基礎設施過去、現在和未來案例集/密西西比河船閘和水壩

此頁面是凱拉·伯德、埃裡克·約翰遜和加比·韋德建立的關於密西西比河船閘和水壩的案例研究。它是喬納森·吉福德在喬治梅森大學教授的 GOVT 490-003（政策與政府綜合研討會）/ CEIE 499-002（土木工程專業主題）課程的一部分。

摘要

密西西比河船閘和水壩系統是美國水道運輸的重要組成部分，它允許建立一個可控的航行通道。從明尼蘇達州到路易斯安那州，綿延約 2,300 英里的 29 個船閘和水壩，發揮著航行、防洪和水力發電等多種功能。

船閘，關於水道基礎設施，是一種結構，允許海上運輸輕鬆地在河流上航行，儘管水位不同。當需要一艘船或一艘船在水位更高的水道上航行時，它會進入一個封閉船舶的通道。然後，水會被新增到通道中或從通道中抽出，以使船舶上升或下降到所需的高度。

為了為水流提供屏障，承包商建造了一種被稱為水壩的水道結構。如前所述，路障可以幫助阻擋水流，創造一個一致的水位，改善水上船舶的航行。水壩可以用於多種功能，例如供水、儲水，並且可以用作防洪的一種形式。

船閘和水壩基礎設施在促進商業、保護下游社群免受洪水以及支援能源生產和休閒活動方面發揮著重要作用。

位置地圖

密西西比河上的船閘和水壩地圖

時間線

• 1869 年：美國陸軍工程兵團控制著密西西比河，稱為上游水壩，這是一系列 6 個控制河流流量的水壩。
• 1880 年：國會批准資金建造三個新的水壩。
• 1881-1912 年：上游水壩建成
  • 1881 年：明尼蘇達州伊塔斯卡縣的溫尼比格什湖。1884 年完工。
  • 1882 年：明尼蘇達州卡斯縣的利奇湖。1884 年完工。
  • 1882 年：明尼蘇達州伊塔斯卡縣的波克格瑪瀑布。1885 年完工。
  • 1884 年：明尼蘇達州克勞福德縣的松樹河水壩。1886 年完工
  • 1892 年：靠近明尼蘇達州麥格雷戈的桑迪湖水壩。1895 年完工
  • 1912 年：明尼蘇達州克勞福德縣的格爾湖水壩。1912 年完工
• 1930 年：根據《河流和港口法》，國會批准了 9 英尺航道的資金

主要行動者和機構

參與密西西比河船閘和水壩的開發和維護的主要行動者和機構包括

美國陸軍工程兵團

美國陸軍工程兵團 (USACE) 是國防部 (DOD) 下的一個聯邦機構。USACE 於 1802 年成立為常設分支機構，後來成為直接監督環境保護和恢復的機構。他們的主要職責是監督密西西比河的 25 個船閘和水壩的建設和維護。1899 年頒佈的《河流和港口法》授權了這種權力，該法將責任賦予 USACE，要求他們在改造或開發過程中保護密西西比河基礎設施。

密西西比河委員會 (MRC)

編輯原始碼]

密西西比河委員會成立於 1879 年，是美國陸軍工程兵團的一個聯邦機構和部門。 該部門擔任分析師職位，直接分析密西西比河水道內的管理和水資源。他們作為 USACE、國會和軍方的顧問，根據他們對流域的持續分析報告必須進行的潛在修改。MRC 負責推進密西西比河和支流專案，該專案是在 1927 年密西西比河特大洪水後獲得授權的，該洪水是當時最具破壞性的洪水。為了應對前所未有的洪水風險，建立了一個公共工程體系，以減少洪水風險並提供更有效的航行。

MR&T 專案有四個主要的基礎設施發展：

- 堤壩和水壩

- 支流流域改善

- 航道改造

- 洩洪道。

航運業和利益相關者

航運業是密西西比河船閘和水壩的關鍵行動者，因為他們在水道中擁有巨大的財務利益和利益。密西西比河水道是貨物高效運輸的重要來源。美國水道運營商 (AWO) 成立於 1944 年，是美國承運商和出口商的主要倡導協會。水路運輸在美國商業的建立中發揮著重要作用，為經濟貢獻了約 1000 億美元。

環境機構和非政府組織

環境機構（如環境保護署）在確保密西西比河基礎設施的開發和暫停符合環境法規和原則方面發揮著關鍵作用。EPA 直接與國會合作，並報告密西西比河水道恢復情況，同時為恢復戰略和方案的制定做出貢獻。專門關注環境保護的非政府組織 (NGO) 也會倡導和評估水道專案，以確保參與該任務的人員遵守環境標準。

資金和融資

密西西比河船閘和水壩的維護和運營資金主要由美國聯邦政府支付。這些重要的基礎設施組成部分由美國陸軍工程兵團管轄，該兵團負責監督它們的維護和功能。這些船閘和水壩的建設、持續維護和日常運營所需的財務資源來自聯邦預算。

