Плотина Спринг-Крик - Spring Creek Dam

Плотина Спринг-Крик
Спринг-Крик Debris Dam.jpg
Официальное названиеПлотина обломков Спринг-Крик
РасположениеНациональный лес Шаста-Тринити
Округ Шаста, Калифорния
Координаты40 ° 37′47 ″ с.ш. 122 ° 28′27 ″ з.д. / 40,6298 ° с.ш.122,4741 ° з.д. / 40.6298; -122.4741Координаты: 40 ° 37′47 ″ с.ш. 122 ° 28′27 ″ з.д. / 40,6298 ° с.ш.122,4741 ° з.д. / 40.6298; -122.4741
Строительство началось1961
Дата открытия1963
Оператор (ы)Бюро мелиорации
Плотина и водосбросы
КонфискованыSpring Creek
Высота196 футов (60 м)
Длина1110 футов (340 м)
Тип водосбросаНеконтролируемый перелив бетона
Вместимость водосброса5260 кубических футов в секунду (149 м3/ с)
Резервуар
СоздаетВодохранилище Спринг-Крик
Общая вместимость5,870 акр (7,240 плотина3 )
Площадь водосбора16 квадратных миль (41 км2)
Электростанция
Турбины2x 90 МВт Турбины Фрэнсиса
Установленная мощность150 МВт
180 МВт (макс.)
Геологическая служба США Информационная система географических названий: плотина Спринг-Крик

Плотина обломков Спринг-Крик это свалка плотина на Спринг-Крик, притоке Река Сакраменто, в Округ Шаста в Штат США из Калифорния. Строительство плотины было завершено в 1963 году. Бюро мелиорации США, служит в первую очередь для сбора тяжелых кислотный дренаж шахты вытекающий из Железная горная шахта.[1] Плотина образует Водохранилище Спринг-Крик длиной менее 1 мили (1,6 км). Спринг-Крик и Саут-Форк-Спринг-Крик впадают в водохранилище с площади в 16 квадратных миль (41 км).2) водораздел.[2] Плотина находится прямо вверх по течению от г. Кесвик, Калифорния и Кесвикское водохранилище.[3]Операция является частью Дивизия Тринити-Ривер из Проект Центральной долины.[1]

Основная цель плотины Спринг-Крик заключалась в том, чтобы собирать кислотный дренаж шахты из старого Железная горная шахта, который сильно загрязнял 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 небольшой по сравнению с рекой Сакраменто, поток является одним из самых загрязненных и кислых в мире.[4][5]

Плотина и водохранилище, а также другие очистные сооружения, построенные на шахте и под ней, успешно снизили загрязнение в засушливую погоду в Спринг-Крик на девяносто пять процентов. Однако проблемы все еще возникают в основном в виде неконтролируемых крупных разливов из водохранилища. Некоторые опасения по поводу структурной целостности и безопасности плотины, как физической, так и биологической, возникли в 1990-х годах. Экстренные релизы от Озеро Шаста время от времени происходило время от времени, чтобы разбавить массивные разливы кислоты из дренажа Спринг-Крик, часто в размере тысяч акров футов воды.[5]

История

Добыча полезных ископаемых

Кислотный шахтный дренаж из хвостов шахты в Iron Mountain Mine отчетливо виден в заржавевшем цвете ручья.
Основная статья: Железная горная шахта

Рудник Айрон Маунтин, самый производительный медный рудник в Калифорнии, по крайней мере, за один период своей истории,[5] действовала вдоль берегов двух притоков Спринг-Крик, выше по течению от нынешнего участка плотины, с 1879 по 1960-е гг. Шахта добыта Железный, Серебряный, золото, сульфид меди руда и пирит из скального образования, датируемого примерно 780 000 лет назад. Возможности шахты на этом месте были обнаружены в 1860 году, когда двое мужчин, инспектор Уильям Маги и поселенец Чарльз Камден обнаружили обширное месторождение железной руды вдоль одного из притоков Спринг-Крик. В 1879 году на этом месте было обнаружено серебро, и началась разработка рудника. Право собственности было передано Mountain Mines Ltd., Лондон компании в 1894 году. В самом конце XIX века шахта Iron Mountain взяла на себя вину за несколько убивает рыбу в Река Сакраменто. Тем не менее, горные работы продолжались, и к 1928 году с участка добывалось 600 тонн руды в сутки.[4]

Все еще продолжающуюся проблему стока с шахты Iron Mountain Mine однажды описали так:

... [дренаж кислых шахт] наиболее ярко иллюстрируется проблемами на руднике Iron Mountain Mine в Калифорнии.

