Плотина Спринг-Крик
Плотина Спринг-Крик | |
---|---|
![]() | |
Официальное название | Плотина мусора Спринг-Крик |
Расположение | Национальный лес Шаста-Тринити Округ Шаста, Калифорния |
Координаты | 40 ° 37'47 "с.ш. 122 ° 28'27" з.д. / 40,6298 ° с.ш. 122,4741 ° з.д. |
Строительство началось | 1961 год |
Дата открытия | 1963 год |
Оператор(ы) | Бюро мелиорации |
Плотина и водосбросы | |
Свалки | Спринг-Крик |
Высота | 196 футов (60 м) |
Длина | 1110 футов (340 м) |
Тип водосброса | Неконтролируемый перелив бетона |
Емкость водосброса | 5260 кубических футов в секунду (149 м 3 /с) |
водохранилище | |
Создает | Водохранилище Спринг-Крик |
Общая мощность | 5870 акров футов (7240 плотин 3 ) |
Зона водосбора | 16 квадратных миль (41 км ) 2 ) |
Электростанция | |
Турбины | мощностью 90 МВт 2 турбины Фрэнсиса |
Установленная мощность | 150 МВт 180 МВт (макс.) |
Геологическая служба США Информационная система географических названий: Плотина Спринг-Крик |
Spring Creek Debris Dam — земляная плотина на Спринг-Крик, притоке реки Сакраменто , в округе Шаста в американском штате Калифорния . Построенная в 1963 году плотина, обслуживаемая Бюро мелиорации США , служит в первую очередь для сбора кислых дренажных вод, вытекающих из шахты Айрон Маунтин . [ 1 ] Плотина образует водохранилище Спринг-Крик длиной менее 1 мили (1,6 км). Спринг-Крик и Саут-Форк-Спринг-Крик впадают в водохранилище с территории площадью 16 квадратных миль (41 км²). 2 ) водораздел. [ 2 ] Плотина находится прямо вверх по течению от города Кесвик, Калифорния , и водохранилища Кесвик. [ 3 ] Операция является частью отдела реки Тринити проекта Центральной долины . [ 1 ]
Основная цель плотины Спринг-Крик заключалась в сборе кислотных дренажных вод из старой шахты Айрон-Маунтин , которая сильно загрязняла Спринг-Крик и его притоки. Плотина была построена в ответ на эти загрязнители, которые загрязняли реку Сакраменто, основной источник воды для миллионов калифорнийцев. Хотя водораздел невелик по сравнению с водоразделом реки Сакраменто, этот поток является одним из самых загрязненных и кислых в мире. [ 4 ] [ 5 ]
Плотина и водохранилище, а также другие очистные сооружения, построенные на территории шахты и под ней, успешно снизили загрязнение Спринг-Крик в засушливую погоду почти на девяносто пять процентов. Однако проблемы по-прежнему возникают в основном в виде крупных неконтролируемых разливов из водохранилища. В 1990-х годах возникли некоторые опасения по поводу структурной целостности и безопасности плотины, как физической, так и биологической. Время от времени происходили аварийные сбросы из озера Шаста , часто достигающие тысяч акров футов воды, чтобы разбавить крупные разливы кислоты из дренажной системы Спринг-Крик. [ 5 ]
История
[ редактировать ]Горное дело
[ редактировать ]
Рудник Айрон Маунтин, самый продуктивный медный рудник в Калифорнии, по крайней мере, в один момент своей истории, [ 5 ] работал вдоль берегов двух притоков Спринг-Крик, выше по течению от нынешнего участка плотины, с 1879 по 1960-е годы. Шахта добывала железную руду , серебро , золото , сульфидную руду меди и пирит из скальной породы, датируемой примерно 780 000 лет назад. Потенциал наличия на этом месте рудника был обнаружен в 1860 году, когда двое мужчин, геодезист Уильям Маги и поселенец Чарльз Камден, обнаружили обширное месторождение железной руды вдоль одного из притоков Спринг-Крик. В 1879 году на этом месте также было обнаружено серебро, и была начата добыча. В 1894 году право собственности было передано лондонской компании Mountain Mines Ltd.. В самом конце XIX века компания Iron Mountain Mine взяла на себя вину за несколько случаев гибели рыбы в реке Сакраменто . Тем не менее горнодобывающая деятельность продолжалась, и к 1928 году на этом месте добывалось 600 тонн руды в день. [ 4 ]
Все еще продолжающаяся проблема стоков из шахты Айрон Маунтин однажды была описана так:
...[кислотный дренаж шахт] наиболее ярко иллюстрируется проблемами на шахте Айрон Маунтин в Калифорнии.
