WikiDer > Плотина Салмон Крик

Salmon Creek Dam

Плотина Салмон Крик, Аляска
Аэрофотоснимок плотины Лососевой арки в Джуно. Jpg
Вид с воздуха на плотину Салмон-Крик в Джуно, Аляска
Плотина Салмон-Крик находится на Аляске.
Плотина Салмон Крик
Расположение плотины Салмон-Крик, Аляска на Аляске
Официальное названиеПлотина Салмон Крик
Место расположенияДжуно, Аляска, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ АМЕРИКИ
Координаты58 ° 20′30 ″ с.ш. 134 ° 24′05 ″ з.д. / 58.34167 ° с. Ш. 134.40139 ° з. / 58.34167; -134.40139Координаты: 58 ° 20′30 ″ с.ш. 134 ° 24′05 ″ з.д. / 58.34167 ° с. Ш. 134.40139 ° з. / 58.34167; -134.40139
Строительство началось24 июля 1913 г.
Дата открытия13 августа 1914 г.
Владелец (и)Аляска Electric Light & Power (AEL & P)
Оператор (ы)AEL & P
Плотина и водосбросы
Тип плотиныБетон с постоянным углом арочная плотина
Высота175 футов (53 м)
Длина645 футов (197 м)
Ширина (основание)6,5 футов (2,0 м) сверху и 47,5 футов (14,5 м) у основания
Резервуар
СоздаетВодохранилище Салмон-Крик
Общая вместимость18,000 acre⋅ft (22,000,000 м3)
Площадь водосбора7,5 квадратных миль (19 км2)
Площадь поверхности192 акра (78 га)
Электростанция
Оператор (ы)AEL & P
Дата комиссии1914
Установленная мощность6,7 МВт
Годовая генерация29,5 ГВтч
Многоцелевое использование

В Плотина Салмон Крик бетонный арочная плотина на реке Салмон-Крик, в 5 км к северо-западу от Джуно, Аляска. Построенная в 1914 году, это первая в мире арочная плотина с постоянным углом переменного радиуса. С момента ее постройки по всему миру построено более 100 таких плотин.[1][2][3][4]

Плотина построена Аляска-Гастино Майнинг Компани для удовлетворения потребностей в электроэнергии для горных работ.[5] Плотина продолжает полностью функционировать в течение гидроэлектростанция поколения, как один из источников питьевой воды для города Джуно, а также для аквакультуры и рыболовства. При строительстве использование конструкции постоянной арки для плотины снизило затраты на 20%, поскольку для строительства плотины требовалось меньше бетона. Из двух гидроэлектростанций, построенных на начальном этапе (одна на верхнем уровне, а другая на нижнем уровне) - последняя до сих пор используется после того, как была построена новая электростанция, примыкающая к старой, - она ​​производит недорогую электроэнергию в Аляска при удовлетворении 10% потребностей города Джуно в энергии. После постройки плотина и две ее электростанции считались чудом инженерной мысли.[5][6] Оба управляются и обслуживаются Аляска Electric Light & Power (AEL & P).[2]

Топография

Плотина была построена в лесистой, живописной и узкой долине ручья Салмон, который течет от водохранилища Салмон-Крик и течет на юго-запад на 3 мили (4,8 км) к реке. Канал Гастино. Плотина (обозначена как Джуно B-2 в г. USGS maps) расположен в конце трамвайного пути, который был построен специально Alaska Gastineau Mining Co. Трамвайный путь был построен для перевозки материалов для строительства плотины и связанных с ней электростанций. Электроснабжение было для шахт, расположенных в 6 милях (9,7 км) к югу от г. Sheep Creek. Тем не менее, AEL&P построила дорогу длиной 3 мили (4,8 км) к верхней электростанции у основания плотины Салмон-Крик, которая с тех пор была выведена из эксплуатации.[7][8][9]

Ручей протекает на протяжении 3 миль (4,8 км) в пределах водораздела, у которого есть водораздел 1,5 мили (2,4 км) и линия гребня 2,2 мили (3,5 км). Русло ручья имеет крупный гравий и коренные породы, и его уклон уменьшается ниже по течению от плотины. Средняя ширина ручья составляет 30 футов (9,1 м), а глубина воды составляет около 1,5 футов (0,46 м).[10] Бассейн окружен холмами с крутыми склонами на высоте более 980 футов (300 м) над уровнем моря. Расстояние от плотины до города Джуно составляет 2,9 мили (4,7 км), до гавани Джуно составляет 5,1 км, а до База гидросамолетов в гавани Джуно составляет 3,4 мили (5,5 км).[11]

Эволюция конструкции арочной дамбы

Вовремя Римский период, теория строительства изогнутой дамбы (арочной дамбы) была известна как средство противостояния давлению воды и удержания стыков кладки.[1] Однако на фоне каменных арочных плотин, которые преобладали в сценариях строительства плотин в 19 веке, и с внедрением бетонной технологии для строительства плотин, структурный дизайн арочных плотин претерпел резкие изменения в своей экономической эволюции, чтобы минимизировать использование строительных материалов и внутренних материалов. Кроме того, стоимость строительства. По сути, арочная плотина - это конструкция, которая изгибается вверх по течению, и давление воды передается либо прямо на стороны долины, либо косвенно через бетонные устои.[1][2] Теоретически идеальная арка с постоянным углом в V-образной долине для такой арочной плотины имеет центральный угол кривизны 133 °. Эта теория привела к разработке арочной дамбы «постоянного угла» (или переменного радиуса), которая также была более тонкой по конструкции. Теория была впервые выдвинута в Северной Америке для нескольких плотин, и в частности на Аляске, в 1913 году, когда была построена плотина Салмон-Крик, которая была завершена в 1914 году.[1][2] В этом отношении, Бартлетт Ли Тейн, горный инженер, оказавший длительное влияние в горнодобывающей отрасли - в Аляска-Гастино Майнинг Компани - сыграл важную роль в представлении этой конструкции плотины с тонкой аркой с помощью своих бывших товарищей по футбольной команде.[3][12][13][14] Ларс Йоргенсен разработал конкретную первую конструкцию постоянной арочной дамбы.[15] Тем не менее, AEL&P отдает должное своему тогдашнему главному инженеру Гарри Л. Валленбергу в проектировании плотины Салмон-Крик. Идея строительства такой плотины возникла около 30 лет назад, чтобы сэкономить на использовании строительных материалов для строительства плотины. Однако только в 1913 году концепция была преобразована в землю первым горным инженером Таном.[1][13][14]

Теория и дизайн

В конструкции арочной дамбы приняты две основные формы. Это арка постоянного радиуса и арка с постоянным углом, последняя конструкция более сложная. В конструкции арки с постоянным радиусом, которая также известна как арка с одним радиусом, форма дамбы имеет цилиндрическую форму с вертикальной стороной вверх по потоку, а поверхность вниз по потоку имеет форму. потрепанный.[12] Конструкция арки с постоянным углом имеет также арку с переменным радиусом. В этой конструкции центральный угол раскрытия постоянен, тогда как радиус арки увеличивается от основания к вершине; это увеличение к гребню пропорционально увеличению ширины каньона ущелья. Далее, согласно теории конструкции с постоянной аркой, действие арки в основании плотины оказывает максимальное давление на основание. В частности, V-образное ущелье считается идеальным элементом для строительства плотины такого типа. Такая конструкция обеспечивает значительную экономию строительных материалов по сравнению с арочной конструкцией с постоянным радиусом. Ларс Р. Йоргенсон, придумавший эту концепцию, доказал, что наиболее экономичный проект плотины был получен при оптимальном угле открытия 133,6 ° с наименьшим количеством бетона.[12] Этот проект был применен с некоторыми модификациями для плотины Салмон-Крик, которая была спроектирована с постоянным углом раскрытия 113 ° с радиусом, изменяющимся от 147,5 футов (45,0 м) у основания до 331 футов (101 м) на гребне.[12]

Водосбросная труба имеет диаметр 4 фута (1,2 м). Здесь он показан полностью.

V-образная форма ущелья на месте плотины была признана идеальной для строительства такого типа плотины на участке Салмон-Крик.[16]

Давление льда 10 тонн на квадратный фут (500 кПа) было рассмотрено на основе условий кромки резервуара, и конструкция также была проверена на давление льда 20 тонн на квадратный фут (1000 кПа); в последнем случае коэффициент запаса прочности бетона по результирующим значениям сжатия считался равным 5 и безопасным.[3] Плотина была спроектирована с шириной основания 47,5 футов (14,5 м) (ширина 37,5 футов (11,4 м) также упоминается в одном источнике), и она сужается до ширины 6,5 футов (2,0 м) (6 футов (1,8 м). ) также упоминается в одном источнике[7]) наверху над плотиной высотой 168 футов (51 м). Геологические условия у основания плотины также диктовали тип плотины, поскольку плоское каменистое ложе шириной 75 футов (23 м) было доступно для заложения фундамента арочной плотины без проведения крупномасштабных раскопок.[3] Падение скалы также было крутым как на верхней, так и на нижней стороне плоского основания. От берега к берегу, длина гребня 640 футов (200 м).[12] Плотина предусматривала хранение около 18 000 акров футов (22 000 000 м 2).3) на уровне полного резервуара, в то время как он составляет 445 акров футов (549 000 м3) на глубине 25 футов (7,6 м). Стальную выпускную трубу диаметром 4 фута (1,2 м) было предложено встроить в среднее основание плотины в качестве водосброс. Плотина была спроектирована с высотой 343 футов (105 м) над уровнем моря. Вода из водохранилища распространяется на площадь 192 акров (78 га), а осушаемый водосбор составляет 7,5 квадратных миль (19 км.2).[17]

Одновременно с этим планировалось строительство двух электростанций для выработки электроэнергии для горнодобывающей промышленности из воды водохранилища - верхняя электростанция мощностью 3 МВт на расстоянии около 1,6 км ниже по течению от плотины и нижняя электростанция мощностью 3 МВт около берег канала Гастино.[2][18][19] Форма плотины с переменным радиусом, принятая для Салмон-Крик, стала стандартом для многих высоких и больших плотин, особенно на западе США. В статье из проекта SimScience Национального научного фонда отмечается следующее:[4]

Выпуклость вверх по потоку служила для компенсации подрезов за счет более изогнутых нижних дуг около упоров, в то время как выраженный носок вниз по потоку уменьшал растягивающие напряжения в пятке вверх по потоку. Полная реализация нового проекта стала возможной благодаря строительству плотины полностью из бетона.

— SimScience

Строительство

Крупным планом вид на плотину Салмон-Крик, расположенную ниже по течению.
Вид на плотину Салмон-Крик, расположенную выше по течению.

Основываясь на подготовленных планах бетонной арочной дамбы и двух электростанций, строительство было начато в мае 1912 года.[2] Первым было начато строительство здания нижней электростанции на берегу в месте слияния речки Салмон-Крик с каналом Гастино; Отсюда к рудникам в марте 1913 г. была проложена линия электропередачи, а в апреле 1913 г. началось строительство плотины.[2] Строительные объекты плотины были созданы выше по течению, где агрегаты (мелкое и крупное) были получены путем дробления горных пород на дробильном заводе. Заполнители были смешаны в заданных пропорциях с цементом и небольшой примесью извести для изготовления бетона для укладки на плотину. Первая партия конкретный была размещена на плотине 14 июля 1913 года. Плотина была завершена за 13 месяцев 13 августа 1914 года. Объем бетона 54 000 кубических ярдов (41 000 м3) был размещен на дамбе. Бетон уложили из расчета 400 кубических ярдов (310 м3) в день.[2][3]

Между 1912 и 1914 годами были построены две электростанции, которые использовали воду, накопленную в резервуаре, созданном плотиной. Первая электростанция, верхняя электростанция под названием «Электростанция 2», была расположена на 1 милю (1,6 км) ниже плотины и имела установку из двух блоков мощностью 1,5 МВт каждый, работающих под гидравлическая головка 600 футов (180 м). Остаточные воды от этой электростанции были переданы по энергетическому каналу длиной 10000 футов (3000 м) ко второй электростанции под названием «Электростанция 1», расположенной на берегу канала Гастино. В здании ГЭС в этом месте также было два блока мощностью 1,5 МВт каждый, работающие под напором 500 футов (150 м). Таким образом, общая выработка на двух электростанциях составила 6000 кВт (8000 л.с.). В 1916 году средняя нагрузка на две электростанции составляла 5 187 лошадиных сил (3 868 кВт). Рядом с ГЭС №1 на берегу построены офисные здания, механические цеха, лесопилки, столовая и жилые дома для персонала.[2][19]