... выброс этих отходов привел к фактическому уничтожению водной флоры и фауны во многих ручьях, окружающих шахту Iron Mountain.

... продолжаются работы по, возможно, самой большой и самой сложной проблеме водоотвода из кислых шахт в Соединенных Штатах.[6]

-П. Аарне Весилинд. Контроль загрязнения окружающей среды, 2005

События, побуждающие к строительству

Конструкция Плотина Шаста и ее задний залив (регулирующая плотина ниже по течению), плотина Кесвик, в 1943 и 1950 годах, соответственно, серьезно подорвали способность реки Сакраменто смывать загрязняющие вещества из шахты. Кислотный шахтный дренаж текла, беспрепятственно, вниз по Спринг-Крик прямо в водохранилище Кесвик, оставляя загрязненные отложения и окрашивая часть воды в ржаво-красный оттенок. Раньше вода текла по ручью в реку и спускалась к Тихий океан. Однако из-за скопления воды удаление загрязняющих веществ было крайне затруднено. С 1955 по 1962 год открытый карьер началось на сайте. На пике мощности шахта сбросила 5 тонн утюг, 650 фунтов (290 кг) медь, и 1800 фунтов (820 кг) цинк в поток в день.[5] К тому времени вода, стекающая по дренажу, была настолько загрязнена, что потребовалось строительство удерживающей дамбы - плотины Спринг-Крик.

Загрязненный ил, стекающий из Спринг-Крик в водохранилище Кесвик, вызвал это изменение оттенка поверхности.

Строительство плотины Спринг-Крик было начато в 1961 году, когда контракт был заключен с компанией Гиббонс и Рид. Очистные работы начались в июле того же года, и плотина была официально освящена Бюро мелиорации 12 сентября 1961 года. Строительство плотины началось 20 октября 1961 года с устройства насыпи плотины, которая, по крайней мере, частично состоит из кислых отложений, извлеченных из Спринг-Крик.[7]Каменная наброска была заложена на верхнем течении плотины с 9 ноября того же года. В 1962 году серия забастовки затронули общины в Центральной долине, а также повлияли на строительство плотины, которое было временно приостановлено 3 мая того же года. После возобновления работ 26 июня, проницаемый материал для сердцевины плотины вскоре закончился, поэтому для завершения сердцевины плотины был использован непроницаемый материал.[8]

В конце концов, шахта Iron Mountain закрылась, но загрязнение продолжалось и продолжается, и в 1983 году шахта Iron Mountain была внесена в список Список национальных приоритетов.[4] Шахта Айрон-Маунтин известна тем, что имеет самое кислотное содержание воды в природе на Земле, образцы имеют до -3,6. pH значение при испытаниях в начале 1990-х годов, что примерно в 100 раз превышает кислотность аккумуляторная кислота.[9][10] Однако это значение pH наблюдается только внутри и рядом с рудником, так как средний pH воды, поступающей в водохранилище Спринг-Крик, составляет 4,12.[11]

Расширение хранилища

Кислотный шахтный дренаж, часто имеющий уровень pH ниже 1, постоянно льется из шахты Iron Mountain через лотки и трубы.

