Presa de Wolf Creek


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La presa Wolf Creek es una presa multipropósito en el río Cumberland en la parte occidental del condado de Russell, Kentucky , Estados Unidos . La presa sirve a la vez para cuatro propósitos distintos: genera energía hidroeléctrica ; regula y limita las inundaciones ; libera agua almacenada para permitir la navegación durante todo el año en la parte baja del río Cumberland ; y crea el lago Cumberland para la recreación, que se ha convertido en una popular atracción turística. Debido a los problemas de filtración en los cimientos de la presa, se ha convertido en la principal prioridad de la presa del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU . Ruta 127 de los Estados Unidos Está construido encima de la presa.

Construcción

La construcción de la presa Wolf Creek fue autorizada por la Ley de control de inundaciones de 1938 y la Ley del puerto del río de 1946 como parte de un plan integral para desarrollar la cuenca del río Cumberland . La construcción comenzó en 1941, pero debido a la Segunda Guerra Mundial y otros factores, la construcción no se completó hasta 1951. [2] El lago Cumberland es uno de los cuatro principales reservorios de control de inundaciones del Cumberland; los otros son J. Percy Priest Dam , Dale Hollow Dam y Center Hill Dam . [3] El último de los generadores de energía se instaló en 1952.

Si bien varias ciudades pequeñas se vieron afectadas negativamente por la construcción de la presa, como las cercanas Creelsboro (aguas abajo) y Burnside (aguas arriba), a la presa se le atribuye la prevención de varios cientos de millones de dólares en daños por inundaciones.

Caracteristicas

Presa de Wolf Creek, 2011
El agua se liberó a través de las compuertas, a una velocidad de 6.000 pies cúbicos por segundo (170 m 3 / s), por primera vez en 11 años, en marzo de 2015 [4].

La presa Wolf Creek es una presa de 5.736  pies (1.748  m ) de largo y 258  pies (79  m ) de altura con una estructura combinada de tierra y hormigón . La sección de hormigón de la presa Wolf Creek consta de 37 monolitos de gravedad que comprenden 1.794,62  pies (547,00  m ) de la longitud de la presa, a través del antiguo canal del río. El aliviadero sección contiene diez 49,2126  ft × 36.0892 15.0000 pies (  m × 11,0000 m) puertas Tainter y seis 3.937  ft × 5.9055 pies (1,2000  m bajo nivel × 1,8000 m) compuertas. La sección de toma de potencia contiene las compuertas que alimentan las seis turbinas de 45 MW . La sección del terraplén se extiende desde el extremo de la porción de gravedad de concreto 3.937.008 pies (  1.200.000  m ) a través del valle hasta el estribo derecho. Tiene una altura máxima de 213.2546  pies (65.0000  m ) sobre la parte superior de la roca. El terraplén no zonificado está compuesto por arcillas bien compactadas y de baja plasticidad, provenientes del aluvión del valle. [5]

Filtración

En 1968, se descubrieron signos de problemas de filtración dentro de los terraplenes de tierra y los cimientos de la presa Wolf Creek . Aparecieron sumideros en el pie aguas abajo de la presa y se observó agua fangosa en el canal de salida de la presa. Los problemas de filtración se remontan a la geología kárstica de la región, que permite la disolución de la piedra caliza en los cimientos de la presa. [6] Los canales de solución causados ​​por este proceso permiten que se formen tuberías, lo que aumenta la tasa de erosión en la base.

La presa y su embalse adyacente residen sobre una base de roca de Karst pesado . Las formaciones kársticas son grandes espacios vacíos que se encuentran debajo de especies aparentemente sólidas de lecho de roca caliza . Las formaciones kársticas se crean cuando los lechos rocosos de piedra caliza son, con el tiempo, atacados por el agua a través de la filtración de precipitaciones naturales. El agua de lluvia o de deshielo contiene dióxido de carbono disuelto. de la atmósfera que, en solución, forma un ácido carbónico débil. Ese ácido ataca la roca caliza disolviéndola y, por lo tanto, conduce a los vacíos dentro de la formación rocosa. Cuando un depósito de más de 100 pies de altura se eleva por encima de este estilo de cimentación, la presión hidráulica del agua desaloja fácilmente las arcillas cementantes que se encuentran en las grietas y espacios vacíos de la cimentación kárstica subyacente.

Clavar la cimentación de una presa de hormigón en dicha cimentación; junto con la inyección de lechada impermeable en los espacios vacíos entre la base de concreto de la presa y la base de roca (para llenar los huecos de la base) generalmente creará un sello hermético encima, en y debajo de la base de una presa de concreto, en un lugar kárstico .

Sin embargo, Wolf Creek es principalmente una presa de terraplén de relleno de tierra. En esta forma de construcción, la mayor parte de la estructura de la presa (medida por la longitud a través del lecho del río) es un cuerpo de terraplén de terraplén nominalmente impermeable, con solo la casa de máquinas y (si está equipada) la sección del aliviadero de desbordamiento controlado ubicada dentro de un monolito de concreto. En el caso particular de la presa Wolf Creek, la sección del terraplén de tierra se coloca directamente sobre el lecho del arroyo que existía anteriormente; eliminando sólo los suelos superficiales y las arcillas. Si bien la interfaz aguas arriba entre el pie de la sección del terraplén y el antiguo lecho del río es nominalmente impermeable, los canales de solución kárstica muy por debajo de la masa de la sección del terraplén de tierra propiamente dicha pueden atacar directamente los cimientos porosos y no impermeabilizados de la sección del terraplén de tierra de la presa.Es este fenómeno el que ha ocurrido y condujo directamente al problema de las filtraciones.

