La presa de Oroville es una presa de relleno de tierra en el río Feather al este de la ciudad de Oroville, California , en las estribaciones de Sierra Nevada al este del valle de Sacramento . Con 770 pies (235 m) de altura, es la presa más alta de los EE. UU. [8] y sirve principalmente para el suministro de agua, la generación de energía hidroeléctrica y el control de inundaciones. La presa embalsa el lago Oroville , el segundo embalse más grande de California, capaz de almacenar más de 3,5 millones de acres-pies (1,1 × 10 12 galones estadounidenses; 4,3 × 10 9 m 3 ). [9]
Construida por el Departamento de Recursos Hídricos de California , la presa de Oroville es una de las características clave del Proyecto de Agua del Estado de California (SWP), uno de los dos proyectos principales aprobados que establecieron el sistema de agua estatal de California . La construcción se inició en 1961 y, a pesar de las numerosas dificultades encontradas durante su construcción, incluidas múltiples inundaciones y un gran accidente de tren en la línea ferroviaria utilizada para transportar materiales al sitio de la presa, el terraplén se completó en 1967 y todo el proyecto estuvo listo para su uso en 1968. La presa comenzó a generar electricidad poco después con la finalización de la planta de energía Edward Hyatt , entonces la central eléctrica subterránea más grande del país .
Desde su finalización en 1968, la presa de Oroville ha asignado el flujo del río Feather desde el delta del Sacramento-San Joaquín al acueducto de California del SWP , que proporciona un importante suministro de agua para riego en el valle de San Joaquín , así como suministros de agua municipales e industriales a la costa del sur de California , y ha evitado grandes cantidades de daños por inundaciones en el área: más de $ 1.3 mil millones entre 1987 y 1999. [10] La presa detiene la migración de peces río arriba por el río Feather y el flujo controlado del río; como resultado, la presa de Oroville ha afectado el hábitat ribereño . Múltiples intentos de tratar de contrarrestar los impactos de la presa en la migración de peces han incluido la construcción de un criadero de salmón / trucha arcoíris en el río, que comenzó poco después de que se completara la presa.
En febrero de 2017, los aliviaderos principal y de emergencia amenazaron con fallar , lo que llevó a la evacuación de 188.000 personas que vivían cerca de la presa. [11] Después de que el deterioro del aliviadero principal se estabilizó en gran medida [12] y el nivel del agua del embalse de la presa cayó por debajo de la parte superior del aliviadero de emergencia, se levantó la orden de evacuación. [13]
El aliviadero principal fue reconstruido el 1 de noviembre de 2018 y se probaron con éxito las descargas de agua, hasta 25.000 pies cúbicos/s (710 m 3 /s), durante abril de 2019.
En 1935, comenzaron los trabajos del Proyecto del Valle Central , un proyecto hidráulico federal que desarrollaría los sistemas de los ríos Sacramento y San Joaquín para la irrigación del altamente fértil Valle Central . Sin embargo, después del final de la Segunda Guerra Mundial en 1945, el estado experimentó un auge económico que condujo a un rápido crecimiento urbano y comercial en las partes central y sur del estado, y quedó claro que la economía de California no podía depender únicamente de un sistema hídrico estatal orientado principalmente a la agricultura. En 1945, la División de Recursos Hídricos (ahora Departamento de Recursos Hídricos de California , DWR) llevó a cabo un nuevo estudio de los suministros de agua de California en virtud de una ley de la Legislatura del Estado de California . [14]
En 1951, el ingeniero estatal de California AD Edmonston propuso el Proyecto del río Feather, predecesor directo del SWP, que incluía una importante presa en el río Feather en Oroville, y acueductos y plantas de bombeo para transferir agua almacenada a destinos en el centro y sur de California. El proyecto propuesto fue fuertemente rechazado por los votantes del norte de California y partes del sur de California que recibían agua del río Colorado , pero fue apoyado por otros californianos del sur y agricultores del valle de San Joaquín. Sin embargo, las grandes inundaciones de la década de 1950 impulsaron la aprobación en 1957 de un proyecto de ley de control de inundaciones de emergencia que proporcionó fondos suficientes para la construcción de una presa en Oroville, independientemente de si se convertiría en parte del SWP. [14] [15]
La primera piedra de la presa se puso en marcha en mayo de 1957, con la reubicación de las vías del ferrocarril Western Pacific que atravesaban el cañón del río Feather. La Ley Burns-Porter de la Legislatura de California, que autorizó el SWP, no se aprobó hasta el 8 de noviembre de 1960, y sólo por un estrecho margen. [14] [15] El ingeniero Donald Thayer del DWR fue el encargado de diseñar y dirigir la construcción de la presa de Oroville, y el contrato principal de trabajo se adjudicó a Oro Dam Constructors Inc., una empresa conjunta dirigida por Oman Construction Co. [16]
