Плотина Фолсом
| Плотина Фолсом | |
|---|---|
 Освобождение плотины Фолсом | |
| Расположение | Фолсом, Калифорния |
| Координаты | 38 ° 42'28 "с.ш. 121 ° 09'23" з.д. / 38,7077 ° с.ш. 121,1565 ° з.д. |
| Строительство началось | 1951 год [ 1 ] |
| Дата открытия | 1956 год [ 1 ] |
| Стоимость строительства | долларов США 81,5 млн |
| Оператор(ы) | Бюро мелиорации США |
| Плотина и водосбросы | |
| Свалки | Американская река |
| Высота | 340 футов (100 м) [ 2 ] |
| Длина | 1400 футов (430 м) [ 2 ] |
| водохранилище | |
| Создает | Фолсом Лейк |
| Общая мощность | 977 000 акров футов (1,205 км ) 3 ) [ 3 ] |
| Неактивная емкость | 83000 акров футов (0,102 км 3 ) [ 4 ] |
| Зона водосбора | 1875 квадратных миль (4860 км²) 2 ) [ 5 ] |
| Площадь поверхности | 11 930 акров (4830 га) [ 3 ] |
| Электростанция | |
| Дата комиссии | 1955 [ 6 ] |
| Гидравлическая головка | 300 футов (91 м) (номинальное) [ 6 ] |
| Турбины | 3x Фрэнсис |
| Установленная мощность | 198,7 МВт [ 6 ] |
| Годовая генерация | 528 427 000 кВтч (2001–2012 гг.) [ 7 ] |
Плотина Фолсом — бетонная гравитационная плотина на реке Американ в Северной Калифорнии в США, примерно в 25 милях (40 км) к северо-востоку от Сакраменто . Плотина имеет высоту 340 футов (100 м) и длину 1400 футов (430 м), окруженную земляными флангами. Он был завершен в 1955 году и официально открыт в следующем году.
Плотина , расположенная на стыке северного и южного рукавов реки Американ, была построена Инженерным корпусом армии США и была передана Бюро мелиорации США после завершения строительства . Плотина и ее водохранилище, озеро Фолсом , являются частью проекта «Центральная долина» , многоцелевого проекта, который обеспечивает борьбу с наводнениями , гидроэлектроэнергию , ирригацию и муниципальное водоснабжение. Чтобы увеличить защиту Сакраменто от наводнений до 200-летней защиты от наводнений (это означает, что территория защищена от наводнений, вероятность возникновения которых в любой год составляет 0,5%), Инженерный корпус недавно построил вспомогательный водосброс. [ 8 ] который был завершен в октябре 2017 года; это позволяет операторам плотины Фолсом увеличивать отток, чтобы уровень озера не достигал или не превышал высоту главных ворот плотины. [ 9 ]
Еще одна плотина проекта Central Valley, Нимбус , расположена ниже по реке.
Технические характеристики
[ редактировать ]Плотина Фолсом расположена к северу от города Фолсом и состоит из пустотной бетонной гравитационной плотины высотой 340 футов (100 м) и длиной 1400 футов (430 м), содержащей 1 170 000 куб. ярдов (890 000 м ). 3 ) материала. [ 2 ] Плотина окружена двумя земляными дамбами, а водохранилище удерживается еще девятью седельными плотинами на западной и юго-восточной сторонах. [ 10 ] Общая длина крыльевых плотин составляет 8800 футов (2700 м). [ 11 ] [ 12 ] а длина седельных плотин составляет 16 530 футов (5 040 м) вместе взятая. [ н 1 ] Общая длина плотины и прилегающих к ней дамб составляет 26 730 футов (8 150 м), что составляет более 5 миль (8,0 км). Паводковые воды сбрасываются из водосброса, расположенного на плотине главного канала и контролируемого восемью радиальными затворами, производительностью 567 000 куб футов/с (16 100 м3). 3 /с), а также комплекс выпускных сооружений производительностью 115 000 куб. футов/с (3300 м3). 3 /с). [ 5 ]
