АҚШ, Монтана штатындағы Fort Peck бөгеті – АҚШ-тың ең үлкен тоғандарының бірі. Су электр стансасы, су тасқынынан қорғау, сапалы сумен қамтамасыз ету мақсатында салынған.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Монтана штатындағы бөгет, АҚШ
Dam in Montana, US
Форт Пек бөгеті – Миссури өзені бойындағы алты ірі бөгеттің ең биігі, АҚШ-тың Монтана штатының солтүстік-шығысында, Глазго қаласына жақын және Форт Пек қауымдастығының іргесінде орналасқан. Ұзындығы 21026 фут (6409 м), биіктігі 250 футтан (76 м) асады. Бұл АҚШ-тағы ең үлкен гидравликалық толтырылған бөгет болып табылады және Форт Пек көлін құрайды, ол АҚШ-тағы бесінші ең үлкен жасанды көл. Көлдің ұзындығы 130 миль (209 км), тереңдігі 200 фут (61 м), ал жағалау сызығының ұзындығы 1520 миль (2446 км) – Калифорния штатының жағалауынан ұзын. Бөгет Чарльз М. Рассел ұлттық жануарлар қорығының аумағында жатыр. Бөгет пен 134 миль (216 км) көлге АҚШ Армиясының инженерлік корпусы иелік етеді және оларды гидроэлектр энергиясын өндіру, су тасқынын бақылау және су сапасын басқару мақсатында пайдаланады. Бөгеттің қазіргі қуаты 185.25 мегаватт, ол 5 генераторлық бөлімге бөлінген (олар өз кезегінде Батыс және Шығыс желілері арасында бөлінген). 1951 жылы құрылысы аяқталған бірінші электр стансасының үш бөлімінің қуаты 105 МВт құрайды. 1961 жылы аяқталған екінші электр стансасының қалған екі генераторлық бөлімінің қуаты 80 МВт-қа жетеді. Көлдің максималды жұмыс деңгейі теңіз деңгейінен 2250 фут (686 м) биіктікте, ал қалыпты жұмыс деңгейі теңіз деңгейінен 2246 фут (685 м) биіктікте орналасқан. Көлдің деңгейі әртүрлі факторларға байланысты уақыт өте келе өзгеріп отырады. 2007 жылдың ақпан айының бірінші аптасында су қоймасы теңіз деңгейінен 670 метр биіктікте рекордтық төмен деңгейге жетті, бұл 1991 жылы тіркелген бұрынғы рекордтық төмен деңгейден шамамен 4 метрге төмен болды. 2011 жылдың маусым айында 2011 жылғы Миссури өзенінің су тасқынына жауап ретінде бөгеттен су шығару мөлшері бұрынғы 1975 жылғы рекордтық көрсеткіштен едәуір асып кетті.
The Fort Peck Dam is the highest of six major dams along the Missouri River, located in northeast Montana in the United States, near Glasgow, and adjacent to the community of Fort Peck. At 21026 feet (6409 m) in length and over 250 feet (76 m) in height, it is the largest hydraulically filled dam in the United States, and creates Fort Peck Lake, the fifth largest artificial lake in the U. S., more than 130 mile (209 km) long, 200 feet (61 m) deep, and it has a 1520 mile (2446 km) shoreline which is longer than the state of California's coastline. It lies within the Charles M. Russell National Wildlife Refuge. The dam and the 134 mile (216 km) lake are owned and operated by the U. S. Army Corps of Engineers and exist for the purposes of hydroelectric power generation, flood control, and water quality management. The dam presently has a nameplate capacity of 185.25 megawatts, divided among 5 generating units (which in turn are divided between the Western and Eastern grids). Three units in powerhouse number one, completed in 1951, have a capacity of 105 MW. Completed in 1961, the two remaining generating units in powerhouse number 2, have a nameplate capacity of 80 MW. The lake has a maximum operating pool elevation of 2250 feet (686 m) above mean sea level and a normal operating pool elevation of 2246 feet (685 m) above mean sea level. The lake level fluctuates over time based on a number of factors. During the first week of February 2007, the reservoir set a record low elevation of 2197 feet (670 m) above mean sea level, nearly 12 feet (4 m) lower than the previous record low set in 1991. In June 2011, in response to the 2011 Missouri River Floods, the dam was releasing almost , which greatly exceeded its previous record release of set in 1975.
