Tama Gatun - Gatun Dam
Gatun Dam jest duży gliniany zapora w poprzek rzeki Chagres w Panamie , w pobliżu miasta Gatun . Zapora, zbudowana w latach 1907-1913, jest kluczowym elementem Kanału Panamskiego ; Zatrzymuje sztuczne jezioro Gatun , które z kolei przewozi statki o długości 33 km (21 mil) ich tranzytu przez Przesmyk Panamski . Dodatkowo elektrownia wodna na zaporze wytwarza energię elektryczną, która jest wykorzystywana do obsługi śluz i innych urządzeń w kanale.
Budowa zapory była wielkim osiągnięciem inżynieryjnym, przyćmionym jedynie równoległym wykopem Culebra Cut ; w momencie ukończenia zapora była największą tamą ziemną na świecie, a jezioro Gatun było największym sztucznym jeziorem na świecie.
Opis
Zapora znajduje się w dolinie rzeki Chagres, około 10 kilometrów (6,2 mil) od jej ujścia na Morzu Karaibskim . Wzgórza graniczące z doliną Chagres tworzą w tym miejscu szczelinę o szerokości nieco ponad 2 km (1,2 mil), z naturalnym skalistym wzgórzem pośrodku przepaści. Szczelinę wypełnia tama ziemna o grubości 640 metrów (2100 stóp) u podstawy, długości 2300 metrów (7500 stóp) wzdłuż szczytu, grubości 121 metrów (397 stóp) na poziomie wody i 30 metrów (98 stóp). ft) gruby na szczycie, który znajduje się 9 metrów (30 stóp) nad normalnym poziomem jeziora.
Przelew do zapory jest wykonana na centralnym wzgórzu; składa się z półokrągłej betonowej zapory, która reguluje przepływ wody w betonowym kanale wbudowanym w tylne zbocze wzgórza. Sama zapora przelewowa mierzy 225 metrów (738 stóp) wzdłuż szczytu; jego grzbiet znajduje się na 16 stóp (4,9 m) poniżej normalnego poziomu jeziora. Przelew został zaprojektowany tak, aby woda przelewająca się przez półokrągłą zaporę zbiegała się na dnie z przeciwnych kierunków i neutralizowała swoją siłę, minimalizując w ten sposób erozję poniżej.
Zapora przelewowa jest zwieńczona 14 bramami, wspartymi na betonowych filarach, a każda ma 14 metrów (46 stóp) szerokości i 6 metrów (20 stóp) wysokości. Te bramy, które są sterowane elektrycznie, są podnoszone lub opuszczane, aby kontrolować przepływ wody; przy poziomie jeziora na 26,5 metrach (87 stóp), planowanym maksymalnym poziomie, pojemność przelewu wynosi 4100 metrów sześciennych (140000 stóp sześciennych) na sekundę, więcej niż maksymalny przepływ rzeki Chagres. Oprócz tego przepusty w śluzach mogą zutylizować 1400 metrów sześciennych (49 000 stóp sześciennych) na sekundę.
Gatun Lake ma powierzchnię 425 kilometrów kwadratowych (164 ²) na normalnym poziomie; przechowuje 5,2 km sześciennych (4 200 000 akrów) wody, czyli mniej więcej tyle, ile rzeka Chagres obniża w ciągu roku.
Wytwarzanie energii
Zapora obejmuje hydroelektrownię , która znajduje się po wschodniej stronie kanału odpływowego przelewu. Wykorzystuje on wodę z jeziora do napędzania wielu turbin - generatorów ; przy pierwszym uruchomieniu zainstalowano trzy generatory, wytwarzające łącznie 6 megawatów (8 000 KM) energii elektrycznej. Wytwarzana energia jest wykorzystywana do obsługi maszyn śluzowych i przelewowych oraz do oświetlania śluz i wiosek nad kanałem.
Budowa
Prace nad kanałem rozpoczęła francuska firma ( La Compagnie Universelle du Canal Interoceanique ) w latach 1880-1889. Przy słabym zbadaniu opcji i przy słabych informacjach na temat kosztów, francuska firma planowała budowę kanału na poziomie morza łączącego oba kraje. wybrzeża. Początkowo myśleli, że mogą to zrobić za około 120 milionów dolarów. Po wydaniu około miliarda franków (około 300 000 000 dolarów), utracie około 22 000 pracowników i bankructwie, francuski wysiłek zasadniczo ustał. Kanał na poziomie morza nie wymagałby budowy tamy, ale nadal wymagałby obszernych przepisów, aby pomieścić stale zmieniający się przepływ rzeki Chagres. Stany Zjednoczone przejęły 10 mil (16 km) szerokiej strefy Kanału i wznowione budowy kanału na 4 maja 1904. Prawie dwa lata spędził w przygotowaniu infra-struktury, potrącenie komar (nowo odkryta wektor rozprzestrzenia żółtej febrze i malarii ), Udoskonalenia linii kolejowej Panama i planowanie przed rozpoczęciem prac na pełnych obrotach. Po zapoznaniu się z opcjami i kosztami, w 1906 roku prezydent Theodore Roosevelt zdecydował i zaakceptował kanał oparty na śluzie .
Jeszcze przed podjęciem decyzji o kanale śluzowym, major George Washington Goethals ( Korpus Inżynieryjny Armii Stanów Zjednoczonych ), główny inżynier prac budowlanych w latach 1907-1914, przeprowadził już dochodzenie pod kierunkiem Johna Franka Stevensa (główny inżynier, 1905–1914). 1907) do określenia przydatności terenu w Gatun do budowy tam dużej tamy. Wykonano szeroko zakrojone odwierty testowe w celu określenia przydatności gruntu oraz przeprowadzono próby ciśnieniowe materiału, który ma być użyty w budownictwie, aby określić jego trwałość.
Tama Gatun służy dwóm ważnym celom: kontroluje stale zmieniającą się rzekę Chagres i tworzy jezioro Gatun. Jezioro na wysokości około 85 stóp (26 m) zapewnia podniesioną ścieżkę dla statków przez większość Przesmyku Panamskiego, w tym przez zdradzieckie cięcie Culebra w kształcie litery V (Gaillard Cut). Pozwoliło to zaoszczędzić dosłownie miliony metrów sześciennych materiału, który byłby niezbędny do budowy kanału na poziomie morza. Wysokość jeziora jest regulowana przez przelewy, które kontrolują wypływ wody z zapory, aby uzyskać prawie stałą wysokość w porze deszczowej lub suchej. Jezioro działa również jako ogromny zbiornik do obsługi śluz na końcach kanału na Oceanie Spokojnym i Atlantyckim i dostarcza za pośrednictwem generatorów hydroelektrycznych około 6 MW energii elektrycznej potrzebnej do uruchomienia śluz i tamy. Po ukończeniu tamy i napełnieniu jeziora Gatun, w razie potrzeby pogłębiono go, aby uzyskać czysty kanał statku przez jezioro.
Lokalizacja Gatun była w większości przypadków idealna na tamę; powyżej miejsca tamy wzgórza otaczające rzekę Chagres otworzyły się bardzo szeroko wokół obszaru, który jest obecnie jeziorem Gatun. Nad wąską szczeliną wzgórza zbliżają się do stosunkowo wąskiej szczeliny z naturalnym kanałem skalnym pośrodku. Dzięki temu średniej wielkości tama może zamknąć ogromny zbiornik wodny, który zarówno zapewnia przejście dla statków przez większość przesmyku, jak i zapewnia zbiornik wody do obsługi śluz. Centralne wzgórze stanowiło idealną solidną podstawę do budowy betonowego przelewu i jego tamy, której główną częścią była ziemia. Jedynym problemem było to, że ogromna skala zapory wymagała masywnego wypełnienia skałami i ziemią, które zapewniało około 100 ładunków skały płonnej osadzonej w dwóch równoległych ścianach skały płonnej, około 2700 stóp (820 m) od siebie każdego dnia przez kilka lat od Gaillard Cut (obecnie nazywany Culebra Cut) i wykopy Gatun Locks. Pomiędzy tymi ścianami skały płonnej utworzono nieprzepuszczalny rdzeń za pomocą techniki wypełnienia hydraulicznego , która wpompowała miliony metrów sześciennych materiału glinianego i wody do obszaru między ścianami skalnymi. To wypełnienie zostało wykonane przez wykopanie miękkiej gliny obecnej w dolinie poniżej, gdzie pogłębiarki wydobywały glinę i wodę i ładowały ją do pomp, które dostarczały ją do stawu utworzonego między wewnętrzną i zewnętrzną ścianą zapory. Przepompowaną mieszaninę pozostawiono, aż glina opadnie, a nadmiar wody został odciągnięty i przepompowany z powrotem. Ten wysuszony i utwardzony materiał stworzył solidny rdzeń z „naturalnego” cementu w rdzeniu zapory.
Po zbudowaniu zapory na żądaną wysokość, cała górna część rzeki została opancerzona, aby zapobiec uszkodzeniu tamy przez fale poprzez umieszczenie dużych głazów na czole, szczególnie tam, gdzie występuje silne działanie fal.
Tama zawiera około 17 000 000 metrów sześciennych (600 000 000 stóp sześciennych) materiału i ma około 2700 stóp (820 m) szerokości u podstawy, około 105 stóp (32 m) wysokości i 7500 stóp (2300 m) długości. Zapora waży około 27 000 000 ton długich (30 000 000 ton amerykańskich). Obejmuje 1,17 kilometra kwadratowego (290 akrów) ziemi i zawiera wystarczającą ilość ziemi i skał, aby zbudować ścianę o wysokości 1½ metra i grubości 29 cm (lub cztery stopy osiem cali i grubości stopy) wokół ziemi na równiku.
Poziom wód
Po otwarciu Kanału Panamskiego stwierdzono, że poziom wody spiętrzonej przez zaporę w porze suchej nie utrzymywał się wystarczająco na stałym poziomie dla funkcjonowania kanału. Madden Dam została skonstruowana znacznie wyżej rzeki Chagres dostarczenie zbiornika i elektrowni wodnych do Panama City , otwarcie w 1935 r.
Zobacz też
Uwagi
Bibliografia
- Historia Kanału Panamskiego , Ira E. Bennett
- Kanał Panamski — pułkownik George W. Goethals