Плотина Спринг-Крик позже была признана «малоразмерной» для водораздела Спринг-Крик, поскольку большие потоки как естественного дренажа, так и дренажа кислотных шахт вызывали частые неконтролируемые разливы на плотине. Разливы содержат много летучих компонентов в кислых шахтных дренажах, в том числе и самой кислой природной (то есть не лабораторной) воде на Земле. Было рассмотрено несколько альтернатив для решения этой проблемы:[12]

  • Увеличить плотину Спринг-Крик, чтобы создать водохранилище в три раза больше его первоначального размера: этот план рассматривался, но так и не был построен, так как его стоимость оценивалась в 75 миллионов долларов США.
  • Частичное перекрытие (перекрытие) участка: Рудное тело в Iron Mountain было определено как мелководное, поэтому была рассмотрена эта альтернатива. Однако частое повторение трещин в горах сделало это неэффективным, поэтому оно также 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 ручье Сликрок, ответвлении ручья Спринг-Крик. Этот план был реализован, что устранило необходимость расширения плотины.
  • Удаление пустой породы: извлеченная из шахты порода была удалена из отвалов хвостохранилища и помещена в уплотненную камеру. В Боулдер-Крик, другом притоке Спринг-Крик, уровень кислотности несколько снизился.[12]

Недавняя история

В 1985 году было обнаружено, что просачивание воды в основание плотины Спринг-Крик могло вызвать ее обрушение. 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, неожиданный разлив кислой воды хлынул с плотины вниз по Спринг-Крик. Этот разлив сильно загрязнил водохранилище Кесвик и поставил под угрозу водоснабжение Реддинг, Калифорния. Несмотря на то, что регион страдал от засухи, 77000 человек акр футов (95,000 плотина3 ) воды были выпущены из Озеро Шаста, который был заполнен только наполовину, чтобы уменьшить загрязнение. Потеря воды, в которой остро нуждались сельскохозяйственные пользователи Центральной долины, оценивалась в 18 миллионов долларов США.

Станция очистки воды была построена на участке под названием Minnesota Flats недалеко от шахты Iron Mountain Mine. Лайм чтобы уравновесить pH кислого дренажа шахты. Вода также отводится из ручья Сликрок к месту обработки. В целом, более 95 процентов токсинов из воды удаляются в процессе очистки.[5] Примерно 8,5 мили (13,7 км) специализированного кислотостойкого трубопровода, со стоимостью свыше 1 миллиона долларов за милю, включается в процессе лечения. У большей части воды, текущей непосредственно из шахты, уровень pH близок к 1; -3,2 pH, упомянутый ранее, встречается только в небольших количествах. Вода дополнительно разбавляется естественным потоком в притоках и забирается из близлежащих мест. Clear Creek Однако кислая вода все еще требует обработки.[10]

Гидрография

Спринг-Крик - это река с юго-восточным течением, длина которой составляет 9 миль (14 км). приток из Река Сакраменто, получая воду примерно с 16 квадратных миль (41 км2) земли.[3] Ручей начинается в Кламат горы выше дренажа реки Сакраменто и течет в основном в юго-восточном направлении, затем поворачивает на юг и резко на запад в водохранилище Спринг-Крик. От водохранилища он идет на запад, пока не впадает прямо в рукав водохранилища Кесвик. Ручей никогда не протекает мимо шахты. В кислотный дренаж шахты найденный в ручье, на самом деле несет два меньших притока, которыми являются Боулдер-Крик и Сликрок-Крик. Бывший ручей бежит на юго-восток с северной стороны Железная горная шахта до Спринг-Крик, в то время как последний стекает с южной стороны рудника и 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 находится далеко от рудника, он не получает дренажа с кислой руды.[5] Приток и отток из водохранилища очень непостоянны и колеблются от 0 кубических футов (0 м3) в секунду примерно до 225 кубических футов (6,4 м3) в секунду в определенный 10-дневный период с марта по апрель.[13]

Флэт-Крик, небольшой ручей с юго-восточным течением, берет начало в двух развилках и впадает в реку Сакраменто выше по течению Спринг-Крик. В ручей поступают загрязненные стоки из хвостохранилища Миннесотской равнины, но он не настолько загрязнен или кислый, как Спринг-Крик. Другой поток, Рок-Крик, поднимается тремя разветвлениями и течет на восток, чтобы встретить реку Сакраменто ниже по течению от Спринг-Крик и водохранилища Кесвик.[5]

Размеры и операции

Взгляд на запад в сторону города Кесвик с плотиной Спринг-Крик на заднем плане. Более светлый цвет воды, поступающей из плотины, вызван кислотой.

