Shihmen Dam - Shihmen Dam
| Shihmen Dam | |
|---|---|
 Utsikt nedenfra dammen, med hovedfyllingsdammen (til høyre) og overløpet.
| |
| Offisielt navn | 石門 水庫 |
| plassering | Fuxing , Taoyuan City , Taiwan |
| Koordinater | 24 ° 48′38 ″ N 121 ° 14′39 ″ Ø / 24,81056 ° N 121,244417 ° E Koordinater: 24 ° 48′38 ″ N 121 ° 14′39 ″ Ø / 24,81056 ° N 121,244417 ° E |
| Byggingen begynte | Juli 1955 |
| Åpningsdato | 14. juni 1964 |
| Byggekostnad | NT $ 1,4 milliarder kroner |
| Eier (e) | Taiwan vannressursbyrå |
| Dam og avløp | |
| Type dam | Valset steinfylling |
| Impounds | Dahan River |
| Høyde | 133,1 m (437 fot) |
| Lengde | 360 m (1180 fot) |
| Avløpstype | Gated overløp |
| Utslippskapasitet | 11.400 m 3 / s (400.000 cu ft / s) |
| Reservoar | |
| Skaper | Shihmen reservoar |
| Total kapasitet | 309.120.000 m 3 (250.610 acre⋅ft) (nominell) 251.880.000 m 3 (204.200 acre⋅ft) (1997) |
| Nedslagsfelt | 763,4 km 2 (294,8 kvm) |
| Flateareal | 8,0 km 2 (2000 dekar) |
| Kraftstasjon | |
| Turbiner | 2x 45 MW |
| Installert kapasitet | 90 MW |
| Årlig generasjon | 200 millioner KWh |
Shihmen Dam ( kinesisk :石門 水庫; lett . 'Stone Gate Dam'; også stavet Shimen eller Shihman ) er en stor steinfyllingsdamme over Dahan-elven i det nordlige Taoyuan City . Det danner Shihmen Reservoir (石門 水庫), Taiwans tredje største reservoar eller kunstige innsjø. Det gir vanning i Taoyuan, flomkontroll for Taipei-bassenget , og vannkraft og vannforsyning for mer enn tre millioner mennesker i Nord-Taiwan.
Fullført i 1964 etter ni år med bygging, var Shihmen Taiwans første flerbruksvannprosjekt og et stort skritt mot øyas økonomiske uavhengighet etter andre verdenskrig . Hele året vannutslipp fra demningen muliggjorde flere risavlinger og doblet Taoyuans årlige landbruksproduksjon, mens reservoaret ble et viktig turistmål på grunn av sin naturskjønne skjønnhet og det rikelig fisket. Prosjektet ble imidlertid kritisert for de høye kostnadene og dets innvirkning på lokalsamfunn, ettersom mer enn 2000 mennesker ble fordrevet for å gi plass til reservoaret.
Som mange andre magasiner i Taiwan har Shihmen lidd av sedimentering , og redusert kapasiteten med over en tredjedel. Arbeidet med å redusere mengden av sedimentakkumulering, inkludert mudring , sjekkedamkonstruksjon og restaurering av vannskille, har hatt en begrenset effekt. Dette har redusert både Shihmen Dam-evnen til å inneholde flom og gi vann under tørke.
Historie
Bakgrunn
Dahan-elven er hovedelven i det nordvestlige Taiwan og er en av to bifloder som blir med i Taipei for å danne Tamsui , Taiwans største elvesystem. Med sin opprinnelse i Xueshan Range begynner elven livet som en raskt flytende fjellstrøm som er utsatt for flom under tyfoner . Dahan skjørt, men krysser ikke Taoyuan-platået , som mangler en pålitelig vannforsyning. Platået har blitt oppdrettet siden 1680 ved å bruke tusenvis av kunstige dammer for å fange nedbør; i 1928, da Taiwan var under japansk styre , ble Taoyuan-kanalen gravd for å avlede vann fra Dahan (den gang kjent som Takekan-elven) på platået. Elvevann gjorde det mulig å vanne ytterligere 20 000 hektar land i Taoyuan-området. På grunn av den begrensede lagringskapasiteten til de små Taoyuan-damene, var det ofte ikke nok vann til vanning i tørkesesongen november – april, noe som demonstrerte behovet for et stort reservoar.
