Katastrofa přehrady Baldwin Hills - Baldwin Hills Dam disaster

Tento článek je o bývalé nádrži v Baldwin Hills. Pro jezero v Arcadia, viz Baldwin Lake (Los Angeles County, California) .

Souřadnice : 34,0082 ° N 118,3636 ° W 34 ° 00'30 "N 118 ° 21'49" W /  / 34,0082; -118,3636

Přehrada Baldwin Hills po neúspěchu 1963, pohled na jih. Proseknutí hráze odpovídá zarovnání poruchy.

Baldwin Hills Dam havárii došlo 14. prosince 1963, v Baldwin Hills čtvrti South Los Angeles , kdy přehrada obsahující Baldwin Hills nádrž utrpěla katastrofální selhání a zaplavila obytných čtvrtí, které ji obklopují. Začalo to známkami selhání výstelky, následovalo stále vážnější prosakování přehrady na jejím východním opěráku. Po třech hodinách se přehrada protrhla s celkovým uvolněním 250 milionů amerických galonů (950 000 m 3 ), což mělo za následek pět úmrtí a zničení 277 domů. Rázné záchranné práce odvrátily větší ztráty na životech.

Přehrada byla postavena na nízkém kopci v letech 1947 až 1951 losangelským ministerstvem pro vodu a energii , přímo na aktivní zlomové linii , která byla dceřinou společností známého nedalekého Newport – Inglewood Fault . Podkladové geologické vrstvy byly považovány za nestabilní pro nádrž a návrh požadoval zhutněnou půdní výstelku, která měla zabránit prosakování do základu. Chybové linie byly brány v úvahu při plánování, ale někteří, i když ne všichni, z dotčených inženýrů a geologů to považovali za nevýznamné.

Bývalá nádrž je nyní součástí státní rekreační oblasti Kennetha Hahna .

Význam a diagnózy selhání

Selhání přehrady Baldwin Hills získalo mimořádnou pozornost od komunity inženýrských staveb a zůstává předmětem neustálého zájmu. Nádrž byla koncipována, navržena a postavena během druhé světové války a po ní, v době, kdy se tempo stavby přehrad zrychlovalo, i když docházelo k katastrofálním poruchám přehrad, což naznačuje potřebu bezpečnějších technologií. Stavitel Baldwin Hills přehrady, v Los Angeles ministerstvo vody a síly, si byl vědom obtížných geologických podmínkách předložených místě a věděl z minulých zkušeností, zejména pokud jde o katastrofální selhání na St. Francis přehrady v roce 1928, ve kterém více než 400 lidé přišli o život, vážné důsledky selhání, dokonce i malé vodní nádrže v městském prostředí. Přestože byly přehrady považovány za potenciálně nebezpečné, jako jaderné technologie, byly Američany také považovány za předváděcí technologii - prostředek k odvrácení nebezpečí a šíření progresivních amerických technologií a souvisejících sociálních výhod doma i v zahraničí.

Návrhář přehrady Baldwin Hills, inženýr Ralph Proctor, také pracoval jako asistent stavebního inženýra pro ministerstvo vody a energetiky v Los Angeles na neúspěšné přehradě St. Francis a následně vymyslel nové metody výroby zhutněné zemní výplně při stavbě její náhrady . Proctor agresivně pokračoval v projektu Baldwin Hills i tváří v tvář bezpečnostním obavám a neshodám ohledně důležitých detailů designu vznesených v rámci jeho vlastního oddělení.

Koncem roku 1963, kdy došlo k selhání Baldwin Hills, se shodou okolností shodou okolností stalo obdobím další pozoruhodné veřejné katastrofy. Pouhé dva měsíce předtím, u přehrady Vajont v Itálii, mohutný sesuv půdy do nádrže vytvořil seiche , které přehradilo přehradu, čímž zaplavilo údolí pod ním a způsobilo smrt asi 2000 lidí.