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 возвышается на 816 футов (249 м) над уровнем моря. Резервуар находится на высоте 795 футов (242 м) над уровнем моря при полном бассейне и на уровне гребня водосброса. При полном бассейне резервуар вмещает 5 870 акр футов (7,240 плотина3 ) воды глубиной примерно 184 фута (56 м). Один водосброс пересекает гребень плотины на левый берег каньона. Водосброс имеет ширину 25 футов (7,6 м) и способен выдерживать поток воды объемом 5260 кубических футов (149 м).3) в секунду. В розетка работает плотины расположены у основания и могут выдерживать поток воды в 660 кубических футов (19 м3) в секунду.[3] Электростанция Спринг-Крик ниже по течению от плотины производит до 180000 киловатты.

Силовая установка Spring Creek

Глядя вниз по течению от плотины Спринг-Крик. Силовая установка Спринг-Крик - это белое строение в левой части изображения. Как легко увидеть, Спринг-Крик протекает через несколько больших арок. водопропускные трубы ниже плотины.

Электростанция Спринг-Крик расположена у основания плотины Спринг-Крик и на самом деле снабжается потоком из Whiskeytown Lake. Озеро, образованное плотиной Вискитаун, находится на Клир-Крик, дренажном канале вниз по течению реки Сакраменто от Спринг-Крик. Оба ручья текут на восток в реку. Электростанция была построена и введена в эксплуатацию в 1964 году, ее мощность составила 150 000 кВт. Позже мощность была увеличена до 180 000 кВт. Завод - это пиковая электростанция с двумя отдельными генераторами, вырабатывающими электроэнергию для работы и распределяющими избыточную мощность в местную электросеть. Вода из озера Вискитаун отводится через туннель Спринг-Крик, канал длиной примерно 2,4 мили (3,9 км) и диаметром 18,5 футов (5,6 м).[1]

Бюро мелиорации предоставляет подробный отчет о технических характеристиках электростанции:

На электростанции установлены два генератора 13,8 кВ каждый мощностью 100 000 кВА с коэффициентом мощности 0,90, а также турбины Фрэнсиса. Power Conduit Spring Creek передает воду из водохранилища Whiskeytown, расположенного на Clear Creek, на электростанцию ​​Spring Creek. Электропровод Spring Creek варьируется в диаметре от 5,64 м (18,5 футов) до 5,18 м (17,0 футов) и составляет около 4,8 км (3,0 мили) в длину. Электропровод состоит из туннелей № 1 и № 2 и сифона Рок-Крик. Двойные напорные водоводы взлетают из тоннеля № 2, ведущего к силовой установке.[1]

– Бюро мелиорации США, Дивизия Тринити-Ривер из Проект Центральной долины

Водохранилище Спринг-Крик

Водохранилище Спринг-Крик, вид ниже по течению в сторону плотины, на среднем уровне 17 ноября 1994 г.

Водохранилище Спринг-Крик это искусственное озеро образовался за плотиной. Резервуар используется в основном для защиты от наводнений и редко заполняется до 5 870 единиц. акр футов (7,240 плотина3 ) вместимость. В сухой сезон вода из бассейнов Спринг-Крик поступает в небольшой, застойный пруд удерживается за плотиной, откладывая загрязненные отложения и кислые горные отходы в пространстве резервуара. Когда течет из Плотина Шаста, вверх по течению Река Сакраменто, достаточны для смывания загрязненной воды, вода, содержащаяся в резервуаре, сбрасывается через выпускное отверстие в Кесвикское водохранилище и река Сакраменто. Несмотря на эту стратегию эксплуатации, водохранилище в конечном итоге было сочтено непригодным для водораздела и может быть заполнено до предела в результате одного сильного шторма. Неконтролируемые разливы часто выливаются в реку Сакраменто во время наводнений через водосброс на гребне плотины, где нет ворот. В результате многочисленные убивает рыбу произошли во время этих внезапных выбросов загрязняющих веществ, главный из которых произошел в 1969 году. Из-за постоянного кислотного загрязнения водохранилища большинство крупных рыб нерестятся ниже по течению. Водосборная плотина Ред-Блафф, плотина также на реке Сакраменто недалеко от Ред-Блафф, Калифорния.[14]

Водосбросные и сливные работы

Плотина Спринг-Крик сбрасывает паводковые воды в ноябре 1994 года. Желоб справа - водосброс, а водосбросные сооружения видны слева.