Өмірбаян
Форт Пек – Жаңа келісімнің бір бөлігі болған Қоғамдық жұмыстар басқармасының ірі жобасы. Форт-Пек бөгетінің құрылысы 1933 жылы басталды, ал 1936 жылдың шілдесінде оның ең жоғарғы деңгейінде 10 546 жұмысшы жұмыс істеді. 19 ғасырдағы сауда бекетінің құрметіне аталған бөгет 1940 жылы аяқталып, 1943 жылдың шілдесінде электр энергиясын өндіре бастады. Монтана штатының Форт Пек қаласы, "үкіметтік қала" деп аталған, Армия инженерлер корпусының қызметкерлері мен "жауапты лауазымдардағы" адамдар мен олардың отбасылары үшін бөгет салынып жатқан кезде салынған. Бөгет жұмыскерлерін қолдаған көптеген нысандар, мысалы, демалыс орталығы және Форт-Пек театры, бүгінге дейін қолданылып келеді. Форт-Пекке қоса, жұмысшыларды орналастыру үшін тағы да бірнеше қалалар пайда болды. Олардың ішінде Уилер және Маккон Сити, сондай-ақ оннан астам басқа да елді мекендер болды. Көптеген үйлер кейін Монтана штатының шаруашылықтарына және қалаларына көшірілді. Форт-Пек бөгеті – Миссури өзеніндегі негізгі алты бөгеттің бірі және АҚШ Армия инженерлер корпусының Омаха округі басқарады. Форт-Пек бөгетінен төмен орналасқан бөгеттер: Гаррисон бөгеті (Ривердейл, Солтүстік Дакота), Оахе бөгеті (Пьер, Оңтүстік Дакота), Биг Бенд бөгеті (Форт Томпсон, Оңтүстік Дакота), Форт Рэндалл бөгеті (Пикстаун, Оңтүстік Дакота) және Гавинс Пойнт бөгеті (Янктон, Оңтүстік Дакота). Бұл алты негізгі бөгет Миссури өзеніндегі су қоймаларын құрап, суды сақтауға шамамен және су бетінің ауданына шамамен мүмкіндік береді.
Fort Peck was a major project of the Public Works Administration, part of the New Deal. Construction of Fort Peck Dam started in 1933, and at its peak in July 1936 employed 10,546 workers. The dam, named for a 19th century trading post, was completed in 1940, and began generating electricity in July 1943. The town of Fort Peck, Montana, "the government town," was built for Army Corps of Engineers personnel and men in "positions of responsibility" and their families during the dam's construction. Many of the facilities that supported the dam's workers are still used today, such as the recreation center and the Fort Peck Theater. In addition to Fort Peck, other towns sprang up to house the workers. Among these were Wheeler and McCone City as well as more than a dozen others. Many of the homes were later moved to farms and towns around Montana. Fort Peck Dam is one of six Missouri River Main stem dams operated by the U. S. Army Corps of Engineers, Omaha District. The dams downstream of Fort Peck Dam are: Garrison Dam (near Riverdale, North Dakota), Oahe Dam (near Pierre, South Dakota), Big Bend Dam (near Fort Thompson, South Dakota), Fort Randall Dam (near Pickstown, South Dakota), and Gavins Point Dam (near Yankton, South Dakota). These six mainstem dams impound these Missouri River reservoirs with a total combined water storage capacity of approximately and approximately of water surface area.
