木ランドマークに指定されました。[13]その後、 2023年にはASCEによって国立歴史的土木ランドマークに指定されました。[14]
運用と修理
ダムの近くには2つの排水塔が建設され、最初のものは1891年に建設されました。クリスタルスプリングスポンプ場はダムと門楼の横に建設され、クリスタルスプリングス貯水池から近くのサンアンドレアス湖に水を汲み上げ、その後サンフランシスコ全体に配水できるように設計されました。[4]サンフランシスコ市は1928年に有権者の承認を得た4100万ドルの債券を通じてスプリングバレー水道会社を買収しました。この売却により、スプリングバレーのすべての水利権、ダム、貯水池、流域がクリスタルスプリングスも含めて市に移譲されました。[15] 1933年にサンフランシスコ市からヘッチヘッチープロジェクトの開発と拡張を目的とした別の公的資金助成金により、ポンプ場の修理とアップグレードが行われ、最大で1日7000万ガロンをサンアンドレアス貯水池に汲み上げることができるようになりました。[4]ヘッチ・ヘッチーからの最初の水は1934年10月28日にクリスタル・スプリングス貯水池に到着した。[16]
1969年に最初のクリスタル・スプリングス・バイパス・トンネルが建設される以前、クリスタル・スプリングス・ダムはヘッチ・ヘッチー川の水が配水される前の最終目的地でした。現在、このダムはヘッチ・ヘッチー川の水とダム自身の集水域の水を組み合わせて貯水しています。[17]
貯水池の23,000エーカーの流域を所有するサンフランシスコ公益事業委員会は、 2003年にダムの改修を開始した。改修プロセスの主要なステップである、主放水路の幅を2倍にし、ダムを上げて貯水容量を増やすことは、2012年に完了した。地震の際にシステムの信頼性を向上させることを目的とした改修は、2016年に完了した。ダムの上にある道路であるスカイライン大通りは、新しい代替橋の建設のため、2010年10月に閉鎖された。代替橋とともに、欄干壁は9フィート高くされ、ダムの放水路は拡張され、電力線は橋の下側に移設された。工事は2018年末に完了し、道路は2019年1月に再開通した。[18]
地震と災害リスク
クリスタル・スプリングス・ダムは、1906年のサンフランシスコ地震と1989年のロマ・プリエタ地震の両方において、甚大な被害を受けずに生き延びました。しかし、近隣にある2つの古いダム、アッパー・クリスタル・スプリングス・ダムとヘイワード・ダムは、地震によって大きな横ずれを受けました。このプロジェクトの主任技師であるヘルマン・シュスラーが、ダムから1,100フィート（340メートル）離れたサンアンドレアス断層の存在を認識していたかどうかは不明です。 [1]
ダムは、サンアンドレアス断層、カラベラス断層、ヘイワード断層の3つの主要な断層線から25マイル（40 km）以内の距離にある。1982年に土木地質学者協会が発表した報告書では、ダム自体はサンアンドレアス断層沿いのマグニチュード8.5の地震に耐えられると結論付けており、ダムの建設に使用された破砕砂岩がダムの堅牢性に大きく貢献していることが明らかになった。 [19]ダムの建設に使用された未処理の破砕砂岩は、今日の建築基準からすれば基準を満たしていないとされるが、その亀裂が地震による地殻変動のエネルギーを吸収するという意図しない効果をもたらした可能性がある。[20]
1983年、カリフォルニア州水資源局（DWR）は、クリスタルスプリングス貯水池の貯水量を標高283フィート（ダム容量の84%）までに制限しました。これは、ダムが洪水に対処できない可能性があるという懸念があったためです。[21]また、DWRは、決壊した場合のダムの下流への危険性を「極めて高い」と評価しています。[22] [23]この分類は、ダムの決壊により、重大な人命損失につながるか、1,000人以上が居住する地域が浸水する可能性があることを示しています。DWRのダム決壊シナリオにおける洪水浸水境界は、フォスターシティ、ヒルズボロ、サンマテオの大部分を包含しています。[22] [24]
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クリスタルスプリングスダムとクリスタルスプリングスポンプ場、下流から見たところ
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クリスタルスプリングスダムによって形成された下部クリスタルスプリングス貯水池
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クリスタル スプリングス貯水池の南東からの航空写真 (背後にサン アンドレアス湖あり)
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ダムの上に増設されたカリフォルニア州道35号線の下からの眺め
参照
参考文献
- ^ abcdefghij Magura, Lawrence M. (2024年3月1日). 「時代を超えたコンクリートダム」. Civil Engineering Magazine . 94 (2): 32– 37. doi :10.1061/ciegag.0001712. 2024年12月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2024年11月29日閲覧。
- ^ “CDEC Webアプリケーション”. cdec.water.ca.gov . 2024年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2025年1月16日閲覧。
- ^ “Spring Valley Water Company”. foundsf.org . 2024年10月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2024年11月29日閲覧。
- ^ abc ハンソン、ウォーレン・D. (1994). 『サンフランシスコの水道と電力：市水道局とヘッチ・ヘッチー水道システムの歴史』サンフランシスコ公共図書館. サンフランシスコ市郡公益事業委員会. pp. 10, 16– 17.
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- ^ シュスラー、ヘルマン（1909年）「サンフランシスコの水道供給」『電力・ガス・ジャーナル』
- ^ 「建築家協会によるアソシエイテッド・ポートランド・セメント ・マニュファクチャラーズ（1900）社スワンズコム工場訪問」建築家協会誌、1907-1922年。1 (6): 219– 223。1908年4月。ProQuest 6728136 。
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{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所の発行元が見つかりません (リンク) - ^ Farbarik 1971、3ページ。
- ^ 「クリスタル・スプリングス・ダムの建設」サンマテオ・デイリー・ジャーナル、 2009年3月2日。2025年9月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年9月9日閲覧。
- ^ “ペニンシュラ橋、5月28日に開通”.サンフランシスコ・エグザミナー. 1969年5月11日. 2021年5月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年5月12日閲覧。
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- ^ ワーム、テッド（1990年）『ヘッチ・ヘッチーとそのダム鉄道』トランスアングロ・ブックス、229頁。ISBN 0-87046-093-5。
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- ^ サンフランシスコ半島の河川と貯水池、WSIP給水・システム運用 - 環境と影響（報告書）。p. 5.5.1–5。2011年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2025年1月13日閲覧。
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- ^ Solomon, E.; Bahr, J. (1982年11月1日). 「ロウアー・クリスタル・スプリングス・ダムの耐震安全性解析：事例研究」 . Environmental & Engineering Geoscience . xix (4): 411– 426. Bibcode :1982EEGeo..19..411S. doi :10.2113/gseegeosci.xix.4.411. ISSN 1078-7275.
- ^ 国際大規模ダム委員会編 (2000).第5回ダム数値解析ベンチマークワークショップ議事録. コロラド州デンバー: 米国大規模ダム委員会. ISBN 978-1-884575-17-4。
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- 米国地質調査所（2003年11月24日）「クリスタル・スプリングス貯水池」米国内務省。2008年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年4月1日閲覧。
- ロン・ホリイ（2003年10月1日）「ベイエリアのサイクリング：クリスタル・スプリングス・トレイル」ベイエリア・バックページ。2000年10月12日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年4月1日閲覧。
さらに読む
- ポステル、ミッチェル（1994年）『サンマテオ：100周年記念史』サンフランシスコ：スコットウォール・アソシエイツ出版社、ISBN 0-942087-08-9。
外部リンク
- サンフランシスコ公益事業委員会
- SFPUCプロジェクトの説明
- サンマテオ郡歴史博物館
