Zapora Spring Creek

Zapora Spring Creek
Spring Creek Debris Dam.jpg
Oficjalne imię Zapora gruzu w Spring Creek
Lokalizacja
Shasta-Trinity National Forest Hrabstwo Shasta w Kalifornii
Współrzędne Współrzędne :
Rozpoczęła się budowa 1961
Data otwarcia 1963
Operator(zy) Biuro Rekultywacji
Zapory i przelewy
Konfiskaty Wiosenny Potok
Wysokość 196 stóp (60 m)
Długość 1110 stóp (340 m)
Rodzaj przelewu Niekontrolowany przelew betonu
Pojemność przelewu 5260 stóp sześciennych na sekundę (149 m 3 /s)
Zbiornik
Tworzy Zbiornik Spring Creek
Całkowita pojemność 5870 akrów stóp (7240 tamy 3 )
Obszar zlewni 16 mil kwadratowych (41 km 2 )
Elektrownia
Turbiny turbiny Francisa o mocy 90 MW
Zainstalowana pojemność
150 MW 180 MW (maks.)
System informacji o nazwach geograficznych US Geological Survey: zapora Spring Creek

Spring Creek Debris Dam to zapora ziemna na Spring Creek, dopływie rzeki Sacramento , w hrabstwie Shasta w amerykańskim stanie Kalifornia . Ukończona w 1963 roku tama, utrzymywana przez US Bureau of Reclamation , służy przede wszystkim do zbierania silnie kwaśnego drenażu kopalni pochodzącego z Iron Mountain Mine . Zapora tworzy zbiornik Spring Creek , mniej niż 1 mila (1,6 km) długości. Spring Creek i South Fork Spring Creek wpływają do zbiornika z działu wodnego o powierzchni 16 mil kwadratowych (41 km 2 ). Tama znajduje się bezpośrednio w górę rzeki od miasta Keswick w Kalifornii i zbiornika Keswick Reservoir. Operacja jest częścią oddziału Trinity River w ramach projektu Central Valley .

Głównym celem Spring Creek Dam było zbieranie kwaśnego drenażu kopalni ze starej kopalni Iron Mountain , która silnie zanieczyszczała Spring Creek i jej dopływy. Tama została zbudowana w odpowiedzi na te zanieczyszczenia, które zanieczyszczały rzekę Sacramento, główne źródło wody dla milionów Kalifornijczyków. Chociaż zlewnia jest niewielka w porównaniu z rzeką Sacramento, strumień jest jednym z najbardziej zanieczyszczonych i kwaśnych na świecie.

Zapora i zbiornik, wraz z innymi konstrukcjami oczyszczającymi zbudowanymi w kopalni i pod nią, z powodzeniem zmniejszyły zanieczyszczenie Spring Creek podczas suchej pogody nawet o dziewięćdziesiąt pięć procent. Problemy jednak nadal występują głównie w postaci dużych niekontrolowanych wycieków ze zbiornika. W latach 90. pojawiło się kilka obaw dotyczących integralności strukturalnej i bezpieczeństwa zapory, zarówno pod względem fizycznym, jak i biologicznym. Awaryjne uwolnienia z jeziora Shasta , często o wartości tysięcy akrów wody, pojawiały się od czasu do czasu w celu rozcieńczenia masywnych wycieków kwasu z drenażu Spring Creek.

Historia

Górnictwo

Kwaśny drenaż kopalni z odpadów kopalnianych w Iron Mountain Mine jest wyraźnie widoczny w rdzawym kolorze potoku.
Główny artykuł: Kopalnia Iron Mountain

