| gát | |
| Oroville-gát | |
|---|---|
| Oroville-gát | |
| 39°32′20″ s. SH. 121°29′08″ ny e. | |
| Található | USA , Kalifornia |
| átfed | folyó Fether |
| Állapot | épült |
| Az építkezés kezdete | 1961 |
| nyitás dátuma | 1968. május 4 |
| Magasság | 235 m |
| Hossz | 2110 m |
Az Oroville -gát a Feather folyón (a Sacramento folyó bal oldali mellékfolyóján) található, Oroville városától keletre Kaliforniában , az Egyesült Államokban .
A ferde vályogmaggal rendelkező gát sziklatöltése eléri a 235 méter magasságot. Fontos szerepet játszik a kaliforniai vízellátó rendszerben, és az Egyesült Államok legmagasabb gátja. A gát az Oroville-tározót alkotja, amelynek teljes térfogata 4,36 km³. A hidroelektromos komplexum fő jelentősége a szabályozás és az árvíz elleni küzdelem [1] .
Villamosenergia-termelés a földalatti reverzibilis vízierőműben (HPP- PSPP ) Hyatt [Comm. 1] kapcsolódó probléma. A Hyatt erőműben hat , összesen 645 MW beépített teljesítményű hidroblokk található, amelyek közül három megfordítható [ 3] .
A Feter folyótól hat kilométerrel lefelé található a Thermalito vízi komplexum , amely ellenszabályozóként és alsó medenceként működik a Hyatt erőmű reverzibilis vízi egységei számára [4] .
1957-ben kezdődtek az előkészítő munkálatok a leendő vízerőmű-komplexum helyén. A gát építése 1961-ben kezdődött. 1964 decemberében a befejezetlen vízerőmű-komplexum sikeresen ellenállt a megfigyelések történetének legerősebb árvízének. Ugyanakkor az árvíz egy része visszatartott a tározóban, ami csökkentette az árvíz okozta károkat a folyásirányban. A gát töltése 1967-ben, a teljes építményegyüttes 1968-ban készült el [5] . 1968. május 4-én avatta fel Ronald Reagan kaliforniai kormányzó [6] .
A tulajdonos és üzemeltető szervezet a California Department of Water Resources (DWR ) [7] .
A Hyatt erőmű hidraulikus blokkjain áthaladó maximális vízhozam 480 m³/s [4] . A felesleges víz elvezetéséhez a gát a következő átereszekkel van felszerelve:
A jobb parton elhelyezkedő, kapukkal ellátott vízbefogó műtárgy, amelyből 930 hosszú és 54,5 méter széles beton ereszcsatornán, végén ugródeszkával folyik a víz a Feter folyó csatornájába. A fő kiömlés maximális kapacitása 4247 m³/s.
A jobb parton található a fő kiömlővíz beömlőnyílása mögött. 2017 előtt soha nem volt használva. 530 méter hosszú beton túlfolyó fal formájában készült. A vészkiömlőnek nincs kapuja, és akkor kezd működni, ha a tározóban a víz szintje meghaladja a túlfolyó vezeték magasságát. A vészkiömlőút tervezési célja a katasztrófa jelentőségű árvizek elhárítása, amelyek becsült ismétlődési gyakorisága 450 évente egyszer. Maximális áteresztőképessége több mint 13 000 m³/s [7] .
A 2017-es balesetet követően a kiömlő szerkezetet kiegészítették egy 440 méter hosszú , a túlfolyófaltól a lejtőn lejtőn 220 méterrel lefelé húzódó földbe húzódó cölöpfallal, és ezek között egy betonlejtővel , lépcsők formájában készült, részben kioltva a vízáramlás energiáját [8] [9] .
A bal parton található földalatti alagutak rendszerébe tartozik. A gát építése során a Feter folyó vizének áthaladására használták. Az 1980-as évektől a folyó hőmérsékleti viszonyainak szabályozására használták a környezetvédelmi jogszabályok betartása érdekében. Vészhelyzetben a Hyatt erőmű hidraulikus blokkjait megkerülő víz elvezetésére használható [10] . A maximális áteresztőképesség 113 m³/s [11] .
