Přehrada Spring Creek - Spring Creek Dam

Přehrada Spring Creek
Spring Creek Debris Dam.jpg
Oficiální jménoDebris Dam Dam
UmístěníNárodní les Shasta-Trinity
Shasta County, Kalifornie
Souřadnice40 ° 37'47 ″ severní šířky 122 ° 28'27 "W / 40,6298 ° N 122,4741 ° W / 40.6298; -122.4741Souřadnice: 40 ° 37'47 ″ severní šířky 122 ° 28'27 "W / 40,6298 ° N 122,4741 ° W / 40.6298; -122.4741
Stavba začala1961
Datum otevření1963
Provozovatel (provozovatelé)Bureau of Reclamation
Přehrada a přepady
NarazíSpring Creek
Výška196 stop (60 m)
Délka1110 stop (340 m)
Přelivný typNekontrolovaný betonový přetečení
Kapacita přepadu5 260 kubických stop za sekundu (149 m3/ s)
Nádrž
VytváříVodní nádrž Spring Creek
Celková kapacita5,870 akre⋅ft (7,240 přehrada3 )
Povodí16 čtverečních mil (41 km)2)
Elektrárna
Turbíny2x 90 MW Francisovy turbíny
Instalovaná kapacita150 MW
180 MW (max.)
Informační systém zeměpisných názvů US Geological Survey: Spring Creek Dam

Debris Dam Dam je skládka přehrada na Spring Creek, přítoku Řeka Sacramento, v Shasta County v Stát USA z Kalifornie. Dokončena v roce 1963, přehrada, udržovaná Americká kancelář pro rekultivaci, slouží především ke sběru těžkých kyselý důl odvodnění vyplývající z Důl Iron Mountain.[1] Přehrada tvoří Vodní nádrž Spring Creek, méně než 1,6 km dlouhé. Spring Creek a South Fork Spring Creek vlévají do nádrže ze vzdálenosti 41 km2) povodí.[2] Přehrada je přímo proti proudu od města Keswick, Kalifornie a přehrada Keswick.[3]Tato operace je součástí Divize řeky Trojice z Projekt Central Valley.[1]

Primárním účelem přehrady Spring Creek Dam bylo shromažďování kyselý důl odvodnění ze starého Důl Iron Mountain, který silně znečišťoval Spring Creek a jeho přítoky. Přehrada byla postavena v reakci na tyto znečišťující látky, které kontaminovaly řeku Sacramento, primární zdroj vody pro miliony Kalifornčanů. Ačkoli je povodí ve srovnání s řekou Sacramento malé, patří k nejvíce znečištěným a nejkyselejším na světě.[4][5]

Přehrada a přehrada spolu s dalšími zpracovatelskými strukturami postavenými v dole a dole dolu úspěšně snížily znečištění Spring Creek za sucha až o devadesát pět procent. Problémy se však stále vyskytují hlavně v podobě velkých nekontrolovaných úniků z nádrže. V 90. letech se objevilo několik obav o strukturální integritu a bezpečnost přehrady, a to jak fyzicky, tak biologicky. Nouzová uvolnění z Shasta Lake, často v hodnotě tisíc akrů stop vody, se čas od času vyskytly, aby se zředily obrovské kyselé úniky z drenáže Spring Creek.[5]

Dějiny

Hornictví

Odvodnění kyselých dolů z hlušiny v dole Mountain Mountain je jasně vidět na rzi potřísněné barvě potoka.
Hlavní článek: Důl Iron Mountain

Důl Iron Mountain, nejproduktivnější důl na měď v Kalifornii alespoň v jednom bodě své historie,[5] provozován podél břehů dvou přítoků Spring Creek, proti proudu od aktuálního místa přehrady, od roku 1879 do 1960. Důl se těžil Železná Ruda, stříbrný, zlato, sirník měďnatý ruda a pyrit od skalního útvaru datovaného přibližně před 780 000 lety. Potenciál dolu na místě byl objeven v roce 1860, kdy dva muži, zeměměřič William Magee a osadník Charles Camden objevili rozsáhlé ložisko železné rudy podél jednoho z přítoků Spring Creek. V roce 1879 bylo na místě objeveno také stříbro a důl byl zahájen. Vlastnictví bylo převedeno na Mountain Mines Ltd., a Londýn společnost, v roce 1894. Na samém konci 19. století byl horský důl Iron Mountain několikrát obviňován ryby zabíjejí v Řeka Sacramento. Těžařská činnost nicméně pokračovala a do roku 1928 bylo z lokality těženo 600 tun rudy denně.[4]

Stále trvající problém odtoku hor Iron Mountain byl jednou popsán jako:

... [odvodnění kyselých dolů] nejživěji ilustrují problémy v horském dole Iron Mountain v Kalifornii.

