Spring Creek Debris Dam es una presa de relleno de tierra en Spring Creek, un afluente del río Sacramento , en el condado de Shasta en el estado estadounidense de California . Terminada en 1963, la presa, mantenida por la Oficina de Recuperación de EE. UU. , Sirve principalmente para recolectar el drenaje ácido severo de la mina proveniente de la mina Iron Mountain . [1] La presa forma el embalse de Spring Creek , de menos de 1 milla (1,6 km) de largo. Spring Creek y South Fork Spring Creek fluyen hacia el embalse desde una cuenca hidrográfica de 16 millas cuadradas (41 km 2 ). [2]La presa está directamente aguas arriba de la ciudad de Keswick, California y del embalse de Keswick. [3] La operación es parte de la División del Río Trinity del Proyecto del Valle Central . [1]
Presa Spring Creek | |
---|---|
Nombre oficial | Presa de escombros Spring Creek |
Localización | Bosque Nacional Shasta-Trinity Condado de Shasta, California |
Coordenadas | 40 ° 37′47 ″ N 122 ° 28′27 ″ O / 40.6298 ° N 122.4741 ° WCoordenadas : 40 ° 37′47 ″ N 122 ° 28′27 ″ O / 40.6298 ° N 122.4741 ° W |
Comenzó la construcción | 1961 |
Fecha de apertura | 1963 |
Operador (es) | Oficina de Reclamación |
Presa y aliviaderos | |
Embargo | Spring Creek |
Altura | 196 pies (60 m) |
Largo | 1.110 pies (340 m) |
Tipo de aliviadero | Desbordamiento incontrolado de hormigón |
Capacidad del aliviadero | 5260 pies cúbicos por segundo (149 m 3 / s) |
Reservorio | |
Crea | Embalse de Spring Creek |
Capacidad total | 5,870 acre⋅ft ( 7,240 presa 3 ) |
Zona de captación | 16 millas cuadradas (41 km 2 ) |
Central eléctrica | |
Turbinas | 2x turbinas Francis de 90 MW |
Capacidad instalada | 150 MW 180 MW (máx.) |
Sistema de información de nombres geográficos del Servicio Geológico de EE. UU .: Spring Creek Dam |
El propósito principal de la represa Spring Creek era recolectar el drenaje ácido de la antigua mina Iron Mountain , que contaminaba fuertemente Spring Creek y sus afluentes. La presa fue construida en respuesta a estos contaminantes que estaban contaminando el río Sacramento, el principal suministro de agua para millones de californianos. Aunque la cuenca es pequeña en comparación con la del río Sacramento, la corriente se encuentra entre las más contaminadas y ácidas del mundo. [4] [5]
La presa y el embalse, junto con otras estructuras de tratamiento construidas en y debajo de la mina, han reducido con éxito la contaminación del clima seco de Spring Creek hasta en un noventa y cinco por ciento. Sin embargo, los problemas siguen ocurriendo principalmente en forma de grandes derrames incontrolados del embalse. En la década de 1990 surgieron varias preocupaciones sobre la integridad estructural y la seguridad de la presa, tanto física como biológicamente. De vez en cuando se han producido escapes de emergencia del lago Shasta , a menudo por el valor de miles de acres-pie de agua, para diluir los derrames masivos de ácido del drenaje de Spring Creek. [5]
Historia
Minería
La mina Iron Mountain, la mina de cobre más productiva de California en al menos un punto a lo largo de su historia, [5] operó a lo largo de las orillas de dos afluentes de Spring Creek, aguas arriba del sitio actual de la presa, desde 1879 hasta la década de 1960. La mina extrajo mineral de hierro , plata , oro , mineral de sulfuro de cobre y pirita de una formación rocosa que data de hace aproximadamente 780.000 años. El potencial de una mina en el sitio se descubrió en 1860, cuando dos hombres, el topógrafo William Magee y el colono Charles Camden, descubrieron un extenso depósito de mineral de hierro a lo largo de uno de los afluentes de Spring Creek. En 1879, también se descubrió plata en el sitio y se inició la mina. La propiedad se transfirió a Mountain Mines Ltd., una empresa de Londres , en 1894. A finales del siglo XIX, Iron Mountain Mine asumió la culpa de varias muertes de peces en el río Sacramento . Sin embargo, la actividad minera continuó y, para 1928, se extraían del sitio 600 toneladas de mineral por día. [4]
El problema aún persistente de la escorrentía de la mina Iron Mountain se describió una vez como:
... [el drenaje ácido de la mina está] ilustrado de manera más vívida por los problemas en la mina Iron Mountain en California.