En demning ved "steinportene" (Shihmen), en dyp kløft dannet der Dahan-elven går ut fra fjellene, ble foreslått allerede i 1938, men planene ble droppet i begynnelsen av andre verdenskrig med belastningen på industrielle ressurser. Etter krigen sto Republikken Kina overfor matmangel og en raskt økende befolkning. På 1960-tallet hadde den årlige befolkningsveksten nådd 350.000. For å forbedre den økonomiske selvforsyningen, initierte regjeringen byggingen av Shihmen Dam, Taiwans første flerbruksvannprosjekt. Shihmen Development Commission ble opprettet for å føre tilsyn med prosjektet. Det opprinnelige budsjettet for demningen var NT $ 1,4 milliarder dollar, med omtrent halvparten av det som lavrentelån fra USA gjennom Agency for International Development .
Konstruksjon
Fra og med juli 1955 ble tilgangsveier og arbeideranlegg konstruert på damstedet, og området for det fremtidige reservoaret var forberedt for å imøtekomme flom. Omtrent 2000 mennesker (416 familier) som bodde i Dahan-elvedalen, ville bli fordrevet av prosjektet; de ble flyttet fra 1956 til områder langs Taiwans nordvestkyst. Selv om regjeringen bygde nye hjem, skoler og annen infrastruktur, i tillegg til å gi landkompensasjon til familier, var gjenbosettingsprogrammet gjenstand for bitter kontrovers.
Dammen ble designet av Tippetts-Abbett-McCarthy-Stratton, med konstruksjon overvåket av Morrison-Knudsen (tidligere kjent for sitt arbeid med Hoover Dam ). Tung konstruksjon begynte i slutten av 1959 da stort utstyr ankom damstedet. Selv om arbeidet ble avbrutt flere ganger av tyfonoversvømmelse, ble elven omdirigert til en tunnel i desember 1960. Betongkassen , senere for å tjene som damens kjerne, ble ferdig i 1962; spesielt var det den første bruken av rullekomprimert betong i damkonstruksjon. Cirka 120 hektar nærliggende jordbruksland ble kjøpt av regjeringen for å gi 6675 000 kubikkmeter jord og stein som var nødvendig for å bygge demningen.
Da demningen bare var delvis ferdig i mai 1963, ble avledningstunnelen koblet til, slik at reservoaret begynte å lagre vann. I juli 1963 slo Typhoon Wendy Taiwan og forårsaket massiv flom; det nye reservoaret var i stand til å redusere flomkammen på Dahan-elven med 25 prosent. Fyllingen ble toppet ut i juni 1964, med en endelig kostnad på NT $ 4850 millioner. Dammen ble viet 14. juni 1964 av visepresident Chen Cheng til en mengde på mer enn fire tusen mennesker. Totalt 7.500 mennesker var ansatt i byggingen av demningen, med hele 6000 arbeidere på stedet samtidig. 32 mennesker ble drept under bygging; av 2881 skadde ble 87 forlatt permanent ufør.
Senere historie
Ingeniører anslår at den naturlige sedimenteringshastigheten vil gi reservoaret en levetid på minst 71 år uten at sedimenter fjernes. Men bare fire måneder etter at reservoaret begynte fylling, Typhoon Gloria rammet Taiwan, og de resulterende flom vasket 19 millioner kubikkmeter (670 millioner ft 3 ) av sediment i reservoaret - tar 23 år av sin forventede levetid. Da reservoaret fylte, oversvømmet det også flere historiske landemerker, inkludert den tidligere sommervillaen Chiang Kai-shek , Amuping Stone Bridge og en nærliggende jordgudshelligdom.
Vanning var det primære målet for Shihmen-reservoaret; Omtrent 22 000 hektar nytt landbruksområde kom i produksjon etter at dammen ble bygget, og samlet til 57 000 hektar (140 000 dekar). Den årlige avlingen ble mer enn doblet på grunn av økt vannforsyning til eksisterende jordbruksland. Enkeltbondenes inntekt steg med nesten 20 prosent. Omtrent 27 kilometer (17 mi) kanaler ble lagt til det eksisterende vanningsanlegget, inkludert den nye Shihmen-kanalen, som samlet brakte til 175 kilometer (109 mi), og et renseanlegg med kapasitet på 30.000 tonn per dag ble bygget for å gi kommunalt vann forsyning. Til tross for omfanget av prosjektet, ble økningen i landbruksproduksjonen anslått å gi 500 000 mennesker, eller mindre enn to år med befolkningsvekst. Betydningen av demningen for vanning har vært avtagende siden 1990-tallet da Taoyuan County så en betydelig urbanisering; i mellomtiden har etterspørselen etter renere husholdningsvann økt.