... uvolnění tohoto odpadu vyústilo ve virtuální eliminaci vodního života v mnoha potokech obklopujících lokalitu dolu Iron Mountain.

... pokračují práce na možná největším a nejobtížnějším problému s odtokem kyselých dolů v USA.[6]

-P. Aarne Vesilind. Řízení znečištění životního prostředí, 2005

Události pobízející k výstavbě

Stavba Přehrada Shasta a jeho následná přehrada (regulující přehradu po proudu), přehrada Keswick, v letech 1943 a 1950, vážně narušila schopnost řeky Sacramento odplavit znečišťující látky z dolu. Odvodnění kyselých dolů tekl bez omezení dolů Spring Creek přímo do přehrady Keswick, ukládal kontaminovaný sediment a změnil část vody na rezavě červený odstín. Dříve voda pokračovala dolů potokem do řeky a spláchla k Tichý oceán. Sloučení vody však extrémně ztěžovalo odstraňování znečišťujících látek. Od roku 1955 do roku 1962 povrchová těžba začalo na webu. Na svém vrcholu vynesl důl 5 tun žehlička, 650 liber (290 kg) z měď a 1 800 liber (820 kg) zinek do proudu denně.[5] Do té doby byla voda stékající do drenáže tak znečištěná, že vyžadovala stavbu přehradní nádrže, přehrady Spring Creek.

Kontaminovaný kal odváděný z Spring Creek do přehrady Keswick vytvořil tuto změnu odstínu povrchu.

Přehrada Spring Creek Dam byla zahájena v roce 1961, kdy zakázku získala společnost s názvem Gibbons and Reed. Zúčtovací operace začaly v červenci téhož roku a přehradu oficiálně zasvětila Bureau of Reclamation 12. září 1961. Stavba přehrady byla zahájena 20. října 1961 umístěním přehradního náspu, který alespoň částečně tvoří kyselý sediment vytěžený ze Spring Creek.[7]Riprap byla položena na horní straně přehrady od 9. listopadu téhož roku. V roce 1962, série pracovní stávky zasáhla komunity v údolí Central, což ovlivnilo také stavbu přehrady, která byla dočasně zastavena 3. května téhož roku. Po opětovném zahájení prací 26. června byl propustný materiál jádra pro přehradu brzy mimo provoz, takže byl použit nepropustný materiál k dokončení jádra přehrady.[8]

Důl Iron Mountain se nakonec zavřel, ale znečištění pokračovalo a stále pokračuje, a v roce 1983 byl důl Iron Mountain uveden na Seznam národních priorit.[4] Důl Iron Mountain je známý tím, že má nejkyselejší přirozeně se vyskytující obsah vody na Zemi, přičemž vzorky mají až -3,6 pH hodnota při testování na počátku 90. let, což je zhruba stokrát vyšší kyselost než kyselina baterie.[9][10] Tato hodnota pH se však nachází pouze uvnitř a v blízkosti dolu, protože průměrné pH vody vstupující do nádrže Spring Creek je 4,12.[11]

Rozšíření úložiště

Kyselý odtok z dolu, často s hodnotou pH nižší než 1, neustále proudí z dolu Iron Mountain přes žlaby a potrubí.

Přehrada Spring Creek Dam byla později považována za „poddimenzovanou“ pro povodí Spring Creek, protože velké toky jak přirozeného odtoku, tak odtoku kyselého dolu způsobovaly časté nekontrolovatelné úniky na přehradě. Úniky obsahují mnoho těkavých složek v odtoku kyselých dolů, které zahrnují nejkyslejší přirozeně se vyskytující vodu (tj. Ne v laboratoři) na Zemi. Pro řešení tohoto problému bylo zváženo několik alternativ:[12]

