Катастрофа на плотине Болдуин-Хиллз - Baldwin Hills Dam disaster

Эта статья о бывшем водохранилище в Болдуин-Хиллз. Об озере в Аркадии см. Озеро Болдуин (округ Лос-Анджелес, Калифорния).

Координаты: 34 ° 00′30 ″ с.ш. 118 ° 21′49 ″ з.д. / 34,0082 ° с.ш.118,3636 ° з.д. / 34.0082; -118.3636

Водохранилище Болдуин-Хиллз после аварии 1963 года, вид на юг. Прорезь через дамбу соответствует выравниванию разлома.

В Катастрофа на плотине Болдуин-Хиллз произошло 14 декабря 1963 г. в г. Болдуин-Хиллз окрестности Южный Лос-Анджелес, когда плотина, содержащая водохранилище Болдуин-Хиллз, потерпела катастрофическое повреждение и затопила жилые кварталы, окружающие ее. Это началось с признаков разрушения облицовки, за которым последовала все более серьезная утечка через дамбу на ее восточном устье. Через три часа дамба прорвалась с общим сбросом 250 миллионов галлонов США (950 000 м3).3), в результате чего пять человек погибли[1] и разрушение 277 домов. Благодаря энергичным усилиям по спасению удалось избежать еще большего числа человеческих жертв.

Водохранилище было построено на невысокой вершине холма между 1947 и 1951 гг. Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса, прямо на активном линия разлома, которая была дочерней компанией известного соседнего Ньюпорт-Инглвудский разлом. Нижележащие геологические пласты считались нестабильными для коллектора, и проект предусматривал использование уплотненного грунта для предотвращения просачивания в фундамент. Линии разломов учитывались при планировании, но некоторые, хотя и не все, инженеры и геологи сочли их несущественными.[2]

Бывшее водохранилище сейчас является частью Государственная зона отдыха Кеннета Хана.

Значение и диагностика неисправности

Обрушение водохранилища Болдуин-Хиллз привлекло исключительное внимание со стороны гражданское строительство сообщества и остается предметом постоянного интереса. Водохранилище было задумано, спроектировано и построено во время и после Второй мировой войны, в то время, когда темпы строительства плотин ускорялись, несмотря на то, что происходили некоторые катастрофические разрушения плотин, что указывало на необходимость в более безопасных технологиях. Строитель плотины Болдуин-Хиллз, Департамент водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса, знал о сложных геологических условиях, представленных этим участком, и знал из прошлого опыта, особенно катастрофический провал из Плотина Святого Франциска в 1928 году, когда погибло более 400 человек,[3][4] серьезные последствия выхода из строя даже небольшого водоема в городских условиях. Хотя плотины были признаны потенциально опасными, как и ядерные технологии, они также рассматривались американцами как демонстрационная технология - средство отражения опасности и распространения прогрессивных американских технологий и связанных с ними социальных выгод внутри страны и за рубежом.[5]

Проектировщик плотины Болдуин-Хиллз, инженер Ральф Проктор, также работал помощником инженера-строителя в Департаменте водоснабжения и энергетики Лос-Анджелеса на разрушенной плотине Святого Франциска.[6] и впоследствии разработал новые методы производства уплотненного грунта для замены здания.[7] Проктор настойчиво продолжал проект в Болдуин-Хиллз, даже несмотря на опасения по поводу безопасности и разногласия по поводу важных деталей конструкции, поднятые в его собственном отделе.[2]

В конце 1963 года, когда произошла авария на Болдуин-Хиллз, по совпадению также произошло еще одно заметное общественное бедствие. Всего за два месяца до этого на Плотина Ваджонт в Италии массивный оползень в водохранилище создал сейша, которая вышла за плотину, затопив нижнюю долину и вызвав гибель около 2000 человек.

Водохранилище Болдуин-Хиллз было построено, как и другие, для обеспечения достаточного запаса безопасной воды для жителей Лос-Анджелеса в случае катастрофы, такой как землетрясение, пожар или война, и его отказ стал ударом по инженерной уверенности. и тема многих работ и двух профессиональных конференций (1972 и 1987, см. ссылки). Авария произошла вскоре после смерти авторитетного гарвардского инженера. Карл Терзаги, идеи которого долгое время доминировали как в проектировании земляных плотин, так и в инженерной науке механика грунта; Терзаги также внес значительный вклад в понимание проседания нефтяных месторождений. Это оставило оценку провала Болдуин-Хиллз в руках нового поколения инженеров, некоторые из которых взяли на себя противоречивые роли экспертов в различных судебных процессах.