Құрылыс
Таңдалған орын Миссури өзенінің оңтүстіктен солтүстікке ағатын бөлігінде орналасқан. Орынның өзен төсегі шамамен 160 фут (49 м) аллювиалды шөгінділерден тұрады, олар ірі, су өткізгіш құм мен қиыршық тастан бастап, су өткізбейтін сазға дейін ауысады. Бұл шөгінділердің астында шамамен 1000 фут (305 м) қалыңдығында Bear Paw тақтасы жатыр. Бұл тақта берік тақта ретінде жіктеледі және жұқа (< қабаттар) бентониттен тұрады. Бөгетті тұрақты құмды шөгінділерге, шамамен 625 м биіктікте орнату үшін аллювиумнан жұмсақ саздың жоғарғы қабаты алынып тасталды. Қалған шөгінділер жоғарыда аталған аллювиалды материалдардан тұрады. Бұл шөгінділерде көптеген өзара байланысқан қабаттар бар, олардың арасында ірі құм мен қиыршық тас кездеседі, сондықтан солдан оңға қарай берік тақтаға дейін болатты қабырға орнату қажет болды. Жоба бойынша, бөгет 2275 фут (693 м) биіктікке дейін созылады, тазартылған өзен төсегінен жалпы биіктігі 225 фут (69 м) және солдан оңға қарай ұзындығы шамамен 10500 фут (3200 м) құрайды. Өзенге қараған беткейінің орташа еңісі бір тік, төрт көлденең болып белгіленді және еңіске кіріктірілген үш көлденең жартас кірді. 30+00 және 75+00 станциялары арасында (бөгет ұзындығының шамамен ортаңғы бөлігінде) 1:7.5 еңісті тегіс жазықтық орналастырылуы тиіс болды. Гидравликалық толтыру әдісі таңдалғандықтан, төрт электрлік қазба машинасы (дредж) құрылды. Орынның ең жақын жағалаудан алыстығына байланысты, жұмысшылар "Форт-Пек әскер-теңіз күштері" және "Монтана штатындағы ең ірі кеме жасау зауыты" деп атаған кеме жасау зауыты іске қосылды. Бұл қазба машиналары жақын жердегі материалды қазып алып, оны құбырлар арқылы бөгетке жеткізіп, толтырудың сыртқы жиектерінен төгеді. Ірі материал тез тұрақтанды, ал ұсақ бөлшектер төмен қарай ағып, ақырында бөгеттің негізін құрайтын болды. Материалдың жобада көрсетілген грануляциялық құрамы мен консолидациялық қасиеттеріне сәйкес келетінін қамтамасыз ету үшін барлық аймақтардан үлгілер үнемі алынып отырылды.
The site chosen was on a stretch of the Missouri River flowing from south to north. The river bed at the site consisted of approximately 160 feet (49 m) of alluvial deposits, varying from coarse, pervious sands and gravels to impermeable clays. Beneath these deposits lay a thick (approximately 1000 feet (305 m)) deposit of Bear Paw shale. This shale is classified as a firm shale and contains thin (< layers of bentonite. The topmost layer of soft clay was removed from the alluvium in order to found the dam on the stable sandy deposits beneath, at an elevation of approximately 2050 feet (625 m). The remaining deposits consisted of the alluvial materials mentioned above. These deposits had many interconnecting layers of coarse sands and gravels, necessitating the installation of a steel sheet pile wall down to the firm shale, from the left to the right abutment. As designed, the dam extends to an elevation of 2275 feet (693 m), for a total height of 225 feet (69 m) from the cleared river bed and has a length from the left to the right abutment of approximately 10500 feet (3200 m). The upstream face was designed with an average slope of one vertical on four horizontal and included three horizontal shelves built into the slope. A flatter (1 on 7.5) berm was to be placed between stations 30+00 and 75+00 (approximately the center half of the length of the dam). Since the construction method of hydraulic fill was chosen, four electric dredges were built. Because of the distance of the site from the nearest shoreline, a shipyard was started on the site, affectionately dubbed "The Fort Peck Navy" and "The Biggest Shipyard in Montana" by the workers. These dredges would pump material from nearby borrow pits to the dam site where it was discharged by pipes along the outside edges of the fill. The coarser material settled out quickly, while the fines were carried downhill toward what would eventually become the core of the dam. Samples were taken from all zones regularly to ensure that the material had the gradation and consolidation characteristics specified by the design.