Реабилитация

С момента завершения строительства плотина и две ее электростанции претерпели множество реабилитационных мероприятий. Электростанция № 2 была повреждена в результате пожара в 1923 году. В 1935 году ее отремонтировали. В 1998 году она была окончательно заброшена.[2][5]

По мере старения дамба также нуждалась в реабилитации, и в 1967 году были проведены работы. Изношенный бетон был удален, тело плотины было заново заделано, а верхняя поверхность плотины была покрыта слоем высокопрочного бетона на верхних 45 футах ( 14 м).[2][5]

В здании нижнего энергоснабжения также были проведены серьезные ремонтные работы. Он был остановлен в декабре 1974 года из-за высокой стоимости эксплуатации и технического обслуживания. В 1984 году была построена новая электростанция, примыкающая к старой электростанции, с установкой мощностью 6,7 МВт.[2][5]

Преимущества

Слева: плотина Салмон-Крик в 2006 году после реабилитации; верх плотины пешеходной дорожки длиной 6,5 футов (2,0 м). Справа: плотина Салмон-Крик, вид вниз по всей арке.

Несмотря на то, что изначально проект был построен для выработки гидроэлектроэнергии для удовлетворения потребностей горнодобывающей промышленности, с годами он превратился в многоцелевой резервуар с преимуществами производства электроэнергии, питьевой воды и рыболовства.[2]

Гидроэлектроэнергия

Реабилитированная плотина и новое здание электростанции на участке нижнего дома теперь полностью функционируют. Генерирующая мощность электростанции составляет 29,5 ГВтч в год, что составляет почти 10% потребности Джуно в электроэнергии. Alaska Electric Light and Power управляет и обслуживает систему.[2]

Питьевая вода

Водохранилище Салмон-Крик - вторичный источник питьевой воды, который предоставляется совместно с компанией Alaska Electric Light and Power Company (AEL & P). Вода берется из электростанции Salmon Creek, расположенной недалеко от уровня моря. Хвостовые воды электростанции затем перекачиваются в водоочистные сооружения для мембранной фильтрации, хлорирования и регулирования pH и щелочности кальцинированной содой перед подачей воды в распределительную систему. Эта система была введена в эксплуатацию городским округом Джуно (CBJ) в 2015 году. Резервуар также используется в качестве резервуаров для контакта с хлором, где хлор добавляется для очистки, и ему дается время для реакции с любым патогены, прежде чем он будет доставлен в город. Однако этот источник подвержен сезонной высокой мутности, а также перебоям в работе из-за ежегодного технического обслуживания генераторных установок. Эта система способна подавать 2 000 000 галлонов США (7 600 м3) воды. Водные ресурсы, как правило, не загрязняют окружающую среду, а качество воды контролируется и проверяется каждый месяц для проверки стандартов питьевой воды, установленных EPA и Департамент охраны окружающей среды Аляски (ADEC).[20][21]