Se empleó inmediatamente una solución a corto plazo de cementación de los canales de filtración existentes; la lechada en los cimientos de la presa se desarrolló entre 1968 y 1970 y se le atribuye haber salvado la presa. [6] La construcción de una solución a largo plazo comenzó en 1975 en forma de un muro de corte de filtración . Se eligió un muro de diafragma de hormigón como la solución de corte adecuada y se extendió a través del terraplén de tierra hasta la base de roca. El muro de corte se completó en 1979.

Eventos recientes

A pesar de los esfuerzos para detener la filtración, el monitoreo continuo de la presa muestra que los problemas de filtración no se han aliviado por completo y están aumentando. Los informes de filtraciones han causado preocupación en el público y si la presa Wolf Creek falla, el USACE estima que se producirán daños a la propiedad por valor de 3.000 millones de dólares. [7] Es probable que la filtración haya encontrado nuevos caminos alrededor y posiblemente a través del muro de corte colocado anteriormente. [6] [8] Desde marzo de 2005, en la época en que se descubrieron mayores tasas de filtración, el lago Cumberland se ha mantenido a niveles de agua casi constantes para reducir las tensiones sobre la estructura y sus cimientos.

A finales de enero de 2007, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Colocó la presa bajo una designación de "alto riesgo" por falla, junto con la presa Center Hill en Tennessee , las cuales son dos presas importantes aguas arriba de Nashville, Tennessee . Se propuso una nueva solución a largo plazo para resolver o controlar el actual problema de filtración. Se construirá una cortina de lechada y un nuevo muro diafragma de hormigón de mayores dimensiones con nuevas tecnologías. [8] Para reducir las tensiones en la presa Wolf Creek, y por lo tanto el riesgo, el Cuerpo planeó bajar el lago Cumberland a 640 pies (200 m), 83 pies (25 m) por debajo de los niveles normales de verano. [9] Sin embargo, esto afectará el suministro de agua de hasta 200,000 ciudadanos del área y también ha encontrado resistencia por parte de los propietarios de las marinas, por lo que el nivel del agua se ha mantenido a 40 pies (12 m) por debajo de lo normal. Este nivel de lago de 40 pies más bajo se mantendrá por un período de tiempo indefinido y estará sujeto a revisiones frecuentes. [8] En octubre de 2007, se instalaron sirenas de advertencia en los condados río abajo de la presa. [10] [11] El trabajo de remediación de la fase uno comenzó en marzo de 2006. La fase dos, que incluye el cementado de los cimientos de la presa, comenzó en enero de 2007. [8]

En abril de 2009, comenzó la construcción de un nuevo muro de barrera de hormigón dentro del terraplén de la presa Wolf Creek. Estaba previsto que el muro de hormigón se completara en 2012 a un costo de 584 millones de dólares. [5] Un análisis de riesgo-beneficio sugiere un beneficio de 7: 1. [6] En 2010, la Commonwealth of Kentucky propuso una nueva ruta para la US 127 que cruzaría el río Cumberland en la primera curva corriente abajo, lo que podría eliminar el tráfico desde lo alto de la presa. El momento del proyecto es incierto. [12] El muro de barrera iniciado en 2009 se completó en 2013 y los niveles del lago volvieron a la normalidad en 2014. [13]

Referencias

  1. ^ a b c d e f "Presa de Wolf Creek" . Programa Nacional de Desempeño de Represas, Inventario Nacional de Represas . Universidad de Stanford . Consultado el 10 de octubre de 2012 .
  2. ^ Folleto de USACE de la presa de Wolf Creek
  3. ^ "El cuerpo de ingenieros dice que liberar agua de la presa de Tennessee evitó más daños a Nashville" . 11 de mayo de 2010 . Consultado el 15 de septiembre de 2013 .
  4. ^ "La presa de Wolf Creek se derrama por primera vez en 12 años" . Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos . Consultado el 25 de abril de 2019 .
  5. ^ a b Construcción de hitos en la presa de Wolf Creek - Construcción de presas y energía hidráulica internacional - 19 de junio de 2009
  6. ^ a b c d Problema de filtración, cuerpo de ingenieros del ejército de los Estados Unidos de la presa de Wolf Creek . Consultado el 27 de enero de 2007.
  7. ^ Preguntas y respuestas, Cuerpo de ingenieros del ejército de los Estados Unidos de la presa de Wolf Creek . Consultado el 27 de enero de 2007.
  8. ^ a b c d Evaluación del director del proyecto, cuerpo de ingenieros del ejército de los Estados Unidos de la presa de Wolf Creek . Consultado el 27 de enero de 2007.
  9. ^ Bradley, Jeff y col. (11 de abril de 2007) Informe de consenso de la presa de Wolf Creek: Análisis de confiabilidad y riesgo de ingeniería del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Consultado el 21 de octubre de 2007.
  10. ^ (20 de octubre de 2007) La presa de Wolf Creek emite una instalación rápida de la sirena WTVF. Nashville, TN. Consultado el 20 de octubre de 2007.
  11. ^ (20 de octubre de 2007) Nuevo sistema de advertencia para varios condados cerca de Wolf Creek Dam WKBO. Bowling Green, KY. Consultado el 20 de octubre de 2007.
  12. ^ http://transportation.ky.gov/progmgmt/sypmaps/print/russell.pdf
  13. ^ http://www.lrn.usace.army.mil/Missions/Current-Projects/Construction/Wolf-Creek-Dam-Safety-Rehabilitation-Project/

enlaces externos

  • Guía del visitante en línea del lago Cumberland
  • Presa Wolf Creek - Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU.
  • Mapas de posibles inundaciones disponibles en línea.
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