Проект и строительство плотины были проверены и одобрены Департаментом водных ресурсов Калифорнии. Тщательно задокументированное исследование, опубликованное этим агентством в 1964 году, при этом указывало на различные связи между операциями на нефтяных месторождениях в Нефтяное месторождение Инглвуд и нарушения грунта в этом районе, в том числе под резервуаром и на некотором расстоянии от резервуара, - довольно расплывчатый вывод о том, что авария произошла из-за «неудачного сочетания физических факторов».[8]

Денежный ущерб, нанесенный в результате сбоя, был значительным, и некоторые расследования, последовавшие за государственным исследованием, спонсировались сторонами в судебном разбирательстве, которые хотели получить более конкретные выводы, относящиеся к юридической ответственности. Это привлекло внимание к нефтепромысловым работам в этом районе. С самого начала нарушение заземления и ползучесть по неисправности которые разрушили резервуар, вероятно, были связаны с проседанием грунта на много футов, которое произошло в полумиле к западу от резервуара за десятилетия добычи нефти на месторождении Инглвуд. Проседание месторождения Инглвуд, связанное с нефтяным промыслом, хотя в целом отрицается нефтяными компаниями как юридическая политика, было исчерпывающе задокументировано Геологической службой США в 1969 году.[9] Проседание после добычи нефти из неглубоких залежей в рыхлых отложениях было изучено экспертами нефтяной промышленности с 1920-х годов.[10]

После открытия в 1970 году геологом Дугласом Гамильтоном разломов и просачивания с поверхности рассолов нефтяных промыслов вдоль разлома, который пересекал и простирался к югу от резервуара, Гамильтон и Михан пришли к выводу, что закачка на месторождениях для захоронения отходов и улучшенное извлечение нефти - новая технология в то время это была серьезная причина аварии, вызвавшая гидроразрыв и усугубившие движения на разломе, пересекающем пласт даже в день аварии.[11] Впоследствии Геологическая служба США в 1976 году пришла к выводу, что смещения поверхности земли, вызывающие разрушение коллектора и растрескивание грунта в районе Стокера-Лабреа к юго-востоку от коллектора, на 90% или более были связаны с эксплуатацией нефтяного месторождения Инглвуд, и что это нарушение было вероятно, усугубляется заводнением с давлением, превышающим уровни гидроразрыва пласта.[12]

К 1972 году, почти через десять лет после неудачи, непосредственные юридические вопросы были урегулированы во внесудебном порядке, и этот вопрос был вновь открыт как тема для обсуждения среди исследователей на опубликованной технической конференции в Университете Пердью.

Инженер Томас Лепс, который был консультантом государственного расследования 1964 года, взял на себя роль нейтрального рецензента в этом и большинстве последующих американских исследований провала. Лепс пришел к выводу, что за время эксплуатации разлома под резервуаром произошло смещение около 7 дюймов, из которых около 2 дюймов произошло за несколько месяцев до аварии. Последнее Лепс связал с повторной герметизацией месторождения. Это, наряду с растяжением грунта из-за проседания примерно на 12 футов от места добычи нефти, привело к разрушению футеровки, которое обрекло резервуар.[13]

Некоторые видные консультанты, в том числе члены команды, возглавляемой Артуром Касагранде, преемником Карла Терзаги из Гарварда, считали, что операции на нефтяных месторождениях вообще не оказали существенного влияния, но что неудача была результатом неправильного размещения и проектирования с большим весом плотина и водохранилище являются основной причиной фатального движения фундамента.[14] Это мнение оправдало нефтяные компании, а именно Standard Oil, спонсировавшую исследование. Касагранде отказался признать любые движения грунта в этом районе связанными с операциями на нефтяных месторождениях и утверждал, что движения грунта, которые повлияли на плотину, были обнаружены только под резервуаром, а не в прилегающих районах.