Затопленная вода за плотиной образует озеро Фолсом с нормальным максимальным бассейном площадью 977 000 акров футов (1,205 км²). 3 ) [ 1 ] и дополнительная мощность в 110 000 акров футов (0,14 км²). 3 ), общей мощностью 1 087 000 акров футов (1,341 км²). 3 ). [ 3 ] Первоначальная емкость составляла 1 010 000 акров-футов (1,25 км²). 3 ), но оно несколько уменьшилось из-за седиментации . На максимальной высоте 480 футов (150 м) водохранилище занимает площадь 11 930 акров (4830 га). [ 3 ] с 75 милями (121 км) береговой линии. [ 22 ] Плотина и водохранилище контролируют сток с площади 1875 квадратных миль (4860 км²). 2 ), или 87,6% от 2140 квадратных миль (5500 км²). 2 ) Водораздел реки Америка. [ 5 ] [ 23 ] Средний объем стока, поступающего в водохранилище, составляет 2 700 000 акров-футов (3,3 км²). 3 ), что вынудило высвободить 1 700 000 акров-футов (2,1 км 3 ) для борьбы с наводнениями. [ 24 ]
Электростанция Фолсом расположена на северном берегу реки, у подножия плотины. Он оснащен тремя турбинами Фрэнсиса общей мощностью 198,72 мегаватт (МВт), увеличенной по сравнению с первоначальной мощностью 162 МВт в 1972 году. [ 6 ] Производство электроэнергии электростанцией является промежуточным, между пиковой и базовой нагрузкой . Обычно он работает в течение дня, когда спрос и цена на электроэнергию самые высокие. Завод производит в среднем 691 358 000 киловатт-часов в год. [ 1 ]
История
[ редактировать ]
Плотина Фолсом была предложена еще в 1930-х годах в рамках Плана водоснабжения штата Калифорния в ответ на хронические наводнения в низменном Сакраменто. Риск наводнений для столицы штата усугубился с 1850-х годов из-за обломков гидравлических горнодобывающих предприятий и строительства дамб для защиты ферм и городов, что уменьшило пропускную способность русла рек Сакраменто и Американ. [ 25 ] Нынешняя плотина была первоначально одобрена Конгрессом в 1944 году и имела площадь 355 000 акров футов (0,438 км²). 3 ) подразделение по борьбе с наводнениями, и в 1949 году ему было повторно разрешено использовать территорию площадью 1 000 000 акров футов (1,2 км 2). 3 ) многофункциональный объект. [ 26 ] [ 27 ]
Нынешняя плотина Фолсом заменила более раннюю плотину меньшего размера, построенную в 1893 году Горацио Гейтсом Ливермором. Более ранняя плотина питала электростанцию Фолсом , производя электроэнергию, которая передавалась в Сакраменто по распределительной линии длиной 22 мили (35 км), самой длинной системе распределения электроэнергии в мире в то время. [ 28 ] Остатки более ранней плотины можно увидеть ниже по течению от перехода через озеро Фолсом.
Строительство плотины началось в 1951 году с предварительных раскопок электростанции Фолсом. Основной контракт был заключен с Savin Construction Corp. из Восточного Хартфорда, Коннектикут, и Merritt-Chapman & Scott из Нью-Йорка на сумму 29,5 миллионов долларов под надзором Инженерного корпуса армии США . 29 октября 1952 года был залит первый бетон фундамента. размывало временную перемычку В 1953 году наводнение трижды , что задержало работы и нанесло ущерб плотине Нимбус , которая в то время также строилась. Хранение воды в озере Фолсом началось в феврале 1955 года, а последний бетон главной плотины был залит 17 мая 1955 года. Первая гидроэлектростанция была выработана в сентябре того же года. Чтобы приобрести необходимую землю на будущем дне озера Фолсом, правительству пришлось переселить семьи на 142 объектах недвижимости, включая поселения на острове Мормон и Салмон-Фолс . [ 25 ]
Еще до того, как плотина была завершена, она продемонстрировала свою эффективность в качестве средства борьбы с наводнениями во время рекордных штормов декабря 1955 года, которые полностью заполнили озеро Фолсом за считанные недели, и предотвратили материальный ущерб на сумму 20 миллионов долларов. Плотина была официально открыта 5 мая 1956 года, а 14 мая ее эксплуатация была передана Бюро мелиорации. [ 25 ] [ 29 ]
