سد إيزابيلا

سد إيزابيلا هو سد ترابي يقع في وادي نهر كيرن ، في منتصف الطريق تقريبًا أسفل مجرى نهر كيرن ، بين بلدتي كيرنفيل وبحيرة إيزابيلا في مقاطعة كيرن ، كاليفورنيا .

يُستخدم سد إيزابيلا لأغراض زراعية ، وتوليد الطاقة الكهرومائية ، والتحكم في الفيضانات . ^{[ 2 ]} كما تُعد بحيرة إيزابيلا (الخزان الذي أنشأه السد) وجهة ترفيهية وسياحية. وتنتشر الرياضات المائية، وصيد الأسماك، وركوب القوارب، والتخييم، والمشي لمسافات طويلة في جميع أنحاء المنطقة، بالإضافة إلى غابة سيكويا الوطنية .

تأسست بلدة إيزابيلا على يد ستيفن بارتون عام 1893، وسُميت تكريمًا للملكة إيزابيلا ملكة إسبانيا، التي اشتهر اسمها خلال المعرض الكولومبي عام 1893. ^{[ 3 ]} في عام 1948 ، خصص الكونغرس الأمريكي أموالًا لبناء سد لمنع فيضان بيكرسفيلد ، التي كانت قد تعرضت للفيضانات عامي 1867 و1893. وفي عام 1950، أثناء بناء السد، شهدت المدينة فيضانًا بلغ معدل تدفقه 850 مترًا مكعبًا من ^الماء في الثانية. ^{[ 4 ]} اكتمل بناء السد في مارس 1953. ^{[ 2 ] [ 4 ]} بنى فيلق المهندسين الأمريكي سدودًا ترابية عبر فرعين من نهر كيرن لإنشاء خزان إيزابيلا، وهو أكبر مسطح مائي في مقاطعة كيرن على مدار العام، بمساحة سطحية تبلغ 4500 هكتار . أثناء بناء السد والخزان، اضطرت بلدتا ليك إيزابيلا وكيرنفيل إلى الانتقال إلى أرض مرتفعة. وكان معظم مبنى بلدة كيرنفيل الأصلية قد هُدم عام ١٩٤٨، تمهيداً لبناء السد.  

أسفل سد إيزابيلا، يتدفق نهر كيرن باتجاه الجنوب الغربي عبر وادٍ يمتد لحوالي 48 كيلومترًا ، يُعرف محليًا باسم وادي كيرن، ويتميز بمنحدراته الحادة ومنعطفاته الكثيرة على طول الحافة الجنوبية لجبال غرينهورن ، على بُعد حوالي 24 كيلومترًا شرق بيكرسفيلد. وبمجرد وصوله إلى بيكرسفيلد، يفقد النهر معظم تدفقه المتبقي؛ حيث يتم تحويل جزء كبير منه وتوجيهه قبل وصوله إلى مركز المدينة.  

يحمي المشروع مدينة بيكرسفيلد ونحو 350 ألف فدان (140 ألف هكتار) من الأراضي الزراعية وحقول النفط في منطقة نهر كيرن. وباعتباره شريكًا للسدود على أنهار كينغز وكاوي وتول ، يُسهم سد إيزابيلا أيضًا في الحد من خسائر الفيضانات التي تلحق بالأراضي الزراعية في حوض بحيرة تولاري . 

لحقت بمدينة بيكرسفيلد أضرار جسيمة نتيجة انخفاض منسوب مياهها سبعة عشر قدمًا عن ذروة فيضان عام 1937 في حوض نهر سان جواكين. ^{[ 5 ]} وخلال عام 1943، بلغت قيمة الأضرار الناجمة عن الفيضان في حوض بحيرة تولاري وحدها حوالي 10 ملايين دولار (ما يعادل 137 مليون دولار اليوم)؛ وساهم نهر كيرن بنحو نصف التدفق الذي تسبب في هذه الأضرار. أجرت مقاطعة ساكرامنتو، تحت إشراف مهندس المقاطعة، المقدم تشامبرز، وبموجب قانون عام 1936، دراسة للمنطقة في عام 1937. وكشفت دراستهم، التي اكتملت في عام 1940، عن إمكانية تحقيق فوائد في مجال مكافحة الفيضانات تُقدر بنحو 750 ألف دولار (أكثر من 12 مليون دولار اليوم) مع إتمام أعمال تنظيمية على نهر كيرن. كما أظهرت الدراسة إمكانية تحقيق فائدة متوسطة لقطاع الري ومحطات توليد الطاقة القائمة تُقدر بنحو 185 ألف دولار (ما يعادل 2.5 مليون دولار اليوم). ^{[ 6 ]} بعد أن قدمت المقاطعة تقريرها، أقر الكونغرس مشروع إيزابيلا في قانون مكافحة الفيضانات لعام 1944. بدأ البناء في عام 1948، بموجب عقد مع شركة راند للإنشاءات، واكتمل في عام 1953؛ أنفقت الحكومة الفيدرالية 22 مليون دولار (305 ملايين دولار اليوم) على المشروع.