Құрылыс кезінде бөгеттің бұзылуы
Бұл процесс толтыру биіктігі шамамен 2250 футқа (686 м) жеткенше жалғасты, ал су қоймасы 2117.5 фут (645 м) биіктікте болды. Осы кезде ядролық бассейннің қабырғадан асып кету немесе жарылу қаупі күшейді, себебі жағажайлар тарлай түсті. Осы себепті, тар жаққа орналасқан қабырға бойымен кең ауқымды дабыл жүйесі орнатылды. Бұл дабыл жүйесі, қабырғаның жарылуы байқалған жағдайда, драждау сорғыларын дереу тоқтатуға мүмкіндік берді. Бұл дабыл жүйесінің бір бөлігі – ядролық бассейн мен драждау арқылы тасымалданатын құбырлардың биіктігін бақылау болды. 1938 жылдың 22 қыркүйегінде инженер жасаған тексеруде, 15+10 станциясының жанындағы құбырдың ядролық бассейнге қатысты биіктігі 1 метр болды, ал оның 1 метр болуы керек еді. Құбырдың негізі орналасқан жердің шөгуін немесе құбырдың өзінің іргетасы шөгуін анықтау үшін дереу зерттеу тобы жіберілді. Алдын ала өлшеулер көрсеткендей, құбыр 15+00 станциясынан 17+00 станциясына дейін күткеннен гөрі бассейнге жақын болды. Аудандық инженер мен бақылаушы персоналмен кездесу сағат 13:15-те осы орынға жақын жерде жоспарланды. Сағат 13:15 шамасында 15+00 станциясының жанындағы ядролық бассейн баяу шөгуді бастады. Шөгу жылдамдығы артқан сайын, су бетінен 9 метрдей тереңдікте жарықтар пайда болды. Бассейннің шөгуі үлкейгенде, қабырғаның бөліктері кері қарай, ядролық бассейн аймағына қарай жылжи бастады, ал қабырғаның көп бөлігі су қоймасына қарай жылды, оңтүстікке бұрылып, шығыс тірегінің айналасында аздап айналды. Сырғанау массасының батыс жағы 27+00 станциясының жанындағы бөгеттен бөлініп, қабырғада пайда болған жарықтан ядролық бассейн суы тез ағып шықты. Жағажайдың әлі де тұрақты бөлігіндегі өзектің бөліктері, сырғанау массасының жоғалуынан пайда болған тесікке құлауын жалғастырды. Бір құрылыс бақылаушысы, батыс жағажай бойындағы құлаудан қашу үшін машинасымен артқа жылжып, өзектің батысқа қарай өзінің жылдамдығымен (шамамен 10 миль/сағ (16 км/сағ)) жылжып жатқан кішкентай сырғанысын байқады. Шығыс жақтағы бөгеттің жанында бекітілген сорғы баржасы сырғанау салдарынан батып, бірнеше тракторлармен, жүк көтергіштермен және сүйрегіштермен бірге жоғалып кетті. Осы кезде аймақта жұмыс істеген 134 адамның 34-і сырғанау материалдарына ілікті. Осы 34 адамның сегізін құтқару мүмкін болмады және олар қаза тапты. Сегіз адамның тек екеуінің денесі табылды, ал алты адам құрылыста мәңгілікке көмілді. Инженерлер корпусы және басқалар сырғанаудың себебін анықтау үшін жасаған сынақтар мен талдауларда бірнеше мүмкіндіктер қарастырылды. Олар: тіректегі тақтатастың әлсіз аймағы бойынша қозғалыс, тақтатастың беті бойынша қозғалыс, ядролық қысымның артық болуынан қабырғаның жарылуы және қабырғаның немесе іргетастың құмының уақытша сұйылуы. Тақтатастың зертханалық сынақтары, ауа райына ұшыраған және ұшырамаған түрлері, қауіпсіздік коэффициентінің бірден жоғары екенін көрсетті. Сонымен қатар, сырғанау массасында ауа райына ұшыраған тақтатастың бөліктері табылды, бұл сырғанау беті тақтатаста, бірақ, мүмкін, бетке жақын жерде орналасқанын көрсетеді. Ядролық материал күткеннен әлдеқайда мықты болып шықты (шағылысу бұрышы шамамен 29 градус) және сырғанауға дерлік қатты массада шығарылды, сондықтан ядроның сырғанаудың әлсіз нүктесі болуы екіталай. Қабырға материалдары мен іргетастың құмына зертханалық сынақтар жүргізілді және екі материалдың да сұйылу үшін қауіпті күйден тығыз екендігі анықталды. Жер сілкінісі, сейсмикалық немесе басқа да дірілдер байқалған жоқ. Сырғанау басталғаннан кейін кейбір сұйылу орын алған болуы мүмкін, бірақ бұл сырғанаудың себебі болмады. Бөгеттің ең әлсіз жері – "Аю тырнағы" тақтатасының бентонит тігістері болып көрінеді. Құрылыс кезінде тақтатастың кейбір жерлерінде судың өте жоғары қысымы тіркелді. Бұл бөгеттің толынуына байланысты консолидациядан туындаған болуы мүмкін. Қоршаған тақтатастың төмен өткізгіштігіне байланысты артық тесік қысымын азайту мүмкін болмады. Бұл бентониттегі төмен тиімді кернеуге және өте төмен қию беріктігіне әкелді.