Неисправность ворот водосброса
[ редактировать ]
Утром 17 июля 1995 года электростанция Фолсом-Дэм была остановлена, а водосброс №3 был открыт для поддержания стока реки Американ. Во время эксплуатации ворот вышла из строя диагональная распорка между самой нижней и второй нижней стойками. Авария привела к неконтролируемому выбросу почти 40% озера Фолсом и наводнению со скоростью 40 000 кубических футов в секунду (1100 м3). 3 /с) двигаясь вниз по реке Американ. Пресная вода, достигающая залива Сан-Франциско, была нетипичной для летнего сезона. Это сбило с толку тихоокеанского лосося и полосатого окуня, чьи инстинкты подсказывали им, что пришли осенние дожди, поэтому они начали свои ежегодные осенние миграции на несколько месяцев раньше запланированного срока. [ 30 ]
Гидравлическая нагрузка на этот тип водосливного затвора ( ворота Тейнтера ) передается от цилиндрической обшивки, контактирующей с резервуаром, через ряд стоек к схождению на ступице цапфы. Ступица собирает нагрузку со стоек и передает ее через интерфейс на цапфу, которая является неподвижной и соединена с плотиной. Когда ворота открываются, ступица вращается вокруг штифта. Стойки в основном представляют собой элементы сжатия, но трение на границе контакта штифт-ступица вызывает изгибающее напряжение во время работы ворот. Обычно, и в этом случае, стойки ориентированы таким образом, что напряжение трения цапфы прикладывается к слабой оси стоек (см. раздел «Модуль упругости »). Чтобы лучше справляться с этими нагрузками, стойки соединяются диагональными раскосами, которые принимают на себя осевые нагрузки. На плотине Фолсом усиление коррозии на стыке штифт-ступица привело к увеличению коэффициента трения и, следовательно, изгибающего напряжения в стойке и осевой силы в раскосе. Емкость соединения раскоса была превышена, и оно вышло из строя. Это привело к перераспределению нагрузки, и разрушение прогрессировало, в конечном итоге приводя к короблению стоек.
После годичного расследования Бюро мелиорации объяснило неудачу конструктивным недостатком: Инженерный корпус, спроектировавший плотину, не учел трение цапфы (на стыке штифта и ступицы) при анализе ворот. Хотя это и правда, это были одни из пяти идентичных служебных ворот, которые работали при одних и тех же обстоятельствах в течение почти 40 лет без каких-либо проблем. Это говорит о том, что сбой произошел из-за условий, которые со временем изменились. В частности, наблюдалось постепенное увеличение коэффициента трения на границе контакта штифт-ступица. Хотя можно было бы ожидать, что частота технического обслуживания будет увеличиваться по мере старения ворот, компания Reclamation со временем снизила частоту регулярного технического обслуживания и смазки из-за бюджетных ограничений. Кроме того, смазка, используемая Reclamation, не соответствовала первоначальным проектным спецификациям Корпуса; это была новая, экологически чистая смазка, которая не была достаточно водонепроницаемой, что позволяло воде проникать в интерфейс штифт-ступица и вызывать коррозию, приводящую к увеличению трения. [ 31 ]
Эта авария не привела к человеческим жертвам и оказала значительное положительное влияние на плотинную отрасль. Особое внимание было уделено техническому обслуживанию и мониторингу радиальных ворот, многие из которых были модернизированы для усиления стоек и распорок и обеспечения достаточной смазки.
