Гатунская плотина - Gatun Dam
Gatun плотина большая земляная плотина через реку Chagres в Панаме , недалеко от города Гатун . Плотина, построенная между 1907 и 1913 годами, является важным элементом Панамского канала ; он затопляет искусственное озеро Гатун , которое, в свою очередь, несет суда на 33 километре пути через Панамский перешеек . Кроме того, гидроэлектростанция на плотине вырабатывает электроэнергию, которая используется для работы шлюзов и другого оборудования в канале.
Строительство плотины было большим инженерным достижением, которое затмили только параллельные раскопки Кулебра-Кат ; на момент завершения плотина была самой большой земляной плотиной в мире, а озеро Гатун было самым большим искусственным озером в мире.
Описание
Плотина расположена в долине реки Чагрес, примерно в 10 километрах (6,2 мили) от ее устья в Карибском море . Холмы, граничащие с долиной Чагрес, в этом месте образуют пропасть шириной чуть более 2 километров (1,2 мили) с естественным скалистым холмом в центре пропасти. Разрыв заполнен земляной плотиной, толщиной 640 метров (2100 футов) у основания, 2300 метров (7500 футов) в длину вдоль вершины, 121 метр (397 футов) толщиной на уровне воды и 30 метров (98 метров). футов) толщиной наверху, что на 9 метров (30 футов) выше нормального уровня озера.
Водосливной для плотины построен на центральном холме; он представляет собой полукруглую бетонную дамбу, которая регулирует поток воды по бетонному каналу, встроенному в задний склон холма. Сама плотина водосброса имеет длину 225 метров (738 футов) по вершине; его гребень находится на 4,9 м ниже нормального уровня озера. Водосброс сконструирован таким образом, что вода, льющаяся через полукруглую плотину, сходится внизу с противоположных сторон и нейтрализует собственную силу, тем самым сводя к минимуму эрозию внизу.
Плотина водосброса увенчана 14 воротами, поддерживаемыми бетонными опорами, каждая шириной 14 метров (46 футов) и высотой 6 метров (20 футов). Эти ворота с электрическим приводом поднимаются или опускаются для регулирования потока воды; при уровне озера 26,5 метра (87 футов), его планируемом максимальном уровне, пропускная способность водосброса составляет 4 100 кубических метров (140 000 кубических футов) в секунду, что больше максимального расхода реки Чагрес. В дополнение к этому, водопропускные трубы в шлюзах могут утилизировать 1400 кубометров (49000 куб футов) в секунду.
Озеро Гатун имеет площадь 425 квадратных километров (164 квадратных миль) при нормальном уровне; в нем хранится 5,2 кубических километров (4 200 000 акров футов) воды, что примерно столько, сколько река Чагрес уносит в среднем за год.
Выработка энергии
Плотина включает гидроэлектростанцию , которая расположена на восточной стороне водосбросного канала. Это использует воду из озера водить ряд турбин - генераторы ; при первом запуске были установлены три генератора, вырабатывающие в общей сложности 6 мегаватт (8 000 л.с.) электроэнергии. Вырабатываемая энергия используется для работы шлюзовых и водосбросных механизмов, а также для освещения шлюзов и поселков каналов.
Строительство
Строительство канала было начато французской компанией ( La Compagnie Universelle du Canal Interoceanique ) в 1880–1889 годах. Из-за плохой проработки вариантов и недостаточной информации о затратах французская компания планировала построить канал на уровне моря, соединяющий эти два канала. побережья. Первоначально они думали, что смогут сделать это примерно за 120 миллионов долларов. Потратив около миллиарда франков (около 300000000 долларов), потеряв около 22000 рабочих и обанкротившись, усилия Франции по существу прекратились. Канал на уровне моря не потребовал бы строительства плотины, но все же потребовал бы принятия обширных мер для обеспечения постоянно меняющегося потока реки Чагрес. Соединенные Штаты взяли за 10 миль (16 км) широкий зоне канала и возобновлено строительство канала на 4 мая 1904. Почти два года были проведены в рамках подготовки инфра-структуры, комаров борьбы с выбросами (недавно обнаруженный вектор распространения желтой лихорадки и малярии ), Улучшения Панамской железной дороги и планирование до начала работ. После рассмотрения вариантов и стоимости в 1906 году президент Теодор Рузвельт принял решение о строительстве канала на основе шлюза и согласился с ним .
Еще до того, как было принято решение о шлюзе канала, майор Джордж Вашингтон Геталс ( Инженерный корпус армии США ), главный инженер строительства с 1907 по 1914 год, уже провел расследование под руководством Джона Фрэнка Стивенса (главный инженер, 1905–1904 гг.) 1907 г.) для определения пригодности земли в Гатуне для строительства там большой плотины. Были сделаны обширные испытательные скважины, чтобы определить пригодность земли, и были проведены испытания под давлением материала, который будет использоваться в строительстве, для определения его долговечности.
Плотина Гатун служит двум важным целям: она контролирует постоянно меняющуюся реку Чагрес и создает озеро Гатун. Озеро на высоте около 85 футов (26 м) обеспечивает приподнятый путь для судов через большую часть Панамского перешейка, в том числе через коварный V-образный разрез Кулебра (Gaillard Cut). Это позволило сэкономить буквально миллионы кубических ярдов материала, который был бы необходим для строительства канала на уровне моря. Высота озера регулируется водосбросами, которые контролируют поток воды из плотины, чтобы получить почти постоянную высоту во влажные или сухие сезоны. Озеро также действует как массивный резервуар для работы шлюзов на концах канала как в Тихом, так и в Атлантическом океанах и обеспечивает через гидроэлектрические генераторы около 6 МВт электроэнергии, необходимой для работы шлюзов и плотины. После завершения строительства дамбы и заполнения озера Гатун, там, где это необходимо, были проведены дноуглубительные работы, чтобы обеспечить свободный проход судов через озеро.
Местоположение Гатуна было во многом идеальным для строительства плотины; выше по течению от плотины холмы, окружающие реку Чагрес, очень широко открылись вокруг территории, которая сейчас является озером Гатун. Через узкую щель холмы вплотную к относительно узкой пропасти с естественным каменным каналом в центре. Это позволяет плотине умеренного размера окружать огромный водоем, который одновременно обеспечивает проход судов через большую часть перешейка и обеспечивает резервуар с водой для работы шлюзов. Центральный холм был идеальной прочной базой для строительства бетонного водосброса и его плотины, причем основная часть плотины была земляной. Единственная проблема заключалась в том, что огромные размеры плотины требовали массивной каменной и грязной насыпи, которую составляли около 100 поездов пустой породы, откладываемых в две параллельные стены пустой породы на расстоянии около 2700 футов (820 м) каждый день в течение нескольких лет от Гайяра. Вырез (ныне разрез Кулебра) и раскопки в замках Гатун. Между этими стенами пустой породы было создано непроницаемое ядро с использованием технологии гидравлического заполнения , которая закачивала миллионы кубических ярдов глинистого материала и воды в область между стенами породы. Эта насыпь была сделана путем выкапывания мягкой глины, присутствующей в долине внизу, где земснаряды выкапывали глину и воду и загружали ее в насосы, которые доставляли ее в пруд, созданный между внутренней и внешней стенками плотины. Перекачиваемой смеси давали отстояться до тех пор, пока глина не осядет, а избыток воды сливали и откачивали обратно по потоку. Этот высушенный и затвердевший материал создал прочное ядро из «натурального» цемента в основе плотины.
После того, как плотина была построена до желаемой высоты, вся сторона, расположенная вверх по течению, была покрыта броней, чтобы предотвратить повреждение плотины воздействием волн из-за размещения больших валунов на забое, особенно там, где наблюдается сильное воздействие волн.
Плотина содержит около 17 000 000 кубических метров (600 000 000 кубических футов) материала и имеет ширину около 2700 футов (820 м) в основании, около 105 футов (32 м) в высоту и 7 500 футов (2300 м) в длину. Плотина весит около 27 000 000 длинных тонн (30 000 000 коротких тонн). Он покрывает 1,17 квадратных километров (290 акров) земли и содержит достаточно земли и камней, чтобы построить стену 1,5 метра высотой и толщиной 29 см (или четыре фута восемь дюймов высотой и фут толщиной) вокруг Земли на экваторе.
Уровень воды
После открытия Панамского канала было обнаружено, что уровень воды, запруженной плотиной, не оставался достаточно постоянным в сухой сезон для работы канала. Madden Dam был построен намного выше реки Chagres обеспечить резервуар и гидроэлектроэнергии для Панама , открытие в 1935 году.
Смотрите также
Примечания
использованная литература
- История Панамского канала , Ира Э. Беннетт
- Панамский канал , полковник Джордж У. Геталс.
Координаты : 9 ° 16'N 79 ° 56'W. / 9,267 ° с.ш. 79,933 ° з.д.