南本德市从一个偏远的毛皮贸易前哨发展成为一个繁荣的城市,拥有创新产业和世界一流的学院和大学,这可以追溯到它在圣约瑟夫河沿岸的战略位置。
这条206英里长的水路形成于最后一个冰河时代的末期,向西流经密歇根州南部和印第安纳州北部,是前工业时代一条重要的独木舟路线,连接着密歇根湖和密西西比河流域。
它也是土著和非土著人民食物和原材料的重要来源,其洪水有助于丰富周围的土壤,并有助于玉米,豆类和南瓜的丰富作物。
后来,随着混凝土和木材的摇篮坝和两条跑道的建设,它帮助推动了早期的工业,包括玻璃和纺织制造业,促进了向工业经济的过渡,并为未来的增长奠定了基础。
这种情况一直持续到20世纪,当时这条河被用来生产用于制造业的水力发电,后来又为位于今天的商业中心的燃煤发电厂提供冷却水,商业中心是一座为印第安纳和密歇根电力公司(印第安纳密歇根电力公司的前身)建造的Beaux艺术风格的建筑,于1911年完工。
但是,随着工业为了寻找更便宜、更丰富的土地而离开这条河,人们对水路作为一种经济资产(更不用说一种环境资源)的关注逐渐消退,带来了毁灭性的后果。
在最低点,该地区最具代表性的特征,也是它的名字和名声的来源,只不过是一个开放的下水道,将人类和工业废物输送到下游的密歇根湖。
这种情况一直持续到20世纪70年代,当时,在环保运动和大量用于经济和社区发展的联邦资金(即所谓的“城市更新”)的推动下,人们重新认识到这条河是一项重要的经济资产,值得在重新焕发活力的市中心占据突出位置。
随着时间的推移,东西跑道被重新开发,前者作为激流漂流路线,后者作为城市新会议中心的水景。大坝成为了复兴河滨的焦点,有公园、小路和公共艺术,包括河光,一个互动的灯光雕塑。
尽管如此,利用河流作为能源——至少在市中心和现有的基础设施下——仍然是过去的事情。
直到现在。
治理河流
最近,圣母大学与南本德市合作,在塞茨公园(Seitz Park)沿河修建了一座新的水力发电设施。塞茨公园靠近东跑道口,位于前工业的阴影下,包括该地区为数不多的幸存的工厂结构之一,前斯蒂芬森内衣厂。印第安纳密歇根电力公司在与圣母大学的合作中也发挥了关键作用,这条联合输电线路将两个基础设施项目整合在一起,以提高效率,并沿着圣母大学最初设想的市中心路线将水力发电设施的电力带回校园。
“今天,随着该设施的建设,我们向可持续发展目标又迈进了一步。我们感谢南本德市和我们所有的合作伙伴,他们帮助我们利用圣约瑟夫河的力量,为圣母院带来清洁、可再生的能源。”牧师。约翰·詹金斯,c.s.c
在2019年该设施的奠基仪式上,圣母大学校长约翰·i·詹金斯牧师(c.s.c.)在倾斜的l型大坝上发言,将该项目描述为该大学正在向可持续发展迈进的又一步。
詹金斯神父说:“2015年,在教皇弗朗西斯的《赞美你》通谕的启发和指导下,巴黎圣母院重申了我们减少大学碳排放的承诺,并与他人一起成为我们共同家园地球的更好管家。”“今天,随着该设施的建设,我们向可持续发展目标又迈进了一步。我们感谢南本德市和所有帮助我们利用圣约瑟夫河的力量为巴黎圣母院带来清洁、可再生能源的合作伙伴。”
时任南本德市市长的现任美国交通部长皮特·布蒂吉格(Pete Buttigieg)表示:“这个项目体现了城市的一些优先事项,包括我们对可持续发展的承诺,我们对南本德公园和步道系统的持续改进,以及我们与圣母大学的紧密合作。”这是对东岸复兴的又一次推动,并有助于标志圣约瑟夫河成为市中心的重要资产。”

