Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
О поселении, ранее называвшемся плотиной Фолсом, см. Приземление Моргана, Калифорния .
Фолсомская плотина
Folsom Dam Release.jpg
Выпуск плотины Фолсом
Место расположенияФолсом, Калифорния
Координаты38 ° 42′28 ″ с.ш. 121 ° 09′23 ″ з.д. / 38.7077 ° N 121.1565 ° W / 38,7077; -121,1565 Координаты : 38.7077 ° N 121.1565 ° W38 ° 42′28 ″ с.ш. 121 ° 09′23 ″ з.д. /  / 38,7077; -121,1565
Строительство началось1948 [1]
Дата открытия1956 [1]
Стоимость строительства81,5 млн долларов США
Оператор (ы)Бюро мелиорации США
Плотина и водосбросы
КонфискованыАмериканская река
Высота340 футов (100 м) [2]
Длина1,400 футов (430 м) [2]
Резервуар
СоздаетFolsom Lake
Общая вместимость977 000 акров футов (1,205 км 3 ) [3]
Неактивная емкость83 000 акров футов (0,102 км 3 ) [4]
Площадь водосбора1,875 квадратных миль (4,860 км 2 ) [5]
Площадь поверхности11 930 акров (4830 га) [3]
Электростанция
Дата комиссии1955 [6]
Гидравлическая головка300 футов (91 м) (номинальное) [6]
Турбины3x Фрэнсис
Установленная мощность198,7 МВт [6]
Годовая генерация528 427 000 кВтч (2001–2012) [7]

Плотина Фолсом - бетонная гравитационная плотина на Американской реке в Северной Калифорнии в Соединенных Штатах , примерно в 25 милях (40 км) к северо-востоку от Сакраменто . Плотина имеет высоту 340 футов (100 м) и длину 1400 футов (430 м), а по бокам ее окружают земляные дамбы. Он был завершен в 1955 году и официально открылся в следующем году.

Плотина, расположенная на стыке северной и южной развилок реки Америкэн, была построена Инженерным корпусом армии Соединенных Штатов , а после ее завершения была передана Бюро мелиорации США . Плотина и ее водохранилище, озеро Фолсом , являются частью проекта Central Valley Project , многоцелевого проекта, который обеспечивает борьбу с наводнениями, гидроэнергетику , ирригацию и муниципальное водоснабжение. Для увеличения защиты от наводнений в Сакраменто до 200-летней защиты от наводнений (это означает, что территория защищена от наводнения, вероятность возникновения которого в любой конкретный год составляет 0,5%), Инженерный корпус армии США недавно построил вспомогательный водосброс, [8]который был завершен в октябре 2017 года и позволяет операторам плотины Фолсом увеличивать отток воды, чтобы уровень озера не достиг или не превышал высоту основных ворот плотины. [9]

Еще одна плотина проекта Central Valley, Nimbus Dam , расположена ниже по реке.

Технические характеристики [ править ]

Плотина Фолсом расположена к северу от города Фолсом и состоит из бетонной гравитационной плотины с полой сердцевиной, высотой 340 футов (100 м) и длиной 1,400 футов (430 м), содержащей 1 170 000 кубических ярдов (890 000 м 3 ) материала. [2] Плотина обрамлена двумя земляными дамбами, а водохранилище удерживается на месте девятью седловидными дамбами с западной и юго-восточной сторон. [10] Крыловые перемычки имеют общую длину 8 800 футов (2700 м), [11] [12], а длина седловых перемычек составляет 16 530 футов (5 040 м) вместе взятых. [n 1]Плотина и прилегающие к ней дамбы имеют общую длину 26 730 футов (8150 м), что составляет более 5 миль (8,0 км). Паводковые воды сбрасываются водосбросом, расположенным на плотине основного русла, который контролируется восемью радиальными затворами с пропускной способностью 567000 куб футов / с (16 100 м 3 / с), а также набором водосбросных сооружений мощностью 115 000 куб футов. / с (3300 м 3 / с). [5]