2009. július 22-én vízierőművesek tesztelték a folyószelepet. Amikor a vízáramlás a szelepen keresztül elérte a maximum 85%-át, az általa létrehozott vákuum összeomlott és az áramlásba rántotta az elválasztó falat. Három dolgozót ledöntött a lábáról az alagútba beszívott levegő, ketten a munkaterület peremén húzódtak át. Az egyik dolgozó súlyosan megsérült a repülő szerszámok és berendezések miatt, miközben a sérült fémszerkezetekben kapaszkodott. Fejsérülést, kar- és lábtörést, vágásokat és zúzódásokat kapott; négy napig kórházban volt. A kaliforniai kormány Biztonsági és Egészségvédelmi Osztálya hat panaszt nyújtott be a Vízgazdálkodási Minisztériumhoz, amelyek közül ötöt „súlyosnak” minősítettek. A vizsgálat során két súlyos követelést visszavontak, ami 76 125 dolláros bírságot eredményezett [ 12] .
2012-ben független szakértőket vontak be a folyószelep biztonságának tanulmányozására. Az aszály-előrejelzés kapcsán 2014-ben a szelep sürgős javítására került sor. 2014-2015-ben a Fether folyó hőmérsékleti rendjének fenntartására használták a ritka fajok védelméről szóló törvény [13] értelmében .
A szelep végső javítása és egy terelőgyűrű felszerelése az áramlási energia elvezetésére a szelep teljes teljesítményen történő használata esetén [14] 2016-2017 között történt [13] . 2017. október 16-án a vízierőmű-komplexum kiöntő létesítményeinek veszélyhelyzete miatt a Vízgazdálkodási Minisztérium a tervbe belefoglalta egy folyami szelep alkalmazásának lehetőségét a tározó szintjének szabályozására a téli árvíz idején [15] .
A vészkiömlés kialakításának hátránya az volt, hogy a vizet közvetlenül egy nem felszerelt hegylejtőre engedték ki [16] . 2005-ben ezt három környezetvédelmi szervezet is felhívta a figyelmet arra, hogy a vízerőmű-komplexum következő tanúsításának feltételéül tegyék feltételéül a vészkiömlő alatti rézsű betonnal történő megerősítését annak érdekében, hogy az üzemelés során ne alakuljon ki erózió . A szükséges munkálatok költségét 100 millió dollárra becsülték . Ezt a javaslatot a Szövetségi Energiaszabályozási Bizottság elutasította , mert a hidraulikus építmények biztonsági szabályai lehetővé teszik a táj súlyos károsodását ritka katasztrofális árvizek áthaladásakor [17] .
A fő kiömlőnyíláson 2009-ben és 2013-ban repedések keletkeztek, amelyek javítást igényeltek. A javítási munkálatok sikeresnek bizonyultak, 2014-2016-ban sikeresen megtörtént a kiöntő átvizsgálása [18] .
2017-ben január 13-a óta használatban van a fő kiömlőnyílás. 2017. február elején a tározó szintje a heves esőzések miatt rohamosan emelkedni kezdett, ami február 7-ig szükségessé tette a fő kiömlőnyíláson áthaladó vízhozam 1540 m³/s-ra történő növelését [17] .
2017. február 7-én megkezdődött a fő kiömlő beton csúszdájának tönkretétele, és megkezdődött a körülötte lévő üledékes kőzetek eróziója. A fő kiömlőnyíláson áthaladó víz áthaladását leállították a felméréshez, amely körülbelül 50 méter széles és legfeljebb 100 méter hosszú törési területet tárt fel [19] az ereszcsatorna azon részén, ahol 2013-ban repedéseket észleltek [4] . Az alatta lévő sziklák több méter mélyen kimosódtak, és a lejtő a kiöntőtől balra erodálódni kezdett [Comm. 2] . A sérült csúszda további felhasználásának lehetőségének tesztelésére kis mennyiségben újraindították a víz elvezetését rajta. Lehetőség volt egy vészkiömlő üzembe helyezésére, amelyhez február 8-án az alatta lévő lejtőt megtisztították és a túlfolyó fal lábát betonnal rögzített sziklatömbbel erősítették meg.