这个2.5兆瓦的设施位于塞茨公园下方的河流东侧,利用河流的电力,预计将为校园生产约7%的电力,每年抵消约9700吨二氧化碳排放。
对于巴黎圣母院来说,这是旨在全校范围内减少碳排放的一系列投资中的最新一项,这与该大学的天主教使命和价值观以及教皇的通谕相一致,教皇的通谕呼吁“迅速和统一的全球行动”,为了“我们共同的家园”的利益,减缓或阻止全球气温上升。

仅在过去的几年里,圣母大学就在其能源结构中增加了太阳能和地热供暖和制冷,从煤炭转向燃烧更清洁的天然气作为校园的主要燃料来源,启动了一项食物能源计划,并与当地合作伙伴合作减少食物浪费,并支持南本德地区儿童和成人的食物计划。
2021-22年圣母大学论坛的主题是“关爱我们共同的家园:向可持续未来的过渡”,主题以气候变化为中心。詹金斯神父在论坛开幕式上发表讲话时,概述了该大学未来更加雄心勃勃的气候目标。
詹金斯神父在介绍美国全国广播公司新闻记者、圣母大学校友安妮·汤普森和美国参议员克里斯·库恩斯时表示:“到2030年,更多地使用地热、大规模太阳能电池、水力发电、再生能源、节能和其他新兴技术和燃料,有望使我们的二氧化碳排放量减少65%,并在20年后实现零净中性碳排放。”

这与全球在能源价格不断上涨、人们越来越认识到气候变化对人类健康和环境的影响(从海平面上升和更强烈的热浪到更多的洪水以及更差和更不可靠的空气和水质)之际推动气候行动相一致。
詹金斯神父最近说:“这个设施是与南本德市和其他社区合作伙伴密切合作开发的,由圣约瑟夫河供电,是巴黎圣母院对可持续发展的持续承诺的又一个例子——具体来说,是培育清洁、可再生能源的新创新来源。”“作为巴黎圣母院不断增长的绿色能源项目组合中的最新项目,它每年将抵消近9700吨吸热二氧化碳,帮助我们实现到2050年实现碳中和校园的最终目标。”
一个复杂的项目
尽管如此,实现这一目标的过程仍很漫长,充满了意想不到的障碍,以及无法预见的规划和后勤延误。
恢复大坝作为水力发电来源的原始用途的想法至少可以追溯到1980年,当时南本德向联邦能源管理九博体育(亚洲版)在线官网申请并获得了在塞茨公园开发和运营水力发电设施的豁免许可证。该计划是为附近的霍华德公园供电或补充电网。但全球能源价格低迷,加上印第安纳州对绿色能源项目不利的监管环境,最终注定了该项目的失败。
“我们非常有兴趣在这座城市看到水力发电,因为它是一种清洁的能源,可以减少社区的碳足迹,”该市公共工程主管、圣母大学毕业生埃里克·霍瓦特(Eric Horvath)说,但“在经济上不可行。”