This process proceeded until elevation of the fill reached approximately 2250 feet (686 m), while the reservoir was at an elevation of 2117.5 feet (645 m). At this point, the danger of the core pool overtopping or bursting the shell became greater because the beaches became narrower. For this reason, an extensive alarm system was implemented along the narrower upstream shell. This alarm system could immediately shut off the dredge pumps if a shell breach was detected. Part of this alarm system involved monitoring the elevations of the core pool and the pipelines carrying the dredged fill. On the morning of September 22, 1938, an inspection by the engineer in charge of construction revealed that the elevation of the pipeline relative to the core pool near station 15+10 (see attached overhead photo) was only 2.5 feet (1 m) when it should have been 4.5 feet (1 m). A survey crew was dispatched immediately to determine if the fill on which the pipeline was founded was settling or if the pipeline footing itself was settling. Preliminary measurement showed that the pipeline was closer to the pool than expected from station 15+00 to station 17+00. A meeting with the district engineer and supervisory personnel was scheduled for 1:15 p. m. near the location in question. At approximately 1:15 p. m. the core pool near station 15+00 began to settle slowly. As its rate of settlement increased, cracks appeared 30 feet (9 m) below the crest in the upstream embankment. As the settlement of the pool got larger, portions of the shell began to slide backwards into the core pool area and the majority of the upstream shell began to move into the reservoir, translating south and rotating slightly about the east abutment. The west end of the slide mass broke away from the dam near station 27+00 and the core pool water rapidly poured out of the breach that was created in the shell. Portions of the core in the still stable portion of the dam continued to slump into the hole created by the loss of the slide mass. One construction supervisor was backing his car away from the advancing scarp to the west along the beach to avoid the slumping and noted that the small scarp in the core was advancing to the west at a speed equal to his own (approximately 10 mph (16 km/h)). A pump barge moored near the dam at the east abutment was swamped by the slide and was lost along with several tractors, loadmasters, and draglines on the slope. Of the 134 men working in the area at the time, 34 were carried into the sliding material. Of these 34, eight were unable to be rescued and lost their lives. Of the eight men, only two bodies were ever recovered, leaving six men permanently entombed in the structure. In the testing and analysis done by the Corps of Engineers and others to determine the cause of the slide, several modes of failure were considered. These were: movement along a weak zone in the shale in the abutment, movement along the shale surface, bursting of the shell due to excessive core pressure, and temporary liquefaction of the shell or foundation sand. Extensive laboratory testing of the shale, both weathered and unweathered indicated strengths leading to a factor of safety greater than one. Also, portions of the weathered shale were found in the slide mass, indicating that the slip surface was located somewhere in the shale, but probably at a shallow depth. The core material turned out to be much stronger than expected (having a friction angle of approximately 29 degrees) and was carried out into the slide nearly in a solid mass, making it unlikely that the core was the weak point in the slide. Laboratory testing was done on the shell material and the foundation sand and it was determined that both materials were denser than the critical state for liquefaction. There was no evidence of ground vibration, seismic or otherwise. Some liquefaction may have occurred after the sliding was initiated, but it was unlikely that it caused the slide. The major weak point in the dam seemed to be the bentonite seams in the Bear Paw shale. Very high water pressures were reported at some points in the shale during the construction. This was likely caused by consolidation due to the overburden of the fill being placed for the dam. The excess pore pressures could not be relieved due to the low permeability of the surrounding shale. This resulted in a low effective stress in the bentonite and a very low shear strength.