Se excavaron dos túneles de desviación revestidos de hormigón, cada uno de 1341 m de largo y 11 m de diámetro, para canalizar el río Feather alrededor del sitio de la presa. Uno de los túneles estaba ubicado al nivel del río y debía transportar flujos de agua normales, mientras que el segundo solo se usaría durante las inundaciones. [17] En mayo de 1963, los trabajadores vertieron los últimos 193 000 m3 de hormigón que comprendían la ataguía de 39 m de alto , para proteger el sitio de construcción de las inundaciones. Esta estructura sirvió más tarde como núcleo impermeable para la presa terminada. Con la ataguía en su lugar, se construyó una línea ferroviaria de 18 km para mover tierra y roca al sitio de la presa. Un promedio de 120 vagones de tren circulaban por la línea cada hora, transportando relleno que se excavaba principalmente de enormes pilas de escombros de minería hidráulica que fueron arrastrados por el río Feather después de la fiebre del oro de California . [18]
El 22 de diciembre de 1964, casi se produjo un desastre cuando el río Feather, después de días de fuertes lluvias, alcanzó un caudal máximo de 250.000 pies cúbicos por segundo (7.100 m3 / s) por encima del sitio de la presa de Oroville. El agua subió detrás de la presa de terraplén parcialmente terminada y casi la sobrepasó, mientras que un máximo de 157.000 pies cúbicos por segundo (4.400 m3 / s) se vertió desde los túneles de desviación. Esta inundación navideña de 1964 fue una de las inundaciones más desastrosas registradas en el norte de California, pero la presa incompleta pudo reducir el caudal máximo del río Feather en casi un 40%, evitando daños masivos en la zona. [19] [20]
Diez meses después, cuatro hombres murieron en un trágico accidente en la línea ferroviaria de construcción. El 7 de octubre de 1965, dos trenes de trabajo de 40 vagones, uno completamente cargado y el otro vacío, chocaron de frente en la entrada de un túnel, incendiando 10.000 galones estadounidenses (38.000 L) de combustible diésel, destruyendo por completo dos locomotoras. El combustible ardiendo de la colisión provocó un incendio forestal que quemó 100 acres (40 ha) antes de que pudiera extinguirse. El choque retrasó la construcción de la presa durante una semana mientras se limpiaban los restos del tren. [21] [22] En total, 34 hombres murieron en la construcción de la presa. [22]
La presa de Oroville fue diseñada para soportar el terremoto más fuerte posible para la región, y fue equipada con cientos de instrumentos que sirven para medir la presión del agua y el asentamiento del relleno de tierra utilizado en su construcción, lo que le valió el apodo de "la presa que responde". [23] (Se cree que un terremoto de 5,7 M L en el área de Oroville en 1975 fue causado por la sismicidad inducida por el peso de la presa de Oroville y el embalse en una falla local. [24] ) El terraplén finalmente se completó el 6 de octubre de 1967, con los últimos 155 millones de toneladas cortas (140,6 millones de toneladas ) de material que tomaron más de 40.000 viajes en tren para transportarlo. [18] El 4 de mayo de 1968, la presa de Oroville fue inaugurada oficialmente por el estado de California. [25] Entre las figuras notables presentes se encontraban el gobernador de California Ronald Reagan , quien habló, [26] [27] [28] el presidente del Tribunal Supremo (anteriormente gobernador de California) Earl Warren , el senador Thomas Kuchel y el representante de California Harold T. "Bizz" Johnson . [29] La dedicación estuvo acompañada de una semana de festividades en la cercana Oroville, a la que asistieron casi 50.000 personas. [30]
El 17 de octubre de 2005, tres grupos ambientalistas presentaron una moción ante la Comisión Federal Reguladora de Energía (FERC) instando a los funcionarios federales a exigir que el aliviadero de emergencia de la presa se blindara con hormigón, en lugar de permanecer como un aliviadero de tierra, ya que no cumplía con las normas de seguridad modernas. "En caso de lluvias extremas e inundaciones, el agua que sube rápidamente desbordaría el aliviadero principal de hormigón y luego fluiría por el aliviadero de emergencia, y eso podría causar una fuerte erosión que crearía inundaciones para las comunidades río abajo, pero también podría causar una falla, conocida como 'pérdida de control de cresta'". Las agencias de agua de la FERC responsables del costo de las mejoras dijeron que esto era innecesario y que las preocupaciones eran exageradas. [31] [32]
En 2006, un ingeniero civil de alto nivel envió un memorando a sus gerentes indicando: "El aliviadero de emergencia cumple con las pautas de ingeniería de la FERC para un aliviadero de emergencia" y "Las pautas especifican que durante un evento de inundación poco frecuente, es aceptable que el aliviadero de emergencia sufra daños significativos". [32]
Alrededor de las 7:30 am del 22 de julio de 2009, varios trabajadores se encontraban en las profundidades del embalse operando los controles de caudal para probar una cámara de válvulas del río en la presa de Oroville. Cuando el caudal alcanzó el 85%, la succión arrastró un muro desprendido río abajo hacia un túnel de desviación de 35 pies (11 m), lo que cortó las luces y casi envió a tres trabajadores a la muerte en la rugiente corriente.