Kopalnia Iron Mountain, najbardziej produktywna kopalnia miedzi w Kalifornii w co najmniej jednym punkcie swojej historii, działała wzdłuż brzegów dwóch dopływów Spring Creek, w górę rzeki od obecnej tamy, od 1879 do lat 60. XX wieku. Kopalnia wydobywała rudę żelaza , srebro , złoto , rudę siarczku miedzi i piryt z formacji skalnej sprzed około 780 000 lat. Potencjał kopalni w tym miejscu został odkryty w 1860 r., Kiedy dwóch mężczyzn, geodeta William Magee i osadnik Charles Camden, odkryli rozległe złoże rudy żelaza wzdłuż jednego z dopływów Spring Creek. W 1879 r. odkryto w tym miejscu również srebro i uruchomiono kopalnię. Własność została przeniesiona na Mountain Mines Ltd., a Londyńska firma, w 1894. Pod koniec XIX wieku, Iron Mountain Mine wzięła na siebie winę za kilka zabitych ryb w rzece Sacramento . Niemniej jednak działalność wydobywcza była kontynuowana i do 1928 r. Wydobywano z tego miejsca 600 ton rudy dziennie.

Wciąż utrzymujący się problem odpływu z kopalni Iron Mountain został kiedyś opisany jako:

... [odwadnianie kopalni kwasu] najlepiej ilustrują problemy w Iron Mountain Mine w Kalifornii.

... uwolnienie tych odpadów spowodowało praktycznie wyeliminowanie życia wodnego w wielu strumieniach otaczających teren kopalni Iron Mountain.

…kontynuowane są prace nad prawdopodobnie największym i najtrudniejszym problemem kwaśnego odwadniania kopalń w Stanach Zjednoczonych.

-P. Aarne Vesilind. Kontrolowanie zanieczyszczenia środowiska , 2005

Wydarzenia skłaniające do budowy

Budowa tamy Shasta i jej zatoki rufowej (regulującej zaporę w dole rzeki), tamy Keswick, odpowiednio w 1943 i 1950 r., Poważnie osłabiła zdolność rzeki Sacramento do wypłukiwania zanieczyszczeń z kopalni. Kwaśny drenaż z kopalni płynął nieskrępowanie w dół Spring Creek bezpośrednio do Keswick Reservoir, osadzając zanieczyszczony osad i zmieniając część wody w rdzawoczerwony odcień. Wcześniej woda spływała strumieniem do rzeki i spłukiwała do Oceanu Spokojnego . Jednak gromadzenie się wody bardzo utrudniało usuwanie zanieczyszczeń. W latach 1955-1962 rozpoczęto na tym terenie wydobycie odkrywkowe . W szczytowym okresie kopalnia odprowadzała do strumienia 5 ton żelaza , 650 funtów (290 kg) miedzi i 1800 funtów (820 kg) cynku . Do tego czasu woda spływająca drenażem była tak zanieczyszczona, że ​​​​wymagała budowy tamy zatrzymującej, Spring Creek Dam.

Zanieczyszczony szlam spływający ze Spring Creek do Keswick Reservoir spowodował tę zmianę odcienia powierzchni.

Spring Creek Dam rozpoczęto w 1961 roku, kiedy to firma o nazwie Gibbons and Reed otrzymała kontrakt. Oczyszczanie rozpoczęto w lipcu tego samego roku, a zapora została oficjalnie poświęcona przez Biuro Melioracji 12 września 1961 r. Budowę zapory rozpoczęto 20 października 1961 r. od położenia nasypu zapory, który częściowo składa się z kwaśnych osadów wydobytych z Spring Creek. Riprap położono na górnej ścianie zapory, począwszy od 9 listopada tego roku. W 1962 r. seria strajków robotniczych wpłynęło na społeczności w Central Valley, wpływając również na budowę tamy, która została tymczasowo wstrzymana 3 maja tego roku. Po wznowieniu prac 26 czerwca, przepuszczalny materiał na rdzeń tamy wkrótce się wyczerpał, więc do ukończenia rdzenia zapory użyto materiału nieprzepuszczalnego.

Ostatecznie kopalnia Iron Mountain została zamknięta, ale zanieczyszczenie trwało i nadal trwa, aw 1983 r. Kopalnia Iron Mountain została wpisana na krajową listę priorytetów . Kopalnia Iron Mountain znana jest z najbardziej kwaśnej naturalnie występującej wody na Ziemi, a próbki miały wartość pH do -3,6 podczas testów na początku lat 90., co stanowi mniej więcej 100-krotność kwasowości kwasu akumulatorowego . Jednak ta wartość pH występuje tylko wewnątrz i w pobliżu kopalni, ponieważ średnie pH wody wpływającej do zbiornika Spring Creek wynosi 4,12.