...выброс этих отходов привел к фактическому уничтожению водной флоры и фауны во многих ручьях, окружающих рудник Айрон Маунтин.
...продолжается работа над, возможно, самой крупной и сложной проблемой дренажа кислотных шахт в Соединенных Штатах. [ 6 ]
-П. Аарне Весилинд. Контроль загрязнения окружающей среды , 2005 г.
События, побудившие к строительству
[ редактировать ]Строительство плотины Шаста и ее нижнего залива (регулирующей плотину ниже по течению) плотины Кесвик в 1943 и 1950 годах соответственно серьезно ухудшило способность реки Сакраменто смывать загрязняющие вещества из шахты. Кислотные шахтные дренажи беспрепятственно стекали вниз по Спринг-Крик прямо в водохранилище Кесвик, оставляя загрязненные осадки и придавая части воды ржаво-красный оттенок. Раньше вода стекала по ручью в реку и стекала в Тихий океан . Однако скопление воды чрезвычайно затрудняло удаление загрязняющих веществ. С 1955 по 1962 год открытая добыча полезных ископаемых на этом месте началась . На пике своего развития шахта сбрасывала 5 тонн железа , 650 фунтов (290 кг) меди и 1800 фунтов (820 кг) цинка в день. в ручей [ 5 ] К тому времени вода, стекающая по дренажу, была настолько загрязнена, что потребовалось строительство удерживающей плотины Спринг-Крик.

Строительство плотины Спринг-Крик было начато в 1961 году, когда контракт получила компания Gibbons and Reed. официально освятило плотину. Работы по очистке начались в июле того же года, а 12 сентября 1961 года Бюро мелиорации Строительство плотины началось 20 октября 1961 года с устройства насыпи плотины, которая, по крайней мере, частично состоит из кислых отложений, вынутых из Спринг-Крик. [ 7 ] Каменная наброска была уложена на верхнюю часть плотины начиная с 9 ноября того же года. В 1962 году серия забастовок затронула общины Центральной долины, а также повлияла на строительство плотины, которое было временно остановлено 3 мая того же года. После возобновления работ 26 июня проницаемый материал для ядра плотины вскоре закончился, поэтому для завершения строительства ядра плотины был использован непроницаемый материал. [ 8 ]
В конце концов, рудник Айрон Маунтин закрылся, но загрязнение продолжалось и продолжается до сих пор, и в 1983 году рудник Айрон Маунтин был внесен в список национальных приоритетов . [ 4 ] Шахта Айрон Маунтин известна тем, что в ней содержится самое кислое природное содержание воды на Земле: при испытаниях в начале 1990-х годов образцы имели значение pH до -3,6 , что примерно в 100 раз превышает кислотность аккумуляторной кислоты . [ 9 ] [ 10 ] Однако это значение pH встречается только внутри и рядом с шахтой, поскольку средний pH воды, поступающей в водохранилище Спринг-Крик, составляет 4,12. [ 11 ]
Расширение хранилища
[ редактировать ]
Плотина Спринг-Крик позже была признана «недостаточной» для водораздела Спринг-Крик, поскольку большие потоки как естественного дренажа, так и кислых шахтных дренажей вызывали частые неконтролируемые разливы на плотине. Разливы содержат много летучих компонентов в кислых шахтных дренажах, в том числе самой кислой природной (т.е. не лабораторной) воды на Земле. Было рассмотрено несколько вариантов решения этой проблемы: [ 12 ]
- Увеличить плотину Спринг-Крик, чтобы создать водохранилище в три раза больше первоначального размера. Этот план рассматривался, но так и не был реализован, поскольку его стоимость оценивалась в 75 миллионов долларов США .
- Частичное перекрытие (перекрытие) участка: Рудное тело в Айрон-Маунтин было установлено неглубоким, поэтому был рассмотрен этот вариант. Однако повторяющееся частое появление трещин в горе сделало это неэффективным, поэтому оно так и не было реализовано.