Заполненная вода за плотиной образует озеро Фолсом с нормальным максимальным водоемом в 977 000 акров футов (1,205 км 3 ) [1] и дополнительной емкостью 110 000 акров футов (0,14 км 3 ), что дает общую емкость 1 087 000 акров. ⋅ft (1,341 км 3 ). [3] Первоначальная мощность составляла 1 010 000 акров футов (1,25 км 3 ), но она была несколько уменьшена из-за отложений . На максимальной высоте 480 футов (150 м) водохранилище покрывает 11 930 акров (4830 га) [3] с 75 милями (121 км) береговой линии. [22] Дамба и водохранилище контролируют сток с площади 1875 квадратных миль (4860 км 2).), или 87,6% от 2140 квадратных миль (5 500 км 2 ) водораздела Американ-Ривер. [5] [23] Средний объем стока, поступающего в водохранилище, составляет 2 700 000 акров футов (3,3 км 3 ), что приводит к сбросу 1 700 000 акров футов (2,1 км 3 ) для борьбы с наводнениями. [24]

Электростанция Фолсом расположена на северном берегу реки, у основания плотины. Она имеет три турбины Фрэнсиса с общей мощностью 198,72 мегаватт (МВт), увеличенной по сравнению с первоначальной мощностью 162 МВт в 1972 году. [6] Электростанция производит электроэнергию промежуточно, 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 [ править ]

Строительство вспомогательного водосброса на плотине Фолсом

Плотина Фолсом была предложена еще в 1930-х годах в соответствии с Планом водоснабжения штата Калифорния в ответ на хроническое наводнение в низменном Сакраменто. Риск наводнения для столицы штата усугублялся с 1850-х годов из-за обломков гидравлических шахт и строительства дамб для защиты ферм и городов, что уменьшило пропускную способность русел рек Сакраменто и Америки. [25] Нынешняя плотина была первоначально санкционирована Конгрессом в 1944 году как сооружение для борьбы с наводнениями на 355 000 акров футов (0,438 км 3 ), а в 1949 году была повторно авторизована как многоцелевое сооружение на 1 000 000 акров футов (1,2 км 3 ). [26] [27]

Нынешняя плотина Фолсом заменила более раннюю, меньшую плотину, которую построил в 1893 году Горацио Гейтс Ливермор. Более ранняя плотина питала электростанцию ​​Фолсом , вырабатывая электроэнергию, которая передавалась в Сакраменто по распределительной линии длиной 22 мили (35 км), самой длинной в то время системой распределения электроэнергии в мире. [28] Остатки более ранней плотины можно увидеть ниже по течению от перехода через озеро Фолсом.

Строительство плотины началось в 1951 году с предварительных земляных работ для электростанции Фолсом. Первичный контракт был присужден 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 была произведена заливка первого бетона в фундамент. В 1953 году в результате наводнения временная перемычка была размыта три раза, что привело к задержке работ и повреждению плотины Нимбус.который в то время тоже строился. Накопление воды в озере Фолсом началось в феврале 1955 года, а последний бетон в главной дамбе был заложен 17 мая 1955 года. Первая гидроэлектростанция была произведена в сентябре того же года. Чтобы приобрести необходимую землю для будущего дна озера Фолсом, правительству пришлось переселить семьи на 142 объекта, включая поселения на острове Мормон и водопад Салмон . [25]

Еще до того, как плотина была завершена, она продемонстрировала свою эффективность в качестве средства защиты от наводнений во время рекордных штормов в декабре 1955 года, которые полностью заполнили озеро Фолсом за считанные недели и предотвратили имущественный ущерб на сумму 20 миллионов долларов. Официальное освящение плотины состоялось 5 мая 1956 года, а 14 мая работа была передана Бюро мелиорации [25] [29].

Неисправность шлюза водосброса [ править ]

Авария водосброса в 1995 г.