Rozbudowa pamięci

Kwaśny drenaż kopalni, często o pH niższym niż 1, nieustannie wylewa się z kopalni Iron Mountain przez koryta i rury.

Zapora Spring Creek została później uznana za „niewymiarową” dla zlewni Spring Creek, ponieważ duże przepływy zarówno naturalnego drenażu, jak i kwaśnego drenażu kopalni powodowały częste niekontrolowane wycieki na zaporze. Wycieki zawierają wiele lotnych składników w kwaśnym odwodnieniu kopalni, w tym najbardziej kwaśną naturalnie występującą (tj. nie laboratoryjną) wodę na Ziemi. Rozważano kilka alternatywnych sposobów rozwiązania tego problemu:

  • Powiększ zaporę Spring Creek, aby utworzyć zbiornik trzykrotnie większy od pierwotnego rozmiaru: ten plan był rozważany, ale nigdy nie został zbudowany, ponieważ jego koszt oszacowano na 75 mln USD .
  • Częściowe przykrycie (przykrycie) terenu: Złoże rudy w Iron Mountain zostało uznane za płytkie, więc rozważono tę alternatywę. Jednak powtarzające się częste występowanie pęknięć w górach sprawiło, że było to nieefektywne, więc również nigdy nie zostało wdrożone.
  • Budowa zapór w górnym biegu rzeki: ta propozycja wymagała kilku zapór w górnym biegu rzeki, które „zmniejszyłyby dział wodny o 40 procent”, w tym tamy na Slickrock Creek, odnodze Spring Creek. Plan ten został zrealizowany, eliminując potrzebę rozbudowy tamy.
  • Usuwanie skały płonnej: Skała wydobywana z kopalni była usuwana z hałd odpadów poflotacyjnych i składowana w komorze zagęszczającej. W Boulder Creek, innym dopływie Spring Creek, poziom kwasowości nieznacznie się obniżył.

Niedawna historia

W 1985 roku stwierdzono, że przedostawanie się wody do fundamentów tamy Spring Creek może spowodować jej zawalenie. Wkrótce po odkryciu w latach 90. XX wieku rozpoczęły się kontrowersje wokół nieregularnych wycieków toksyn kopalnianych z tamy. Dwa lata później, w marcu 1992 r., niekontrolowany, nieoczekiwany wyciek kwaśnej wody spłynął z tamy w dół Spring Creek. Ten wyciek poważnie zanieczyścił Keswick Reservoir i zagroził zaopatrzeniu w wodę Redding w Kalifornii . Pomimo tego, że region cierpiał z powodu suszy , z Jezioro Shasta , które było wypełnione tylko w połowie, aby rozrzedzić zanieczyszczenie. Straty wody, której bardzo potrzebowali użytkownicy rolni w Dolinie Środkowej, oszacowano na 18 mln USD.

Stacja uzdatniania wody została zbudowana w miejscu o nazwie Minnesota Flats w pobliżu kopalni Iron Mountain Mine, wykorzystując wapno do zrównoważenia pH kwaśnego drenażu kopalni. Woda jest również kierowana ze Slickrock Creek do miejsca oczyszczania. W sumie ponad 95 procent toksyn w wodzie jest usuwanych w procesie uzdatniania. Proces oczyszczania obejmuje około 8,5 mil (13,7 km) specjalistycznego rurociągu kwasoodpornego, którego koszt przekracza 1 milion USD za milę. Większość wód płynących bezpośrednio z kopalni ma pH bliskie 1; wspomniane wcześniej pH -3,2 występuje tylko w niewielkich ilościach. Woda jest dodatkowo rozcieńczana przez naturalny przepływ w dopływach i woda kierowana z pobliskich terenów Clear Creek jednak kwaśna woda nadal wymaga uzdatniania.