- Строительство плотин вверх по течению: это предложение предусматривало строительство нескольких плотин вверх по течению, которые «сократят водораздел на 40 процентов», включая плотину на Сликрок-Крик, ответвлении Спринг-Крик. Этот план был реализован, устранив необходимость в расширении плотины.
- Удаление пустой породы: Порода, добытая из шахты, была удалена из отвалов хвостохранилища и захоронена в уплотненной ячейке. В Боулдер-Крик, еще одном притоке Спринг-Крик, уровень кислотности несколько снизился. [ 12 ]
Новейшая история
[ редактировать ]В 1985 году было обнаружено, что просачивание воды в фундамент плотины Спринг-Крик могло привести к ее обрушению. Вскоре после открытия в 1990-х годах начались споры по поводу нерегулярных разливов шахтных токсинов из плотины. [ 8 ] Два года спустя, в марте 1992 года, неконтролируемый и неожиданный разлив кислой воды хлынул с плотины вниз по Спринг-Крик. Этот разлив сильно загрязнил водохранилище Кесвик и поставил под угрозу водоснабжение Реддинга, Калифорния . Несмотря на то, что регион страдал от засухи, 77 000 акров футов (95 000 плотин) 3 ) воды было выпущено из озера Шаста , которое было заполнено лишь наполовину, чтобы разбавить загрязнение. Потери воды, в которой остро нуждались сельскохозяйственные пользователи Центральной долины, оценивались в 18 миллионов долларов США.
Водоочистная станция была построена на участке под названием Миннесота-Флэтс недалеко от шахты Айрон-Маунтин, где использовалась известь для балансировки pH кислого дренажа шахты . Вода также отводится из Сликрок-Крик на территорию очистки. В общей сложности в процессе очистки удаляется более 95 процентов токсинов, содержащихся в воде. [ 5 ] В процесс очистки включено около 8,5 миль (13,7 км) специализированного кислотостойкого трубопровода стоимостью более 1 миллиона долларов США за милю. Большая часть воды, вытекающей непосредственно из шахты, имеет уровень pH, близкий к 1; pH -3,2, упомянутый ранее, встречается только в небольших количествах. Вода еще больше разбавляется естественным стоком в притоках и водой, отводимой из близлежащего Клир-Крик , однако кислая вода все еще требует очистки. [ 10 ]
Гидрография
[ редактировать ], текущий на юго-восток, длиной 9 миль (14 км) Спринг-Крик — это приток реки Сакраменто , получающий воду с площади примерно 16 квадратных миль (41 км ). 2 ) земли. [ 3 ] Ручей начинается в горах Кламат над стоком реки Сакраменто и течет в основном в юго-восточном направлении, а затем поворачивает на юг и резко на запад, в водохранилище Спринг-Крик. От водохранилища он продолжается прямо на запад, пока не впадет прямо в рукав водохранилища Кесвик. Ручей никогда не протекает рядом с шахтой. Кислотный дренаж шахты, обнаруженный в ручье, на самом деле переносится двумя меньшими притоками: Боулдер-Крик и Сликрок-Крик. Первый ручей течет на юго-восток от северной стороны шахты Айрон-Маунтин до Спринг-Крик, а второй ручей истощает южную сторону шахты, а также течет на юго-восток в Спринг-Крик. Саут-Форк-Спринг-Крик - небольшой приток, который течет на запад и север от водохранилища Спринг-Крик, но, поскольку его бассейн расположен далеко от шахты, в него не поступает кислый дренаж шахты. [ 5 ] Приток и отток из водохранилища очень неустойчивы и варьируются от 0 кубических футов (0 м 3 ) в секунду примерно до 225 кубических футов (6,4 м 3 ) в секунду в определенный 10-дневный период с марта по апрель. [ 13 ]
Флэт-Крик, небольшой ручей, текущий на юго-восток, берет начало в двух развилках и впадает в реку Сакраменто выше по течению от Спринг-Крик. В ручей попадают загрязненные стоки из хвостохранилища Миннесота-Флэтс, но он не так загрязнен и кислый, как Спринг-Крик. Другой ручей, Рок-Крик, берет начало в трех развилках и течет на восток, впадая в реку Сакраменто ниже по течению от Спринг-Крик и водохранилища Кесвик. [ 5 ]
Размеры и операции
[ редактировать ]
Плотина Спринг-Крик имеет высоту 196 футов (60 м), длину 1110 футов (340 м) по гребню и толщину 1040 футов (320 м) у основания. Его гребень находится на высоте 816 футов (249 м) над уровнем моря. Водохранилище находится на высоте 795 футов (242 м) над уровнем моря при полном бассейне и уровне гребня водосброса. При полном бассейне водохранилище вмещает 5870 акров футов (7240 плотин) . 3 ) воды на глубине примерно 184 футов (56 м). Один водосброс проходит через гребень плотины на левом берегу каньона. Водосброс имеет ширину 25 футов (7,6 м) и способен вместить поток воды 5260 кубических футов (149 м). 3 ) в секунду. Водовыпускные сооружения плотины расположены у основания и могут вместить поток воды 660 кубических футов (19 м3). 3 ) в секунду. [ 3 ] Электростанция Спринг-Крик, расположенная ниже по течению от плотины, вырабатывает до 180 000 киловатт .
