Калифорнийская дамба вскрыла проблемы США

0

Аварийный инцидент с одновременным разрушением всех водосбросов плотины в калифорнийском Оровилле (США) послужил ярким примером возникновения большой проблемы по маленькому, но систематическому недосмотру. Разрушительные процессы, невыявленные вовремя ответственными службами, в итоге привели к серьёзной угрозе и необходимости оперативной эвакуации сотен тысяч людей, задействования колоссальных сил для ликвидации аварии и расходованию сотен миллионов долларов на операцию. Вода не взломала плотину, однако вскрыла проблемы существующей системы обслуживания гидротехнических сооружений.

Факты о калифорнийской плотине

Оровиллская плотина является самой высокой на территории США. Высота её грунтовой части достигает 235 метров. Дамба расположена на реке Фетер (приток реки Сакраменто). Каменная плотина с ядром изглины образует водохранилище Оровилл с площадью поверхности 10,2 тыс. квадратных километров и объёмом воды 4,3 кубических километра. Непосредственно водохранилище является частью комплекса, в который входит ГЭС мощностью 819 МВт с шестью генераторами, силовая установка Hyatt, станция насосно-генераторного типа Thermalito, а также рыбзавод. Основными задача комплекса являются водоснабжение региона, противодействие наводнениям и выработка электроэнергии.
Объект строился в 1961–1968 годах. Сооружения комплекса расположены с правой стороны по течениюреки. Ближайший к дамбе объект— эксплуатационный водосброс (лоток из железобетона) для работы в нормальном водном режиме. Ещё правее находится аварийный сброс на случай катастрофических паводков. До момента февральского инцидента он не использовался, поскольку таких паводков не было. По статистике, масштабные паводки в этом регионе могут происходить не чаще одного раза в десять тысяч лет.
Сброс выглядит как стометровая стена с высотой 10–20 метров. Поступающая вода должна переливаться без регулирования, при этом её слой составит десятки сантиметров. Далее, на стыке с правым берегом долины, располагается глухой участок дамбы с высотой до 30 метров.

Хронология происшествия

С начала 2017 года уровень воды в водохранилище Оровилл повышается скачкообразными темпами. Впрочем, рекорд принадлежит лету 1983 года, однако тогда никаких аварийных ситуаций не наблюдалось. В январе 2017 года количество выпавших осадков в регионе превысило норму в три раза. С начала февраля держалась крайне тёплая погода, даже в ночное время она не падала ниже 10 градусов тепла по Цельсию. Уже 7 февраля в средней части водосброса была выявлена крупная вымоина. Карстовый провал, вероятно, случился ввиду выщелачивания скального основания. Пока ремонтники обследовали повреждение, вода в водохранилище стремительно накапливалась. Когда она достигла критической отметки, что уже угрожало безопасности самой дамбы, аварийные бригады покинули зону провала и воду направили по сбросу. Последствия не заставили себя ждать. Было разрушено бетонное крепление на днище конструкции, после чего вода начала вымывать горную породу под стоком. Разрушительный процесс начался в момент затрат воды на уровне 1,4 тыс. кубометров в секунду. Для сравнения, в 1997 году плотина без проблем пропускала поток в 4 тыс. кубометров в секунду. Брешь достигла размера 150 на 90 метров и глубины в 14 метров. Инженеры, выявившие проблему, ожидали, что конструкция обрушится в любой момент, потому и уменьшили поток воды на 15%, задействовав аварийный сброс, который не использовался ранее, а к 10 февраля выяснилось, что грунтовое основание резервного водостока также повреждено, причём причину нарушения целостности объекта выяснить так и не удалось. Поток воды вынес обломки горной породы в русло реки, потому пришлось остановить работу ГЭС, иначе вследствие подпора она могла быть затоплена. Тем временем яма разрыва на основном сбросе расширялась, разрушая его стенки и размывая соседний склон. Ситуация на аварийном стоке стала критической. Было решено возобновить усиленный поток через главный водосброс, несмотря на угрозу потери контроля над дамбой вследствие возможного разрушения стока.