Безопасность
[ редактировать ]Безопасность
[ редактировать ]
После террористических атак 11 сентября Бюро мелиорации проанализировало потенциальные объекты на предмет уязвимости и меры, которые можно было принять для устранения или уменьшения возможных угроз. Учитывая, что в окрестностях плотины Фолсом проживает 500 000 жителей, возможность нападения на плотину вызвала достаточно большую обеспокоенность, чтобы чиновники Бюро закрыли Фолсом-Дэм-роуд. Дорога через плотину была главной артерией города Фолсом. После его закрытия в час пик движение стало сильно затруднено. Воздействие было настолько сильным, что жители и городские власти обратились к федеральному правительству с просьбой пересмотреть решение о закрытии дороги, которое правительство изначально рассматривало. Постоянные проблемы безопасности не позволили им вновь открыть дорогу, и 28 марта 2009 года был построен и открыт новый мост под названием Folsom Lake Crossing. [ 32 ]
Риск наводнения
[ редактировать ]Во время сильного шторма в декабре 1964 года приток в озеро Фолсом достиг рекордной отметки в 280 000 куб футов (7 900 м2). 3 ) в секунду, при расходе реки 115 000 куб футов (3300 м 3 ) в секунду. [ 33 ]
В феврале 1986 года почти 500 000 человек столкнулись с возможностью наводнения, когда инженеры плотины Фолсом были вынуждены открыть ворота водосброса после проливных дождей. [ 30 ] Наводнение усугубилось прорывом перемычки плотины Оберн выше по течению, в результате чего были освобождены дополнительные 100 000 акров футов (120 000 000 м2). 3 ) в Американскую реку. Пиковый расход 250 000 кубических футов в секунду (7 100 м3). 3 / с) вошел в озеро Фолсом, вынудив операторов плотины Фолсом открыть все шлюзы водосброса, выпустив 130 000 кубических футов в секунду (3700 м3). 3 /с) в реку Американ. Это было 15 000 кубических футов в секунду (420 м3). 3 /с) выше безопасной пропускной способности дамб, расположенных ниже по течению. Хотя плотина и система дамб Сакраменто устояли без серьезных повреждений, необходимое пространство для борьбы с зимними наводнениями было увеличено на 50%, с 400 000 до 600 000 акров футов, чтобы защитить от будущих наводнений. Кроме того, около 33 000 акров футов (41 000 000 м²) 3 ) отложений, снесенных с гор, отложилось в озере Фолсом, что значительно уменьшило его емкость. Следствием этого стало сокращение возможностей по хранению зимних осадков для использования летом. Только в 1986 году плотина Фолсом, возможно, предотвратила ущерб на сумму 4,7 миллиарда долларов. [ 34 ]
Новогодний шторм 1997 года был самым сильным в новейшей истории: общий приток воды составил 1 миллион акров футов (что соответствует всей емкости озера Фолсом) за 5-дневный период. Однако на этот раз Бюро мелиорации удалось ограничить выбросы до уровня менее 110 000 кубических футов в секунду (3 100 м3). 3 /с). [ 35 ] Шторм 1997 года был классическим примером «дождя на снегу», во время которого теплый тропический шторм растопил существующий снежный покров на нижних и средних высотах, фактически удвоив объем стока. До новогодней бури зима декабря 1996 года также была одной из самых влажных за всю историю наблюдений: земля пропиталась водой и выпало значительное количество снега. [ 36 ] [ 37 ]
Программа безопасности плотин Бюро мелиорации определила риск наводнений в районе Сакраменто, назвав его одним из населенных пунктов, подвергающихся наибольшему риску в Соединенных Штатах. [ 38 ]
В настоящее время реализуются два проекта по усилению защиты от наводнений. Первый поднимет окружающие дамбы на 7 футов (2,1 м), чтобы повысить защиту от наводнений. Второй, новый водосброс, предназначен для отвода стоков от сильных ураганов и паводков из-за таяния снегов, которые могут нанести ущерб региону. Новый водосброс построен со шлюзами на 50 футов (15 м) ниже существующего водосброса, что позволяет более эффективно опорожнять резервуары перед наводнениями. [ 39 ] [ 40 ]
См. также
[ редактировать ]
- Список плотин и водохранилищ в Калифорнии
- Список электростанций в Калифорнии
- Список самых высоких плотин в США
- Список плотин Бюро мелиорации США
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «Общая информация о плотине Фолсом» . Проект блоков Фолсом и Слай Парк . Бюро мелиорации США. 04.06.2009. Архивировано из оригинала 9 октября 2012 г. Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с «Размеры плотины Фолсом» . Проект блоков Фолсом и Слай Парк . Бюро мелиорации США. 04.06.2009 . Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсомская плотина» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Ритцема, Рэндалл С.; Ньюлин, Брэд Д.; Ван Лиенден, Брайан Дж. (октябрь 2001 г.). «Приложение H: Инфраструктура» (PDF) . Проект КАЛЬВИН . Калифорнийский университет в Дэвисе. Архивировано из оригинала (PDF) 6 ноября 2017 г. Проверено 25 января 2014 г.
