Почему разрушаются плотины

Плотина Гувера

Малхолланд, инженер-самоучка, начинал работу с нижних ступеней Департамента энергии и водоснабжения Лос-Анжелеса, но очень скоро зарекомендовал себя исключительно трудоспособным, ответственным инженером, способным реализовывать проекты в рамках сроков и бюджета. К началу строительства плотины Сент-Фрэнсис на его счету был Лос-Анжелесский Акведук длиной 380 км – на тот момент самый длинный в мире (1913 г.). Быстрый рост Лос-Анжелеса требовал увеличения водоснабжения, и вдоль акведука в 1920-х годах был построен ряд небольших резервуаров, однако было понятно, что в целом проблему это не решит. В процессе разведки трассы акведука, еще в 1911, Малхолланд присмотрел участок каньона реки Сан-Францискито в 50 км от Лос-Анжелеса, как потенциальное место для строительства плотины. Трасса акведука прошла вдоль каньона, что делало строительство плотины идеальным решением проблемы водоснабжения города.

Строительство Проект был задуман как монументальное сооружение, предназначенное для обеспечения водой и электроэнергией всего Лос-Анджелеса. Для этого был спроектирован и построен гигантский акведук (372 км) через горный массив Сьерра-Невада. Одних только туннелей сквозь восточные склоны массива было прорублено 80 км. Один из таких туннелей начинался в 70 км к северу от Лос-Анджелеса. Там же, над отвесной 300-метровой скалой, обрывающейся вниз, в каньон Сент-Френсис, Малхолланд построил две электростанции, которые должны были преобразовывать энергию падающей в каньон воды в электроэнергию, питающую город. В этом же месте, как раз посредине каньона, между двумя электростанциями была запланирована постройка гигантской дамбы. Излишки воды, приносимые акведуком, должны были собираться в огромный резервуар и, в случае необходимости, этот резервуар мог обеспечивать водой Лос-Анджелес целый год! Великолепный проект. Но именно этот проект и называют самым нелепым и несуразным проектом 70-летнего строителя. В 1924 г. началось строительство плотины – по тихому, пока было возможно – чтобы не привлекать внимание фермеров, которые брали воду реки Сан-Францискито для полива ниже по течению. К тому времени сам акведук уже неоднократно повреждался разгневанными фермерами и землевладельцами, и Малхолланд старался по мере сил избежать подобного хотя бы на начальных этапах строительства плотины. Сразу после начала строительства Малхолланд решил изменить проект и добавить 3 метра высоты, чтобы увеличить объем резервуара с 36,5 до 39 млн. м.куб. В конструкцию плотины были внесены незначительные изменения. В 1925 г., когда плотина была примерно наполовину завершена, Малхолланд добавил еще 3 метра, плотина достигла 59-метровой высоты, а емкость резервуара 47 млн. м.куб. воды. Новая высота плотины вызвала необходимость строительства струенаправляющей дамбы по гребню от западной опоры плотины, чтобы предотвратить просачивание сквозь гребень. Прелюдия к катастрофе. Геологи предупреждали проектировщика о том, что он собирается строить плотину на ненадежном месте. Плотина была расположена вдоль геологического разлома, выходящего к поверхности. Поэтому грунт под самой плотиной состоял в основном из обломочных пород, который все время размывался водами каньона и растворялся в его водах, превращаясь в грязь из слюдянистого кварца. На этой грязи и возвел гигантскую плотину опытный архитектор, не вняв ничьим предупреждениям. Высота сооружения была 62 метра, длина плотины — 210 метров, толщина у основания — 52 метра. Но почти сразу бетонный фундамент начал течь, пропуская воду из водохранилища на 38 000 акрофутов воды. По бетонной стене самой плотины тоже обозначились трещины. В 1926 и 1927 годах в плотине, по мере заполнения резервуара, появились трещины. Малхолланд со своим помощником Харви ван Норманом лично исследовал их и признал приемлемыми для бетонной плотины размеров Сент-Фрэнсис. В течение последних месяцев 1927 г. и до марта 1928 резервуар наполнялся более-менее с постоянной скоростью. 7 марта была достигнут проектный уровень, и Малхолланд приказал прекратить наполнение. На той же неделе стало известно о трещинах и просадках дорожного полотна в районе восточной опоры плотины, к утру 12 марта дорожное полотно просело на 30 см. Утром 12 марта смотритель плотины, Тони Харнишфегер, обнаружил новую протечку и немедленно известил Малхолланда, который, захватив помощника, тут же выехал на место для осмотра. Убедившись – по его мнению – в незначительности новой протечки, Малхолланд признал плотину в безопасности. Разрушение и наводнение. За три минуты до полуночи 12 марта 1928 г. плотина Сент-Фрэнсис рухнула. Оставшихся в живых свидетелей не было, мотоциклист, проехавший по дороге в каньоне мимо плотины, рассказывал про сотрясение и шум, которые донеслись до него, когда он был в 800 метрах выше плотины по течению. Он принял это за обвал или землетрясение, обычные в тех местах. Мотоциклист также отметил, что проезжая мимо плотины, у ее подножия он смотрел свет – очевидно, смотритель услышал что-то и вышел среди ночи на проверку. Смотритель плотины и его семья оказались первыми жертвами 38-метровой волны, которая хлынула по каньону Сан-Фарнцискито. Реконструкция событий показала, что сначала рухнула восточная опора, вода, хлынувшая в пролом, стала разворачивать плотину, в результате чего рухнула западная опора – когда резервуар был уже наполовину опустошен. Остался стоять только центральная секция, или «краеугольный камень», как ее потом называли. Восточную и западную секции, разбитые на большие куски, унесло на 800 м ниже по течению. Всего из резервуара вылилось 45 миллиард. литров воды, сначала волна разрушила бетонные стены ГЭС ниже по течению, затем влилась в реку Санта-Клара и затопила города Кастайк Джанкшен, Филлмор и Бардсдэйл. Наводнение охватило округ Санта-Паула и Вентура, унося жертвы, обломки и тонны грязи в Тихий Океан в 87 км от плотины. Тела жертв находили на побережье вплоть до мексиканской границы. Точное число жертв никто не знает – число оценивается от 450 до 600. Точный подсчет осложнялся тем, что в каньоне Сан-Францискито стояли лагерем нелегальные мигранты из Мексики, точное число которых никогда не будет известно, к тому же многие тела оказались погребены под тоннами наносов. Останки в зоне бывшего наводнения находили до середины 1950-х, последние были обнаружены в 1992 г..

