Плотина Семь Дубов: Строительство, Проблемы и Испытания
Seven Oaks Dam
Проект USACE по улучшению плотин реки Санта-Ана: расширение Prado Dam и строительство дамбы Mentone/Seven Oaks. Проблемы с грунтовыми водами и сейсмикой.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
История
USACE начало масштабные работы по улучшению дамб и плотин в системе реки Санта-Ана, известные как проект реки Санта-Ана. В рамках проекта предлагалось расширение массивной плотины Прадо, которая, несмотря на заполнение до предела, не смогла полностью предотвратить значительный ущерб от наводнений в округе Ориндж, а также строительство "плотины Ментон" стоимостью 530 миллионов долларов США через реку Санта-Ана к северу от Ментона в округе Сан-Бернардино. Однако место для плотины Ментон вызывало споры, поскольку это могло повлиять на пополнение подземных вод, было неэстетичным и располагалось на неустойчивых осадочных отложениях непосредственно над разломом Сан-Андреас. Контракт на строительство плотины Севен Оукс был заключен в 1994 году, а строительные работы начались в мае. Для доставки материалов на строительную площадку была построена система конвейерных лент общей протяженностью 5,6 км (3,5 мили) с пропускной способностью 3400 коротких тонн (3080 т) в час. Засыпной материал для тела плотины был извлечен из каньона реки Санта-Ана непосредственно под плотиной, из аллювиального веера реки к северу от Ментона и из выемки в хребте к юго-востоку от плотины, которая теперь служит водосливом. Когда плотина Севен Оукс была завершена и торжественно открыта в январе 2000 года, она стала 12-й по высоте плотиной в мире и одной из последних крупных плотин, построенных в Соединенных Штатах. Окончательная стоимость плотины составила 450 миллионов долларов, что значительно превысило первоначальную смету USACE.
The USACE began an ambitious effort to improve levees and dams on the Santa Ana River system known as the Santa Ana River Mainstem Project. Among the works proposed under the project were an expansion of the massive Prado Dam, which despite filling to capacity did not fully prevent heavy flooding damages in Orange County, and the construction of the $530 million "Mentone Dam" across the Santa Ana north of Mentone in San Bernardino County. However, the Mentone Dam site was controversial because it would affect groundwater recharge, was aesthetically unpleasing and lay on unstable sediment deposits directly above the San Andreas Fault. The contract for Seven Oaks Dam was awarded in 1994 and construction work began in May. A system of conveyor belts totaling 3.5 mile (6 km), with a capacity of 3,400 short tons (3,080 t) per hour, was built to transport materials to the dam site. Fill used in the embankment was excavated from the Santa Ana River canyon directly below the dam, the alluvial fan of the river north of Mentone, and a cut in a ridge directly southeast of the dam that now serves as the dam's spillway. The dam was built in ten alternating zones of dirt, rock and clay that ultimately totaled When completed and dedicated in January 2000, the Seven Oaks Dam was the 12th highest dam in the world and was one of the last major dams built in the United States. At $450 million, the final cost of the dam significantly exceeded the USACE's projected cost.
Конструкция и эксплуатация
Seven Oaks Dam – это арочная набережная плотина длиной 908 м и высотой 168 м над рекой Санта-Ана и 198 м над ее самыми глубокими основаниями. Ширина плотины по гребню составляет 12 м, а у основания – более 671 м. Расположенная вблизи разлома Сан-Андреас, плотина Seven Oaks спроектирована для выдерживания землетрясения магнитудой 8.0 ML. Резервуар имеет общий объем хранения , из которых зарезервировано для борьбы с паводками, а остальное – для накопления осадка. При полном наполнении водохранилище находится на отметке 2604,4 фута (794 м). Сброс воды регулируется туннельным выпуском длиной 495 м, проходящим через основание сооружения, и переливным устройством шириной 152 м, расположенным к юго-востоку от плотины. Seven Oaks спроектирована для полного удержания "Проектного паводка водохранилища" , соответствующего паводку с периодом возврата 350 лет, снижая его пиковый сток до . Плотина способна выдержать приток до , или "Вероятный максимальный паводок". С момента строительства плотина Seven Oaks еще не была заполнена до полной емкости. Максимальный зарегистрированный уровень воды составлял около , или менее трети от полной емкости, 8 марта 2005 года. Высокий уровень воды предоставил возможность испытать большой сброс воды через выпускные сооружения плотины, но испытание пришлось отменить из-за того, что сильный поток разрушил участки бетонной облицовки туннеля. Тоннель был отремонтирован и успешно испытан в 2011 году.
Seven Oaks Dam is a 2980 feet (908 m) long arched embankment structure standing 550 feet (168 m) high above the Santa Ana River and 650 feet (198 m) above its deepest foundations. The dam is 40 feet (12 m) wide at the crest and over 2200 feet (671 m) wide at the base. Situated close to the San Andreas Fault, Seven Oaks is designed to withstand an 8.0 ML earthquake. The reservoir has a gross storage capacity of , with reserved for flood control and the remainder for sediment accumulation. At full pool, the reservoir lies at an elevation of 2604.4 feet (794 m) Water releases are controlled by a 1623 feet (495 m) long tunnel outlet that runs through the base of the structure, and a 500 feet (152 m) wide ungated overflow spillway located just southeast of the dam. Seven Oaks is designed to completely contain a "Reservoir Design Flood" of , corresponding to a 350 year flood event, reducing it to a peak outflow of The dam is capable of withstanding an inflow of up to , or the "Probable Maximum Flood". Since its construction, Seven Oaks Dam has not yet been filled to capacity. The highest lake level on record was about , or less than a third of capacity, on March 8, 2005. The high water presented an opportunity to test large water releases through the dam's outlet works, but the trial had to be cancelled because the high flows destroyed sections of the concrete tunnel lining. The tunnel was repaired and later tested successfully in 2011.
Влияние на окружающую среду
В марте 1999 года, когда строительство плотины приближалось к завершению, экологические организации подали в суд на Инженерный корпус армии США (USACE), поскольку строительные работы на участке "Севен Оукс" негативно повлияли на места обитания двух видов растений, находящихся под угрозой исчезновения – шерстистой звезды реки Санта-Ана и стройного рогатого хребетника, а также на популяцию исчезающей крысы-кенгуру Сан-Бернардино. В ответ USACE приобрел земельный участок, прилегающий к плотине и водохранилищу, для использования в целях охраны этих видов.
In March 1999, as the dam neared completion, environmental groups filed a lawsuit against the USACE because construction activity at the Seven Oaks site had affected the habitats of two endangered plants, the Santa Ana River woolly star and slender horned spineflower, and the endangered San Bernardino kangaroo rat. The USACE responded by purchasing of land adjoining the dam and reservoir to use in conservation of these species.