美國陸軍工程兵團負責管理和維護密西西比河沿岸的船閘和水壩，以促進航運、防洪和其他相關目的。 執行這些任務所需的資金透過聯邦撥款分配，其中包括老化基礎設施的維修和更換、疏浚活動和總體維護工作等費用。

除了聯邦撥款外，部分資金也可能來自使用者費用，包括對利用船閘和水壩的商業航運實體徵收的費用。這些費用雖然是彌補部分相關維護和運營支出的資金來源，但通常不足以覆蓋這些工作的全部成本。值得注意的是，密西西比河沿岸的商業運輸在該資金方案中發揮著較小的但實質性的作用，為內河水路系統的財務方面做出了貢獻。

根據美國農業部 (USDA) 提供的資訊，河道航運的收費標準採用“百分比關稅制度”。美國內河水路系統透過設定航運流量的費率來調節該系統。這種調節關稅的制度源於“散裝穀物和穀物產品貨物運價表第 7 號”，該運價表由水路貨物運輸局 (WFB) 制定。在一次引人入勝的歷史發展中，這種關稅制度的相關性在 1976 年發生了轉變。在那個關鍵時刻，美國司法部和 ICC 之間的一項協議使運價表第 7 號失效。雖然 WFB 已經不存在，ICC 也已轉變為陸路運輸委員會 (現在由美國交通部管理)，但駁船行業仍然將這些關稅作為費率單位的參考點。為了確定今天的駁船運費，美國農業部規定，1976 年基準運價每噸的百分比將作為基礎單位。^[3] 這種制度仍然是美國內河水路系統財務結構中不可或缺的一部分，與整體資金框架相關。

聯邦政府在為密西西比河船閘和水壩的建設、維護和運營提供資金方面發揮著至關重要的作用，確保其持續執行，以滿足航運、防洪和其他相關目的。

制度安排

法律和監管框架

密西西比河船閘和水壩的維護受一系列聯邦法律和法規的約束，這些法律和法規確保其持續繁榮和保護。例如，1899 年的河流和港口法是美國最古老的環境法。它專門針對美國水路，規定將垃圾排放到通航水道中是違法的。

美國陸軍工程兵團負責執行的水資源開發法和內河水道收入法，共同使用。WRDA 授權對有利於水路基礎設施發展專案的進行研究和建設。IWRA 的建立是為了為國家水路的開發和改善提供資金和資金。這些法律概述了基礎設施建設、運營和維護的法律依據，並確立了各機構的角色和責任。

案例敘述

第一個船閘和水壩

1907 年，第一座船閘和水壩被新增到密西西比河，位於米克島（最初稱為船閘和水壩 2 號）。它的主要目的是為了方便從聖保羅到明尼阿波利斯的航行。您今天仍然可以參觀位於“米克島船閘和水壩歷史公園”的這座船閘和水壩，它象徵著聖保羅與明尼阿波利斯的經濟競爭。

9 英尺水道專案

20 世紀初：早在 19 世紀後期，人們就認識到密西西比河需要一條更深、更可靠的水道。然而，直到 20 世紀初，人們才開始認真討論和規劃一項將河道深度挖深至 9 英尺的專案。

1920 年代：美國陸軍工程兵團積極參與了該專案的規劃和執行。進行了詳細的勘測和工程研究，以確定該專案的可行性和潛在的經濟效益。

1930 年代：9 英尺水道專案在大蕭條時期獲得了動力，因為它可以刺激經濟活動和創造就業機會。該專案的建設工作開始於河流的各個河段。

二戰時期：該專案的進展在二戰期間暫時中斷，因為資源被轉移用於支援戰爭努力。

二戰後：戰爭結束後，該專案恢復，大量資源被分配給其完成。疏浚、船閘和水壩的建設以及其他基礎設施改善工作繼續進行。

1950 年代 - 1960 年代：該專案在 1950 年代伊利諾伊州奧爾頓完成船閘和水壩 26 號時達到了一個重要的里程碑。該船閘和水壩系統透過調節水流，幫助保持了所需的 9 英尺水道深度。

1970 年代 - 1980 年代：該專案繼續進展，沿著密西西比河進行了進一步的改進和維護工作，以保持河道所需的深度。環境因素和保護工作在這段時期也變得越來越重要。

1990 年代至今：9 英尺水道專案是一項持續進行的工作。美國陸軍工程兵團和其他機構繼續疏浚和維護水道，維修和升級船閘和水壩，並解決環境問題，例如棲息地保護和水質。

21 世紀：該專案已發展為包含現代航海技術和環境可持續性實踐。它在支援密西西比河流域的商業、運輸和農業方面發揮著至關重要的作用。

專案的現代狀態

密西西比河在美國的貿易和商業中繼續扮演著至關重要的角色。作為一條主要的交通動脈，它促進著各種商品的運輸，包括農產品、石油、化工產品和製造商品。這條河流擁有一個重要的港口網路，在新奧爾良、巴吞魯日、聖路易斯和孟菲斯等城市設有重要的中心，作為國內外貿易的關鍵節點。值得注意的是，駁船運輸仍然是運輸散裝商品的一種經濟高效且高效的方式，河流的基礎設施，主要是船閘和水壩，在支援這個貿易網路方面發揮著至關重要的作用。