Утром 17 июля 1995 года была остановлена ​​электростанция на плотине Фолсом и открыт водосброс № 3 для поддержания стока в Американ-Ривер. Когда ворота были задействованы, диагональная скоба между самой нижней и второй нижней стойками вышла из строя. Авария привела к неконтролируемому выбросу почти 40 процентов озера Фолсом и наводнению со скоростью 40 000 кубических футов в секунду (1100 м 3 / с), движущемуся вниз по реке Американ. Пресная вода, достигающая залива Сан-Франциско, была нетипичной для летнего сезона и сбивала с толку тихоокеанского лосося и полосатого окуня, чьи инстинкты подсказывали им, что уже начались осенние дожди; они начали свои ежегодные осенние миграции на несколько месяцев раньше срока. [30]

Гидравлическая нагрузка на водосбросный затвор этого типа ( затвор Тейнтера ) передается от цилиндрической обшивки, которая находится в контакте с резервуаром, через несколько стоек к схождению на ступице цапфы. Втулка собирает нагрузку со стоек и передает ее через интерфейс на цапфу, которая неподвижна и соединена с плотиной. Когда затвор приводится в действие, ступица вращается вокруг пальца. Стойки в основном представляют собой элементы сжатия, но трение на стыке стержня и ступицы вызывает напряжение изгиба во время работы затвора. Как правило, и в этом случае, распорки ориентированы таким образом, что цапфа напряжение трения применяются к слабой оси стоек (см раздел модуля). Чтобы лучше справляться с этими нагрузками, стойки соединены диагональными распорками, которые воспринимают напряжение как осевые нагрузки. На плотине Фолсом усиление коррозии на стыке стержня и ступицы привело к увеличению коэффициента трения и, следовательно, напряжения изгиба в стойке и осевого усилия в скобе. Пропускная способность фиксирующего соединения была превышена, и она вышла из строя. Это привело к перераспределению нагрузки, и отказ стал прогрессировать, что в конечном итоге привело к изгибу стоек.

После годичного расследования Бюро мелиорации объяснило отказ конструктивным недостатком: инженерный корпус, спроектировавший плотину, не учел трение цапфы (на стыке штифта и ступицы) при анализе ворот. Хотя это правда, это был один из пяти идентичных служебных ворот, которые работали в одних и тех же условиях почти 40 лет без каких-либо проблем. Это говорит о том, что сбой возник в результате состояния, которое со временем изменилось; в частности, наблюдалось постепенное увеличение коэффициента трения на стыке стержня и ступицы. Хотя можно было бы ожидать, что частота обслуживания будет увеличиваться с возрастом ворот, Reclamation снизила частоту регулярного обслуживания и смазки с течением времени из-за бюджетных ограничений. Кроме того, смазка, используемая Reclamation, не соответствовала требованиям Корпуса.оригинальное дизайнерское задание; это была новая, экологически чистая смазка, которая не была достаточно водонепроницаемой, что позволяло воде попадать на поверхность контакта штифта и ступицы и вызывать коррозию, которая приводила к увеличению трения.[31]

Эта авария не привела к гибели людей и оказала значительное положительное влияние на плотинную промышленность. Особое внимание было уделено техническому обслуживанию и мониторингу радиальных ворот, многие из которых были модернизированы для усиления распорок и распорок и обеспечения достаточной смазки.

Безопасность [ править ]

Безопасность [ править ]

Новый мост через озеро Фолсом, построенный в обход плотины, открылся в марте 2009 года.
Плотина и озеро Фолсом, март 2004 г.
Электростанция плотины Фолсом

После террористических атак 2001 г. Бюро мелиорации проанализировало потенциальные цели на предмет уязвимости и меры, которые можно было бы принять для устранения или уменьшения возможных угроз. Поскольку 500 000 жителей находятся в непосредственной близости от плотины Фолсом, возможность нападения на плотину была достаточно серьезной проблемой для должностных лиц Бюро, чтобы закрыть дорогу на плотину Фолсом. Дорога через плотину была главной артерией города Фолсом. С его закрытием в час пик движение стало сильно загруженным. Воздействие было настолько велико, что жители и городские власти обратились к федеральному правительству с просьбой пересмотреть решение о закрытии дороги, что изначально рассматривалось правительством. Постоянные опасения по поводу безопасности не позволили им снова открыть дорогу, и 28 марта 2009 года был построен и открыт новый мост, названный Folsom Lake Crossing.[32]

Риск наводнения [ править ]

Во время сильного шторма в декабре 1964 года приток воды в озеро Фолсом достиг рекордной отметки в 280 000 куб. Футов (7 900 м 3 ) в секунду, при этом попуск в реку составил 115 000 куб. Футов (3 300 м 3 ) в секунду. [33]