Дамба Спринг-Крик может сбросить до 5 920 кубических футов (168 м3) воды в секунду из водохранилища Спринг-Крик через водосброс на гребне и водосточные сооружения. Водосброс начинается на левом берегу плотины на высоте 795 футов (242 м) и спускается примерно на 184 футов (56 м) по вертикали вниз по стене плотины в успокаивающий бассейн, а затем впадает в Спринг-Крик и в Река Сакраменто. Его ширина составляет примерно 25 футов (7,6 м), а вместимость составляет 5260 кубических футов (149 м).3) в секунду. Выход работает туннель через плотину с отметки намного ниже, чем водосброс; канал заканчивается в водопропускная труба выход, дизайн, обычно встречающийся на ливневые стоки но редко встречается на плотинах, у основания плотины. Максимальная вместимость розеток составляет 660 кубических футов (19 м3) в секунду.[3]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d «CVP- Shasta / Trinity River Division». Бюро мелиорации США. Архивировано из оригинал 2 мая 2008 г.. Получено 2009-04-15.
  2. ^ Карты Гугл (Карта). Картография от NAVTEQ. Карты Гугл. 2009 г.. Получено 2009-07-09.
  3. ^ а б c d "Плотина обломков Спринг-Крик". Бюро мелиорации США. Получено 2009-04-15.
  4. ^ а б c Ли, Лаванда. «Шахта Железной горы». Интернет-ресурсы данных Калифорнии. Получено 2009-04-15.
  5. ^ а б c d е ж грамм «Практический пример заброшенных шахт» (PDF). Агентство по охране окружающей среды США. Получено 2009-04-15.
  6. ^ Весилинд, П. Аарне. Контроль загрязнения окружающей среды. DEStech Publications, Inc. 2005 г.
  7. ^ Bruns, Terry R .; Alpers, Charles N .; Карлсон, Пол (2006). «Распределение, толщина и объем мелкозернистых отложений от осаждения металлов из кислых шахтных вод в водохранилище Кесвик, округ Шаста, Калифорния: история седиментации». Геологическая служба США. Получено 2009-04-18. Цитировать журнал требует | журнал = (Помогите)
  8. ^ а б Стене, Эрик (1994). «Проект Центральной долины Тринити-Ривер Дивизион (Пятый проект)». Бюро мелиоративной программы истории. Архивировано из оригинал 3 мая 2008 г.. Получено 2009-04-18.
  9. ^ «Самые кислые воды в мире находятся недалеко от Реддинга, Калифорния». Министерство внутренних дел США и Геологическая служба США. Получено 2009-04-15.
  10. ^ а б Холл, Карл Т. (23 марта 2000 г.). «Недалеко от Реддинга найдена« худшая вода »в мире: кислотность на шахте Железная гора ошеломляет ученых». Хроники Сан-Франциско. Получено 2009-04-15.
  11. ^ Спицли, Джон. «Данные по качеству воды на плотине спринг-Крик» (PDF). Получено 2009-04-22.
  12. ^ а б «ЖЕЛЕЗНЫЙ ГОРА». CA.Gov-EnviroStor. Получено 2009-04-15.
  13. ^ "ВЕСЕННИЙ РУЧНОЙ МУСОР ПЛОТИНЫ (SPC)". CA.Gov - Департамент водных ресурсов - Калифорнийский центр обмена данными. Получено 2009-04-16.
  14. ^ Хинтон, Ральф Н. «Воздействие засухи на рыбу, дикую природу и отдых в Северной Калифорнии» (PDF). Департамент водных ресурсов. Получено 2009-04-17.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка