Гатун бөгеті: Панама каналының маңызды бөлігі. 1907-13 ж. салынған, Гатун көлін құрайды, кемелерді өткізеді, электр энергиясын өндіреді. Панама тарихындағы үлкен жетістік!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Панама каналының құрамдас бөлігі
Component of the Panama Canal
Гатун бөгеті – Панамадағы Шагрес өзені арқылы салынған, Гатун қаласына жақын жердегі топырақтан тұратын бөгет. 1907-1913 жылдар аралығында салынған бөгет Панама каналының маңызды бөлігі болып табылады; ол Панама тасмуында кемелердің өтуіне арналған жасанды Гатун көлін құрайды. Бөгетте орналасқан гидроэлектр станциясы каналдың шлюздері мен басқа да жабдықтарын жұмыс істету үшін қолданылатын электр энергиясын өндіреді. Бөгеттің құрылысы – үлкен инженерлік жетістік, одан әрі Кулебра кесігінің қазу жұмыстарымен ғана шаң жұдырылады; құрылысы аяқталған кезде бөгет әлемдегі ең үлкен топырақ бөгеті болды, ал Гатун көлі – әлемдегі ең үлкен жасанды көл еді.
The Gatun Dam is an earthen dam across the Chagres River in Panama, near the town of Gatun. The dam, constructed between 1907 and 1913, is a crucial element of the Panama Canal; it impounds the artificial Gatun Lake, which carries ships of their transit across the Isthmus of Panama. In addition, a hydro electric generating station at the dam generates electricity which is used to operate the locks and other equipment in the canal. Construction of the dam was a great engineering achievement, eclipsed only by the parallel excavation of the Culebra Cut; at the time of completion, the dam was the largest earth dam in the world, and Gatun Lake was the largest artificial lake in the world.
Сипаттама
Плотина Шагрес өзенінің аңғарында, Кариб теңізіне құятын жерінен шамамен орналасқан. Шагрес аңғарымен шектесетін төбелер осы тұста шамамен кеңдігіндегі саңылауды құрайды, ал саңылаудың ортасында табиғи тасты төбе орналасқан. Бұл саңылауды негізінде қалыңдығы бар, жоғарғы жағындағы ұзындығы бар, су деңгейінде қалыңдығы бар және үстінде қалыңдығы бар жер бөгеті толтырады, ол қалыпты көл деңгейінен жоғары. Плотинаның су төгілетін арнасы орталық төбеде салынған; ол жартылай дөңгелек бетон бөгеттен тұрады, ол төбенің артқы беткейіне салынған бетон арна арқылы су ағынын реттейді. Су төгілетін арнаның бөгеті жоғарғы жағында өлшенеді; оның жотасы қалыпты көл деңгейінен 5 метр төмен. Су төгілетін арна жартылай шеңберлі бөгеттен төгілген судың қарама-қарсы бағыттан жиналып, өзінің күшін жоятындай және төмендегі тозуды азайтатындай етіп жобаланған. Су төгілетін арнаның үстінде бетон тіреулермен қолдау көрсетілген, әрқайсысы ені және биіктігі бар 14 қақпа орналасқан. Электрмен басқарылатын бұл қақпалар су ағынын бақылау үшін көтеріледі немесе төмендетіледі; көл деңгейі жоспарланған ең жоғары деңгейі болса, су төгілетін арнаның сыйымдылығы секундына, Шагрес өзенінің ең жоғары ағынынан асып түседі. Бұған қоса, шлюздердегі құбырлар секундына суды шығара алады. Гатун көлінің ауданы қалыпты деңгейде шамамен құрайды; ол судың көлемін сақтайды, бұл Шагрес өзенінің орташа жылдық су ағынымен шамалас.