Большинство из этих вопросов были повторно рассмотрены в 1986 году после расследования подозрительно похожей крупной неудачи Бюро мелиорации. Тетон Дам в июне 1976 г. и почти обрушившаяся плотина Нижняя Ван-Норман Департамента водоснабжения и энергетики в 1971 землетрясение Сан-Фернандо. Профессор Рональд Скотт из Калифорнийского технологического института, который участвовал в исследованиях Касагранде, отметил на последующей конференции 1987 года на Болдуин-Хиллз.[2] что Касагранде проигнорировал или не знал о движениях грунта, явно не связанных с резервуаром (например, в Штокер-ЛаБреа) в своем анализе. Другой инженер, Стэнли Уилсон, который также работал с Касагранде над исследованиями 1972 года и поддержал утверждение о том, что проседание месторождения было незначительной причиной, теперь признал, что аналогичные выносы грунта простирались далеко за пределы области коллектора, особенно в районе Штокер-Лабреа, поэтому что коллектор и другие движения разломов не могут быть отнесены на счет самого коллектора - таким образом, молчаливо возлагая ответственность за сбой на операции на месторождении. Таким образом, мнения о роли проседания и восстановления давления на месторождении сошлись.

Отбор жидкости (розовый) - модель нагнетания (фиолетовый) разлома и разрушение плотины Болдуин-Хиллз: давления нагнетания превысили давления гидроразрыва, и зарегистрированное время смещения разлома подтверждает, что закачка является решающим фактором.[15]

Проблема причинно-следственной связи на месторождениях была центральной темой в большинстве этих дискуссий, при этом мало внимания уделялось деталям аварии. Абсолютная необходимость в облицовке для этого участка обычно принималась как должное в этих разбирательствах, даже как это было сделано самим Проктором, несмотря на тот факт, что почти все земляные плотины удовлетворительно работают без облицовки. Некоторые предложения относительно возможных превентивных методов проектирования и строительства, которые могли бы сделать плотину более безопасной, были доведены до инженерного консенсуса и достигли уровня знаний из учебников в конце 1980-х годов.[16] Например, характер уплотненной земляной футеровки (которую регулярно называли глиной, но, должно быть, в основном состоял из ила и песка, происходящих из местной формации Инглвуд)[8]) был поднят, хотя и косвенно, в предложении, сделанном в конце, о том, что улучшение характеристик могло быть достигнуто за счет использования другого материала футеровки.[17]

В 2001 году Махунтан и Скофилд представили новый взгляд на анализ отказов, которые пришли к выводу, что чрезмерное уплотнение насыпи и облицовки плотины было значительным отягчающим фактором как в случае разрушения, так и в случае отказов Болдуин-Хиллз и Тетон.[18] Это утверждение было основано на концепции Шофилда о механике критического состояния грунта,[19] Следствием этого было то, что сильно уплотненный, но слегка замкнутый грунт мог быть опасно нестабильным там, где присутствовали силы фильтрации. Этот вопрос не поднимался в предыдущих дискуссиях, в которых доминировали американцы, и остается в некоторой степени противоречащим американским идеям как в теоретической механике почвы, так и в практической геотехнической инженерии. Фактически, исследование отказов DWR 1964 года показало, что сильное уплотнение было предпочтительным методом при строительстве земляных плотин.[20] и это предположение, похоже, не подвергалось повторной проверке за 25 лет исследований и обсуждений после сбоев.

Разрушение водохранилища является предметом постоянного интереса в области исследований прорыва плотин. В недавнем исследовании разрушение плотины рассматривалось как двухэтапный процесс, и удалось смоделировать наводнение в городской зоне ниже по течению.[21]

Хотя территория водохранилища Болдуин-Хиллз в настоящее время выделена как общественный парк, и с перемещениями грунта здесь не связано никаких серьезных опасностей, связанные с этим разломы на юго-востоке (район Стокер-Лабреа и район Виндзорской школы) продолжают значительно перемещаться по состоянию на 2012 год. , причиняя ущерб частным и общественным объектам. Нынешний оператор месторождения Plains Exploration and Production Company (PXP), который активизировал усилия по добыче и разработке на месторождении в связи с ростом цен на нефть, в отличие от своей предшественницы Standard Oil, не признает наличие какой-либо причинной связи между перемещениями разломов и деятельностью на месторождениях. , и нанял команду консультантов, которые поддерживают эту позицию или приходят к выводу, что причины перемещений неизвестны.[22]