Ликвидация аварии

С момента возникновения угрозы разрушения инфраструктуры плотины калифорнийский губернатор Джерри Браун обратился к президенту Дональду Трампу с просьбой направить силы и средства федерального уровня для ликвидаци чрезвычайной ситуации. В своём обращении чиновник отметил, что помощь также следует предоставить округам, в которых размещены жители, эвакуированные из зон возможного затопления. 13 февраля губернатор Калифорнии ввёл режим чрезвычайного положения в регионе, на территории трёх округов — Юба, Саттер и Бьютт. В готовность были приведены подразделения Нацгвардии штата. В Белом доме сообщили, что президент поручил координацию работ по ликвидации ЧП Федеральному агентству по управлению в чрезвычайных ситуациях Министерства внутренней безопасности. Кроме того, к работам подключилось и Министерство обороны страны. Трамп также объявил режим ЧС в зоне бедствия. В готовность в США были приведены крупные силы — в общей сложности около 20 тыс. военнослужащих. Непосредственно в зону работ были направлены 125 бригад строителей и четыре десятка большегрузных автомобилей. Задействовали авиацию, включая вертолёты Нацгвардии, с помощью которых на места размыва водостока начали сбрасывать мешки с песком и породой. Заслоны из мешков с песком возводились и вокруг плотины. Ежечасно в промоины укладывалось порядка 1,2 тыс. тонн скальных обломков. В русле реки разбирались завалы для предотвращения возможного затопления сооружений ГЭС. Проведённые работы к 15 февраля дали возможность остановить развитие катастрофической ситуации, а ожидаемый шторм с осадками оказался не столь значительным, как предполагалось. В целом стоимость первоочередных мероприятий оценили в $200 млн. Пока неизвестно, как повлияет состояние водосбросов на дальнейшую эксплуатацию плотины. Благодаря принятым мерам плотина уже способна принять дополнительный приток воды.
Запуск мощностей ГЭС позволит разгрузить какую-то часть эксплуатационного сброса. Если последний подлежит восстановлению, будет проводиться его ремонт. В случае невозможности ремонтных работ построят новый водосброс. Не исключено, что необходимо провести укрепление склона аварийного сброса бетоном и в целом оценить возможность его использования в будущем.

Эвакуация, паника и мародёрство

После появления информации департамента водных ресурсов Калифорнии об угрозе скорого прорыва плотины (позже выяснилось, что прогнозы были неоправданно преувеличены), власти штата приняли решение об эвакуации местного населения. В срок до 13 февраля были вывезены или выехали своим ходом в общей сложности 188 тыс. человек из городов Юба-сити, Гридли, Олив-херст, Пламас-Лейк, Уитленд, Мэрисвилл и Лайв-Ок. Но пути следования эвакуируемых наблюдались колоссальные автомобильные пробки. Временно отселённые граждане были размещены в разных районах на расстоянии 32–120 километров от зоны возможного затопления. Немалую роль в возникновении паники сыграли противоречивые заявления чиновников, в частности, появление информации о возможном разрушении плотины в считанные часы. Уже 15 февраля вывезенны жителям заявили, что они могут вернуться в свои дома, хотя отмечалось, что угроза затопления всё же сохранена и, возможно, гражданам придётся выехать из опасного района повторно. Вернувшиеся в свои дома граждане столкнулись с последствиями мародёрства в своих городах. Такие сообщения поступили в том числе из Оровилла, где в отсутствие жителей произошли массовые хищения в оставленных магазинах. Плотины с использованием бетонных компонентов обычно мало подвержены процессам эрозии. Но если конструкция повреждается, это может вызвать в том числе и её обрушение. Плотина может выстоять, если лишний расход воды сбрасывается через открытые затворы. Катастрофа потенциально возможна в том случае, если водосброс не функционирует.
В случае разрушения плотины скорость распространения волны по равнинной местности составит 25 километров в час, в горной — до 100 километров в час. Утверждается, что высота прорывной волны для небольших водохранилищ с объёмом воды до 50 млн. кубометров дойдет до одного метра, однако в случае с Оровиллом, ёмкость которого в восемь с половиной раз больше, волна достигнет в высоту до девяти метров. И в зоне затопления в данном случае окажутся шесть населённых пунктов с совокупной численностью населения до 200 тыс. человек.
Актуальные данные дают основания утверждать — угрозы разрушения плотины нет, однако сооружения для водосброса находятся в аварийном состоянии. Гребень дамбы находится на шесть метров выше отметки аварийного сброса, поэтому и нештатный перелив воды также исключён. Если же размыв водоотлив будет перемещаться до самих водосбросов, то последние, вероятно, будут разрушены. Непосредственно яма у водосброса прекратила активное расширение, добравшись доскального основания после того, как были размыты непрочные породы.

Версии причин аварии

О возможных проблемах с плотиной стало известно ещё задолго до февральской аварии в 2006 году. Уже тогда специалисты обнаружили незначительные нарушения целостности основного водосброса, однако объект был признан пригодным к эксплуатации. Капитальные ремонтные работы на дамбе не проводились на протяжении полувека — со дня её запуска в работу. Последнее десятилетие плотина функционировала на основании временной лицензии. Вероятно, причина неопределённого статуса дамбы связана с попыткой оформить разрешение на срок в 50 лет калифорнийскими властями и последовавшей этим реакцией общественников.
В 2005 году группа активистов, представляющих организации по защите экологии — South Yuba Citizens League, Sierra Club и Friends of the River — потребовали от властей укрепить аварийный сброс бетоном вместо земляного основания. В совместном письме организаци утверждалось, что во время зимних дождей вода начнёт переливаться через основной водосброс, что в итоге приведёт к эрозии с дальнейшим разрушением конструкций и наводнениям. Предложения поступили в администрацию президента и в Федеральную комиссию по регулированию в области энергетики, однако они, на основании выводов Департамента водных ресурсов Калифорнии о нецелесообразности таких работ, отклонили инициативу.
По мнению авторов письма, власти попросту решили сэкономить, поскольку укрепление запасного водосброса бетоном обошлось бы в миллионы долларов. Теперь же в департаменте утверждают, что причина образования эрозии на водоотливах неизвестна. Как и любая серьёзная угроза, ситуация с риском разрушения плотины уже обросла слухами и экзотическими теориями. В частности, предполагается, что возможная катастрофа была спровоцирована сознательно с целью сглаживания недовольства населения Калифорнии, большинство из которого на президентских выборах отдало голос за Хиллари Клинтон. Большая беда способна сплотить граждан и устранить политические разногласия. Кроме того, следует учитывать, что общественники Калифорнии активно призывают к отделению региона от США.
Сторонники теории заговора полагают, что выход основного водосброса из строя носил управляемый характер и стал результатом диверсии — течь возникла путём вмешательства в работу и без того изношенной инфраструктуры. Кроме того, появились заявления и о том, что спасательные службы ещё несколько лет назад проводили учения, в ходе которых отрабатывались действия на случай разрушения плотины. При этом практически точная дата возможного события уже была оговорена в сценарии манёвров. Если же говорить о реальных фактах, то можно отметить, что разрушение эксплуатационного водосброса произошло внезапно, причём уровни расхода воды были вовсе не максимальными. Таким образом, следует говорить о недостаточной степени контроля за состоянием гидротехнического сооружения, что не позволило своевременно выявить повреждения. Сложно назвать верным само проектное решение, связанное со сбросом водных масс на обычный необорудованный склон. Водосбросы должны проходить обязательные испытания. Тем не менее, нужно констатировать и то, что запас прочности плотины оказался достаточным, несмотря на то, что аварии случились на обоих водосбросах. Таким образом, крупные гидротехнические конструкции в целом можно считать надёжными конструкциями.
Вне зависимости от того, какими окажутся выводы по результатам расследования аварии, даже неспециалистам очевидно, что, если не учитывать сомнительные теории о диверсии или саботаже, неудовлетворительное состояние обоих водосбросов, скорее всего, стало результатом обычной халатности служб, не отследивших вовремя процесс повреждения конструкции вследствие естественных процессов износа. Отсутствие профилактических мероприятий едва не вызвало масштабную трагедию и за счастливый исход ситуации можно поблагодарить лишь надёжность самой плотины, выступившей в роли страховки от нерадивости отраслевых служб.

Источник – «Пронедра» (pronedra.ru)

Поделиться.

Комментарии закрыты