Přehrada Baldwin Hills byla postavena, stejně jako ostatní, aby zajistila dostatečný přísun nezávadné vody pro obyvatele Los Angeles v případě katastrofy, jako je zemětřesení, požár nebo válka, a její selhání bylo zásahem do technické důvěry a předmětem mnoha spisů a dvou odborných konferencí (1972 a 1987, viz odkazy). K neúspěchu došlo krátce po smrti autoritativního harvardského inženýra Karla Terzaghiho , jehož myšlenky dlouho dominovaly jak inženýrství zemních hrází, tak inženýrské vědě mechaniky půdy ; Terzaghi také významně přispěl k porozumění poklesu na ropných polích. To zanechalo hodnocení selhání Baldwin Hills v rukou nové generace inženýrů, z nichž někteří převzali konfliktní role odborníků v různých soudních sporech.

Návrh a stavba přehrady byla zkontrolována a schválena kalifornským ministerstvem vodních zdrojů. Pečlivě zdokumentovaná studie publikovaná touto agenturou v roce 1964 - přičemž poukázala na různá spojení mezi operacemi na ropných polích v Inglewoodském ropném poli a poruchami na zemi v této oblasti, včetně pod nádrží a v určité vzdálenosti od nádrže - dospěla k nejasnému závěru, že selhání bylo kvůli „nešťastné kombinaci fyzikálních faktorů“.

Peněžní škody vyplývající z neúspěchu byly velké a některá vyšetřování, která následovala po státní studii, byla sponzorována účastníky sporu hledajícími konkrétnější závěry týkající se právní odpovědnosti. To upozornilo na provoz ropných polí v této oblasti. Od samého počátku zemní poruchy a tečení, které zničily nádrž, pravděpodobně souvisely s mnoha stopami poklesu půdy, ke kterému došlo půl míle západně od nádrže během desetiletí těžby ropy v oblasti Inglewood. Pokles související s ropným polem v oblasti Inglewoodu, přestože byl ropnými společnostmi obecně odmítán jako právní politika, byl vyčerpávajícím způsobem dokumentován americkým geologickým průzkumem v roce 1969. Pokles po těžbě ropy z mělkých ložisek v nekonsolidovaných sedimentech byl odborníky z ropného průmyslu pochopen. od 20. let 20. století.

Po objevu geologa Douglase Hamiltona v roce 1970 o poruchách a prosakování povrchových solanek ropných polí podél poruchy, která procházela a rozšiřovala se jižně od nádrže, dospěli Hamilton a Meehan k závěru, že injekce ropných polí pro likvidaci odpadu a lepší využití ropy, nová technologie v té době byla významnou příčinou poruchy, která spustila hydraulické štěpení a přitěžující pohyby při poruše procházející nádrží i v den poruchy. Následně americký geologický průzkum v roce 1976 dospěl k závěru, že výtlaky na zemském povrchu způsobující selhání nádrže a praskání půdy v oblasti Stocker-LaBrea jihovýchodně od nádrže byly z 90% nebo více způsobeny využíváním ropného pole Inglewood a že toto zavinění bylo pravděpodobně zhoršuje zaplavení vodou tlaky přesahujícími úrovně hydraulického štěpení.

V roce 1972, téměř deset let po neúspěchu, byly bezprostřední právní problémy vyřešeny mimosoudně a záležitost byla znovu otevřena jako téma diskuse mezi vyšetřovateli na publikované technické konferenci na Purdue University.

Inženýr Thomas Leps, který sloužil jako konzultant státního vyšetřování v roce 1964, převzal roli neutrálního recenzenta v této a dalších následných amerických studiích selhání. Leps dospěl k závěru, že při poruše pod nádrží během jejího života došlo k asi 7 palcům ofsetu, z čehož asi 2 palce se vyskytly v měsících těsně před selháním. Leps spojil to druhé s přetlakem ropného pole. To, spolu s roztažením země v důsledku poklesu asi 12 stop od těžby ropy, způsobilo selhání obložení, které odsoudilo nádrž.