В феврале 1986 года почти 500 000 человек столкнулись с возможностью наводнения, когда инженеры на плотине Фолсом были вынуждены открыть ворота водосброса после проливных дождей. [30] Наводнение усугубилось разрушением перемычки дамбы Оберн, расположенной выше по течению, в результате чего в Американскую реку попали дополнительные 100 000 акров футов (120 000 000 м 3 ). Пиковый поток 250 000 кубических футов в секунду (7 100 м 3 / с) вошел в озеро Фолсом, что вынудило операторов плотины Фолсом открыть все затворы водосброса, выпуская 130 000 кубических футов в секунду (3700 м 3 / с) в американскую реку. Это было 15000 кубических футов в секунду (420 м 3)./ с) выше безопасной пропускной способности дамб ниже по течению. Хотя плотина и система дамбы Сакраменто сохранились без серьезных повреждений, необходимое пространство для борьбы с зимними наводнениями было увеличено на 50%, с 400 000 до 600 000 акров футов, для защиты от будущих наводнений. Кроме того, около 33 000 акров футов (41 000 000 м 3 ) наносов, унесенных с гор, было отложено в озере Фолсом, что значительно снизило его емкость. Следствием этого стало снижение способности хранить зимние осадки для использования летом. Только в 1986 году плотина Фолсом могла предотвратить ущерб на сумму 4,7 миллиарда долларов. [34]

Новогодний шторм 1997 года был самым сильным в новейшей истории, его общий приток составил 1 миллион акров футов (что равняется всей мощности озера Фолсом) за 5-дневный период. Однако на этот раз Бюро мелиорации смогло ограничить выбросы до менее чем 110 000 кубических футов в секунду (3100 м 3 / с). [35] Шторм 1997 года был классическим примером явления «снегопад», во время которого теплый тропический шторм растопил существующий снежный покров на более низких и средних высотах, фактически удвоив объем стока. До новогоднего шторма декабрь 1996 года также была одной из самых влажных из когда-либо зарегистрированных, когда земля пропитывалась и выпадало значительное количество снега. [36] [37]

Программа безопасности плотин Бюро мелиорации определила, что риск наводнения в районе Сакраменто делает его одним из наиболее подверженных риску сообществ 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 сбора стоков от сильных штормов и паводков, которые могут нанести ущерб региону. Новый водосброс построен с затворами на 50 футов (15 м) ниже существующего водосброса, что обеспечивает более эффективную эвакуацию хранилища водохранилища перед событиями затопления. [39] [40]

См. Также [ править ]

  • Список плотин и водохранилищ в Калифорнии
  • Список электростанций в Калифорнии
  • Список самых высоких плотин в США
  • Список плотин Бюро мелиорации США