Последствия. Сразу после катастрофы Малхолланд публично заявил, что «завидует тем, кто погиб» и продолжил – «Не обвиняйте никого, кроме меня. Если это была человеческая ошибка, то этот человек я, и я не буду сваливать или разделять вину с кем-либо еще». На суде Малхолланд подтвердил свое присутствие на плотине в день перед катастрофой и обнаружение трещин, которые он тогда – да и сейчас – считал незначительными. Суд решил, что причину катастрофы большей частью следует приписать палеоразлому, который был обнаружен под восточной опорой плотины. Уровень развития геологии начал 1920-х, не позволил его обнаружить, несмотря на привлечении ведущих американских геологов того времени, Джона С. Браннера и Карла И. Грунски из Стэнфордского университета. Согласно решению суда, ответственность за катастрофу должны были нести правительственные организации, контролирующие проектирование и строительство, а также главный инженер. Суд, тем не менее, не приговорил Малхолланда ни к какому наказанию, так как ни он, ни кто-либо другой не мог иметь данных о нестабильности скальных формаций под плотиной. Суд также рекомендовал, чтобы «в будущем проектирование, строительство и надзор за крупными плотинами не оставались в ответственности одного человека, не важно насколько выдающегося». Вскоре после суда, Малхолланд подал в отставку и фактически изолировался от общества. Умер он в 1935 г., в 79 лет. Анализ. Последующие исследования установили, что плотина в самом деле стояла на древнем неактивном разломе между щитом Пелона и конгломератными формациями Сесп. Разлом пришел в движение, возможно, из-за просачивания воды из резервуара. В результате проведенного расследования вся вина и ответственность были возложены на одного человека, который взял себе право принимать единоличные решения, касающиеся возведения плотин и дамб. 73-летний Уилльям Малхолланд полностью принял на себя вину и ответственность за смерть около 600 человек.

Весь бетонный фундамент плотины разрушен. 17 марта 1928

За 20 минут до наступления часа Х воды стали просачиваться из резервуара в результате утечки. Наводнение разрушило здание ГЭС расположенное в 1 км ниже плотины в 12.04 утра 13 марта 1928

Разрушенная турбина

Железнодорожные пути между Кастиком и Пиру,разрушенные от наводнения. Команда спасателей занимается расчисткой завалов. 18 марта 1928.

Все, что осталось от дома, расчитанного на пятьдесят человек на АЭС-2 в притоке долины Сан-Франциско

Тридцать автомобилей — все, что осталось от лагеря строителей возле Пиру. Погибло восемьдесят девять человек. 18 марта 1928.

Огромные бетонные блоки западной части плотины обнаруженные примерно в полумиле ниже плотины. Каждый блок приблизительно 63 футов в длину, 30 футов высотой и 54 футов в ширину

Дороги между Кастиком и Пиру в Калифорнии размытые от наводнения. 18 марта 1928.

Санта-Пола, разрушенные после потопа здания. 18 марта 1928 И еще катастрофы на плотинах: 18 августа 1941 года. Подрыв ДнепроГЭСа на Украине в ходе ожесточённых боёв с гитлеровскими захватчиками. Тяжёлая, но необходимая операция была предпринята советским руководством в связи с вражескими атаками с целью захвата ДнепроГЭСа и плотины, через которую планировалось ворваться в город Запорожье. От взрыва в теле плотины образовалась большая брешь, пошёл активный сброс воды. В результате возникла обширная зона затопления в нижнем течении Днепра. Гигантская волна смыла несколько вражеских переправ, потопила много фашистских подразделений, укрывшихся в плавнях. Но вырвавшаяся на свободу вода не разделяла людей на «своих» и «чужих». Почти тридцатиметровая лавина воды пронеслась днепровской поймой, заливая всё на своём пути. Вся нижняя часть Запорожья с огромными запасами разных товаров, военных материалов и десятков тысяч тонн пищевых продуктов и другого имущества за какой-то час была снесена. Десятки судов, вместе с судовыми командами, погибли в том ужасном потоке. Количество погибших и материальный ущерб были катострофические.