The dam is situated in the valley of the Chagres River, about from its mouth in the Caribbean Sea. The hills bordering the valley of the Chagres form a gap just over wide at this point, with a natural rocky hill in the centre of the gap. The gap is filled by an earth dam, thick at the base, long along the top, thick at the water level, and thick at the top, which is above the normal lake level. The spillway for the dam is constructed on the central hill; it consists of a semi circular concrete dam, which regulates the flow of water down a concrete channel built into the back slope of the hill. The spillway dam itself measures along the top; its crest is at 16 feet (5 m) below the normal lake level. The spillway is designed so that water pouring over the semi circular dam converges at the bottom from opposite directions and neutralises its own force, thus minimising erosion below. The spillway dam is topped by 14 gates, supported by concrete piers and each wide by high. These gates, which are electrically operated, are raised or lowered to control the flow of water; with the lake level at , its planned maximum level, the capacity of the spillway is per second, more than the maximum flow of the Chagres River. In addition to this, the culverts in the locks can dispose of per second. ] Gatun Lake has an area of at its normal level; it stores of water, which is about as much as the Chagres River brings down in an average year.
Электр энергиясын өндіру
Плотинаның құрамына су электр станциясы кіреді, ол ағып жатқан суды ағызу арнасының шығыс жағында орналасқан. Бұл көлден алынған суды бірнеше турбина-генераторларды іске қосу үшін пайдаланады; алғаш рет пайдалануға берілгенде үш генератор орнатылды, олар барлығы электр энергиясын өндірді. Өндірілген электр энергиясы шлюздер мен ағызу машиналарын жұмыс істеуге, сондай-ақ шлюздер мен канал ауылдарын жарықтандыруға қолданылады.
The dam incorporates a hydro electric generating station, which is situated on the east side of the spillway discharge channel. This uses water from the lake to drive a number of turbine generators; as first commissioned, three generators were installed, producing a total of of electricity. The power generated is used for the operation of the lock and spillway machinery, and for the lighting of the locks and the canal villages.
Құрылыс
Каналдың құрылысын француз компаниясы (La Compagnie Universelle du Canal Interoceanique) 1880-1889 жылдары бастады. Қолда бар нұсқауларды дұрыс зерттемегенімен және шығындар туралы толық ақпарат болмағандықтан, француз компаниясы екі жағалауды байланыстыратын теңіз деңгейіндегі канал салуды жоспарлады. Олар бастапқыда бұл жұмысты 120 миллион долларға аяқтай алатындай болды. Бір миллиард франк (шамамен 300 миллион доллар) жұмсалғаннан кейін, 22 мыңға жуық жұмысшы қаза тапқаннан және банкротқа ұшырағаннан кейін, французтардың күш-жігері тоқтады. Теңіз деңгейіндегі канал құрылысы үшін үлкен бөгет салу қажет болмағанмен, Шагрес өзенінің үнемі өзгеретін ағысына бейімделу үшін кең ауқымды шаралар қабылдау қажет еді. АҚШ 10 миль (16 км) ені бар Канал аймағын басып алып, 1904 жылғы 4 мамырда канал құрылысын қайта бастады. Құрылысқа дайындық, масаларды жою (сары қызба мен безгек таратушылардың жаңадан ашылған векторы), Панама теміржолын жақсарту және жұмысты толық қарқынмен жоспарлауға шамамен екі жыл кетті. Мүмкіндіктер мен шығындарды қарастырғаннан кейін, 1906 жылы шлюздік канал құрылысын жүргізу туралы шешім қабылданды және