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 cumple cuatro propósitos distintos a la vez: genera energía hidroeléctrica , regula y limita las inundaciones , libera el agua almacenada para permitir la navegación durante todo el año en la parte baja del río Cumberland y crea el lago Cumberland para recreación, el lago artificial más grande por volumen al este del río Mississippi. El lago se ha convertido en una atracción turística popular. La ruta estadounidense 127 está construida sobre la presa.
La electricidad generada en la presa es comercializada por la Southeastern Power Administration . [2]
La construcción de la presa Wolf Creek fue autorizada por la Ley de Control de Inundaciones de 1938 y la Ley de Puertos Fluviales 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. [3] El lago Cumberland es uno de los cuatro principales embalses de control de inundaciones para el Cumberland; los otros son la presa J. Percy Priest , la presa Dale Hollow y la presa Center Hill . [4] El último de los generadores de energía se instaló en 1952.
Si bien varias pequeñas ciudades se vieron afectadas negativamente por la construcción de la presa, como las cercanas Creelsboro (río abajo) y Burnside (río arriba), se atribuye a la presa haber evitado varios cientos de millones de dólares en daños por inundaciones.
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La presa Wolf Creek es una presa de 5736 pies (1748 m ) de largo y 258 pies (79 m ) de alto 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 1794,62 pies (547,00 m ) de la longitud de la presa, a lo largo del antiguo canal del río. La sección del aliviadero contiene diez compuertas de descarga de 49,2126 pies × 36,0892 pies (15,0000 m × 11,0000 m) y seis compuertas de nivel bajo de 3,937 pies × 5,9055 pies (1,2000 m × 1,8000 m) . La sección de toma de energía contiene las tuberías forzadas que alimentan las seis turbinas de 45 MW . La sección del terraplén se extiende desde el extremo de la porción de gravedad de hormigón 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 ) por encima de la parte superior de la roca. El terraplén no zonificado está compuesto de arcillas bien compactadas y de baja plasticidad, provenientes del aluvión del valle. [6]
En 1968, se descubrieron señales de problemas de filtración en los terraplenes y cimientos de tierra de la presa Wolf Creek . Aparecieron sumideros en la punta de la presa aguas abajo 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. [7] Los canales de solución causados por este proceso permiten que se produzcan tuberías, lo que aumenta la tasa de erosión en los cimientos.
La presa y su embalse adyacente se asientan sobre una base de roca caliza maciza . Las formaciones kársticas son grandes espacios vacíos que se encuentran debajo de rocas calizas aparentemente sólidas . Las formaciones kársticas se crean cuando las rocas calizas son atacadas, con el tiempo, 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, generando los huecos dentro de la formación rocosa. Cuando un embalse de más de 100 pies de altura se eleva por encima de este tipo de base, la presión hidráulica del agua desaloja fácilmente las arcillas cementantes que se encuentran en las grietas y los espacios vacíos de la base kárstica subyacente.
La inserción de la base de una presa de hormigón en dicha base, junto con la inyección de lechada impermeable en los espacios vacíos entre la base de hormigón de la presa y la base de roca (para llenar los huecos de la base), generalmente creará un sello hermético por encima, en y por debajo de la base de una presa de hormigón en una zona kárstica.
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 lo largo del lecho del río) es un cuerpo de terraplén de relleno de tierra nominalmente impermeable, con solo la central eléctrica y (si está equipada) la sección del aliviadero de desbordamiento controlado ubicadas dentro de un monolito de hormigón. En el caso particular de la presa Wolf Creek, la sección de terraplén de tierra se coloca directamente sobre el lecho del río anteriormente existente; y solo se eliminan los suelos y arcillas superficiales. Si bien la interfaz aguas arriba entre el pie de la sección de terraplén y el antiguo lecho del río es nominalmente impermeable, los canales de solución kárstica muy por debajo de la masa de la sección de terraplén de tierra propiamente dicha pueden atacar directamente la base porosa y no impermeabilizada de la sección de terraplén de tierra de la presa. Este es el fenómeno que se ha producido y ha conducido directamente al problema de las filtraciones.
Se empleó inmediatamente una solución a corto plazo de rellenar con cemento los canales de filtración existentes; la rellenación de los cimientos de la presa se realizó entre 1968 y 1970 y se le atribuye haber salvado la presa. [7] La construcción de una solución a largo plazo comenzó en 1975 en forma de un muro de contención de filtraciones . Se eligió un muro diafragma de hormigón como la solución de contención adecuada y se extendió a través del terraplén de tierra hasta la base de roca. El muro de contención se completó en 1979.
A pesar de los esfuerzos por detener las filtraciones, el monitoreo continuo de la presa muestra que los problemas de filtraciones no se han aliviado por completo y están aumentando. Los informes de filtraciones han causado preocupación pública y, si la presa Wolf Creek falla, el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos estima que los daños a la propiedad serán de 3 mil millones de dólares. [8] Es probable que las filtraciones hayan encontrado nuevos caminos alrededor, y posiblemente a través, del muro de separación colocado anteriormente. [7] [9] Desde marzo de 2005, aproximadamente cuando se descubrió el aumento de las tasas de filtración, el lago Cumberland se ha mantenido a niveles de agua casi constantes para reducir las tensiones ejercidas sobre la estructura y su base.
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" de falla, junto con la presa Center Hill en Tennessee , que son dos presas importantes aguas arriba de Nashville, Tennessee . Se propuso una nueva solución a largo plazo para resolver, o controlar, el problema de filtración actual. Se construirá una cortina de lechada y un nuevo muro diafragma de hormigón de mayores dimensiones con tecnologías más nuevas. [9] 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) más bajo que los niveles normales de verano. [10] Sin embargo, esto afectará el suministro de agua de hasta 200.000 ciudadanos de la zona y también se ha encontrado con la resistencia de los propietarios de puertos deportivos, por lo que el nivel del agua se ha mantenido a 40 pies (12 m) por debajo de lo normal. Este nivel del lago reducido en 40 pies se mantendrá durante un tiempo indefinido y estará sujeto a revisiones frecuentes. [9] En octubre de 2007, se instalaron sirenas de advertencia en los condados ubicados aguas abajo de la presa. [11] [12] La primera fase de las obras de reparación comenzó en marzo de 2006. La segunda fase, que incluye el relleno de los cimientos de la presa, comenzó en enero de 2007. [9]
En abril de 2009, se inició la construcción de un nuevo muro de contención de hormigón dentro del terraplén de la presa Wolf Creek. Se planeó que el muro de hormigón se completara en 2012 con un costo de 584 millones de dólares estadounidenses. [6] Un análisis de riesgo-beneficio sugiere un beneficio de 7:1. [7] En 2010, la Mancomunidad de Kentucky propuso una nueva ruta para la US 127 que cruzaría el río Cumberland en la primera curva río abajo, lo que podría eliminar el tráfico de la parte superior de la presa. El momento del proyecto es incierto. [13] El muro de contención que se inició en 2009 se completó en 2013 y los niveles del lago volvieron a la normalidad en 2014. [14]