由于缺乏使用,该市有可能失去许可证豁免,2016年,该市将其转让给了巴黎圣母院。
并非巧合的是,大学最近通过了一项新的可持续发展战略,概述了在六个不同领域的“持续行动和愿望”:能源和排放、水、建筑和建筑、废物、采购、许可和食品采购、教育、九博体育研究和社区外展。
该市授予该大学50年的租约,以开发和运营塞茨公园的水电项目。作为交换,大学同意捐赠100万美元用于公园的修复,作为全市公园综合计划的一部分,该公园已经到期升级。大学还帮助重建了公园的海堤。它设计的设施是为了适应公园的俯瞰。
作为原始许可豁免的一部分,要求保留现有资产的优先用水权,协议保留了东部和西部水道以及瀑布(水坝)的水流。它还保护了塞茨公园鱼梯的水流,这对鲑鱼和鳟鱼从密歇根湖下游和上游流向米沙瓦卡的博丁州立鱼孵化场至关重要。
接下来是规划和设计设施的复杂任务,涉及地方、州和联邦各级的许多利益相关者和监管机构。一个由设计专业人员、承包商、供应商以及附近业主组成的团队协同工作,他们的合作不仅是进入场地的必要条件,也是将输电线向北输送到校园的必要条件。
“我们必须与联邦能源管理九博体育(亚洲版)在线官网、印第安纳州环境管理部、印第安纳州自然资源部、美国鱼类和野生动物部门、陆军工程兵团、城市和邻居们打交道。我的意思是,这个名单还在继续,”圣母院负责公用事业和维护的助理副总裁保罗·肯普夫(Paul Kempf)说,他帮助指导了这个项目从想法到完成的过程。
早些时候,Kempf和一组同事前往奥地利与福伊特水电公司会面,该公司是涡轮机供应商,其创新的StreamDiver设计被认为是最适合该项目的。根据场地的特点,包括河流的流量和大坝的高度,我们的顾问团队KFI工程师和Lawson-Fisher Associates设计了一个10个涡轮机系统,能够产生高达2.5兆瓦的电力,足以为1750到2500个家庭供电。
该项目的工作于2019年8月开始,经过多次延误,持续了近三年。
“一次伟大的合作”
首先,工作人员在整个工作区域周围铺上了纱布,包括在计划设施的入口和出口的河流中。随后又进行了降水,以便在地表以下20至40多英尺的地方进行挖掘,以容纳大型隧道,这些隧道需要将河水引水到发电厂,同时还要建造一座大坝来支撑新的涡轮机,在这个过程中,挖掘出了砖块和其他碎片——这些碎片是几十年来沿着河岸开发的。



“如果你看一下旧的平面地图,你会发现这整个地区,河的两边,到处都是这些小工业,”肯普夫去年9月在工地周围走动时说,工人们正在吊装材料,并在下面的洞穴坑里放置钢筋。“然后20或30年过去了,你看另一张地图,上面是一群不同的人。所以它被拆除,重建,拆除,重建。在那些日子里,当他们完成一座建筑时,他们只是把它塞进一个洞里,然后把它埋了。所以我们暴露了很多碎片。”
施工涉及6700立方码的浇筑和预制混凝土,包括一系列25000磅的箱形涵洞,宽16英尺,高14英尺。光是地基就需要6英尺高的混凝土,包括一块2英尺高的泥板,以防止水和湿气破坏地基。工厂里有110万磅的钢铁。



工程已完成,设施已于五月启用。从那时起,它就一直为校园提供清洁、可再生、可靠的电力。
肯普夫在6月初说:“根据河水水位,10台涡轮机中有7台已经运行了大约一个星期。”“而且它是持续的,”他说,不像风能或太阳能,它们取决于天气和一天中的时间。“它日夜不停地跑。”
“这是一次伟大的合作,”该市公共工程主管霍瓦特说。“双方都将从中受益。”
作为一所天主教机构,大学在道义上有义务不计代价地照顾地球,这既是出于对上帝创造的尊重,也是出于对人类健康和环境的关注。
肯普夫说,从纯粹的财务角度来看,该大学预计该项目将获得30年的回报。他承认,对于这种规模的项目来说,这是很长的时间。但它仍然比水电项目的平均寿命短。内华达州的胡佛水坝自1936年以来一直在发电。位于米沙瓦卡(Mishawaka)的Twin Branch大坝距离校园约9英里,100多年来一直在将水转化为电能。
霍瓦特说:“巴黎圣母院可能是镇上唯一一个有能力实现这一目标的机构,因为它需要大量的前期投资,再加上从设施到大学的主要输电线的大量投资。”
但肯普夫说,这不仅仅是钱和美分的问题。作为一所天主教机构,大学在道义上有义务不计代价地照顾地球,这既是出于对上帝创造的尊重,也是出于对人类健康和环境的关注。
肯普夫说:“我们是在做长远打算。
根据国家水电协会的说法,该设施在印第安纳州的水力发电厂中是独一无二的,因为它是该州唯一的小型发电厂(不到30兆瓦)。它也是该州唯一一个不属于公用事业公司所有的水电设施。
从这个意义上说,“这显示了(大学方面)尽我们所能减少碳排放的巨大承诺,”肯普夫说。
造福子孙后代
该设施整齐地隐藏在塞茨公园的地下,由10台涡轮机组成,每台涡轮机都有一台250千瓦的发电机和一个螺旋桨式转轮,在五个轴上堆叠两英尺高。从取水隧道流出的水带动转轮,启动发电机,将清洁的可再生能源从河的东岸输送到校园。然后,水就会在大坝下方的某个地方回流到河中。
从操作的角度来看,该设施非常不受干涉。当水流入取水隧道时,它会通过筛网或垃圾架过滤,以清除树枝和其他大型碎片。在更远的地方,第二个架子会清除细小的碎片,比如树叶。一只大手臂不时地扫着屏幕,以保持清洁。从那里,一个自动化系统控制流向发电站的水流,并根据全年的水位涨落来启动或关闭涡轮机。涡轮机使用水进行冷却和润滑,避免使用油。一条旁路隧道允许任性的鱼在避开涡轮机的同时安全地向上或向下游移动。
如果维护成为一个问题,涡轮机可以通过铁路系统拆卸和修理或更换,而不需要使工厂脱水。