Regjeringen bevilget NT $ 21 millioner til å utvikle Shihmen-reservoaret som et rekreasjonsområde. Båtanlegg og rundt 31 kilometer nye veier ble konstruert for å forbedre tilgangen til reservoaret. Reservoaret vil også være fylt med viltfisk, og kysten vil etter hvert bli utviklet med "templer, museer, monumenter, pagoder, vandrerhjem og boliger." Etter at dammen var ferdig, brakte den velstand via turisme til dette landlige området, og bidro til å diversifisere økonomien fra en som bare var avhengig av jordbruk. På grunn av prosjektets høye kapitalkostnader var den faktiske årlige avkastningen bare 1,5 prosent: "Det står som et teknisk monument som det kinesiske folket kan være stolt av. Men det ble kjøpt til en altfor høy kostnad mht. flere titalls millioner dollar av alternative utviklingsmuligheter forutsette. "
Dam detaljer
Vollbank og utslipp
Shihmen Dam er en rullet fyllingsdamme på 133,1 meter (437 fot) og 360 meter (1,180 fot) lang, konstruert over en 70 meter høy betongkjerne. Dammens hoveddel inneholder omtrent 7,06 millioner kubikkmeter (9,23 millioner yd 3 ) materiale. På toppen er demningen 11,5 meter (38 fot) bred, med en høyde på 252,1 meter (827 fot) over havet. Normalt vannstand er 245 meter (804 fot), med et maksimalt flomnivå på 249,7 meter (819 fot).
Betongen overløp ligger mot øst av demningen og styres ved hjelp av seks radiale porter , hver 10 meter (33 fot) høy og 14 meter (46 fot) bred. Maksimal vannutslipp er 11.400 kubikkmeter per sekund (400.000 cu ft / s). Det er også et elveutløp fungerer som brukes for vanlige utgaver, med en kapasitet på 34 kubikkmeter per sekund (1200 cu ft / s). Dammen har også to ekstra flomtunneler som ble fullført i 1978, for å muliggjøre raskere evakuering av magasinlagring før tyfoner. Hver tunnel er 375,4 meter (1,232 fot) lang, 1,372 meter (4,50 fot) i diameter, med en samlet kapasitet på 2400 kubikkmeter per sekund (85.000 cu ft / s).
Kraftstasjon
Dammens vannkraftverk ligger på venstre bredd av elven Dahan ved foten av dammen. To pennelager i stål med 4,57 meter (15,0 fot), hver 318,8 meter (1.046 fot), fôrer vann til to Francis-turbiner . Maksimal vannføring gjennom kraftverket er 137,2 kubikkmeter per sekund (4.850 cu ft / s). Hver generator har en kapasitet på 45 000 kilowatt (KW), for en total kapasitet på 90 000 KW. Anlegget produserer omtrent 200 millioner kilowattimer per år.
Reservoar
Det beslaglagte vannet bak dammen danner Shihmen Reservoir, en av Taiwans største magasiner med en lengde på 16 kilometer og mer enn 800 hektar vann ved full basseng. Reservoaret hadde en opprinnelig total kapasitet på 309,120 megaliter (250,610 acre⋅ft), med en aktiv eller nyttig kapasitet på 251780 ML (204,120 acre⋅ft). Sedimentasjon reduserte den totale lagringskapasiteten til 251880 ML (204.200 acre⋅ft) innen 1997 - en reduksjon på nesten 20 prosent - og den aktive kapasiteten ble redusert til 233800 ML (189.500 acre⋅ft). Fra en studie i 2017 hadde den totale kapasiteten blitt redusert til 216 000 ML (175 000 acre⋅ft).
Shihmen reservasjonsmagasin, som ligger under hoveddammen, regulerer vannutslipp i Dahan-elven og gir inntakspunktet for Taoyuan- og Shihmen-kanalene. Afterbay er dannet av en 317,5 meter lang dør og kan lagre opptil 220000 kubikkmeter. Hovedverkene til Taoyuan Canal har en kapasitet på 18,6 kubikkmeter per sekund (660 cu ft / s), og Shihmen Canal kan bære opptil 18,4 kubikkmeter per sekund (650 cu ft / s).