يتكون سد إيزابيلا من سدين، سد رئيسي وسد فرعي. السد الرئيسي مبني من التراب، ويبلغ طوله 517 مترًا (1695 قدمًا) وارتفاعه 30 مترًا (98 قدمًا) ، وتملكه وتتولى صيانته فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي . ^{[2] تتسع بحيرة إيزابيلا، الخزان الرئيسي، لما يصل إلى 700 مليون متر مكعب (570,000 فدان قدم) من الماء. يبلغ معدل التصريف الطبيعي من السد الرئيسي 85 مترًا مكعبًا في الثانية (3000 قدم مكعب في الثانية)، [ 4 ]} بينما بلغ الحد الأقصى للتصريف التاريخي 200 ^متر مكعب في ^{الثانية ( 7200} قدم مكعب في ^{الثانية} ) ^عام 1983. ^{[ 7 ]}     

يُطلق على الخزان الذي يُنشئه سد إيزابيلا اسم بحيرة إيزابيلا . ويمكن استخدام مياه بحيرة إيزابيلا بثلاث طرق: إما بتصريفها إلى نهر كيرن السفلي من السد الرئيسي، أو عبر مشروع الطاقة الكهرومائية في السد الرئيسي، أو عبر مشروع الطاقة الكهرومائية في السد الفرعي. تبلغ السعة التصميمية لقناة التصريف (نهر كيرن السفلي) أكثر من 8000 قدم مكعب في الثانية (230 متر ^مكعب /ثانية) . وإذا تجاوزت سعة بحيرة إيزابيلا 110000 فدان-قدم (140000000 متر ^مكعب ) ، فيمكن أيضًا تحويل المياه إلى مشروع بوريل في السد الرئيسي. ^{[ 8 ]}  

بدأ تطوير الطاقة الكهرومائية على نهر كيرن في وسط كاليفورنيا عام ١٨٩٤ عندما شرعت شركة الطاقة والنقل والإنارة في بناء محطة صغيرة عند مصب وادي كيرن. وفي العام التالي، حصلت شركة كيرن ريفر وشركة لوس أنجلوس للطاقة الكهربائية على حقوق المياه في النهر، وخططتا لبناء محطة توليد طاقة. وقد أُنشئ هذا المشروع، مشروع بوريل الكهرومائي، لتوفير الطاقة لنظام النقل المتنامي للترام الكهربائي الأحمر (المعروف أيضًا باسم " السيارة الحمراء ") في لوس أنجلوس.

نظرًا لأن بناء سد إيزابيلا سيقسم قناة بوريل إلى قسمين، فقد أبرم سلاح المهندسين اتفاقية مع شركة SCE تنص على أن يُبنى السد بطريقة "توفر ظروف تشغيل لا تقل عن تلك الموجودة في قناة بوريل قبل إنشاء المشروع [قبل بناء سد إيزابيلا]". وينص عقد عام 1950 الخاص بنقل وإعادة ترتيب وتعديل مرافق بوريل على أن يوفر سلاح المهندسين لمشروع بوريل التدفق الكامل لنهر كيرن وجميع التصريفات من خزان إيزابيلا. بالإضافة إلى ذلك، يجب على سلاح المهندسين تشغيل وصيانة سد وخزان إيزابيلا بطريقة لا تتعارض مع كفاءة أو قدرة تشغيل مشروع بوريل أو تقلل منها بأي شكل من الأشكال.