Február 9-én a vízhozam ugrásszerű megnövekedése miatt a megrongálódott kiöntőn keresztüli vízhozam 1840 m³/s-ra nőtt, melynek következtében tovább folytatódott az eresz tönkretétele és a szomszédos lejtő eróziója. Beton- és sziklatöredékek homokpadot képeztek a Feather River medrében, ami megakadályozta a víz kiáramlását a hyatti erőműből. Még aznap este le kellett állítani az erőművet [20] . A víz jelentősen megnövekedett zavarossága károkat okozott a folyó alatt található halkeltetőben [21] .
Február 10-én folytatódott a nagy beáramlás, aminek következtében elkerülhetetlennek tartották a vészkiömlő üzembe helyezését. A sérült fő kiömlőnyíláson áthaladó vízátfolyást 1557 m³/s-ra csökkentették a további pusztulás csökkentése érdekében [20] .
Február 11-én délelőtt a víz átment a sürgősségi kiömlő tetőn. A lejtőn a talajerózió a vártnál sokkal erősebbnek bizonyult, és a túlfolyó fal tövéhez veszélyesen közeledő nagy víznyelők kialakulásával járt. Az utóbbi kimosódása és összeomlása a tározó egy részének katasztrofális kiürüléséhez vezethet. Ilyen körülmények között a sérült fő kiömlés biztonságát már nem vették figyelembe, és a rajta áthaladó vízátfolyást 2831 m³/s-ra növelték [22] .
A vészkiömlés gerince alatti tározó lehúzása azonban időt igényelt, amely alatt az alatta lévő lejtő eróziója tovább folytatódott. Fennállt annak a veszélye is, hogy a fő kiömlő roncsolása átterjed a szívószerkezetig. Ezért február 12-én úgy döntöttek, hogy evakuálják a folyásirányban lévő lakosságot, amely a helyzet katasztrofális fejlődése esetén szenvedhet. Az evakuálás mintegy 200 ezer embert érintett [23] .
Február 12-én este leállt a víz elvezetése a vészkiömlőn keresztül. Másnap megkezdődtek az alatta lévő rézsű kiegyenlítésének és megerősítésének munkálatai, de komoly javítási és helyreállítási munkák nélkül lehetetlen volt a vészkifolyó további üzemeltetése.
A tározó leeresztése a sérült fő kiömlőnyíláson keresztül folytatódott. Szerencsére a kár nem terjedt tovább a lejtőn. A kezdeti károk területe alatt a kiöntő egykori helyétől balra egy nagy lemosó gödör és egy mély szakadék alakult ki [Comm. 2] [24] . A helyzet stabilizálódásának köszönhetően február 14-én törölték a lakosság kötelező evakuálását, de a kitelepítési készültségre vonatkozó figyelmeztetést fenntartották [25] . A vízhozam csökkenése lehetővé tette a vízfogyasztás fokozatos csökkentését, február 23-án 1415 m³/s volt [23] .
Február 27-én a tározó szintjének csökkenése lehetővé tette a sérült fő kiömlőnyíláson keresztül történő vízkivezetés leállítását és a Feter folyó csatornájában a dugulás felszámolásának megkezdését. Ekkorra a baleset helyszíne alatti kifolyó csúszda szinte teljesen megsemmisült. Felső részének a lemosógödör feletti alját betonnal rögzítették [24] . A vízhozam megszűnése miatt a folyóban meredeken csökkent a vízszint, ami partján földcsuszamlásokat és elszigetelt tározók kialakulását okozta, amelyekből nagyszámú értékes halfaj fiatal egyedét kellett kimenteni. Március 3-án elindultak a Hyatt erőmű hidraulikus blokkjai [26] .