- ^ Jump up to: а б с «Гидравлика и гидрология плотины Фолсом» . Проект блоков Фолсом и Слай Парк . Бюро мелиорации США. 04.06.2009. Архивировано из оригинала 9 октября 2012 г. Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Фолсомская электростанция» . Проект блоков Фолсом и Слай Парк . Бюро мелиорации США. 13 мая 2009 г. Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 г. Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ «Статистика и данные Калифорнийской гидроэлектростанции» . Калифорнийская энергетическая комиссия. Архивировано из оригинала 26 февраля 2018 г. Проверено 26 апреля 2018 г.
- ^ «Район Сакраменто > Миссии > Гражданские работы > Вспомогательный водосброс плотины Фолсом» . www.spk.usace.army.mil . Проверено 29 февраля 2016 г.
- ^ Арагон, Грег. «Армейский корпус завершает проект строительства вспомогательного водосброса плотины Фолсом стоимостью 900 миллионов долларов» . Проверено 1 сентября 2018 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Результат запроса каталога плотин NPDP: Фолсом» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 10 мая 2015 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Левое крыло Фолсома» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Правое крыло Фолсома» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Вспомогательная плотина острова Мормон» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 6 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 1» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 12 декабря 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 2» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 11 декабря 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 3» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 4» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 11 декабря 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 5» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 12 декабря 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 6» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 6 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 7» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа эффективности плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайк 8» . Стэнфордский университет. Архивировано из оригинала 14 декабря 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ «Государственная зона отдыха Фолсом-Лейк» . Парки штата Калифорния . Департамент парков и отдыха Калифорнии. 27 августа 2012 года . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ «Граничные описания и названия областей, субрегионов, единиц учета и единиц каталогизации» . Геологическая служба США . Проверено 25 августа 2012 г.
- ^ «Часто задаваемые вопросы о плотине Фолсом» . www.parks.ca.gov . Проверено 4 марта 2016 г.
- ^ Jump up to: а б с Саймондс, Джо (1994). «Проект Центральной долины: Американский речной дивизион, подразделения Фолсом и Слай-Парк и Южный блок Оберн-Фолсом» . Бюро мелиорации США . Проверено 6 января 2017 г.
- ^ Отчет Палаты представителей 107-651
- ^ Закон о развитии бассейна американской реки, Паб. L. 81–356 , 63 Stat. 852 , принят 14 октября 1949 года.
- ^ «Государственный исторический парк Фолсом Пауэрхаус» .
- ^ «Заветная американская река: Электростанция Фолсома» . База данных исторических маркеров . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б «Большое строительство: банк данных — плотина Фолсом» . Чудеса света Банк данных . ПБС . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ http://www.usbr.gov/ssle/damsafety/Risk/BestPractices/16-RadialGatesTrunnionFrictionPP201108.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
- ^ «Город Фолсом – Мост Нью-Фолсом» . 7 апреля 2009 г. Архивировано из оригинала 27 июня 2009 г.
- ^ Департамент парков и отдыха. «Фолсомская плотина» . Штат Калифорния . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ «Калифорнийский центр прогнозов по реке Невада» .
- ^ «CDEC — Приложение данных» . Архивировано из оригинала 07 января 2017 г. Проверено 6 января 2017 г.
- ^ «Калифорнийский центр прогнозов по реке Невада» .
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 13 августа 2015 г. Проверено 6 января 2017 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «Маркер улучшения плотины Фолсом» . База данных исторических маркеров . Проверено 27 августа 2012 г.
- ^ «Экологическое планирование плотины CDM Фолсом» . Проверено 24 ноября 2009 г.
- ^ «Модернизация плотины удвоит защиту Сакраменто от наводнений» . Служба новостей окружающей среды . 14 января 2008 г. Архивировано из оригинала 3 июня 2012 г. Проверено 27 августа 2012 г.