肯普夫说:“它真的是自动运行的,完全靠自己。”“这是我们真的不需要触及的东西。”
该设施还在进水口隧道的墙壁上设计了一个开口,位于垃圾架的下游,以补充清洁(见:无碎片)的水流到鱼梯,这往往会堵塞上游。
这样做是为了帮助DNR,他们过去花费了大量的时间和资源来保持鱼梯的水流平稳流动。
肯普夫说:“以前的设置方式是,进入鱼梯的水流来自上游更远的地方,所有从河里出来的碎片都会堵塞它。”“所以我们说,‘好吧,我们会把你的吸引力流放在我们的屏幕后面,这样它就不会堵塞它,你也不必一直来这里清洁它。’”
肯普夫说,时间会证明一切,但该设施也可能有助于减少湍流,改善下游的水质,假设流出物对大坝起到稳定作用,大坝的搅动水扰乱了河床,由于倾斜的西端将水推到了东岸和码头上。到目前为止,水力发电的运行似乎抵消了这一流量,并从根本上使河流的流量恢复正常。
肯普夫说,除此之外,该大学希望将该设施用于教育和九博体育研究。他说,工程专业的学生,以及一些蒙台梭利和家庭学校的学生,已经在施工期间参观了现场。展望未来,他认为生物学专业的学生有机会与DNR合作,在那里进行鱼类九博体育研究。他还看到了制作教育标牌的机会,这些标牌追溯了从19世纪40年代大坝完工、工业迁入到今天的历史,并提供了有关当前设施及其作为巴黎圣母院清洁可再生能源来源的信息。

“每当我们与圣母大学合作一个项目时,我们都知道它会做得很好;巴黎圣母院从不偷工减料。所以在这方面,这是一个很好的合作伙伴关系,将有利于城市和巴黎圣母院的后代。——亚伦·佩里
与此同时,该市已经在忙着为新的塞茨公园做准备。计划要求增加一个入口,一个新的表演区域,改善East Race桥和长廊,以及一个带有浴室和销售空间的新公共建筑-场馆公园和艺术执行董事Aaron Perri将其描述为整个城市最受欢迎的公园的关键更新。
“我们认为这是一个为期一年的建设项目,”佩里说。“所以到明年夏天,也就是1923年的夏天,我们应该会为塞茨公园剪彩。”
拥有巴黎圣母院两个学位的佩里说,在水力设施周围设计公园是一个挑战。但它给了这座城市一个机会,让他们对这个项目“考虑得更大一些”。
他说,首先,它为这个项目提供了一张白纸,并提供了100万美元的启动预算。它还扩大了公园的占地面积,而没有给城市带来任何成本。这里只有4.2英亩,每平方英尺都很重要。
“这是一个具有挑战性的项目。这是一个复杂的网站,有一系列复杂的考虑,”佩里说。“但每当我们与圣母大学合作一个项目时,我们都知道它会做得很好;巴黎圣母院从不偷工减料。因此,从这个角度来看,这是一个非常好的合作伙伴关系,它将使这座城市和巴黎圣母院的后代都受益。”