... la liberación de estos desechos resultó en la eliminación virtual de la vida acuática en muchos de los arroyos que rodean el sitio de la mina Iron Mountain.
... continúa el trabajo en lo que posiblemente sea el problema de drenaje ácido de minas más grande y difícil de los Estados Unidos. [6]
-PAG. Aarne Vesilind. Control de la contaminación ambiental , 2005
Eventos que impulsan la construcción
La construcción de la presa Shasta y su bahía posterior (que regula la presa aguas abajo), la presa Keswick, en 1943 y 1950, respectivamente, afectó gravemente la capacidad del río Sacramento para eliminar los contaminantes de la mina. El drenaje ácido de la mina fluyó, sin restricciones, por Spring Creek directamente hacia el embalse de Keswick, depositando sedimentos contaminados y convirtiendo una parte del agua en un tono rojo oxidado. Anteriormente, el agua habría continuado por el arroyo hasta el río y se habría vertido en el Océano Pacífico . Sin embargo, la acumulación de agua hizo que fuera extremadamente difícil eliminar los contaminantes. De 1955 a 1962, comenzó la minería a cielo abierto en el sitio. En su punto máximo, la mina descargó 5 toneladas de hierro , 650 libras (290 kg) de cobre y 1.800 libras (820 kg) de zinc en el arroyo por día. [5] Para entonces, el agua que fluía por el drenaje estaba tan contaminada que requirió la construcción de una presa de retención, la presa Spring Creek.
Spring Creek Dam se inició en 1961, cuando se adjudicó el contrato a una empresa llamada Gibbons and Reed. Las operaciones de desmonte comenzaron en julio de ese mismo año, y la presa fue oficialmente dedicada por el Negociado de Reclamación el 12 de septiembre de 1961. La construcción de la presa se inició el 20 de octubre de 1961, con la colocación del terraplén de la presa, que al menos consiste parcialmente en sedimentos ácidos dragados de Spring Creek. [7] Riprap se colocó en la cara aguas arriba de la presa a partir del 9 de noviembre de ese año. En 1962, una serie de huelgas laborales afectaron a las comunidades del Valle Central, afectando también la construcción de la presa, que fue detenida temporalmente el 3 de mayo de ese año. Después de que se reanudó el trabajo el 26 de junio, el material del núcleo permeable para la presa pronto se agotó, por lo que se utilizó material impermeable para completar el núcleo de la presa. [8]
Finalmente, la mina Iron Mountain se cerró, pero la contaminación continuó y aún continúa, y en 1983, la mina Iron Mountain se incluyó en la Lista de Prioridades Nacionales . [4] La mina Iron Mountain es conocida por tener el contenido de agua más ácida que se encuentra naturalmente en la Tierra, con muestras que tienen un valor de pH de hasta -3.6 cuando se probaron a principios de la década de 1990, que es aproximadamente 100 veces la acidez del ácido de la batería . [9] [10] Sin embargo, este valor de pH solo se encuentra dentro y cerca de la mina, ya que el pH promedio del agua que ingresa al embalse de Spring Creek es 4.12. [11]
Expansión de almacenamiento
La represa Spring Creek se consideró más tarde "de tamaño insuficiente" para la cuenca hidrográfica de Spring Creek, ya que los grandes flujos de drenaje natural y drenaje ácido de la mina causaron frecuentes derrames incontrolables en la represa. Los derrames contienen muchos componentes volátiles en el drenaje ácido de la mina, que incluyen el agua más ácida de origen natural (es decir, no en un laboratorio) en la Tierra. Se consideraron varias alternativas para solucionar este problema: [12]
- Agrandar la represa Spring Creek para crear un embalse tres veces su tamaño original: este plan se consideró, pero nunca se construyó, ya que su costo se estimó en 75 millones de dólares estadounidenses .
- Tapado parcial (cobertura) del sitio: Se determinó que el cuerpo mineral en Iron Mountain era poco profundo, por lo que se consideró esta alternativa. Sin embargo, la alta ocurrencia recurrente de fracturas en la montaña hizo que esto fuera ineficiente, por lo que tampoco se implementó nunca.
- Construcción de represas río arriba: esta propuesta pedía varias represas río arriba que "reducirían la cuenca en un 40 por ciento", incluida una represa en Slickrock Creek, una rama de Spring Creek. Este plan se implementó, eliminando la necesidad de la ampliación de la presa.