Drift og bruk
Vann fra Shihmen Dam distribueres til 28 distrikter i Taoyuan City , Hsinchu County og New Taipei , med en samlet befolkning på rundt 3,4 millioner mennesker og mer enn 36.500 hektar (90.000 dekar) vannet land. Hvert år tilfører Shihmen 181,6 millioner m 3 vann til vanning og industriell bruk og ca. 127,4 millioner m 3 (103 300 acre fot) til boligbruk i nedstrømsområder. I tillegg opprettholdes en årlig minimumsutslipp av elven på 299,6 millioner m 3 for å gi et grunnløp i den nedre Dahan-elven. Om lag 386,3 millioner m 3 av de nevnte utslippene blir brukt til vannkraftproduksjon. Dammens kraftstasjon genererer omtrent 200 millioner kilowattimer årlig og er en integrert del av å møte de største kraftbehovene i det nordlige Taiwans strømnett. Utslipp av vannkraft toppet i slutten av juli og august, hovedsakelig på grunn av bruk av klimaanlegg i Taiwans nordlige byer.
Shihmen er en av flere viktige reservoarer i Tamsui River- systemet som brukes til å kutte toppflomstrømmer under tyfonhendelser. Damutslipp blir koordinert med dem fra Feitsui Dam i øst for å redusere alvorlighetsgraden av flom. Imidlertid har sedimentakkumulering i reservoaret redusert effektiviteten ved store flomhendelser. Som et resultat er "den hyppigheten Shih-men-demningen tømmer vann nedover avløpet, først på plass blant Taiwans reservoarer. Uttrykket" Shihmen-reservoaret slipper flomvann ut "har blitt en eufemisme for" din flue er åpen "." I tillegg kan store flomhendelser føre til at uklarhetsnivået i reservoaret øker med over 3000 ganger gjennomsnittet, og tvinger myndighetene til å stenge vannforsyningen. Dette problemet har blitt forverret av den økende andelen Shihmen-vann som går til private og industrielle brukere, som generelt krever klarere vann enn landbruksbrukerne Shihmen opprinnelig var ment å levere.
Reduksjonen i lagringskapasitet har også påvirket Shihmens evne til å skaffe vann under tørke. Etterspørselen overstiger ofte lagret vann i Shihmen Reservoir i den tørre årstiden, og tvinger ofte vannforsyningskutt. I flere uker i 1994 var det tørke-rammede Shihmen Dam-tjenesteområdet begrenset til en dag med rennende vann på tre. Dette har blitt ytterligere forverret av globale klimaendringer som reduserer lengden på regntiden i Taiwan, samtidig som det øker intensiteten i nedbør når stormer rammer øya. I 2015 registrerte Taiwan sitt laveste vinternedbør siden 1947, og Shihmen-reservoaret falt til rekordlavt på 24,5 prosent av kapasiteten, og tvang regjeringen igjen til å vedta vannrasjonering.
Blant de andre fordelene med demningen og reservoaret er rekreasjon. Mer enn 160 000 turister besøker demningen hvert år, spesielt under utslipp av flomvann. Reservoaret, det omkringliggende rekreasjonsområdet og byene besøkes av ytterligere 1,7 millioner mennesker hvert år. Det sies at "etter den storslåtte åpningen for publikum i 1964, har Shihmen-reservoaret forblitt en av de beste stedene på Taiwans synlige reklametavler". Fritidsfiske og kommersielt fiske på reservoaret produserer rundt 80.000 kilo fisk hvert år, og genererer en årlig inntekt på NT $ 29,33 millioner.
Miljøspørsmål
Dårlig arealbruk og byggepraksis i nedslagsområdet til Shihmen Dam har bidratt til et alvorlig sedimenteringsproblem i reservoaret. Dette sedimentet kommer hovedsakelig fra ras og andre erosjonsrelaterte problemer i det bratte, tøffe dreneringsbassenget, som har blitt forverret av avskoging, rydding for jordbruk og åpning av veier til fjellområder. Reservoaret, som opprinnelig hadde en maksimal dybde på over 100 meter (330 fot), anslås ikke å være mer enn 40 meter (130 fot) dypt i dag. Læreboka The Hydraulics of Open Channel Flow av Hubert Chanson beskriver demningen som å ha blitt "en enorm sedimentfelle med en uhensiktsmessig lagringskapasitet til å fungere som et flomkontroll- eller vannforsyningsreservoar."