Někteří prominentní konzultanti, včetně těch v týmu vedeném Arthurem Casagrande, harvardským nástupcem Karla Terzaghiho, tvrdili, že operace na ropných polích neměly vůbec významný vliv, ale že selhání bylo důsledkem vadného umístění a konstrukce s vysokou hmotností přehrada a nádrž jsou významnou příčinou smrtelného pohybu základů. Tento pohled osvobodil ropné společnosti, konkrétně společnost Standard Oil, která studii sponzorovala. Casagrande odmítl uznat jakékoli pozemní pohyby v této oblasti jako související s operacemi na ropných polích a tvrdil, že pozemní pohyby, které ovlivnily přehradu, byly nalezeny pouze pod nádrží, nikoli v sousedních oblastech.

Většina z těchto otázek byla znovu zkoumána v roce 1986 po vyšetřování podezřele podobného závažného selhání Úřadu rekultivační přehrady Teton v červnu 1976 a téměř selhání ministerstva vodní a energetické přehrady Lower Van Norman Dam při zemětřesení San Fernando 1971 . Profesor Ronald Scott z Caltechu, který se účastnil Casagrandeho studií, na navazující konferenci z roku 1987 o Baldwin Hills poznamenal, že Casagrande ignoroval nebo nevěděl o pohybech země, které zjevně nesouvisely s nádrží (např. Pohybem v Stocker-LaBrea) v jeho analýza. Další inženýr, Stanley Wilson-který také pracoval s Casagrande na studiích z roku 1972 a podporoval tvrzení, že pokles ropných polí je nevýznamnou příčinou-nyní připustil, že analogické pozemní kompenzace se rozšířily i mimo oblast nádrže, zejména v oblasti Stocker-LaBrea, takže že nádrž a další poruchové pohyby nelze přičíst samotnému zásobníku - mlčky tedy přičítat odpovědnost za selhání provozu ropných polí. Proto se zdálo, že názory na roli poklesu ropných polí a opětovného natlakování se sbližují.

Odběr kapaliny (růžový)-vstřikovací (purpurový) model poruchového pohybu a selhání přehrady Baldwin Hills: Vstřikovací tlaky překročily hydrofrakční tlaky a zaznamenané načasování ofsetu poruchy podporuje vstřikování jako rozhodující faktor.

Problém kauzality na ropných polích byl ústředním tématem většiny těchto diskusí, přičemž podrobnostem selhání byla věnována malá pozornost. Absolutní nezbytnost vyzdívky pro toto místo byla v těchto řízeních obecně považována za samozřejmost, i když to byl sám Proctor, bez ohledu na skutečnost, že téměř všechny zemní přehrady fungují uspokojivě bez vyzdívek. Některé návrhy týkající se možného preventivního navrhování a stavebních technik, které by mohly učinit přehradu bezpečnější, byly vzneseny na základě konsensu a na konci 80. let dosáhly stavu znalostí z učebnic. Například charakter zhutněného zemního ostění (které bylo pravidelně označováno jako jíl, ale muselo být v zásadě bahno a písek, které bylo odvozeno z místní formace Inglewood) bylo zvýšeno, pokud je šikmo, v návrhu učiněném v konec, že ​​zlepšený výkon mohl pocházet z použití jiného podšívkového materiálu.

V roce 2001 zavedli Mahunthan a Schofield nový úhel analýzy selhání, kteří dospěli k závěru, že nadměrné stlačení výplně přehrady a výstelky bylo významným přitěžujícím faktorem jak u selhání Baldwin Hills, tak u Tetonu. Toto tvrzení vycházelo ze Schofieldových konceptů mechaniky půdy v kritickém stavu, jejichž důsledkem bylo, že silně zhutněné, ale lehce ohraničené půdy mohou být nebezpečně nestabilní, pokud jsou přítomny prosakovací síly. Tento problém nebyl vznesen v předchozích diskusích ovládaných Američany a zůstává do určité míry v rozporu s americkými myšlenkami jak v teoretické mechanice půdy, tak v praktickém geotechnickém inženýrství. Studie selhání DWR z roku 1964 ve skutečnosti naznačovala, že těžké zhutňování je oblíbenou technikou pro stavbu zemní přehrady, a tento předpoklad se nezdál být znovu přezkoumán během 25 let vyšetřování a diskuse po selhání.