- Remoción de roca estéril: La roca extraída de la mina se retiró de las pilas de relaves y se dispuso en una celda compactada. En Boulder Creek, otro afluente de Spring Creek, el nivel de acidez ha bajado ligeramente. [12]
Historia reciente
En 1985, se descubrió que la filtración de agua en los cimientos de la presa Spring Creek posiblemente podría causar su colapso. Poco después del descubrimiento, en la década de 1990 comenzó una controversia sobre los derrames irregulares de toxinas de las minas de la presa. [8] Dos años más tarde, en marzo de 1992, un derrame inesperado e incontrolado de agua ácida se precipitó desde la presa en Spring Creek. Este derrame contaminó fuertemente el embalse de Keswick y amenazó el suministro de agua de Redding, California . A pesar de que la región estaba sufriendo una sequía, se liberaron 77,000 acres pies (95,000 presas 3 ) de agua del lago Shasta , que estaba solo a la mitad, para diluir la contaminación. La pérdida de agua, que era muy necesaria para los usuarios agrícolas del Valle Central, se estimó en 18 millones de dólares.
Se construyó una planta de tratamiento de agua en un sitio llamado Minnesota Flats cerca de la mina Iron Mountain, utilizando cal para equilibrar el pH del drenaje ácido de la mina. El agua también se desvía de Slickrock Creek al sitio de tratamiento. En total, el proceso de tratamiento elimina más del 95 por ciento de las toxinas del agua. [5] Aproximadamente 8,5 millas (13,7 km) de tubería especializada resistente a los ácidos, con un costo de más de 1 millón de dólares EE.UU. por milla, se incluyen en el proceso de tratamiento. La mayor parte del agua que fluye directamente de la mina tiene un nivel de pH cercano a 1; el pH de −3,2 mencionado anteriormente solo se encuentra en pequeñas cantidades. El agua se diluye aún más por el flujo natural en los afluentes y el agua se desvía del cercano Clear Creek , sin embargo, el agua ácida aún requiere tratamiento. [10]
Hidrografía
Spring Creek es un afluente del río Sacramento de 9 millas (14 km) de largo que fluye hacia el sureste y que recibe agua de aproximadamente 41 km 2 (16 millas cuadradas ) de tierra. [3] El arroyo comienza en las montañas Klamath por encima del drenaje del río Sacramento y fluye en una dirección generalmente sureste antes de girar hacia el sur y abruptamente hacia el oeste en el embalse de Spring Creek. Desde el embalse, continúa hacia el oeste hasta que desemboca directamente en un brazo del embalse de Keswick. En realidad, el arroyo nunca pasa junto a la mina. El drenaje ácido de la mina que se encuentra en el arroyo es transportado por dos afluentes más pequeños, que son Boulder Creek y Slickrock Creek. La primera corriente corre hacia el sureste desde el lado norte de la mina Iron Mountain hasta Spring Creek, mientras que la última corriente drena el lado sur de la mina y también fluye hacia el sureste hacia Spring Creek. South Fork Spring Creek es un pequeño afluente que fluye hacia el oeste y el norte del embalse de Spring Creek, pero dado que su cuenca se encuentra lejos de la mina, no recibe drenaje ácido de la mina. [5] La entrada y salida del embalse son muy erráticas, desde 0 pies cúbicos (0 m 3 ) por segundo hasta aproximadamente 225 pies cúbicos (6,4 m 3 ) por segundo en un período particular de 10 días de marzo a abril. [13]
Flat Creek, un pequeño arroyo que fluye hacia el sureste, se eleva en dos bifurcaciones y desemboca en el río Sacramento aguas arriba de Spring Creek. La corriente recibe la escorrentía contaminada de Minnesota Flats Tailing Pile, pero no está tan contaminada o ácida como Spring Creek. Otro arroyo, Rock Creek, se eleva en tres bifurcaciones y fluye hacia el este para encontrarse con el río Sacramento aguas abajo de Spring Creek y el embalse de Keswick. [5]
Dimensiones y operaciones
La presa Spring Creek tiene 196 pies (60 m) de altura, 1,110 pies (340 m) de largo a lo largo de su cresta y 1,040 pies (320 m) de espesor en su base. Su cresta se encuentra a 816 pies (249 m) sobre el nivel del mar. El depósito está a 795 pies (242 m) sobre el nivel del mar a nivel de la piscina y el aliviadero. Cuando está en la piscina llena, el depósito contiene 5,870 acres pies (7,240 presa 3 ) de agua con una profundidad de aproximadamente 184 pies (56 m). Un aliviadero pasa por encima de la cresta de la presa en la margen izquierda del cañón. El aliviadero tiene 25 pies (7,6 m) de ancho, capaz de acomodar un flujo de agua de 5260 pies cúbicos (149 m 3 ) por segundo. Las obras de desagüe de la presa están ubicadas en la base y pueden acomodar un flujo de agua de 660 pies cúbicos (19 m 3 ) por segundo. [3] La central eléctrica de Spring Creek aguas abajo de la presa genera hasta 180.000 kilovatios .