يُعد السد المساعد جزءًا من مشروع بوريل الكهرومائي. وتقوم قناة مشروع بوريل بتحويل المياه من مسافة 8.9 كيلومتر (5.5 ميل) أعلى سد إيزابيلا. ^{[ 8 ]} 

تم إيقاف مشروع بوريل في عام 2018 وتم إغلاق حق المرور عبر السد المساعد في فبراير 2019. ^{[ 9 ]}

مع وجود أكثر من 300 ألف شخص يعيشون ويعملون أسفل السدود، وخاصة في بلدة ليك إيزابيلا ومدينة بيكرسفيلد، بدأ فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي دراسة لتعديل سلامة السدود في عام 2006 لمعالجة المشكلات الزلزالية والهيدرولوجية (احتمالية تجاوز المياه للسدود خلال الفيضانات الشديدة) ومشكلات التسرب. في 28 أبريل 2006، تم اكتشاف مشكلة تسرب في سد إيزابيلا الإضافي. قرر المسؤولون ضرورة تقييد أقصى ارتفاع للخزان إلى 6.1 متر (20 قدمًا) أسفل المفيض، أو مستوى الامتلاء الطبيعي. تم زيادة تصريف المياه من السد عبر المخرج، مما سمح بتدفق المياه بمعدل 130 مترًا مكعبًا في الثانية (4500 قدم مكعب / ^ثانية ) . ^{[ 7 ]}  

في مايو/أيار 2006، ونظرًا لهطول أمطار غزيرة وتراكم ثلوج كثيفة في الجبال، ^{[ 10 ]} وارتفاع درجات الحرارة في المنطقة عن المعدل الطبيعي، امتلأت بحيرة إيزابيلا بنهر كيرن العلوي بوتيرة أسرع من قدرة السلطات على خفض منسوب المياه. كما ارتفع منسوب نهر كيرن السفلي عن المعدل الطبيعي، ووصلت سرعة جريانه إلى 32 كيلومترًا في الساعة في بعض أجزائه. وأصبح الطريق السريع رقم 178 ، الذي يمر عبر الوادي بين بيكرسفيلد وبحيرة إيزابيلا، غير مستقر، وأُغلق أحد مساراته بسبب ارتفاع منسوب المياه. ^{[ 11 ]} وأبلغ بعض أصحاب العقارات على طول النهر عن حدوث فيضانات. وحذر مسؤولو إدارة الطوارئ من أنه في حال انهيار سد إيزابيلا عند امتلاء الخزان، فإن جزءًا كبيرًا من بيكرسفيلد سيغمر بالمياه في غضون ساعتين إلى أربع ساعات. 

بعد انتشار خبر التسرب، ازداد الاهتمام بالسد نظرًا لموقعه على خط صدع. كان يُعتقد أن خط الصدع غير نشط، ولكن في فبراير 2007، وجدت دراسة أجراها فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي أدلة على حدوث زلزال واحد على الأقل خلال الخمسة آلاف سنة الماضية، وبناءً على ذلك، صُنِّف خط الصدع على أنه نشط. وبناءً على هذه المعلومات الجديدة، خلصت الدراسة إلى أن السد ليس مُعرَّضًا للخطر على الأرجح. ^{[ 12 ]} في 9 نوفمبر 2007، أصدر فيلق المهندسين تقرير إجماع سد إيزابيلا ، الذي أكد تصنيف السد ضمن فئة المخاطر العالية، ووضع سد إيزابيلا ضمن السدود الستة الأكثر خطورة والأعلى أولوية في أمريكا، ^{[ 13 ]} ثم رفعه لاحقًا إلى أعلى مستوى من الأولوية.

في 12 مارس/آذار 2008، استعان المسؤولون المحليون بفريق من خبراء الاستجابة للطوارئ، وبدأوا العمل على خطة إخلاء في حال انهيار سد إيزابيلا. ^{[ 14 ]} وفي 23 مارس/آذار 2012، أصدر سلاح المهندسين الأمريكي بيان الأثر البيئي النهائي ، مُفصِّلاً خططه لمستقبل السد. وشملت هذه الخطط تحسينات هيكلية للحد من مخاطر الفيضانات والزلازل والتسربات على العامة والممتلكات. وتضمنت الخطة رفع كلا السدين حوالي 4.9 متر ، وإنشاء مفيض طوارئ جديد بطول 270 مترًا ، ونقل الطريقين السريعين 155 و178 فوق خط القمة الجديد. كما ساهمت التعديلات التي أُدخلت على الخطة الأصلية في تقليل التأثيرات على الأنشطة الترفيهية والموارد البيولوجية وجودة المياه. وقد تشاور المخططون مع هيئة الأسماك والحياة البرية لضمان الحد الأدنى من التأثيرات على الأسماك والحياة البرية أو الخسائر البيئية. كما سيتم الحفاظ على المياه الموجودة في اتجاه مجرى النهر بالتعاون مع مولدات الطاقة والمزارعين، كما هو مطلوب في اتفاقية النقل الأولية في عام 1950. ^{[ 15 ]}  