Selhání nádrže je předmětem pokračujícího zájmu v oblasti studií narušení hráze. Nedávná studie zkoumala selhání přehrady jako dvoustupňový proces a podařilo se jí modelovat povodeň v městské oblasti po proudu.

Přestože je dnes přehradní nádrž Baldwin Hills vyhrazena jako komunitní park a s pohybem země zde není spojeno žádné další významné nebezpečí, související poruchy na jihovýchodě (Stocker-LaBrea a oblast Windsor School) se od roku 2012 nadále významně pohybují , způsobující škody na soukromých a veřejných zařízeních. Současný provozovatel ropného pole Plains Exploration and Production Company (PXP), který s rostoucí cenou ropy zintenzivnil úsilí o těžbu a vývoj na ropném poli, neuznává, na rozdíl od svého předchůdce Standard Oil, žádnou příčinnou souvislost mezi pohybem poruch a aktivitami na ropném poli , a udržel tým konzultantů, kteří tuto pozici podporují nebo dospěli k závěru, že příčiny pohybů nejsou známy.

Role mělkého hydraulického štěpení , které bylo nedávno zavedeno jako prostředek stimulace produkce v hloubkách kolem 600 metrů v jihovýchodní části Inglewoodského pole a ve větších hloubkách jinde v této oblasti, také vyvolává obavy veřejnosti a kontroverze. Provozovatelé ropy však přiznávají, že jsou překročeny lomové tlaky, odmítají uznat vztah mezi vstřikováním při úrovních tlaku při lomu a pohybem poruchy. Závěry konzultanta PXP a PXP, že nežádoucí účinky jsou buď neznámé, nebo nejsou přítomny, jsou ostatními recenzenty zpochybňovány.

Nedávné vypouštění plynů z ropných polí v oblasti Baldwin Hills může také souviset se zvýšeným tlakem v důsledku vstřikování a může mít podobný původ jako problémy s plynem v nedalekém poli Salt Lake.

Dosah

KTLA použila k pokrytí katastrofy vrtulník. Dnes je to běžné, možná to bylo první takové živé letecké zpravodajství z aktuální zprávy. 17letý student fotografie Richard N. Levine se vrhl na vyšší hledisko a pořídil 35mm snímky vyvíjejícího se přerušení hráze.

