Tuyến dẫn nước Los Angeles đã tạo ra điện như thế nào?

Đầu thế kỷ 20, Los Angeles thiếu nước đến mức một số vòi cứu hỏa không đủ áp lực bảo vệ nhà cửa và cơ sở kinh doanh. Nước trong các bể chứa đôi khi có vị khó chịu vì tảo nở hoa. Thành phố tìm lời giải ở Owens Valley, một thung lũng cách hơn 200 dặm về phía bắc, rồi đưa nước vượt núi, hẻm vực và sa mạc bằng một tuyến dẫn chủ yếu dựa vào trọng lực. [1]

Điều ít được nhớ đến là công trình này còn tạo ra điện. Khi nước từ vùng cao chảy xuống, chênh lệch độ cao có thể làm quay turbine. Điện trước hết giúp xây tuyến dẫn, sau đó hỗ trợ Los Angeles mở rộng. Cùng lúc, việc chuyển nước làm hồ Owens khô cạn và gây tổn thất lâu dài cho cộng đồng ở thung lũng. [1]

Vì sao thành phố phải lấy nước ở xa?

Los Angeles khi ấy có khoảng 100.000 dân và nằm trong một vùng khô hạn. Phía tây là Thái Bình Dương, nhưng nước biển không thể trở thành nguồn cấp nước sinh hoạt theo cách thành phố cần. Những khu vực phía bắc, nam và đông lại chủ yếu là sa mạc. Trong ba năm liên tiếp, lượng mưa chỉ đạt khoảng nửa inch mỗi tháng, thấp hơn cả mức vốn đã ít của khu vực. Đến năm 1904, dân số tăng gấp đôi, khiến các nguồn nước sẵn có càng chịu sức ép. [1]

William Mulholland, người đứng đầu cơ quan nước của thành phố, đã hạn chế mức sử dụng và lắp đồng hồ đo để giảm lãng phí. Những biện pháp này giúp phân phối phần nước đang có, nhưng không thể tạo ra nguồn cung ổn định. Bài toán vì thế chuyển thành một câu hỏi lớn hơn: lưu vực nào có đủ nước, và làm sao đưa nước từ đó về một đô thị nằm cách xa hàng trăm dặm? [1]

Owens Valley được chú ý vì tuyết trên dãy Sierra Nevada tan chảy xuống sườn phía đông, bổ sung cho sông Owens và hồ Owens. Mulholland cùng cựu thị trưởng Fred Eaton tìm cách giành quyền kiểm soát gần như toàn bộ đất nông nghiệp cần thiết trong thung lũng. Việc mua quyền sử dụng đất gắn với che giấu và thủ thuật gây tranh cãi. Vì vậy, xung đột giữa Los Angeles và cư dân Owens Valley bắt đầu từ cách dự án được chuẩn bị, trước cả khi nước chảy về phía nam. [1]

Tuyến dẫn đã vượt địa hình bằng cách nào?

Los Angeles Aqueduct nguyên thủy dài 233 dặm, khoảng 375 km, và có 142 đường hầm. Những con số này cho thấy đây không phải một con kênh đơn giản nối hai điểm. Tuyến đường phải xuyên núi, băng qua hẻm vực và đi qua những vùng sa mạc xa khu dân cư. Sau năm năm lao động nặng nhọc cùng nhiều cải tiến kỹ thuật, nước bắt đầu chảy trong tuyến dẫn vào năm 1913. [1]

Công trường còn cần một mạng lưới hậu cần riêng: thành phố xây khoảng 120 dặm đường sắt và 500 dặm đường bộ cùng đường mòn để đưa người, vật liệu và thiết bị đến nơi thi công. Một nhà máy xi măng được mở tại Monolith vì bê tông là vật liệu chủ yếu của dự án. Các đội 50 con la kéo những đoạn ống thép ghép bằng đinh tán. Chi tiết ấy cho thấy máy khoan, tàu điện và thiết bị cơ giới vẫn phải hoạt động cùng sức kéo động vật. [1]

Trọng lực giúp dòng nước đi từ vùng cao về Los Angeles thấp hơn, nhờ đó tuyến dẫn không phải bơm nước trên toàn bộ hành trình. Tuy nhiên, trọng lực chỉ tạo ra điều kiện vận hành; kỹ sư vẫn phải điều chỉnh hướng chảy và đưa nước qua nhiều dạng địa hình. Chính phần nước hạ độ cao này tạo ra thế năng có thể thu hồi bằng turbine, thay vì để năng lượng ấy mất đi. [1]

Điện đã giúp xây tuyến dẫn ra sao?