Электростанция Спринг-Крик
[ редактировать ]
Электростанция Спринг-Крик расположена у подножия плотины Спринг-Крик и фактически снабжается водой из озера Вискитаун . Озеро, образованное плотиной Вискитаун, находится на Клир-Крик, стоке ниже по течению реки Сакраменто от Спринг-Крик. Оба ручья впадают в реку на восток. Электростанция была завершена и начала работу в 1964 году, ее мощность 150 000 кВт. Позже мощность была увеличена до 180 000 кВт. Станция представляет собой пиковую электростанцию с двумя отдельными генераторами, вырабатывающими электроэнергию для эксплуатации и распределяющими избыточную мощность в местную электросеть. Вода из озера Вискитаун отводится через туннель Спринг-Крик, трубопровод длиной примерно 2,4 мили (3,9 км) и диаметром 18,5 футов (5,6 м). [ 1 ]
Бюро мелиорации дает подробный отчет о характеристиках электростанции:
На электростанции установлены два генератора напряжением 13,8 кВ каждый мощностью 100 000 кВА, коэффициент мощности 0,90, а также турбины Фрэнсиса. Энергопровод Спринг-Крик передает воду из водохранилища Вискитаун, расположенного на Клир-Крик, на электростанцию Спринг-Крик. Диаметр энергопровода Спринг-Крик варьируется от 5,64 метра (18,5 футов) до 5,18 метра (17,0 футов), а длина составляет около 4,8 км (3,0 мили). Энергопровод состоит из туннелей № 1 и № 2 и сифона Рок-Крик. Двойные затворы взлетают из туннеля № 2, ведущего к электростанции. [ 1 ]
– Бюро мелиорации США , подразделение реки Тринити проекта Центральной долины.
Водохранилище Спринг-Крик
[ редактировать ]
Водохранилище Спринг-Крик — это искусственное озеро, образовавшееся за плотиной. Водохранилище используется в основном для защиты от наводнений и редко заполняется до 5870 акров футов (7240 плотин) . 3 ) емкость. В засушливый сезон вода из Спринг-Крик скапливается в небольшом стоячем пруду, задерживаясь за плотиной, оставляя загрязненные осадки и кислые шахтные отходы в пространстве водохранилища. Когда потоки из плотины Шаста , расположенной вверх по течению реки Сакраменто , достаточны для смывания загрязненной воды, вода, содержащаяся в водохранилище, сбрасывается через выпускные сооружения в водохранилище Кесвик и реку Сакраменто. Несмотря на такую стратегию эксплуатации, водохранилище в конечном итоге было признано неадекватным для водораздела и может быть заполнено до отказа в результате одного сильного шторма. Неконтролируемые разливы часто выливались в реку Сакраменто во время наводнений через водосброс плотины, у которой нет шлюзов. В результате во время этих внезапных выбросов загрязняющих веществ произошла многочисленная гибель рыбы , главный из которых произошел в 1969 году. Из-за постоянного кислотного загрязнения водохранилища большая часть крупной рыбы нерестится ниже водозаборной плотины Ред-Блафф , которая также находится на Река Сакраменто недалеко от Ред-Блафф, Калифорния . [ 14 ]
Водосбросные и выпускные работы
[ редактировать ]
Плотина Спринг-Крик способна сбрасывать до 5920 кубических футов (168 м3). 3 ) воды в секунду из водохранилища Спринг-Крик через водосброс и выпускные сооружения. Водосброс начинается на левом берегу плотины на высоте 795 футов (242 м) и опускается примерно на 184 фута (56 м) по вертикали вниз по поверхности плотины в успокоительный бассейн, а затем впадает в Спринг-Крик и в реку. Река Сакраменто. Его ширина примерно 25 футов (7,6 м) и он может вместить 5260 кубических футов (149 м3). 3 ) в секунду. Выпускной туннель проходит через плотину на высоте намного ниже, чем уровень водосброса; водовод заканчивается у выхода из водопропускной трубы - конструкция, которая обычно встречается на ливневых стоках, но редко встречается на плотинах, у основания плотины. Максимальная мощность выпускного сооружения составляет 660 кубических футов (19 м3). 3 ) в секунду. [ 3 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «ЦВП-Шаста/Тринити-Ривер Дивизионс» . Бюро мелиорации США. Архивировано из оригинала 2 мая 2008 года . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Карты Google (Карта). Картография NAVTEQ. Карты Google. 2009 . Проверено 9 июля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Плотина мусора Спринг-Крик» . Бюро мелиорации США . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б с Ли, Лаванда. «Шахта Железной горы» . Интернет-ресурсы данных Калифорнии . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г «Пример заброшенных шахтных земель» (PDF) . Агентство по охране окружающей среды США . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Весилинд, П. Аарне. Контроль загрязнения окружающей среды . DEStech Publications, Inc., 2005 г.