多年來，人們為密西西比河的基礎設施進行了大量改進和持續維護工作。持續的維護工作對於確保持續的可航行深度和調節水流至關重要，提高了航運和運輸的安全性，提高了效率。現代航海技術也已無縫整合到河流的運營中，進一步加強了其在促進商業方面的作用。此外，人們越來越重視環境因素，實施了各種旨在保護棲息地、改善水質和實施可持續河流管理實踐的舉措。

重要的是要認識到，密西西比河沿岸的貿易和商業狀況受到動態因素的影響，包括經濟波動、不斷發展的基礎設施以及不斷變化的市場動態。為了獲得有關河流現代貿易活動和基礎設施的最新資訊，建議參考最近的報告和政府資料，以全面準確地瞭解這條重要水道的現狀。

政策問題

在修建源頭大壩時，美國政府遇到了問題，因為許多水庫都位於土著土地上。政府為其土地向 Ojibwe 族提供了 15,466.90 美元的賠償，但被拒絕。政府和 Ojibwe 族從 1881 年談判到 1886 年，歷時 5 年才達成協議。到 1886 年，該地區的大多數部落都搬到了明尼蘇達州的一個保留地，並承諾為他們提供資金以改善土地。

9 英尺水道上游西北方向的檢視

1928 年，國會通過了《防洪法》，要求密西西比河委員會制定一項計劃來解決密西西比河沿線的洪水問題。該法案包括加強現有堤壩和在路易斯安那州建造一個新的洩洪道的計劃。大約在那個時候，也有一些關於是否應該將密西西比河加深到 6 英尺或 9 英尺的爭論，以便進行更多水路貿易，增加河上游和下游的航行，這將為經濟帶來更多資金。為了確定哪一個更可行，國會要求陸軍工程兵團完成對 9 英尺航道的可行性研究。

總工程師查爾斯·霍爾反對 9 英尺航道，理由是它會造成毀滅性的環境影響，而且沒有經濟效益。公眾和政府官員對霍爾的報告不滿意，他們認為霍爾的職責是工程，而不是環境。 由於他的報告沒有得到太多公眾支援，霍爾決定進行另一項調查，以更詳細地確定航道的成本。然而，霍爾在他最終報告發布之前就被從他的調查小組中除名了。

霍爾並不是唯一反對 9 英尺航道的總工程師。接下來的幾位總工程師也反對 9 英尺航道，然而，到第二份調查釋出時，它有利於 9 英尺航道的建設。政府繼續任命總工程師，直到他們找到一個支援該航道的人。1928 年，布朗少將被任命為總工程師。他支援該航道，但在進行更多調查工作之前，他不同意立即建設。這導致航道支持者轉向胡佛總統尋求支援，然而，他也想推遲航道建設，直到國家處於更穩定的經濟地位，因為當時國家正處於大蕭條時期。

儘管遇到了很多挫折，支持者們還是繼續為這個專案的資金而鬥爭。眾議院在 1930 年通過了《河港法》，該法案沒有為 9 英尺航道提供資金。因此，支持者們轉向他們的參議員，要求在該法案中增加一項修正案，為該專案提供資金。到 1930 年 6 月，該修正案被新增，該專案正式獲得批准。

展望密西西比河船閘和水壩在現在和未來面臨的問題，維護和資金是最大的擔憂。水壩的典型壽命為 50 年，因此 1930 年代建造的許多水壩正在迅速惡化。由於許多水壩都很老，多年來它們已經侵蝕了很多。然而，它們很危險，並且失敗率越來越高。環保組織擔心美國陸軍工程兵團沒有認真對待這些風險，並且有財務激勵措施來做最低限度的工作。

主要教訓/要點

密西西比河上的船閘和水壩就是一個例子，說明了工程師如何被置於對公眾最有利的行動和不顧結果完成分配給他們的工作的中間地帶。雖然船閘和水壩對今天的貿易和經濟至關重要，但總工程師在 1930 年代產生的環境影響在今天仍然具有相關性。

由於許多水壩需要增加維護，美國陸軍工程兵團有機會重新評估在規劃 9 英尺航道時出現的一些相同問題。  環保人士希望美國陸軍工程兵團在確定水壩的未來時，將公眾參與、環境影響、安全和穩定以及未來基礎設施影響納入考慮。

討論問題

1. 透過拆除水壩，是否可以切實地實現將土地恢復給土著社群的目標？
2. 將水壩私有化作為一種產生更多資金的手段，特別是在河流運輸方面，可能有哪些潛在影響？
3. 拆除特定船閘和水壩可以預見哪些經濟影響？
4. 氣候變化如何影響水位波動？
5. 可以實施哪些策略來促進主要河流航道用於一般用途的商業擴充套件，包括小船閘和大船閘以及成本效益等方面的考慮？