I 1981 ble det beregnet at 2,9 millioner tonn sediment strømmer inn i reservoaret hvert år, eller en erosjonshastighet på 3778 tonn / km 2 . Ifølge en Taipei Times- rapport fra 2017 var sedimentmengden som strømmer inn i reservoaret 3,42 millioner tonn per år. Rundt 1,17 millioner tonn ble sluset gjennom demningens utløp, og ytterligere 900.000 tonn ble fjernet ved utgraving og mudring. Regjeringen har foreslått å konstruere en omløpstunnel for sedimenter, som vil forhindre at ytterligere 640 000 tonn kommer inn i reservoaret. Denne teknologien har allerede blitt brukt i reservoarer i Japan og Sveits, og vil i hovedsak tillate at elvevann ledes rundt reservoaret i stedet for å strømme inn i det i perioder med høyt avløp av sedimenter, for eksempel etter tyfoner.
Sedimentforebyggende prosjekter
En rekke tiltak er tatt for å prøve å redusere mengden sediment som strømmer inn i Shihmen-reservoaret. På grunn av konstruksjonen av hundrevis av sedimentfangende dammer eller sabo- demninger, er øvre del av Dahan og dens bifloder nå blant de mest beslaglagte elvesystemene i Taiwan, med minst 123 slike demninger langs hovedstammen alene. De største 24 sabo-demningene har samlet forhindret at 36 millioner kubikkmeter sediment når Shihmen-reservoaret. Bare en, Junghua Dam , samler fremdeles sediment, selv om kapasiteten på 16 millioner kubikkmeter er nesten full. Disse sedimentfangende demningene har også mislyktes ved flere anledninger og forårsaket at enda mer rusk og silt skyller inn i Shihmen. Blant disse var svikt i Baling Dam under Typhoon Wipha (2007) , som fikk 10 millioner kubikkmeter sediment til å vaske nedstrøms, og ødela landsbyen Baling. Mudringsarbeidet på Shihmen Reservoir har også bare vært delvis vellykket. Begynnelsen i 1985 fjernet syv mudringsfirmaer mer enn 10 millioner kubikkmeter, men reservoaret fortsatte å fylle opp med sediment raskere enn det kunne graves ut. Kapasiteten til siltdeponeringsområdene var oppbrukt i 1995. Andre tiltak som er truffet for å redusere sedimentstrømmen inkluderer bygging av støttemurer og gjenplanting av klare områder.
I de senere årene har den taiwanske regjeringen gjenopplivet ideen om å bygge flere megadammer i Dahan-elven for å øke vannretensjonskapasiteten og fange silt. Gaotai-reservoaret (高 台 水庫) i nærheten av urfolkssamfunnet Jianshi ville bestå av en dam på 190 meter (620 fot) høy med en lagringskapasitet på 171 millioner kubikkmeter. Dette prosjektet kan bygges i forbindelse med Bilin-reservoaret (比 麟 水庫) som vil avlede litt vann fra Dahan-avløpet til Da'an-elven , og øke vannforsyningen som er tilgjengelig for Hsinchu County . Dammeprosjektene har blitt kritisert sterkt som en kostbar, men likevel bare marginalt effektiv løsning på problemet, og for deres innvirkning på lokalsamfunn.
Vannkvalitet
Den store mengden sediment som strømmer inn i reservoaret har også forårsaket uvanlig høye næringsnivåer, noe som fører til hyppig eutrofiering og algeoppblomstring om sommeren. Som et resultat blir Shihmen ofte ansett for å være blant de verste i vannkvaliteten blant alle Taiwans reservoarer. Et stort overvåkningssystem for vannkvalitet er på plass, installert rundt 2005 på to punkter i Shihmen Reservoir. Kalt "Vertical Profiling System" eller "YSI 6600EDS", måler systemet en rekke vannkvalitetsfaktorer etter dybde i intervaller på 5 meter (16 ft). Den turbiditet , klorofyllinnhold, pH -nivå, og oppløst oksygennivå i reservoaret blir sendt til operatøren av demningen hver tredje time. En fremtidig plan for systemet er å registrere algevekst, slik at det kan iverksettes tiltak for å forhindre hypoksiske hendelser i vannet. I 2008 tildelte det taiwanske miljøvernbyrået NT $ 200 millioner til eutrofieringskontrollprosjekter ved Shihmen, Feitsui, Zengwun og Kinmen reservoarer.
Se også
- Liste over kraftverk i Taiwan
- Feitsui Dam
- Liste over demninger og reservoarer i Taiwan
- Elektrisitetssektoren i Taiwan