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d "Общая информация о плотине Фолсом" . Проект Folsom and Sly Park Units . Бюро мелиорации США. 2009-06-04 . Проверено 25 августа 2012 .
  2. ^ a b c "Размеры плотины Фолсом" . Проект Folsom and Sly Park Units . Бюро мелиорации США. 2009-06-04 . Проверено 25 августа 2012 .
  3. ^ a b c d Департамент гражданского и экологического строительства, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсомская плотина» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  4. ^ Ritzema, Randall S .; Newlin, Brad D .; Ван Лиенден, Брайан Дж. (Октябрь 2001 г.). «Приложение H: Инфраструктура» (PDF) . CALVIN Project . Калифорнийский университет в Дэвисе . Проверено 25 января 2014 .
  5. ^ a b c "Гидравлика и гидрология плотины Фолсом" . Проект Folsom and Sly Park Units . Бюро мелиорации США. 2009-06-04 . Проверено 25 августа 2012 .
  6. ^ a b c d "Силовая установка Фолсома" . Проект Folsom and Sly Park Units . Бюро мелиорации США. 2009-05-13. Архивировано из оригинала на 2012-09-25 . Проверено 25 августа 2012 .
  7. ^ "Калифорнийская гидроэлектрическая статистика и данные" . Энергетическая комиссия Калифорнии . Проверено 26 апреля 2018 .
  8. ^ "Округ Сакраменто> Миссии> Строительные работы> Вспомогательный водосброс на плотине Фолсом" . www.spk.usace.army.mil . Проверено 29 февраля 2016 .
  9. ^ Арагон, Грег. «Армейский корпус завершил проект вспомогательного водосброса на плотине Фолсом стоимостью 900 миллионов долларов» . Проверено 1 сентября 2018 года .
  10. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). "Результат запроса каталога плотин NPDP: Folsom" . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинального 10 мая 2015 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  11. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). "Левое крыло Фолсома" . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  12. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). "Правое крыло Фолсома" . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  13. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Вспомогательная плотина острова Мормон» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 6 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  14. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 1» . Стэнфордский университет . Проверено 27 августа 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайка 2» . Стэнфордский университет . Проверено 27 августа 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  16. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 3» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  17. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дайка 4» . Стэнфордский университет . Проверено 27 августа 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  18. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 5» . Стэнфордский университет . Проверено 27 августа 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  19. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 6» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 6 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  20. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 7» . Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Проверено 27 августа 2012 года .
  21. ^ Департамент гражданской и экологической инженерии, Национальная программа строительства плотин (27 августа 2012 г.). «Фолсом Дике 8» . Стэнфордский университет . Проверено 27 августа 2012 года .[ постоянная мертвая ссылка ]
  22. ^ "Государственная зона отдыха на озере Фолсом" . Государственные парки Калифорнии . Калифорнийский департамент парков и отдыха. 27 августа 2012 . Проверено 27 августа 2012 года .
  23. ^ «Граничные описания и названия регионов, субрегионов, единиц учета и единиц каталогизации» . Геологическая служба США . Проверено 25 августа 2012 .
  24. ^ "Часто задаваемые вопросы о плотине Фолсом" . www.parks.ca.gov . Проверено 4 марта 2016 .
  25. ^ a b c Саймондс, Джо (1994). «Проект Центральной долины: американское подразделение реки, подразделения Фолсом и Слай-Парк и подразделение Оберн-Фолсом Южный» . Бюро мелиорации США . Проверено 6 января 2017 .
  26. ^ Отчет Дома 107-651
  27. ^ Закон о развитии американских речных бассейнов, Pub.L.  81–356 , 63  Stat.  852 , введен в действие 14 октября 1949 г.
  28. ^ "Государственный исторический парк Folsom Powerhouse" .
  29. ^ «Ценить американскую реку: Folsom Power House» . База данных исторических маркеров . Проверено 27 августа 2012 года .
  30. ^ a b "Building Big: Databank - Folsom Dam" . Банк данных чудес света . PBS . Проверено 27 августа 2012 года .
  31. ^ http://www.usbr.gov/ssle/damsafety/Risk/BestPractices/16-RadialGatesTrunnionFrictionPP201108.pdf [ постоянная мертвая ссылка ]
  32. ^ "Город Фолсом - Новый мост Фолсом" . 7 апреля 2009 Архивировано из оригинального 27 июня 2009.
  33. ^ Департамент парков и отдыха. «Фолсомская плотина» . Штат Калифорния . Проверено 27 августа 2012 года .
  34. ^ http://www.cnrfc.noaa.gov/storm_summaries/feb1986storms.php
  35. ^ http://cdec.water.ca.gov/cgi-progs/queryDaily?FOL&d=01-Feb-1997+12:25&span=40days
  36. ^ http://www.cnrfc.noaa.gov/storm_summaries/jan1997storms.php
  37. ^ http://cepsym.org/Sympro1997/roos.pdf
  38. ^ «Маркер усовершенствования плотины Фолсом» . База данных исторических маркеров . Проверено 27 августа 2012 года .
  39. ^ "Экологическое планирование плотины Фолсом CDM" . Проверено 24 ноября 2009 .
  40. ^ «Модернизация плотины удвоит защиту Сакраменто от наводнений» . Служба новостей окружающей среды . 14 января 2008 . Проверено 27 августа 2012 года .

Примечания [ править ]

  1. ^ [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21]

Дальнейшее чтение [ править ]

  • http://www.usbr.gov/mp/jfp/news-info/Final%20JFP%201-page%20Flyer%204-2-07.pdf
  • Бюро мелиорации США - электростанция Фолсом
  • Бюро мелиорации США - Проект Центральной долины