Los Angeles không chỉ thiếu nước mà còn thiếu nguồn năng lượng đáng tin cậy. Các mỏ than lớn gần thành phố nhất nằm cách hàng trăm dặm ở Utah và Arizona. Khi điện không ổn định, quá trình công nghiệp hóa bị cản trở. Ezra Scattergood, một kỹ sư điện tham gia phát triển hệ thống, nhận ra rằng tuyến dẫn có thể trở thành chuỗi vị trí phát điện nhờ dòng nước chảy xuống từ vùng cao. [1]

Hai nhà máy thủy điện đầu tuyến, Cottonwood và Division Creek, lần lượt hoạt động vào năm 1908 và 1909. Chúng dùng dòng chảy tự nhiên để cấp điện cho nhà máy xi măng, máy nạo vét kênh, tuyến tàu điện chở công nhân và thiết bị, cùng máy khoan và xẻng điện. Như vậy, nước không chỉ được chuẩn bị để đi đến thành phố; nó còn cung cấp năng lượng để xây con đường dẫn nước. [1]

Cơ chế có thể hình dung khá rõ: nước ở vị trí cao chứa thế năng. Khi chảy xuống qua hệ thống phù hợp, nó làm quay turbine nối với máy phát điện. Điều đáng chú ý nằm ở sự phối hợp giữa hai hạ tầng. Tuyến dẫn kiểm soát dòng nước và độ chênh cao; điện giúp vận hành thiết bị trong những nơi khó tiếp cận. Hai nhu cầu tưởng như tách biệt đã thúc đẩy cùng một công trình. [1]

Nguồn điện ấy thay đổi Los Angeles thế nào?

Sau khi tuyến dẫn hoàn thành, thành phố tiếp tục xây thêm các nhà máy để khai thác năng lượng của dòng nước. Power Plant 1 tại San Francisquito Canyon mở cửa năm 1917 và là nhà máy đầu tiên truyền điện về Los Angeles. Công suất 28 MW khi đó đủ đáp ứng nhu cầu của thành phố, thậm chí còn dư. Nguồn điện này giúp chính quyền giảm lệ thuộc vào các công ty điện tư nhân và củng cố một trong những hệ thống tiện ích công cộng lớn của Hoa Kỳ. [1]

Tác động của tuyến dẫn vì thế vượt khỏi chuyện cấp nước. Nước tạo điều kiện cho dân số và hoạt động đô thị phát triển; điện hỗ trợ chiếu sáng, giao thông và công nghiệp. Một công trình chạy qua vùng xa xôi đã trở thành nền tảng cho sức mạnh đô thị ở điểm cuối của nó. [1]

Vai trò của các nhà máy dọc tuyến nhỏ hơn nhiều trong hiện tại. Năm 2024, chúng chỉ đóng góp khoảng 2% cho lưới điện Los Angeles, nơi công suất cực đại vượt 8.000 MW và nhận năng lượng từ nhiều bang. Dù vậy, chúng gợi lại một cách tiếp cận đáng chú ý: nhiều nguồn phát nhỏ có thể bổ sung cho các cơ sở quy mô lớn, miễn là chúng tận dụng được năng lượng sẵn có trong hệ thống. [1]

Cái giá của dòng nước là gì?

Nước chuyển về Los Angeles cũng là nước không còn tiếp tục nuôi sông hồ và nông nghiệp Owens Valley như trước. Việc chuyển hướng sông Owens làm hồ Owens khô cạn, gây thiệt hại nặng cho nông nghiệp và làm cư dân địa phương mất quyền kiểm soát một tài nguyên thiết yếu. Thành công được ca ngợi ở thành phố đồng thời trở thành nguyên nhân của giận dữ và mất sinh kế trong thung lũng. [1]

Khi đáy hồ lộ ra, bụi từ đó trở thành vấn đề nghiêm trọng đối với chất lượng không khí. Các biện pháp kiểm soát của Sở Nước và Điện Los Angeles đã hạn chế phần lớn những trận bụi, nhưng chi phí xử lý từ năm 2000 đến năm 2024 đã lên tới 2,6 tỷ USD. Con số này cho thấy hậu quả môi trường không kết thúc khi công trường đóng cửa; nó chuyển thành nghĩa vụ quản lý kéo dài qua nhiều thế hệ. [1]

Los Angeles Aqueduct vì vậy mang hai di sản song song. Về kỹ thuật, nó cho thấy một dòng nước có thể vừa vận chuyển tài nguyên vừa tạo điện khi được tổ chức theo địa hình. Về xã hội, nó nhắc rằng hiệu quả của hạ tầng ở một nơi có thể chuyển chi phí sinh thái, kinh tế và chính trị sang nơi khác. Mỗi turbine tiếp tục quay không chỉ kể câu chuyện về năng lượng, mà còn về vùng đất đã phải nhường phần nước của mình. [1]