奥罗维尔大坝泄洪道的情况怎么样?

奥罗维尔大坝泄洪道的情况怎么样?

更新,2 月 15 日:本文已更新,以反映自其首次发布以来发布的其他信息。

周日,加州奥罗维尔水坝周边地区有 20 多万人被疏散。经过数周的暴风雨,当局担心从未使用过的疏散过量水(即超出系统水库容量的水)的应急系统会失效。2 月 14 日,疏散令被解除。但以下是发生的事情,以及该地区为何没有完全安全。

上周,水库泄洪道(即用于处理湖水溢流的铺砌道路)中间出现了一个塌陷洞。这个塌陷洞长约 250 英尺,宽约 170 英尺,深约 40-50 英尺——它的长度相当于一个曼哈顿街区,宽度相当于一个足球场,深度相当于六个奥林匹克标准游泳池的深水区。不用说,这不是一件容易的事。官员们表示,要等到旱季才能开始进行适当的修复。

奥罗维尔水坝溢流涌入羽毛河,开始向南流淌 600 英里。摘自《大众科学》, 1972 年 9 月。《大众科学》,1972 年

在正常情况下,这不会成为问题。泄洪道仅在奥罗维尔湖(位于萨克拉门托以北、奇科以东)满水时使用。泄洪道的目的是阻止“不受控制的水流”。换句话说:泄洪道应该阻止湖水随意溢流到下面的社区和农场。但经过多年的干旱,最近几周的强降水意味着加州许多地方现在被淹没的水量超过了其基础设施所能承受的范围。

周末,情况变得严峻起来。奥罗维尔湖的水量达到了 100%,相当于当天历史水量的 148%。要了解湖水的蓄水量,了解奥罗维尔大坝是美国最高的大坝,这一点会有所帮助。它比胡佛大坝高 40 英尺。

奥罗维尔湖泛滥,水库 48 年历史上首次不受控制地顺着紧急泄洪道泄洪。与常规泄洪道(有天坑的泄洪道)平行,紧急泄洪道只不过是一条土制泄洪道。它是一条万福玛利亚,旨在引导水流远离人们。当水冲过泄洪道时,官员们警告说,紧急泄洪道可能会失效,因为它已经开始侵蚀。具体来说,他们在 30 英尺高的挡土墙下发现了一个洞,形成了紧急泄洪系统(洛杉矶时报有一幅插图,您可以在此处看到)。如果它完全坍塌,水波将冲向下面的社区,这个威胁足以让他们要求 188,000 人撤离。

在接受《萨克拉门托蜜蜂报》采访时,美国陆军工程兵团前工程师、中央谷地防洪委员会成员乔·康特里曼指出,如果紧急泄洪道出现故障,70 号公路周围的大部分地区也将消失。大坝为中央谷地供水,而美国大部分水果和蔬菜都产自这里,这意味着大坝故障的影响将远远超出加州。《水星报》报道,12 年前,三个环保组织——塞拉俱乐部、河流之友和南尤巴公民联盟向联邦政府提交了一份动议,警告称土制紧急泄洪道可能会在大雨中坍塌。官员们无视警告。预计周四将有更多风暴到来。与此同时,工人们一直在忙着用石头和沙袋填补主泄洪道上的塌陷坑,作为临时补丁,以便向其中注入更多的水,既减少了奥罗维尔湖的水量,也阻止了紧急泄洪道的水流。

他们能够稳定主泄洪道,以便向其下泄少量可控的水,从而将奥罗维尔湖的水位从 100% 容量降低到目前的 92%。虽然水位较低,但仍为历史水平的 137%。

此图表显示了奥罗维尔水库水位下降的情况 水资源部 加州数据交换中心

为了了解奥罗维尔大坝的规模和影响力,我们从 1972 年 9 月刊中摘录了一篇报道,讲述了这项工程奇迹如何将水带到缺水地区。您可以在下面阅读。

世界上最大的水利工程解决加州巨大的水资源短缺问题

通过这个耗资 23 亿美元的巨型项目,北方的剩余水现在流向干旱地区

作者:Joseph Zmuda 绘图:Ray Pioch

北部水库为 15,800 英亩的奥罗维尔湖。中心泄洪道为 770 英尺高的大坝。《大众科学》,1972 年

从加利福尼亚州特哈查比山高处的悬崖边,南圣华金谷的干旱地形展现在你眼前。在那里,一个炎热的中午,我扫视了一条 V 形混凝土渡槽,这条渡槽是我沿着它从该州水资源丰富的北部行驶了 300 英里后修建的。这条运河将为这个缺水的山谷和南部人口稠密的地区带来新的生机。

在我下方很远的地方,在 AD 埃德蒙斯顿抽水站,巨大的水泵正在冲破洛杉矶北部的最后一道水流屏障:直径 12.5 到 14 英尺的巨大水柱被推上 1970 英尺高的山峰。然后,水将穿过遍布活跃地震断层的特哈查皮斯,输送到干旱的南加州的水库。

双翼泵的其中一条支臂。埃德蒙斯顿抽水站,设计用于该站 14 台泵的一半(最终达到满负荷)。水进入水池表面以下 77 英尺处的泵。巨大的增压可以迫使每天 30 亿加仑的水流过特哈查比山脉,消耗 830,000 千瓦。PopSci

加州渡槽和特哈查比河大桥的工程奇迹都是 25 年前构想的加州水利工程的重要组成部分。该项目目前已有限度投入运营,部分工程仍在设计和施工中,并获得了今年的美国土木工程师学会杰出成就奖。竣工后,其最杰出成就包括:

  • 6 座发电厂、22 座水坝和水库、6 个主要渡槽系统和 23 个泵站。
  • 每年输送给用户的水量(423万英亩英尺)比任何其他配送系统都要大。
  • 位于奥罗维尔湖,这是该国最高的土石坝。[PS,1967 年 2 月]。
  • 在埃德蒙斯顿抽水站,抽取的水量比世界上任何地方尝试的高度都要大。

该项目不仅保证了优质水源的稳定供应,而且还提供了冬春两季的防洪设施、清洁的水力发电、城市地区便捷的休闲场所,并通过水资源管理改善了鱼类和野生动物的栖息地。

这一切都始于该州的北部。在那里,冬季的雨水和内华达山脉积雪的径流填满了羽毛河三个岔口的水库,流入奥罗维尔湖盆地。夏季和秋季,奥罗维尔储存的水被释放以满足南部的需求。奥罗维尔水坝的溢流为地下爱德华·凯悦发电厂发电,而在夜间非高峰用电期间,多余的电力会驱动泵,将额外的水储存在 Thermolito Afterbay 中。在用电高峰期间,水被释放以提供廉价能源。

大部分时间,羽毛河主干道的调节水流会流入萨克拉门托河,然后流向旧金山湾,最后流入大海。但在萨克拉门托三角洲的抽水站,多余的水被提升到海拔 213 英尺的高度,流向加州渡槽的起点——这是一条宽阔的 V 型水道,每秒可容纳超过 10,000 立方英尺的水流。

一旦进入引水渠,水就会在重力作用下流向其他管道厂,最终水位会升高到海平面以上 3480 英尺。微型泵站将水输送到当地区域和私人用户。

为了管理 600 英里输水运河沿线的设施,工程师们设计了一套计算机监控系统,涉及 12,000 个独立功能。全面投入使用后,传感器将连续读取水位、闸门位置、流量、泵和发电机组状态以及其他重要数据。

中央控制监控。该自动化系统由五个主要现场部门的控制中心负责。此外,项目控制中心还监控和记录所有运行数据、制定整个系统的供水和供电计划,并协调各个中心的运行。

水利工程的范围令人惊叹;埃德蒙斯顿管道厂最能体现出这项工作的复杂性。我的向导是来自圣华金现场部门的工程师比尔·库里。

泵房的弧形回转部分包含一个深水池,引水渠流入其中。水通过单独的进水口吸入工厂的每个翼楼,然后经过筛选杂物的钢制垃圾架。六舱电力开关站从所有四家加州供应商处接收 230,000 伏电力。

我参观该工厂时,只有三套电机泵组合完全投入运行。为满足未来需求,该站已签约了 11 台泵(最多 14 台)。一台泵全天运行;另外两台泵在晚上运行,以利用更便宜的电力。同样,虽然撤离令已经解除,但前提是奥罗维尔湖的水位保持较低水平。预计周四和周末将开始下雨。

泵站本身就像一座冰山,其混凝土墙厚达六到十二英尺,表面可见的只是冰山之下的一小部分。当库里和我进入顶层观察廊时,我们下方很远的工人正在堆叠另一台电机的单个转子板。随后,便携式烤箱被放置在堆叠物上方,以实现 1/20,000 英寸的热压配合,从而将其固定在主轴上。二楼可通往泵电机联轴器;三楼包含每个电机的密封隔间。当我打开隔间门时,我感到耳朵被声音震得嗡嗡响:80,000 马力的西屋同步电机发出了超过 100 分贝的声音。电机直接耦合在泵的正上方。每个泵电机组合高达 65 英尺,总重 420 吨。

为了防止启动每台电机时出现潜在的电压下降,首先将两台发电机组 (MG) 之一接入线路。然后,切断外部电源,将 MG 组连接到泵电机。当两台电机以 120 rpm 的转速锁定在一起时,MG 组重新连接到公用系统电源,两台电机的转速都提高到 600 rpm。然后使用 MG 组以每六分钟一台的速度启动下一台电机。

虽然水利工程的运行看似相对顺利,但进展并非一帆风顺。动物不断掉入引水渠,甚至浪漫的风滚草也会堵塞垃圾架,严重阻碍水流。

大多数与人为因素有关的挫折都会引发一些巧妙的对策。有一次,一个排水阀到货时出现了一条大裂缝,因为测试后滞留在下腔的水在运输过程中结冰了。后来,阀门设计了排水孔。

阀门故障,工人罢工。比尔·库里讲述了埃德蒙斯顿排水管排水阀设计不良导致的一起悲剧。800psi 的背压(足以将人切成两半)在操作过程中降至 50psi。但是,当测试阀门时,发现浪涌太大。通向泵水池的管道从混凝土墙中弹出并爆裂,水洒在了下层地下室的每个人身上。幸运的是,没有人靠近而受伤。

劳资纠纷也带来了问题。事实上,就在我准备离开南加州时,我听说一些工人正计划罢工。

首席项目联络控制官唐·麦基勒普 (Don McKillup) 很快提醒我墨菲定律:任何可能出错的事情都会出错。

麦基勒普说:“很难相信 NASA 在水计划遇到这么多困难的情况下成功登上了月球。”但他高兴地承认,尽管遇到了各种挫折,但他们已经接近完成所有计划。

明年,加州水利工程一期完工后,将定期向该州南部三分之二的地区重新分配水,那里占该州用水需求的 60%。这是美国第一个全州范围的水利工程,耗资 23 亿美元,将帮助缓解加州在 21 世纪的缺水问题。

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