Hydrografia

dopływem rzeki Sacramento o długości 9 mil (14 km) , odbierającym wodę z około 16 mil kwadratowych (41 km2 ) lądu. Potok zaczyna się w górach Klamath nad dorzeczem rzeki Sacramento i płynie zasadniczo w kierunku południowo-wschodnim, po czym skręca na południe i ostro na zachód do zbiornika Spring Creek. Od zbiornika biegnie dalej na zachód, aż wpada bezpośrednio do odnogi zbiornika Keswick. Strumień tak naprawdę nigdy nie płynie obok kopalni. Kwaśny drenaż kopalni znalezione w potoku jest w rzeczywistości przenoszone przez dwa mniejsze dopływy, którymi są Boulder Creek i Slickrock Creek. Były strumień biegnie na południowy wschód od północnej strony Iron Mountain Mine do Spring Creek, podczas gdy drugi strumień odprowadza południową stronę kopalni, a także płynie na południowy wschód do Spring Creek. South Fork Spring Creek to mały dopływ, który płynie na zachód i północ od Spring Creek Reservoir, ale ponieważ jego dorzecze leży daleko od kopalni, nie otrzymuje kwaśnego drenażu kopalni. Dopływ i odpływ ze zbiornika są bardzo nieregularne, od 0 stóp sześciennych (0 m 3 ) na sekundę do około 225 stóp sześciennych (6,4 m 3 ) ) na sekundę w określonym 10-dniowym okresie od marca do kwietnia.

Flat Creek, mały strumień płynący na południowy wschód, wznosi się w dwóch rozwidleniach i wpada do rzeki Sacramento powyżej Spring Creek. Strumień otrzymuje zanieczyszczone spływy ze stosu ogonowego Minnesota Flats, ale nie jest tak zanieczyszczony ani kwaśny jak Spring Creek. Inny strumień, Rock Creek, wznosi się w trzech rozwidleniach i płynie na wschód, by spotkać się z rzeką Sacramento poniżej Spring Creek i Keswick Reservoir.

Wymiary i operacje

Patrząc na zachód w kierunku miasta Keswick z zaporą Spring Creek w tle. Jaśniejszy kolor wody wypływającej z zapory jest spowodowany kwasem.

Zapora Spring Creek ma 196 stóp (60 m) wysokości, 1110 stóp (340 m) długości wzdłuż grzbietu i 1040 stóp (320 m) grubości u podstawy. Jego grzebień stoi 816 stóp (249 m) nad poziomem morza. Zbiornik znajduje się 795 stóp (242 m) nad poziomem morza na poziomie pełnego basenu i grzebienia przelewu. Gdy basen jest pełny, zbiornik zawiera 5870 akrów (7240 dam 3 ) wody o głębokości około 184 stóp (56 m). Jeden przelew biegnie nad grzebieniem tamy na lewym brzegu kanionu. Przelew ma szerokość 25 stóp (7,6 m) i jest w stanie pomieścić przepływ wody o objętości 5260 stóp sześciennych (149 m 3 ) na sekundę. Wyloty zapory znajdują się u podstawy i mogą pomieścić przepływ wody o wartości 660 stóp sześciennych (19 m 3 ) na sekundę. Elektrownia Spring Creek poniżej zapory generuje do 180 000 kilowatów .

Elektrownia Spring Creek

Patrząc w dół od zapory Spring Creek. Elektrownia Spring Creek to biała struktura po lewej stronie zdjęcia. Jak łatwo zauważyć, Spring Creek przepływa przez kilka dużych przepustów łukowych poniżej tamy.

Elektrownia Spring Creek znajduje się u podstawy tamy Spring Creek i jest faktycznie zasilana z jeziora Whiskeytown . Jezioro, utworzone przez zaporę Whiskeytown, znajduje się w Clear Creek, dorzeczu w dół rzeki Sacramento od Spring Creek. Oba strumienie płyną na wschód do rzeki. Elektrownia została ukończona i rozpoczęła działalność w 1964 roku o mocy 150 000 kW. Moc została później zwiększona do 180 000 kW. Elektrownia jest elektrownią szczytową z dwoma oddzielnymi generatorami, generującymi energię do operacji i rozprowadzającą nadmiar mocy do lokalnej sieci energetycznej. Woda z jeziora Whiskeytown jest kierowana przez tunel Spring Creek, kanał o długości około 2,4 mili (3,9 km) i średnicy 18,5 stopy (5,6 m).