Planta de energía Spring Creek
La central eléctrica de Spring Creek está ubicada en la base de la presa de Spring Creek, y en realidad se alimenta con el flujo del lago Whiskeytown . El lago, formado por Whiskeytown Dam, está en Clear Creek, un drenaje río abajo a lo largo del río Sacramento desde Spring Creek. Ambos arroyos corren hacia el este hacia el río. La planta de energía se completó y comenzó a operar en 1964, con una capacidad de 150.000 kW. Posteriormente, la capacidad se actualizó a 180.000 kW. La planta es una planta de energía pico con dos generadores separados, que genera energía para las operaciones y distribuye el exceso de energía a la red eléctrica local. El agua del lago Whiskeytown se desvía a través del túnel Spring Creek, un conducto de aproximadamente 3,9 km (2,4 millas) de largo y 5,6 m (18,5 pies) de diámetro. [1]
El Bureau of Reclamation da un informe detallado sobre las especificaciones de la planta generadora:
La planta de energía alberga dos generadores de 13,8 kV cada uno con una potencia nominal de 100.000 kVA, factor de potencia de 0,90, junto con turbinas Francis. El conducto de energía de Spring Creek transporta agua desde el embalse de Whiskeytown, ubicado en Clear Creek, a la planta de energía de Spring Creek. El conducto de energía de Spring Creek varía en diámetro entre 5,64 metros (18,5 pies) y 5,18 metros (17,0 pies) y tiene aproximadamente 4,8 km (3,0 millas) de longitud. El conducto de energía consta de los túneles n. ° 1 y n. ° 2 y Rock Creek Siphon. Las compuertas gemelas despegan del Túnel No. 2 que conduce a la central eléctrica. [1]
- Oficina de Reclamación de EE . UU. , División del Río Trinity del Proyecto del Valle Central
Embalse de Spring Creek
El embalse de Spring Creek es el lago artificial formado detrás de la presa. El depósito se utiliza principalmente para el almacenamiento de control de inundaciones y rara vez se llena a su capacidad de 5,870 acres-pies (7,240 presas 3 ). Durante la estación seca, el agua de Spring Creek se acumula en un pequeño estanque estancado retenido detrás de la presa, depositando sedimentos contaminados y desechos ácidos de la mina en el espacio del reservorio. Cuando los flujos de la presa Shasta , aguas arriba del río Sacramento , son suficientes para eliminar el agua contaminada, el agua retenida en el depósito se libera a través de las obras de salida hacia el depósito Keswick y el río Sacramento. A pesar de esta estrategia de operación, el embalse finalmente se consideró inadecuado para la cuenca y puede llenarse hasta su capacidad con una sola tormenta fuerte. Derrames incontrolables se vertían con frecuencia en el río Sacramento durante las inundaciones, a través del aliviadero de la cresta de la presa, que carece de compuertas. Como resultado, se han producido numerosas muertes de peces durante estas liberaciones repentinas de contaminantes, una de las cuales fue importante en 1969. Debido a esta constante contaminación ácida del embalse, la mayoría de los peces grandes desovan aguas abajo de la presa de desvío Red Bluff , una presa también en el río Sacramento cerca de Red Bluff, California . [14]
Obras de aliviadero y desagüe
La presa Spring Creek puede liberar hasta 5,920 pies cúbicos (168 m 3 ) de agua por segundo desde el embalse de Spring Creek, a través de un aliviadero de cresta y obras de desagüe. El aliviadero comienza en la orilla izquierda de la presa a una altura de 795 pies (242 m) y cae aproximadamente a 184 pies (56 m) de distancia vertical por la cara de la presa en una cuenca amortiguadora, antes de desembocar en Spring Creek y en el Río Sacramento. Tiene aproximadamente 25 pies (7,6 m) de ancho y puede transportar 5260 pies cúbicos (149 m 3 ) por segundo. La salida hace un túnel a través de la presa desde una elevación mucho más baja que la del aliviadero; el conducto termina en una salida de alcantarilla , un diseño que se ve comúnmente en los desagües pluviales pero que rara vez se ve en las presas, en la base de la presa. La capacidad máxima de las obras de salida es de 660 pies cúbicos (19 m 3 ) por segundo. [3]
Ver también
- Lista de presas y embalses en California