президент Теодор Рузвельт оны мақұлдады. Шлюздік канал туралы шешім қабылдамас бұрын, 1907 жылдан 1914 жылға дейін құрылыс жұмыстарының бас инженері болған майор Джордж Вашингтон Гоеталс (АҚШ Армиясының инженерлер корпусы), Джон Франк Стивенс (1905-1907 жылдар аралығында бас инженер) басшылығымен Гатун жерінің үлкен бөгет салуға жарамдылығын анықтау үшін зерттеу жүргізді. Жердің жарамдылығын анықтау үшін көптеген сынақ бұрғылау жұмыстары жүргізілді, сондай-ақ құрылыс материалдарының беріктігін анықтау үшін олардың қысымға төзімділігі тексерілді. Гатун бөгеті екі маңызды мақсатқа қызмет етеді: ол үнемі өзгеретін Шагрес өзенін бақылайды және Гатун көлін құрайды. 26 метр биіктіктегі көл Панама тасмуығының көп бөлігінде, соның ішінде қиын V пішіндес Кулебра кесімі (Гейлард кесімі) арқылы кемелерге жоғары жатқан жолды қамтамасыз етеді. Бұл теңіз деңгейіндегі канал үшін қажет болатын миллиондаған куб метр материалды қазудан сақтайды. Көлдің биіктігі су ағынын бөгеттен басқаратын ағызу құрылыстары арқылы реттеледі, бұл ылғалды немесе құрғақ маусымда шамамен тұрақты биіктікті қамтамасыз етеді. Көл сондай-ақ каналдың Тынық мұхиты мен Атлант мұхитындағы шлюздерін жұмыс істеуге арналған үлкен су қоймасы ретінде қызмет етеді және шлюздер мен бөгеттің жұмыс істеуіне қажетті 6 МВт электр қуатын гидроэлектростанциялар арқылы қамтамасыз етеді. Бөгетті аяқтап, Гатун көлін толтырғаннан кейін, көлдің арғы жағына кемеге арналған ашық арнаны алу үшін қажет болған жерлерде сумен тазарту жұмыстары жүргізілді. Гатун орналасқан жері бөгет құрылысы үшін көп жағдайда идеалды болды: бөгет орнынан жоғары қарай Шагрес өзенін қоршап тұрған төбелер қазіргі Гатун көлінің орналасқан аймағының айналасында өте кең ашылды. Тар саңылаудан кейін төбелер салыстырмалы түрде тар саңылауға жақын, ортасында табиғи жартасты арна бар. Бұл орташа көлемдегі бөгеттің үлкен көлемдегі суды қоршауға мүмкіндік береді, бұл кемелерге тасмуықтың көп бөлігінен өтуді қамтамасыз етеді және шлюздерді жұмыс істеуге арналған су қоймасын қамтамасыз етеді. Орталық төбе бетонды ағызу құрылысын және бөгетті салу үшін идеалды қатты негіз болды, бөгеттің негізгі бөлігі топырақтан жасалды. Бір ғана мәселе – бөгеттің үлкен көлеміне үлкен тас пен топырақ толтыру қажет болды, оны Гаillard кесімінен (қазір Кулебра кесімі) және Гатун шлюздерін қазудан алынған қалдық таспен күнделігіне 100 пойызбен жеткізіп, екі параллель қабырғаға салды. Осы қалдық тас қабырғаларының арасында гидравликалық толтыру әдісін қолдану арқылы су өткізбейтін ядро құрылды, ол миллиондаған куб метр саз материал мен суды тас қабырғаларының арасындағы аумаққа құйды. Бұл толтыру төменгі аңғардағы жұмсақ сазды қазып, сумен сазды қазып, сорғыларға салып, бөгеттің ішкі және сыртқы қабырғалары арасында құрылған тоғанға жеткізді. Суды тұнбаға қалдырып, артық суды ағысқа қайта құюға рұқсат етілді, бұл кептірілген және қатайған материал бөгеттің түбінде "табиғи" цементтен жасалған қатты ядроны құрады. Бөгеттің қажетті биіктігіне жеткеннен кейін, толқын әсерінен бөгет зардап шегуіне жол бермеу үшін бүкіл ағыстың жоғары жағына үлкен тастарды орналастыру арқылы брондалды, әсіресе қатты толқын әсері болған жерлерде. Бөгеттің ішіне материал салынған, оның ені 823 метр, биіктігі 32 метр, ұзындығы 2286 метр. Бөгеттің салмағы шамамен 1,5 метр жерді алып жатыр, оның ішінде жер мен тас бар, ол экватордағы Жерді қоршап тұратын 1,5 метрлік және қалыңдығы 29 см (немесе 4 фут 8 дюйм биіктігі мен қалыңдығы 30 см) қабырға салуға жеткілікті.