Uno de los trabajadores que resultó gravemente herido sobrevivió aferrándose a un raíl doblado, donde fue golpeado por herramientas y equipos que fueron succionados hacia el túnel. Estuvo hospitalizado durante cuatro días con traumatismo craneal, fractura de pierna y brazo, cortes y hematomas. [33]
La División de California de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (Cal OSHA) concluyó que la apertura de las válvulas sin un anillo de dispersión de energía, que supuestamente no existía, "creó un flujo de agua con tanta turbulencia que bloqueó un respiradero y creó un vacío". [34] Sancionó al DWR con seis citaciones, incluidas cinco clasificadas como graves, y el departamento recibió inicialmente una multa de $141,375. Dos de las citaciones "graves" fueron revocadas en apelación. [33] [35]
Este sistema de válvulas del río fue una de las primeras partes de la presa que se construyó cuando comenzó el proyecto de la presa en 1961, porque su propósito inicial era desviar el río mientras se construía la presa. Después de eso, sirvió para varios propósitos, incluso como una posible válvula de liberación de emergencia. [33] Desde el accidente, DWR había implementado una orden permanente que prohibía el funcionamiento del sistema de salida del río y limitaba significativamente el acceso a la cámara de la válvula del río. [34] Después del accidente, DWR firmó un acuerdo en 2012 con Cal OSHA para contratar a un experto externo para mejorar la seguridad del sistema de salida de la válvula del río (RVOS) y hacerlo operativo nuevamente. En 2014, DWR se embarcó en un programa de renovación acelerada para responder a las preocupaciones sobre las necesidades operativas durante la sequía en curso. El sistema fue renovado en su mayor parte y se utilizó durante 2014 y 2015 para cumplir con los requisitos de temperatura de la Ley de Especies en Peligro de Extinción para el río Feather. Se estaban realizando algunas renovaciones adicionales en partes del RVOS y se esperaba que concluyeran a principios de 2017. [36]
El aliviadero se agrietó en 2013. Un ingeniero civil de alto nivel del DWR fue entrevistado por el Sacramento Bee y explicó: "Es común que los aliviaderos desarrollen un vacío debido a los sistemas de drenaje debajo de ellos", y "Hubo algunos parches necesarios, así que hicimos reparaciones y todo estaba en orden". [37]
En julio de 2015, la División de Seguridad de Represas del estado inspeccionó visualmente el aliviadero de la presa "desde cierta distancia" y no recorrió el lugar a pie. [38]
La temporada de lluvias de 2016-2017 fue el invierno más húmedo del norte de California en más de 100 años . Las fuertes lluvias provocaron entradas récord del río Feather, y el aliviadero se abrió en enero para aliviar la presión sobre la presa de Oroville. Después de una segunda serie de fuertes tormentas en febrero, el caudal del aliviadero se incrementó a 50.000 pies cúbicos/s (1.400 m3 / s), y el 7 de febrero, los empleados del DWR notaron un patrón de caudal inusual. Esto detuvo el desagüe del aliviadero, y el DWR llevó a los ingenieros al aliviadero para inspeccionar su integridad. Los ingenieros encontraron una gran zona de erosión de hormigón y cimientos. Esta característica de erosión era demasiado masiva para repararla sin desviar el agua al aliviadero de emergencia, y detuvo el desagüe a lo largo del aliviadero principal durante un período para arreglar el agujero. [39] Los altos caudales de entrada al lago Oroville obligaron a los operadores de la presa a seguir utilizando el aliviadero dañado, lo que provocó daños adicionales. El agujero del aliviadero siguió creciendo. [40] Los escombros del cráter en el aliviadero principal fueron arrastrados río abajo y causaron daños al criadero de peces del río Feather debido a la alta turbidez . [41]
Aunque los ingenieros esperaban que el uso del aliviadero dañado pudiera drenar el lago lo suficiente para evitar el uso del aliviadero de emergencia, [42] se vieron obligados a reducir su descarga de 65.000 pies cúbicos/s (1.800 m 3 /s) a 55.000 pies cúbicos/s (1.600 m 3 /s) debido a posibles daños a las líneas eléctricas cercanas. [43] [44]