2 декабря 1959 года. На реке Рейран рухнула бетонная арочная плотина Мальпассе длиною по гребню 222 метра, построенная примерно в 7 километрах к северу от города Фрежюс на юге Франции для ирригации и водоснабжения. Причины созревали постепенно: не в полном объёме было выполнено геологическое исследование; строители «экономили» затраты на качественный бетон ввиду скудного финансирования; в непосредственной близости от сооружения военные производили взрывы; с применением взрывчатки рядом велось строительство автошоссе; проливные дожди переполнили водохранилище… Город Фрежюс подвергся практически полному затоплению. В результате наводнения, по официальным данным, погибло 423 человека, общий размер ущерба в денежном эквиваленте составил около 68 миллионов долларов США. 9 октября 1963 года. Катастрофа на Вайонт — одной из высочайших в мире плотин (262 метра) в итальянских Альпах. В результате обильных дождей часть скалы сошла в водохранилище. Поднявшаяся волна высотой 200 метров перехлестнула через гребень плотины. Вода смыла только около 1 метра верхнего слоя дамбы, но и этого было достаточно, чтобы в долине реки Пьяве было уничтожено наводнением 5 деревень, погибло, по разным подсчётам, от 1900 до 2500 человек, полностью погибли 350 семей. Сама плотина устояла, но водохранилище с тех пор больше не наполняется. 7 августа 1975 года. Разрушение плотины ГЭС Байньцяо в Китае. Высота плотины — 118 метров, объём резервуара — 375 миллионов кубометров. В результате выпадения за один день годовой нормы осадков и переполнения водохранилища произошло разрушение плотины, которое привело к образованию приливной волны высотой 3-7 метров и шириной 10 километров. Было затоплено 7 районных центров и несчётное количество деревень. Согласно официальным данным всего в результате наводнения погибло 26 тысяч человек и еще 145 тысяч человек погибло сразу и после из-за голода и эпидемий. Было разрушено 5960 тысяч домов, так или иначе пострадало 11 миллионов человек. Июнь 1993 года. Прорыв плотины длиной 2 километра и высотой 17 метров на Киселёвском водохранилище на реке Какве в 17 километрах от города Серова в Свердловской области Российской Федерации. При наполнении водохранилища произошёл прорыв тела плотины. От наводнения пострадало 6,5 тысячи человек, погибли 12 человек. В зону затопления попало 1772 дома, из них 1250 стали не пригодными для жилья. Были разрушены железнодорожный и 5 автомобильных мостов, размыто 500 метров главного железнодорожного пути. Август 2009 года. Авария в Российской Федерации на Саяно-Шушенской ГЭС между Красноярским краем и Хакасией — индустриальная техногенная катастрофа. В результате аварии погибло 75 человек, оборудованию и помещениям станции нанесён серьёзный ущерб. Работа станции по производству электроэнергии была приостановлена. Последствия аварии отразились на экологической обстановке акватории, прилегающей к ГЭС, на социальной и экономической сферах региона. Сумма ущерба составила более 40 миллиардов рублей. Июнь 2010 года. Прорыв дамбы на реке Фухэ в провинции Цзянси на востоке Китая из-за проливных дождей. Из зоны прорыва были эвакуированы около 100 тысяч человек. Всего в десяти территориальных единицах Южного и Восточного Китая из-за проливных дождей, вызвавших наводнения и сходы оползней, погибли 199 человек, считаются пропавшими без вести 123 человека. Из опасных районов было эвакуировано почти 2,4 миллиона человек. Так или иначе от стихии пострадали 29 миллионов жителей. Экономический ущерб от непогоды составил около 42 миллиардов юаней (6,2 миллиарда долларов США). 5 августа 2010 года. Прорыв плотины на реке Инд в южном Пакистане.Уничтожено до 895 тысяч домов, затоплено более 2 миллионов гектаров сельскохозяйственных угодий. Более 1700 человек погибло. Наводнение, по данным ООН, затронуло до 20 миллионов человек в стране. 1 сентября 2011 года. Прорыв плотины на реке Цяньтан неподалеку от города Ханчжоу в провинции Чжэцзян на востоке Китая. Обычно туристы стремятся полюбоваться уникальным природным явлением — самой высокой в мире, до 9 метров приливной волной. Но иногда волна перехлёстывает через защитные дамбы, от чего в 1993 году погибли 59 человек, в 2007 году — 11 человек. На этот раз волна прорвала плотину и смыла многих.