Viz také

Reference

Poznámky

Bibliografie

  • Kalifornské ministerstvo vodních zdrojů (duben 1964). „Vyšetřování selhání nádrže Baldwin Hills“. Citační deník vyžaduje |journal=( nápověda )
  • Casagrande, A; Wilson, SD; Schwantes, ED (1972). „Retrospektivní selhání přehrady Baldwin Hills“. Proceedings of the ASCE Special Conference on the Performance of Earth and Earth-Supported Structures . 1 . Purdue University. s. 501–550.
  • Castle, RO; Yerkes, RF (1969). „Studie povrchových deformací spojených s operacemi na ropném poli“. Zpráva americké geologické služby . Menlo Park, Kalifornie.
  • Castle, RO; Yerkes, RF (1976). „Nedávné pohyby na povrchu v Baldwin Hills, Los Angeles County California“. Profesionální papír Geological Survey 882 . Profesionální papír. doi : 10,3133/pp882 .
  • Cowen, Richard (11. února 2002). „Kapitola XX: Člověkem vytvořený pokles“ . Kalifornská univerzita, Davis. Archivovány od originálu dne 12. prosince 2012 . Citováno 2009-04-05 .
  • Hasičova Grapevine (únor 1964). „Hasiči zachraňují 18 životů v povodni Baldwin Hills“ . Hasičova vinná réva . Citováno 2009-04-05 .
  • Gallegos, HA; Sanders, BF; Schubert, JE (srpen 2009). „Dvourozměrné modelování záplav při přerušení městské přehrady ve vysokém rozlišení: případová studie z Baldwin Hills v Kalifornii“. Pokroky ve vodních zdrojích . 32 (8): 1323–1335. Bibcode : 2009AdWR ... 32,1323G . doi : 10,1016/j.advwatres.2009.05.008 .
  • Geertsma, J (1973). „Pokles půdy nad zhutňováním zásobníků ropy a plynu“. Journal of Petroleum Technology . 25 (6): 734–744. doi : 10.2118/3730-PA .
  • Hamilton, DH; Meehan, RL (23. dubna 1971). „Ground Rupture in the Baldwin Hills“ (PDF) . Věda . 172 (3981): 333–44. Bibcode : 1971Sci ... 172..333H . doi : 10,1126/věda.172,3981,333 . PMID  17756033 . Citováno 2009-04-05 .
  • Hamilton, DH; Meehan, RL (1992). „Příčina exploze Ross Store a jiné plynové ventilace z roku 1985, Fairfax District, Los Angeles,“ praxe inženýrské geologie v jižní Kalifornii; vyd. Bernard W. Pipkin a Richard J. Proctor . Sdružení technických geologů. Sekce jižní Kalifornie; představil také 19. – 22. června 2000 setkání AAPG Pacific Section a Western Region Society of Petroleum Engineers v Long Beach v Kalifornii. s. 145–47. ISBN 978-0-89863-171-5.
  • Hubbert, W & Willis, DG (1957). „Mechanika hydraulického štěpení“. Transakce AIME . 210 (TP 5497): 153–168. doi : 10,2118/686-G .
  • James, LB; Kiersch, GA; Jansen, RB; Leps, TM (1988). “ „ Poučení z významných událostí. " ". v Jansenu, RB ed. „Pokročilá přehradní technika pro návrh, stavbu a rehabilitaci“ . NY: Van Nostrand Reinhold.
  • Leps, Thomas M (1972). „Analýza selhání přehrady Baldwin Hills“. Proceedings of the ASCE Special Conference on the Performance of Earth and Earth-Supported Structures .
  • „Plán obnovy škod na vodě“ . Obnova vody UAC Los Angeles divize. 12. května 2008
  • Meehan, RL (2012). „Prasknutí země v Baldwin Hills: fracking 2012“ . Citováno 2012-12-15 .
  • Moodie, WH; a kol. (2004). „Vícestupňové Frac-balení na bázi oleje v tlustém Inglewoodově poli“. Společnost Peroleum Engineers (SPE 90975): 9.
  • Muhunthan; Schoefield (2000). „Zkapalnění a selhání přehrady“. Denver, Colorado: GeoDenver. Citační deník vyžaduje |journal=( nápověda )
  • Rogers, David (2011). „Mechanické zhutňování zemin pro inženýrské účely“ (PDF) . Citováno 2011-06-15 .
  • Schofield, AN (2006). Zhoršené vlastnosti půdy a geotechnický design . Thomas Telford. p. 216. ISBN 978-0-7277-2982-8.
  • Scott, RF (1987). „Probíhá kontrola selhání nádrže Baldwin Hills“. Inženýrská geologie . 24 (1–4): 103–25. doi : 10,1016/0013-7952 (87) 90054-8 . ISSN  0013-7952 .
  • Stratagen Engineering Company (2012). PXP Baldwin Hills Inglewood Oilfield: Recenze a diskuse o výsledcích průzkumu povrchu 2012 . Zpráva konzultanta PXP.
  • Zhai, Zongyu; Sharma, Mukul (2005). „Nový přístup k modelování hydraulického štěpení v nekonsolidovaných píscích“. Společnost ropných inženýrů . SP96246: 14.
  • Koronerův vyšetřování (1928). Přepis svědectví a verdiktu koronerovy poroty při vyšetřování obětí katastrofy přehrady sv. Františka: kniha 26902 . Los Angeles County Department of Coroner. p. 139.

externí odkazy