في يناير 2014، أجرت هيئة المهندسين بالجيش الأمريكي مراجعة فنية شاملة لأول 35% من مراحل تخطيط المشروع. وبدأت الهيئة باختبار تدفق المياه في نموذج مصغر للمشروع، تم بناؤه ودراسته في جامعة ولاية يوتا. وذكر جون بريتيمان، من هيئة المهندسين بالجيش الأمريكي في ساكرامنتو، أن حجم النموذج يبلغ ثلث مساحة ملعب كرة قدم تقريبًا. وفي عام 2013، وبعد توقيع قرار التنفيذ في ديسمبر 2012، دخلت الهيئة مرحلة الهندسة والتصميم قبل بدء الإنشاء. ولا يزال يتعين إنجاز عدد من الإجراءات التحضيرية لبدء أعمال الإنشاء الفعلية، والمقرر انطلاقها في عام 2017. ^{[ 16 ]}

لن يؤدي المشروع إلى زيادة مستوى التخزين الحالي أو سعة السد. وأوضح سلاح المهندسين أن ذلك يتطلب دراسة إضافية وتصريحًا. ومع ذلك، سيتم خفض مستوى المياه عمدًا أثناء الإنشاء، إذا لزم الأمر. وأضاف سلاح المهندسين أنه سيتخذ تدابير للحد من تأثيرات المشروع على الأنشطة الترفيهية. ويجري حاليًا تطبيق قيود تشغيلية تحد من سعة التخزين الطبيعية للبحيرة، وذلك للحد من مخاطر التسرب والمخاوف الزلزالية ريثما يتم البحث عن حل دائم. وقد نفذ سلاح المهندسين الأمريكي إجراءات مراقبة ورصد مكثفة؛ وتخزين مواد الطوارئ؛ وتركيب صفارات إنذار في بلدة ليك إيزابيلا؛ وتركيب أجهزة إضافية للرصد؛ ومواصلة التواصل مع مقاطعة كيرن والجمهور المحلي. ^{[ 17 ]}

في سبتمبر/أيلول 2017، منحت الهيئة عقدًا بقيمة 204 ملايين دولار أمريكي لمشروع مشترك بين شركات فلاتيرون ودراغادوس وسوكوت في بينيسيا، لتنفيذ تعديلات على سد بحيرة إيزابيلا في بحيرة إيزابيلا. يشمل العقد معالجة المخاوف المحددة بشأن تجاوز المياه، والزلازل، والتسرب. ستتضمن أعمال الإنشاء في السد الرئيسي حفر مفيض طوارئ جديد، وتعديلات على مفيض الخدمة الحالي، ورفع السد الرئيسي بمقدار 4.9 متر (16 قدمًا ) ، وتعديلات على طريق ولاية كاليفورنيا رقم 155 عند دعامة السد الرئيسية اليمنى، وتعديلات في العديد من المرافق الترفيهية شمال السد الفرعي. بدأت أعمال الإنشاء في عام 2018 واكتملت في عام 2022. ^{[ 18 ] [ 19 ]} 

تضم المنطقة أكثر من 30 موقعًا مُخصصًا للتخييم حول الخزان، يقع العديد منها داخل غابة سيكويا الوطنية . تحتوي الغابة الوطنية على أكثر من 4000 كيلومتر من الطرق و 1370 كيلومترًا من المسارات، وتضم عددًا من مرافق التخييم والاستجمام. تقع الغابة بجوار منتزهي سيكويا وكينغز كانيون الوطنيين .  

تُتاح رياضة صيد الأسماك على مدار العام في الخزان. ويُزود الخزان بأنواعٍ عديدة من الأسماك، منها التراوت ، والقاروص ، والبلوبيل ، والكرابي ، والسلور . كما يُسمح بممارسة الرياضات المائية في البحيرة، مثل ركوب القوارب، والإبحار، والتزلج على الماء، وركوب الأمواج. وتتوفر تصاريح ركوب القوارب والصيد في أي مرسى وفي العديد من المتاجر في منطقة بحيرة إيزابيلا. ويُسمح أيضاً بركوب الرمث في المياه البيضاء، والتجديف بقوارب الكاياك، وصيد الأسماك على طول نهر كيرن. ^{[ 20 ]}

• قائمة السدود والخزانات في كاليفورنيا

• معلومات عن سد بحيرة إيزابيلا على موقع Lakes Online
• إحياء وادي نهر كيرن KRVR.org – منتدى سلامة سد بحيرة إيزابيلا