- Lista de represas de la Oficina de Recuperación de Estados Unidos
Referencias
- ^ a b c d "CVP- Divisiones de Shasta / Trinity River" . Oficina de Reclamación de EE. UU. Archivado desde el original el 2 de mayo de 2008 . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Google Maps (mapa). Cartografía de NAVTEQ. Mapas de Google. 2009 . Consultado el 9 de julio de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b c d "Presa de escombros de Spring Creek" . Oficina de Reclamación de EE . UU . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b c Lee, lavanda. "Mina de la Montaña de Hierro" . Recursos de datos en línea de California . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b c d e f g "Estudio de caso de tierras mineras abandonadas" (PDF) . Agencia de Protección Ambiental de EE . UU . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ↑ Vesilind, P. Aarne. Control de la contaminación ambiental . Publicaciones DEStech, Inc. 2005
- ^ Bruns, Terry R .; Alpers, Charles N .; Carlson, Paul (2006). "Distribución, espesor y volumen de sedimentos de grano fino de la precipitación de metales de aguas ácidas de minas en el embalse de Keswick, condado de Shasta, California: historia de la sedimentación" . Servicio geológico de Estados Unidos . Consultado el 18 de abril de 2009 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda )CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace ) - ^ a b Stene, Eric (1994). "División del río Trinidad del proyecto del Valle Central (quinto borrador)" . Programa de Historia de la Oficina de Recuperación. Archivado desde el original el 3 de mayo de 2008 . Consultado el 18 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ "Las aguas más ácidas del mundo se encuentran cerca de Redding, CA" . Departamento del Interior y el Servicio Geológico de Estados Unidos . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b Hall, Carl T. (23 de marzo de 2000). "La 'peor agua' del mundo que se encuentra cerca de Redding: la acidez en la mina Iron Mountain aturde a los científicos" . El San Francisco Chronicle . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Spitzley, John. "Presa de escombros Spring Creek de datos de calidad del agua" (PDF) . Consultado el 22 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ a b "MINA DE MONTAÑA DE HIERRO" . CA.Gov-EnviroStor . Consultado el 15 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ "PRESA DE ESCOMBROS DE SPRING CREEK (SPC)" . CA.Gov- Departamento de Recursos Hídricos- Centro de Intercambio de Datos de California . Consultado el 16 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Hinton, Ralph N. "Impactos de la sequía en los peces, la vida silvestre y la recreación en el norte de California" (PDF) . Departamento de Recursos Hídricos . Consultado el 17 de abril de 2009 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
Otras lecturas
- Suter, Glenn W. Toxicología acuática y destino ambiental , página 196. ASTM International, 1989
- Suplemento federal de West, Primera Serie , páginas 1253 y 1261. Universidad de California , 1998.
- Journal , páginas 988, 991–993. Asociación Estadounidense de Obras Hidráulicas , 1965.
- Hinchiff, Dave. Parámetros de rendimiento de la presa de escombros Spring Creek . Oficina de Reclamación , 1997.
- Vallero, Daniel A. Paradigms Lost , páginas 342–344. Butterworth-Heinemann, 2005.
- Asociación Internacional de Investigaciones Hidráulicas. Hidráulica ambiental y costera , páginas 21–24 (sección de la presa Spring Creek). Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles , 1997.
enlaces externos
- Galería de fotos de la NOAA de Spring Creek, Iron Mountain Mine y Spring Creek Dam
- Estudio de caso de la EPA Iron Mountain Mine
- Escorrentía ácida del sitio del superfondo de la mina Iron Mountain
- Impactos de la sequía en los peces, la vida silvestre y la recreación en el norte de California (Sección de la presa de Spring Creek)
- Recorrido fotográfico por la mina Iron Mountain y la cuenca de Spring Creek
- Datos de rendimiento de la central eléctrica de Spring Creek
- Historia de la División del Río Trinity