Роль мелкого гидроразрыв, который недавно был внедрен как средство стимулирования добычи на глубинах около 2000 футов (600 м) в юго-восточной части месторождения Инглвуд,[23] и, в большей степени, в других областях, также вызвал общественное беспокойство и споры. Однако нефтяники, признавая, что давление гидроразрыва[24][25] превышаются,[23] отказываются признать связь между закачкой на уровнях давления гидроразрыва и движением разлома. Выводы консультантов PXP и PXP о том, что побочные эффекты либо неизвестны, либо отсутствуют, оспариваются другими рецензентами.[15]

Недавние выбросы нефтяных газов в Болдуин-Хиллз также могут быть связаны с повышенным давлением в результате закачки и могут иметь такое же происхождение, как и проблемы с газом на близлежащем месторождении Солт-Лейк.[26]

Покрытие

КТЛА использовал вертолет, чтобы прикрыть катастрофу. Сегодня это стало обычным явлением, и это было, пожалуй, первое такое прямое воздушное освещение событий, связанных с последними новостями. Ричард Н. Левин, 17-летний студент-фотограф, бросился к более высокой точке обзора и сделал 35-миллиметровые снимки развивающегося прорыва плотины.[27]

Смотрите также

Рекомендации

Примечания

  1. ^ «Плотина Болдуин-Хиллз (Калифорния, 1963 г.) | Пример | Извлеченные уроки ASDSO». damfailures.org. Получено 2020-05-28.
  2. ^ а б c Скотт 1987
  3. ^ Стэнселл, Энн (август 2014). Увековечение и память о катастрофе на дамбе Святого Франциска в Южной Калифорнии в 1928 году. Калифорнийский государственный университет, Нортридж (Тезис).
  4. ^ Стэнселл, Энн С. (февраль 2014 г.). «Список жертв катастрофы на плотине Святого Франциска». История долины Санта-Кларита в картинках.
  5. ^ Михан, Р.Л. 2011
  6. ^ Коронерское дознание 1928
  7. ^ Роджерс 2011
  8. ^ а б Калифорния 1964
  9. ^ Замок 1969
  10. ^ Герцма 1973
  11. ^ Гамильтон 1971
  12. ^ Замок и Йеркес 1976
  13. ^ Лепс 1972 г.р. 541
  14. ^ Касагранде 1972
  15. ^ а б Михан 2012
  16. ^ Джеймс Эд Эл 1988
  17. ^ Джеймс и др., 1988
  18. ^ Мухунтан и Шофилд 2001
  19. ^ Шофилд 2006
  20. ^ Калифорния 1964 г. с. 11 и Таблица V-2
  21. ^ Гальегос и др., 2009 г.
  22. ^ StrataGen Engineering 2012
  23. ^ а б Муди 2004 года
  24. ^ Хабберт 1957
  25. ^ Замок 1976 г.
  26. ^ Гамильтон 1992
  27. ^ Пул, Боб (11 декабря 2003 г.). «Безмятежные следы на вершине холма, место знаменательной катастрофы». Лос-Анджелес Таймс.