  • Zvětšete přehradu Spring Creek Dam a vytvořte nádrž trojnásobek své původní velikosti: Tento plán byl zvažován, ale nikdy nebyl postaven, protože náklady na něj byly odhadnuty na 75 milionů USD.
  • Částečné zakrytí (zakrytí) lokality: Bylo zjištěno, že rudní těleso v Iron Mountain je mělké, proto se uvažovalo o této alternativě. Avšak opakující se vysoký výskyt zlomenin v hoře způsobil, že to bylo neúčinné, takže to také nikdy nebylo realizováno.
  • Výstavba přehrad proti proudu: Tento návrh požadoval několik přehrad proti proudu, které by „snížily povodí o 40 procent“, včetně přehrady na Slickrock Creek, větvi Spring Creek. Tento plán byl realizován a odstranila potřebu rozšíření přehrady.
  • Odstraňování odpadní horniny: Hornina vytěžená z dolu byla odstraněna z hlušinových hromad a uložena do zhutněné buňky. V Boulder Creek, dalším přítoku Spring Creek, se úroveň kyselosti mírně snížila.[12]

Nedávná historie

V roce 1985 bylo zjištěno, že prosakování vody do základů přehrady Spring Creek může způsobit její zhroucení. Krátce po objevu začala v 90. letech 20. století kontroverze ohledně nepravidelného úniku minových toxinů z přehrady.[8] O dva roky později, v březnu 1992, se z přehrady vyvalila nekontrolovaná neočekávaná únik kyselé vody po Spring Creek. Tento únik silně kontaminoval přehradu Keswick a ohrožoval zásobování vodou Redding, Kalifornie. Navzdory skutečnosti, že region trpěl suchem, 77 000 akr nohy (95,000 přehrada3 ) vody bylo vypuštěno z Shasta Lake, který byl jen z poloviny plný, aby se znečištění zředilo. Ztráta vody, kterou uživatelé zemědělství v Central Valley velmi potřebovali, byla odhadnuta na 18 milionů USD.

Na místě s názvem Minnesota Flats poblíž dolu Iron Mountain byla postavena úpravna vody Limetka k vyrovnání pH odtoku kyselého dolu. Voda je také odváděna ze Slickrock Creek do místa léčby. Celkem je procesem čištění odstraněno více než 95 procent toxinů ve vodě.[5] Do procesu čištění je zahrnuto zhruba 8,7 mil (13,7 km) specializovaného potrubí odolného vůči kyselinám, s náklady přesahujícími 1 milion USD na míli. Většina vody tekoucí přímo z dolu má hodnotu pH blízkou 1; výše zmíněné -3,2 pH se vyskytuje pouze v malém množství. Voda se dále ředí přirozeným tokem v přítokech a voda odváděná z blízkého okolí Clear Creek kyselá voda však stále vyžaduje úpravu.[10]

Hydrografie

Spring Creek je jihovýchodně tekoucí, 14 mil dlouhá přítok z Řeka Sacramento, příjem vody z přibližně 16 čtverečních mil (41 km)2) ze země.[3] Potok začíná v Pohoří Klamath nad odvodněním řeky Sacramento a teče obecně jihovýchodním směrem, než se otočí na jih a ostře na západ do nádrže Spring Creek. Z nádrže pokračuje přímo na západ, až se vyprázdní přímo do ramene přehrady Keswick. Potok vlastně nikdy neprobíhá kolem dolu. The kyselý důl odvodnění nalezený v potoce je ve skutečnosti přenášen dvěma menšími přítoky, kterými jsou Boulder Creek a Slickrock Creek. Bývalý potok vede na jihovýchod od severní strany Důl Iron Mountain do Spring Creek, zatímco druhý potok odvádí jižní stranu dolu a také teče na jihovýchod do Spring Creek. South Fork Spring Creek je malý přítok, který teče na západ a na sever od Spring Creek Reservoir, ale protože jeho pánev leží daleko od dolu, nedostává žádnou kyselou drenáž.[5] Přítok a odtok z nádrže jsou velmi nepravidelné a pohybují se od 0 metrů kubických3) za sekundu na zhruba 225 kubických stop (6,4 m.)3) za sekundu v konkrétním 10denním období od března do dubna.[13]

Flat Creek, malý jihovýchodně tekoucí potok, stoupá ve dvou vidlicích a ústí do řeky Sacramento proti proudu od Spring Creek. Proud dostává kontaminovaný odtok z Minnesota Flats Tailing Pile, ale není zdaleka tak znečištěný nebo kyselý jako Spring Creek. Další potok, Rock Creek, stoupá ve třech vidlicích a teče na východ, aby se setkal s řekou Sacramento pod Spring Creek a přehradou Keswick.[5]

Rozměry a operace

Pohled na západ směrem k městu Keswick s přehradou Spring Creek v pozadí. Světlejší barva vody pocházející z přehrady je způsobena kyselinou.