Poco después de las 8:00 p. m. del 11 de febrero de 2017, el aliviadero de emergencia comenzó a transportar agua por primera vez desde la construcción de la presa en 1968. [45] El agua fluía directamente hacia la ladera de tierra debajo del aliviadero de emergencia, como estaba diseñado. Sin embargo, la erosión hacia adelante del aliviadero de emergencia amenazó con socavar y colapsar el vertedero de concreto .
El 12 de febrero se ordenó la evacuación de las zonas bajas, debido a la posible falla del aliviadero de emergencia. [46] El caudal sobre el aliviadero principal se incrementó a 100.000 pies cúbicos/s (2.800 m 3 /s) para tratar de frenar la erosión del aliviadero de emergencia. [47]
A las 20:00 horas del 12 de febrero, el aumento del caudal había hecho bajar el nivel del agua, lo que hizo que el aliviadero de emergencia dejara de desbordarse. El 14 de febrero, el sheriff del condado de Butte levantó la orden de evacuación obligatoria. [13]
El 19 de mayo de 2017, el aliviadero se cerró durante el verano, para permitir que comenzaran los trabajos de demolición y reparación. [48] Se proyectó que el costo total de la reparación superaría los $400 millones, y el contrato principal de $275 millones se adjudicó a Kiewit Construction . [49] Se esperaba que FEMA cubriera una gran parte de los gastos. [50]
Según un equipo forense independiente dirigido por John France, la causa exacta de la falla del aliviadero sigue siendo incierta, aunque identificaron "24 causas posibles para la falla del aliviadero, incluido un sistema de drenaje defectuoso, variaciones en el espesor del hormigón y corrosión en las barras de refuerzo de la estructura". [51]
Para 2018, el DWR planeó demoler y reconstruir la parte del aliviadero que no sufrió daños por la inundación, pero que también se identificó como estructuralmente defectuosa. Además, los equipos trabajaron para extender un muro de contención debajo del aliviadero de emergencia para evitar la erosión en caso de que esa estructura se vuelva a utilizar en el futuro. [52]
El 1 de noviembre de 2017, el director del DWR, Grant Davis, dijo: "El aliviadero principal del lago Oroville está listo para manejar de manera segura los flujos invernales si es necesario". [53] Si bien esto completa la fase 1 de la construcción, quedaba una fase 2 por completar en 2018. La segunda fase incluiría la reconstrucción de la sección superior del aliviadero (que no se reconstruyó esta temporada), la colocación de losas sobre la sección de hormigón compactado con rodillo y la construcción de un muro de corte secante de hormigón para el aliviadero de emergencia. [53] El costo estimado en este momento es de más de $500 millones. [54] En octubre de 2017, se encontraron grietas capilares en el aliviadero reconstruido. [55] Las cosas que se sumaron al costo incluyeron la reubicación de las líneas eléctricas, el dragado del río aguas abajo de la presa, así como el descubrimiento de que el lecho de roca debajo del aliviadero era débil, lo que requería excavaciones más profundas y más hormigón. [53]
El DWR encargó a una junta independiente de consultores (BOC) que revisara y comentara las reparaciones de la presa de Oroville. [56] Los memorandos (informes) preparados por la BOC están publicados en el sitio web del DWR. [57] El equipo forense independiente (IFT) fue seleccionado para determinar la causa del incidente de los aliviaderos, incluidos los efectos de las operaciones, la gestión, el diseño estructural y las condiciones geológicas. [58]
Según su plan de operaciones 2017-2018, el DWR mantuvo el lago Oroville a un nivel más bajo de lo normal para reducir la posibilidad de que se tuviera que usar el aliviadero el invierno siguiente. [59]
En una segunda fase de reparaciones del aliviadero en 2018-19, las reparaciones temporales en el aliviadero principal realizadas durante la fase uno se estaban derribando y reemplazando con hormigón estructural reforzado con acero. [60]
El 2 de abril de 2019, debido a las fuertes lluvias que se produjeron río arriba, el DWR comenzó a liberar agua sobre el aliviadero recién reconstruido a un ritmo de 8300 pies cúbicos por segundo (240 m3 / s). [61] El 7 de abril, las liberaciones se incrementaron a 25 000 pies cúbicos por segundo (710 m3 / s) para probar el rendimiento del aliviadero en caso de caudales más elevados. El 9 de abril, se redujeron a 15 000 pies cúbicos por segundo (420 m3 / s).