Március 17-től március 27-ig a tározó szintjének csökkentése és a tavaszi hóolvadás idején a kiöntő használatának ellenőrzése érdekében a vízelvezetést újraindították a sérült fő kiöntőn keresztül. 1133 m³/s vízhozam mellett a szerkezet további roncsolása nem történt [27] [28] . Március 22-én törölték a kiürítési készenlétre vonatkozó figyelmeztetést [29] . A Vízgazdálkodási Minisztérium megkezdte a kiömlések javítási tervének kidolgozását, hogy biztosítsák biztonságos működésüket 2017. november 1-ig [30] .
Az Oroville-i gát kiömlőszerkezeteinek helyreállítása és javítása a baleset után több mint két évig tartott. A kezdeti 275,4 millió dolláros javítási szerződést a Kiewit Infrastructure West Co.-nak ítélték oda, amely a Kiewit Corporation részlege, a világ egyik legnagyobb építőipari vállalata [31] . 2018. szeptember 5-én a kiöntőnyílások javításának és rekonstrukciójának teljes költségét, figyelembe véve az elvégzett és tervezett munkákat, 1,1 milliárd dollárra becsülték [32] .
2017Május 19-én befejeződött a megrongálódott fő kiöntő használata a tavaszi árvíz átvészelésére és a tározó szabad tárolókapacitásának tartalékképzésére. Ez lehetővé tette a javítási és helyreállítási munkálatok megkezdését a fő kiöntőn [33] .
2017. november 1-ig a mintegy 220 méteres csúszda felső szakaszát megjavították, az azt követő 265 méteres szakaszt és a 105 méteres csúszda alsó részét teljesen átépítették. Az ereszcsatorna középső, 320 méter hosszú részét hengerelt betonból készült ideiglenes építményként restaurálták. A fő kiöntő további munkálatait az esős évszak beköszönte miatt a következő évre halasztották [34] .
Ezzel egyidejűleg a vészkiömlőnyílás alatti lejtő megerősítésére is sor került, hogy a későbbi használat esetén csökkentse az eróziót. A túlfolyó faltól 220 méterrel lefelé a lejtőn megkezdődött a levágott fal építése a földbe, leválasztó cölöpökből. A levágott fal hossza 440 méter, mélysége 10-20 méter [9] .
2018Március 7-én fejeződött be a vészkiömlő alatti földben levágott fal építése. Február 28-án megkezdődtek a kiöntő tetője és a levágott fal közötti lejtő hengerelt betonnal való borítása [9] . Október végére a lejtőt lefedték, és elkészült a hengerelt beton támaszték a vészkiömlő fal alatt. A tartó és a túlfolyófal találkozásánál a vasbeton burkolaton folytatódtak a munkálatok [35] .
Május 8-án, a tavaszi árvízi időszak lejárta után folytatódott a fő kiömlőút rekonstrukciója [Km. 3] [37] . Október 31-re a munka nagy része elkészült. A Vízügyi Minisztérium arról számolt be, hogy szükség esetén december 1-jével a kiömlőút használatra kész lesz [35] . Az új kialakítás jelentősen megerősített a régihez képest [38] .
2019A Vízgazdálkodási Minisztérium 2019. január 19-i sajtóközleményében jelentette be a kiömlések javításának befejezését [39] . A rekonstruált fő kiömlőt először 2019. április 2-án helyezték üzembe [40] .
Az orosz " RusHydro " cég főszakértője, Ivan Vlagyimirovics Szliva szerint az orovillai vízerőmű-komplexum kifolyó létesítményeiben történt baleset a 21. század egyik legsúlyosabb hidraulikai balesete. Közvetlen okának tekinti a fő kiömlés torkolatának tövében a talaj szűrt vízzel való beszippantása által okozott üregek kialakulását. Véleménye szerint további tényező volt a 2013-as javítás során a kiöntő károsodásának mérnökgeológiai tanulmányozásának elégtelensége, valamint a vészkiömlő rendezési megtakarítása [41] .