The canal effort was begun by a French company (La Compagnie Universelle du Canal Interoceanique) in 1880 to 1889. With poor exploration of the options and with poor information of the costs, the French company planned to construct a sea level canal linking the two coasts. They initially thought they could do this for about $120 million. After spending about one billion Francs (about $300,000,000), losing about 22,000 workers and going bankrupt, the French effort essentially ceased. A sea level canal would not have required the dam to be built but would have still required extensive provisions made to accommodate the ever changing Chagres River flow. The United States took over the 10 mile (16 km) wide Canal Zone and resumed building the canal on 4 May 1904. Almost two years were spent in infra structure preparation, mosquito abatement (the newly discovered vector spreading Yellow fever and Malaria), Panama Railroad improvements, and planning before the work got up to full speed. After reviewing the options and costs, in 1906 a lock based canal was decided upon and agreed to by President Theodore Roosevelt. Even before the lock canal decision was made, Major George Washington Goethals (United States Army Corps of Engineers), the chief engineer from 1907 to 1914 of the construction effort, had already carried out an investigation under John Frank Stevens (chief engineer, 1905–1907) into determining the suitability of the land at Gatun for the building of a large dam there. Extensive test borings were made to determine the suitability of the land, and pressure tests were carried out on the material to be used in construction to determine its durability. The Gatun Dam serves two important purposes: it controls the ever varying Chagres River and creates Gatun Lake. The lake at about 85 feet (26 m) elevation provides an elevated path for ships across most of the Isthmus of Panama including through the treacherous V shaped Culebra Cut (Gaillard Cut). This saved excavating literally millions of cubic yards of material that would have been necessary for a sea level canal. The lake height is regulated by spillways that control the water flow out of the dam to obtain an almost constant height in wet or dry seasons. The lake also acts as a massive reservoir to work the locks on both the Pacific Ocean and Atlantic Ocean ends of the canal and provides via hydro electric generators about 6 MW of electrical power needed to run the locks and dam. After finishing the dam and filling Gatun Lake it was dredged where necessary to obtain a clear ship channel across the lake. The Gatun location was in most ways ideal for a dam; upstream of the dam site the hills enclosing the Chagres River opened very wide around the area that is now Gatun Lake. Over a narrow gap the hills close to a relatively narrow gap with a natural rock based channel in the centre. This allows a moderately sized dam to enclose a huge body of water, which both provides passage for ships across much of the isthmus, and provides a reservoir of water with which to operate the locks. The central hill was the ideal solid base for the construction of the concrete spillway and its dam, the main part of the dam being earth. The only problem was the huge scale of the dam required massive rock and dirt fill that was provided by about 100 trainloads of waste rock deposited into two parallel walls of waste rock about 2700 feet (823 m) apart every day for several years from the Gaillard Cut (now called the Culebra Cut) and the Gatun Locks excavation. Between these waste rock walls an impervious core was created by using a hydraulic fill technique which pumped millions of cubic yards of clay material and water into the area between the rock walls. This fill was made by digging up the soft clay present in the valley below, where dredges excavated the clay and water and loaded it into pumps that delivered it up into a pond created between the inner and outer walls of the dam. The pumped mixture was allowed to sit until the clay settled out, with the excess water being drawn off and pumped back downstream. This dried and hardened material created a solid core of "natural" cement at the core of the dam. After the dam was built to its desired height, the entire up stream side was armored to prevent wave action damaging the dam by placing large boulders on the face, particularly where there is strong wave action. The dam contains some of material and is about 2700 feet (823 m) wide at its base, about 105 feet (32 m) high and 7500 feet (2286 m) long. The dam weighs some It covers of ground, and contains enough earth and rock to build a wall 1 1/2 metres high and 29 cm thick (or four foot eight inches high and a foot thick) around the Earth at the equator.
Су деңгейі
Панама каналы ашылғаннан кейін, құрғақ маусымда бөгеттің су деңгейінің канал жұмысын қамтамасыз ету үшін тұрақты болмайтыны анықталды. Панама қаласын су қоймасымен және гидроэлектр қуатымен қамтамасыз ету мақсатында Шагрес өзенінің жоғары ағысында Мадден бөгеті салынды және ол 1935 жылы пайдалануға берілді.
After the opening of the Panama Canal, it was found that the water level impounded by the dam did not stay constant enough during the dry season for the operation of the canal. The Madden Dam was constructed much higher up the Chagres River to provide a reservoir and hydroelectric power for Panama City, opening in 1935.