Přehrada Spring Creek Dam je vysoká 196 stop (60 m), podél jejího hřebenu dlouhá 1110 stop (340 m) a na základně silná 1040 stop (320 m). Jeho hřeben stojí 816 stop (249 m) nad hladinou moře. Přehrada je 795 stop (242 m) nad hladinou moře při plném bazénu a úrovni přepadu hřeben. Když je plný bazén, nádrž pojme 5 870 akr nohy (7,240 přehrada3 ) vody s hloubkou přibližně 184 stop (56 m). Jeden přeliv přejíždí hřeben hráze na levý břeh kaňonu. Přepad je široký 25 stop (7,6 m), schopný pojmout průtok vody 5 260 kubických stop (149 m)3) za vteřinu. The zásuvka funguje přehrady jsou umístěny na základně a může pojmout průtok vody 660 kubických stop (19 m3) za vteřinu.[3] Spring Creek Powerplant pod hrází generuje až 180 000 kilowattů.

Spring Creek Powerplant

Při pohledu po proudu od přehrady Spring Creek. Pohonná jednotka Spring Creek je bílá struktura v levé části obrázku. Jak je snadno vidět, Spring Creek protéká několika velkými oblouky propustky pod přehradou.

Pohonná jednotka Spring Creek je umístěna na úpatí přehrady Spring Creek Dam a je ve skutečnosti napájena proudem z Jezero Whiskeytown. Jezero, tvořené přehradou Whiskeytown, je na Clear Creek, odvodnění po proudu podél řeky Sacramento od Spring Creek. Oba proudy vedou na východ do řeky. Elektrárna byla dokončena a zahájena v roce 1964 s výkonem 150 000 kW. Kapacita byla později upgradována na 180 000 kW. Rostlina je a vrcholová elektrárna se dvěma samostatnými generátory, které generují energii pro provoz a distribuují přebytečnou energii do místní energetické sítě. Voda z jezera Whiskeytown je odkloněna tunelem Spring Creek, potrubím dlouhým přibližně 3,9 km a průměrem 5,6 m.[1]

Úřad pro rekultivaci podává podrobnou zprávu o specifikacích elektrárny:

V pohonné jednotce jsou dva generátory 13,8 kV, každý o výkonu 100 000 kVA a účiníku 0,90, spolu s Francisovými turbínami. Spring Creek Power Conduit přivádí vodu z Whiskeytown Reservoir, která se nachází na Clear Creek, do Spring Creek Powerplant. Napájecí potrubí Spring Creek se pohybuje v průměru mezi 5,64 m (18,5 ft) a 5,18 m (17,0 ft) a je asi 4,8 km (3,0 mi) na délku. Napájecí potrubí se skládá z tunelů č. 1 a č. 2 a sifonu Rock Creek. Z tunelu č. 2, který vede k pohonné jednotce, vzlétnou dvě stavítka.[1]

– Americká kancelář pro rekultivaci, Divize řeky Trojice z Projekt Central Valley

Vodní nádrž Spring Creek

Spring Creek Reservoir, při pohledu po proudu směrem k přehradě, na střední úrovni dne 17. listopadu 1994

Vodní nádrž Spring Creek je umělé jezero vytvořené za přehradou. Nádrž se používá hlavně pro protipovodňové skladování a je zřídka naplněna na 5 870 akr nohy (7,240 přehrada3 ) kapacita. Během období sucha voda z bazénů Spring Creek v malém stagnující rybník zadržený za přehradou, ukládající kontaminovaný sediment a kyselý důlní odpad v prostoru nádrže. Když teče z Přehrada Shasta, proti proudu na Řeka Sacramento, jsou dostatečné k odplavení kontaminované vody, voda zadržovaná v zásobníku se uvolňuje výstupními pracemi do Přehrada Keswick a řeka Sacramento. Navzdory této operační strategii byla nádrž nakonec považována za nedostatečnou pro povodí a mohla být naplněna do kapacity jedinou událostí silné bouře. Nekontrolovatelné úniky se často vylévaly do řeky Sacramento během povodní skrz hřeben přehrady, která postrádá brány. Ve výsledku mnoho ryby zabíjejí došlo během těchto náhlých úniků kontaminantů, z nichž hlavní bylo v roce 1969. Kvůli tomuto důslednému kyselému znečištění z nádrže se většina velkých ryb táhla pod Přehrada Red Bluff Diversion Dam, přehrada také na řece Sacramento poblíž Red Bluff, Kalifornie.[14]

Přeliv a výpust funguje

Přehrada Spring Creek Dam, která uvolňuje povodňové vody v listopadu 1994. Žlab vpravo je přepad a výstup je vidět vlevo.