Библиография

  • Департамент водных ресурсов Калифорнии (апрель 1964 г.). «Исследование разрушения водохранилища Болдуин-Хиллз». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  • Касагранде, А; Уилсон, SD; Швантес, ED (1972). "Разрушение водохранилища Болдуин-Хиллз в ретроспективе". Труды специализированной конференции ASCE по характеристикам земли и опорных конструкций. 1. Университет Пердью. С. 501–550.
  • Замок, RO; Йеркес, РФ (1969). «Исследование деформаций поверхности, связанных с нефтепромысловыми работами». Отчет Геологической службы США. Менло-Парк, Калифорния.
  • Замок, RO; Йеркес, РФ (1976). «Недавние поверхностные движения в Болдуин-Хиллз, округ Лос-Анджелес, Калифорния». Профессиональный документ геологической службы 882. Профессиональная бумага. Дои:10.3133 / pp882.
  • Коуэн, Ричард (11 февраля 2002 г.). «Глава XX: Искусственное проседание». Калифорнийский университет в Дэвисе. Архивировано из оригинал 12 декабря 2012 г.. Получено 2009-04-05.
  • Виноградная лоза пожарного (февраль 1964 г.). «Пожарные спасают 18 жизней во время наводнения в Болдуин-Хиллз». Виноградная лоза пожарного. Получено 2009-04-05.
  • Гальегос, штат Гавайи; Сандерс, Б.Ф .; Шуберт, JE (август 2009 г.). «Двумерное моделирование с высоким разрешением затопления в результате прорыва плотины в городах: пример Болдуин-Хиллз, Калифорния». Достижения в области водных ресурсов. 32 (8): 1323–1335. Дои:10.1016 / j.advwatres.2009.05.008.
  • Герцма, Дж (1973). «Проседание земли над уплотняющими залежами нефти и газа». Журнал нефтяных технологий SPE_AIME. 25 (6): 734–744. Дои:10.2118 / 3730-PA.
  • Гамильтон, DH; Михан, Р.Л. (23 апреля 1971 г.). "Разрыв земли в Болдуин-Хиллз" (PDF). Наука. 172 (3981): 333–44. Дои:10.1126 / science.172.3981.333. PMID  17756033. Получено 2009-04-05.
  • Гамильтон, DH; Михан Р.Л. (1992). "Причина взрыва в магазине Росс в 1985 году и других газовых выбросов, округ Фэрфакс, Лос-Анджелес", практика инженерной геологии в южной Калифорнии; изд. Бернард В. Пипкин и Ричард Дж. Проктор. Ассоциация инженерных геологов. Секция Южной Калифорнии; также представил 19–22 июня 2000 г. заседание Тихоокеанской секции AAPG и Общества инженеров-нефтяников Западного региона в Лонг-Бич, Калифорния. С. 145–47. ISBN  978-0-89863-171-5.
  • Хабберт, В. и Уиллис, Д. Г. (1957). «Механика гидроразрыва пласта». Перолеумные транзакции на AIM. 210 (TP 5497): 153–168. Дои:10.2118 / 686-Г.
  • Джеймс, LB; Кирш, Джорджия; Янсен, РБ; Лепс, Т.М. (1988). ""Уроки знаменательных событий."". в Jansen, RB ed. «Современное проектирование плотин для проектирования, строительства и реабилитации». Нью-Йорк: Ван Ностранд Рейнхольд.
  • Лепс, Томас М (1972). «Анализ разрушения водохранилища Болдуин-Хиллз». Труды специализированной конференции ASCE по характеристикам земли и опорных конструкций.
  • «План восстановления повреждений, нанесенных водой». Лос-Анджелесское подразделение ОАК по восстановлению воды. 2008-05-12.
  • Михан, Р.Л. (2012). «Разрыв грунта в Болдуин-Хиллз: гидроразрыв 2012». Получено 2012-12-15.
  • Муди, WH; и другие. (2004). «Многоступенчатая набивка ГРП на нефтяной основе на мощном месторождении Инглвуд». Общество инженеров Peroleum (SPE 90975): 9.
  • Мухунтан; Шоуфилд (2000). «Разжижение и разрушение плотин». Денвер, Колорадо: GeoDenver. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  • Роджерс, Дэвид (2011). «Механическое уплотнение грунтов для инженерных целей» (PDF). Получено 2011-06-15.
  • Шофилд, АН (2006). Нарушенные свойства грунта и геотехническое проектирование. Томас Телфорд. п. 216. ISBN  978-0-7277-2982-8.
  • Скотт, РФ (1987). «Обзор разрушения коллектора Болдуин-Хиллз». Инженерная геология. 24 (1–4): 103–25. Дои:10.1016/0013-7952(87)90054-8. ISSN  0013-7952.
  • Stratagen Engineering Company (2012). PXP Baldwin Hills Inglewood Oilfield: Обзор и обсуждение результатов исследования поверхности 2012 г.. Отчет консультанта для PXP.
  • Чжай, Цзунъюй; Шарма, Мукул (2005). «Новый подход к моделированию гидроразрыва в рыхлых песках». Общество инженеров-нефтяников. SP96246: 14.
  • Коронерское расследование (1928). Стенограмма свидетельских показаний и приговора присяжных коронера по расследованию жертв катастрофы на плотине Святого Франциска: книга 26902. Департамент коронера округа Лос-Анджелес. п. 139.

внешняя ссылка