Biuro Rekultywacji przedstawia szczegółowy raport na temat specyfikacji zakładu wytwórczego:

W elektrowni znajdują się dwa generatory 13,8 kV, każdy o mocy 100 000 kVA, współczynnik mocy 0,90, wraz z turbinami Francisa. Spring Creek Power Conduit przenosi wodę ze zbiornika Whiskeytown Reservoir, znajdującego się na Clear Creek, do Spring Creek Powerplant. Przewód zasilający Spring Creek ma różną średnicę od 5,64 m (18,5 stopy) do 5,18 m (17,0 stóp) i ma około 4,8 km (3,0 mil) długości. Przewód zasilający składa się z tuneli nr 1 i nr 2 oraz syfonu Rock Creek. Z tunelu nr 2 prowadzącego do elektrowni startują bliźniacze rurociągi.

– US Bureau of Reclamation , Trinity River Division of the Central Valley Project

Zbiornik Spring Creek

Zbiornik Spring Creek, widziany w dół rzeki w kierunku tamy, na umiarkowanym poziomie, 17 listopada 1994 r.

Spring Creek Reservoir to sztuczne jezioro utworzone za zaporą. Zbiornik jest używany głównie do przechowywania przeciwpowodziowego i rzadko jest napełniany do pojemności 5870 akrów (7240 dam 3 ). W porze suchej woda z basenów Spring Creek w małym, stojącym stawie zatrzymywała się za zaporą, osadzając zanieczyszczony osad i kwaśne odpady kopalniane w przestrzeni zbiornika. Gdy wypływa z tamy Shasta , w górę rzeki Sacramento , są wystarczające do wypłukania zanieczyszczonej wody, woda zatrzymana w zbiorniku jest uwalniana przez odpływy do Keswick Reservoir i rzeki Sacramento. Pomimo tej strategii operacyjnej zbiornik został ostatecznie uznany za nieodpowiedni dla działu wodnego i może zostać wypełniony do pełna przez pojedynczą silną burzę. Niekontrolowane wycieki często wlewały się do rzeki Sacramento podczas powodzi, przez przelew grzebienia tamy, w którym brakuje bram. W rezultacie dochodzi do wielu śmierci ryb miały miejsce podczas tych nagłych uwolnień zanieczyszczeń, z których główne miało miejsce w 1969 r. Z powodu tego stałego zanieczyszczenia kwasem ze zbiornika większość dużych ryb odbywa tarło poniżej tamy Red Bluff Diversion Dam , tamy również na rzece Sacramento w pobliżu Red Bluff, Kalifornia .

Prace przelewowe i odpływowe

Zapora Spring Creek uwalniająca wody powodziowe w listopadzie 1994 r. Zsyp po prawej to przelew, a po lewej widać prace wylotowe.

Zapora Spring Creek jest w stanie uwolnić do 5920 stóp sześciennych (168 m 3 ) wody na sekundę ze zbiornika Spring Creek przez przelew grzebieniowy i prace wylotowe. Przelew zaczyna się na lewym brzegu tamy na wysokości 795 stóp (242 m) i opada w przybliżeniu 184 stóp (56 m) w pionie w dół czoła tamy do spokojnego basenu, zanim wpłynie do Spring Creek i do Rzeka Sacramento. Ma około 25 stóp (7,6 m) szerokości i może przenosić 5260 stóp sześciennych (149 m 3 ) na sekundę. Wylot działa tunelem przez zaporę z wysokości znacznie niższej niż wysokość przelewu; przewód kończy się w punkcie a z przepustu , projekt powszechnie spotykany na kanałach burzowych , ale rzadko spotykany na tamach, u podstawy tamy. Maksymalna wydajność wylotów wynosi 660 stóp sześciennych (19 m 3 ) na sekundę.

Zobacz też

Dalsza lektura

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Spring_Creek_Dam&oldid=1139022454 ”