Přehrada Spring Creek Dam je schopna uvolnit až 5 920 kubických stop (168 m)3) vody za sekundu z vodní nádrže Spring Creek, přes přeliv hřebenu a odtokové práce. Přepad začíná na levém břehu přehrady v nadmořské výšce 795 stop (242 m) a klesá zhruba 184 stop (56 m) ve svislé vzdálenosti po čele přehrady do nehybné pánve, než teče do Spring Creek a do Řeka Sacramento. Je zhruba 25 stop (7,6 m) široký a unese 5 260 kubických stop (149 m)3) za vteřinu. Výstup funguje tunelem přes přehradu z nadmořské výšky mnohem nižší, než je výška přepadu; potrubí končí na a propustek exit, design běžně viditelný na bouře kanalizace ale zřídka je vidět na přehradách, na úpatí přehrady. Maximální kapacita výstupních prací je 660 kubických stop (19 m3) za vteřinu.[3]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C d „CVP - divize Shasta / Trinity River“. Americká kancelář pro rekultivaci. Archivovány od originál 2. května 2008. Citováno 2009-04-15.
  2. ^ Google mapy (Mapa). Kartografie NAVTEQ. Google mapy. 2009. Citováno 2009-07-09.
  3. ^ A b C d „Debris Dam Dam“. Americká kancelář pro rekultivaci. Citováno 2009-04-15.
  4. ^ A b C Lee, levandule. „Železný horský důl“. Online datové zdroje Kalifornie. Citováno 2009-04-15.
  5. ^ A b C d E F G „Případová studie„ Opuštěné důlní pozemky “ (PDF). Americká agentura na ochranu životního prostředí. Citováno 2009-04-15.
  6. ^ Vesilind, P. Aarne. Řízení znečištění životního prostředí. DEStech Publications, Inc. 2005
  7. ^ Bruns, Terry R .; Alpers, Charles N .; Carlson, Paul (2006). „Distribuce, tloušťka a objem jemnozrnného sedimentu ze srážení kovů z kyselých těžebních vod v přehradě Keswick, Shasta County v Kalifornii: Historie sedimentace“. Geologický průzkum Spojených států. Citováno 2009-04-18. Citovat deník vyžaduje | deník = (Pomoc)
  8. ^ A b Stene, Eric (1994). „Central Valley Project Trinity River Division (pátý návrh)“. Program historie rekultivace. Archivovány od originál 3. května 2008. Citováno 2009-04-18.
  9. ^ „Nejkyslejší vody na světě se nacházejí poblíž Reddingu v Kalifornii“. Americké ministerstvo vnitra a Americký geologický průzkum. Citováno 2009-04-15.
  10. ^ A b Hall, Carl T. (2000-03-23). „Světová„ nejhorší voda “nalezena poblíž Reddingu: Kyselost v dole Iron Mountain vědce ohromuje“. San Francisco Chronicle. Citováno 2009-04-15.
  11. ^ Spitzley, John. „Data o kvalitě vody Přehrada Debris Spring Creek“ (PDF). Citováno 2009-04-22.
  12. ^ A b „ŽELEZNÁ HORA“. CA. Gov-EnviroStor. Citováno 2009-04-15.
  13. ^ „JARNÍ CREEK DEBRIS DAM (SPC)“. CA. Gov- Department of Water Resources- California Data Exchange Center. Citováno 2009-04-16.
  14. ^ Hinton, Ralph N. „Dopady sucha na ryby, divokou zvěř a rekreaci v severní Kalifornii“ (PDF). Oddělení vodních zdrojů. Citováno 2009-04-17.

Další čtení

  • Suter, Glenn W. Vodní toxikologie a osud životního prostředí, strana 196. ASTM International, 1989
  • Federální dodatek Západu, první série, strany 1253 a 1261. University of California, 1998.
  • Časopis, strany 988, 991–993. Americká asociace vodních děl, 1965.
  • Hinchiff, Dave. Výkonové parametry pro Spring Creek Debris Dam. Bureau of Reclamation, 1997.
  • Vallero, Daniel A. Ztracená paradigmata, strany 342–344. Butterworth-Heinemann, 2005.
  • Mezinárodní asociace pro hydraulický výzkum. Environmentální a pobřežní hydraulika, strany 21–24 (část Přehrada Spring Creek). Americká společnost stavebních inženýrů, 1997.

externí odkazy