- ^ Брунс, Терри Р.; Альперс, Чарльз Н.; Карлсон, Пол (2006). «Распределение, толщина и объем мелкозернистых отложений от осадков металлов из кислых шахтных вод в водохранилище Кесвик, округ Шаста, Калифорния: история седиментации» . Геологическая служба США . Проверено 18 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Стен, Эрик (1994). «Проект Центральной долины, Подразделение реки Тринити (пятый проект)» . Программа Бюро истории мелиорации. Архивировано из оригинала 3 мая 2008 года . Проверено 18 апреля 2009 г.
- ^ «Самые кислые воды в мире находятся недалеко от Реддинга, Калифорния» . Министерство внутренних дел США и Геологическая служба США . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Холл, Карл Т. (23 марта 2000 г.). «Вблизи Реддинга обнаружена «худшая вода в мире»: кислотность на шахте Айрон-Маунтин ошеломляет ученых» . Хроника Сан-Франциско . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ Спитцли, Джон. «Данные о качестве воды на плотине обломков Спринг-Крик» (PDF) . Проверено 22 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б «ЖЕЛЕЗНАЯ ГОРНАЯ ШАХТА» . CA.Gov-EnviroStor . Проверено 15 апреля 2009 г.
- ^ «ПЛОТИНА СПИНГ-КРИК (SPC)» . CA.Gov — Департамент водных ресурсов — Калифорнийский центр обмена данными . Проверено 16 апреля 2009 г.
- ^ Хинтон, Ральф Н. «Воздействие засухи на рыбу, дикую природу и отдых в Северной Калифорнии» (PDF) . Департамент водных ресурсов . Проверено 17 апреля 2009 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Сутер, Гленн В. Водная токсикология и судьба окружающей среды , стр. 196. ASTM International, 1989.
- Федеральное приложение Уэста, Первая серия , страницы 1253 и 1261. Калифорнийский университет , 1998.
- Журнал , страницы 988, 991–993. Американская ассоциация водопроводных предприятий , 1965 г.
- Хинчиф, Дэйв. Параметры производительности мусорной плотины Спринг-Крик . Бюро мелиорации , 1997.
- Валлеро, Дэниел А. Утраченные парадигмы , страницы 342–344. Баттерворт-Хайнеманн, 2005 г.
- Международная ассоциация гидравлических исследований. Экологическая и прибрежная гидравлика , страницы 21–24 (раздел Плотина Спринг-Крик). Американское общество инженеров-строителей , 1997.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Фотогалерея NOAA Спринг-Крик, шахты Айрон-Маунтин и плотины Спринг-Крик
- Пример использования шахты Iron Mountain, Агентство по охране окружающей среды (EPA)
- Кислотные стоки с объекта Суперфонда шахты Айрон Маунтин
- Воздействие засухи на рыбу, дикую природу и места отдыха в Северной Калифорнии (участок плотины Спринг-Крик)
- Фототур по шахте Айрон-Маунтин и водоразделу Спринг-Крик
- Данные о производительности силовой установки Spring Creek
- История Тринити-Риверской дивизии