2011 жылғы су тасқыны және жөндеу жұмыстары
Биллингс Газеттің мәліметінше, бөгет 2011 жылы "көлемді су тасқыны мен рекордтық деңгейдегі ағын сулардың" салдарынан зақымданған. 2013 жылғы наурыз айына қарай, АҚШ Әскери инженерлік корпусы Форт-Пек бөгетін жөндеуге 42,9 миллион доллардан астам қаражат бекіткен.
According to the Billings Gazette, the dam was damaged by "record high runoff and flooding in 2011." As of March 2013, "more than $42.9 million in repairs to Fort Peck Dam have been approved by the U. S. Army Corps of Engineers."
Өнер мен әдебиеттегі бейнелеулер
Форт-Пек бөгеті, бәлкім, ең әйгілісі – Маргарет Бурк Уайттың құрылысы дамып келе жатқандағы ағызу құрылысының суретін түсіргені, ол сурет 1936 жылғы 23 қарашада шыққан «Life» журналының бірінші санының мұқабасында жарияланды. Кейіннен Бурк Уайттың суреті «Ғасырды тойлау» сериясындағы АҚШ пошта маркасында пайдаланылды. Бөгет Монтанада туған жазушы Иван Дойгтің 1996 жылы жарық көрген «Bucking the Sun» романында да маңызды орын алады. Роман, құрылысы алып бөгет жобасында әртүрлі рөл атқарған, ойдан шығарылған Дафф отбасының тарихын айтады, сонымен қатар Форт-Пек бөгетін салуға тартылған мыңдаған жұмысшылардың еңбек жағдайларын және өмір салтын сипаттайды. Олардың көпшілігі – Форт-Пек көлінің сулары астында қалуға тиіс болған, өзен бойындағы шаруа қожалықтарынан келген адамдар еді. Форт-Пек бөгеті Иван Дойгтің «Барменнің әңгімесі» романында да көрсетілген. Монтаналық автор Лоис Лонквисттің 2006 жылы жарық көрген «Сағатына елу цент: Форт-Пек бөгетінің құрылысшылары мен дамыған қалалары» кітабы Форт-Пек бөгеті мен ағызу құрылысының толық тарихын баяндайды. Армия инженерлік корпусының салған PWA #30 жобасы Ұлы депрессия кезінде мыңдаған адамға жұмыс берді. Кітапта аймақта пайда болған қалалардың тарихы және «бөгет салған жылдары» Форт-Пекте өмір сүрген және жұмыс істеген «жобалық адамдар» туралы айтылады. М. Р. Монтгомеридің «Жеке тарихы», «Impalpable Dust», «The New Yorker», 27 наурыз, 1989, 94-бет – бұл бөгет құрылысында жұмыс істеген инженердің ұлы жазған мақала. Әкесінің қайтысынан кейін автор бөгеттің құрылысын және әкесінің осындағы рөлін зерттеді.
Fort Peck Dam is probably best known for being the subject of a photograph of the spillway taken by Margaret Bourke White while still under construction that was the cover photo of the first issue of Life magazine on November 23, 1936. Later, the photograph by Bourke White was used on a United States postage stamp in the "Celebrate the Century" series. The dam is also center stage in Bucking the Sun, by the Montana born writer Ivan Doig, published in 1996. The novel tells the story of the fictional Duff family and their various roles in the mammoth dam project, and in the process describes the working conditions and way of life of the thousands of workers hired to construct the Fort Peck Dam, many of them homesteaders from upriver farms destined to disappear under the waters of the newly formed Fort Peck Lake. The Fort Peck Dam is also featured in Ivan Doig’s novel, The Bartender’s Tale. Fifty Cents an Hour: The Builders and Boomtowns of the Fort Peck Dam, by Montana author Lois Lonnquist, published in 2006, is an overall history of the Fort Peck dam and spillway construction. Built by the Army Corps of Engineers, PWA Project #30 provided thousands of jobs during the Great Depression. The book includes the history of the boomtowns that sprang up in the area, and the "project people" who lived and worked at Fort Peck during the "dam days." M. R. Montgomery, Personal History, "Impalpable Dust," The New Yorker, March 27, 1989, p. 94 was written by the son of an engineer who worked at the dam during its construction. After his father's death, the author researched the dam's construction and his father's role in it.