Рыболовство

В 1880 году Ричард Харрис и Джо Джуно назвали Салмон-Крик (во время их первого визита в этот район для поиска золота). Местные жители назвали это Тилихини что означает "собачий лосось" - местное название, используемое Тингит Аляскинский индеец; это имя также показано на некоторых ранних топографических картах.[8] В 1917 году разведение рыбы было начато в водохранилище Салмон-Крик, введя в водоем 50 000 мальков (маленьких и молодых недавно вылупившихся рыб) с помощью Клуба рыб и диких животных Аляски, который содержал инкубаторий в Джуно. Это помогло в разведении запасов лосося в водохранилище. Сообщается, что к тому времени, когда озеро было открыто для ловли рыбы, размер рыбы составлял 6 дюймов (150 мм), и ее можно было поймать на муху длиной 6–8 дюймов (150–200 мм).[22] Водохранилище Салмон-Крик теперь открыто для ловли на приманку круглый год. Разновидностей лососевых рыб очень много. Некоторые идентифицированные виды рыб: Долли Варден, Ручьевая форель, Пресноводная форель, Семейство лососевых, Кета и Кижуч.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Шансон, Хуберт; Джеймс, Д. Патрик (2000). «Историческое развитие арочных плотин. От каменных арок до современных бетонных конструкций (пересмотренная история арочных плотин)». Университет Квинсленда, Австралия. Получено 2010-07-15.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п «Плотина Салмон-Крик и электростанции». Аляска Electric Light & Power (AEL & P). Получено 2010-07-15.
  3. ^ а б c d е Инженерный журнал, Том 49. Арочная плотина с постоянным углом наклона. Engineering Magazine Co., 1915. стр. 282. Получено 2010-07-16.
  4. ^ а б «Ключевые события в истории арочных плотин». Эволюция современных арочных плотин: переменный радиус. Simscience. Архивировано из оригинал 28 июля 2012 г.. Получено 2010-07-15.
  5. ^ а б c d е «Проекты на Аляске». Проект возобновляемой энергии на Аляске. Архивировано из оригинал на 2010-05-27. Получено 2010-07-14.
  6. ^ «Энергетическая программа Юго-Восточной конференции» (PDF). Seconference.org. п. 7. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-09. Получено 2010-07-14.
  7. ^ а б "Тропа водохранилища Салмон-Крик". mbpost.com. Получено 2010-07-15.
  8. ^ а б Орт, Дональд Дж. «Словарь географических названий Аляски» (PDF). Министерство внутренних дел США. Получено 2010-07-15.
  9. ^ "Подробный отчет о плотине Салмон-Крик". Геологическая служба США: Информационная система географических названий (GNIS). Получено 2010-07-15.
  10. ^ Бетерс, Майк; Мунк, Крис; Зейферт, Шерил (1995). Оценка среды обитания рыб Джуно. Департамент рыбы и дичи Аляски, Отдел спортивной рыбы. п. 101. Получено 2010-07-16.
  11. ^ «Водохранилище Салмон-Крик, Аляска, США». Путешествующий Глюк. Получено 2010-07-15.
  12. ^ а б c d е «Историческое развитие арочных плотин». Терминология и обсуждение рисунка 10. Траянвс. Получено 2010-07-14.
  13. ^ а б "Бартлетт Ли Тейн". Зал славы горного дела Аляски. Получено 2010-07-15.
  14. ^ а б «Плотина Салмон Крик». Structurae. Получено 2010-07-15.
  15. ^ Джексон, Дональд Конрад (2005). Строительство непревзойденной плотины: Джон С. Иствуд и контроль воды на Западе. Университет Оклахомы Пресс. п. 28. ISBN 0-8061-3733-9. Получено 2010-07-14.
  16. ^ Инженерный журнал, Том 49. Арочная плотина с постоянным углом наклона. Engineering Magazine Co., 1915. стр. 282. Получено 2010-07-16.
  17. ^ "Канадский инженер, том 30". Денежно-кредитная печать. Co., 1916. Оцифровано в 2009 году.. Получено 2010-07-15. Ожидаемая стоимость построенной плотины составляет 6,30 долларов США. Плотина Салмон-Крик, недалеко от Джуно, Аляска ... Эта плотина построена компанией Alaska Gastineau Mining Company с целью хранения 18000 акров футов (22000000 м3) воды. Площадь водосбора всего 7,5 ... Проверить значения даты в: | дата = (помощь)
  18. ^ «Оценка среды обитания рыб Джуно». Департамент рыбы и дичи Аляски, Отдел спортивной рыбы. 1995 г.. Получено 2010-07-15.
  19. ^ а б Реестр шахт: преемник Справочника по рудникам и Справочника по меди, том 13. Mines Publications, Inc., 1918. стр. 311. Получено 2010-07-15.
  20. ^ «Водоканал». Город Район Джуно Столица Аляски. Получено 2010-07-15.
  21. ^ «Обзор экологических и гидрогеологических условий в районе Джуно, Аляска» (PDF). Геологическая служба США в сотрудничестве с Федеральным управлением гражданской авиации. стр. 12–13. Получено 2010-07-15.
  22. ^ Губернатор Аляски (1912). Отчет губернатора Аляски министру внутренних дел. Калифорнийский университет. стр. 27–28. Получено 2010-07-15.
  23. ^ «Водохранилище Салмон-Крик». iFished. Получено 2010-07-15.

внешняя ссылка