El DWR publicó una evaluación, fechada el 1 de octubre de 2020, en la que concluyó que la presa de Oroville era adecuada para un funcionamiento seguro y confiable continuo. [62]
Mientras tanto, la Comisión Federal Reguladora de Energía ha exigido que California presente un plan antes de septiembre de 2022 para abordar el problema de las mayores cantidades de lluvia previstas para el futuro. [63]
Debido a la baja pluviosidad en la zona de captación, los niveles de agua estuvieron por debajo de lo normal a partir de 2020. En agosto de 2021, la planta de energía Hyatt tuvo que cerrarse porque el nivel del agua cayó por debajo de sus entradas de agua. [64] Después de caer a un mínimo histórico del 22% de su capacidad el 30 de septiembre, las tormentas invernales aumentaron el nivel del lago en diciembre y la planta se reinició el 4 de enero de 2022. [65]
La construcción de la central eléctrica subterránea Edward Hyatt con bomba-generadora finalizó poco después de la finalización de la presa de Oroville. En su momento, era la central eléctrica subterránea más grande de los Estados Unidos, [18] con tres turbinas convencionales de 132 megavatios (MW) y tres generadores-bomba de 141 MW para una capacidad instalada total de 819 MW. [6] La central eléctrica Hyatt es capaz de bombear agua de vuelta al lago Oroville cuando hay energía excedente disponible. Los generadores-bomba de Hyatt pueden elevar hasta 5.610 pies cúbicos por segundo (159 m 3 /s) al lago Oroville (con un consumo neto de 519 MW), mientras que las seis turbinas combinadas utilizan un caudal de 16.950 pies cúbicos/s (480 m 3 /s) en la generación máxima. [66]
Desde 1969, la planta Hyatt ha trabajado en conjunto con una extensa operación de almacenamiento por bombeo que comprende dos embalses fuera de la corriente al oeste de Oroville. Estas dos instalaciones se conocen colectivamente como el Complejo Oroville-Thermalito . [67] El agua se desvía hacia el embalse superior de Thermalito (depósito de agua de Thermalito) a través de la presa de desviación de Thermalito en el río Feather. Durante los períodos de uso de energía fuera de horas punta, el excedente de energía generado en Hyatt se utiliza para elevar el agua del embalse inferior de Thermalito (depósito de agua de Thermalito) hasta el depósito de agua de carga, que libera agua de nuevo en el depósito de agua de carga para generar hasta 114 MW de energía en momentos de alta demanda. [68] Las plantas Hyatt y Thermalito producen un promedio de 2200 gigavatios hora (GWh) de electricidad cada año, aproximadamente la mitad de la energía total producida por las ocho instalaciones hidroeléctricas de SWP. [69] [70]
El agua liberada de la presa de Oroville viaja por el río Feather antes de unirse con el río Sacramento , llegando finalmente al delta del Sacramento-San Joaquín , donde el acueducto de California del SWP desvía el agua dulce para transportarla al árido valle de San Joaquín y al sur de California. Las instalaciones hidroeléctricas de Oroville-Thermalito proporcionan aproximadamente un tercio de la energía necesaria para impulsar las bombas que elevan el agua en el acueducto desde el delta hasta el valle, y luego desde el valle sobre las montañas Tehachapi hasta la costa del sur de California. [70] [71] El agua y la energía de la presa contribuyen al riego de 755.000 acres (306.000 ha) en el árido lado oeste del valle de San Joaquín y al suministro municipal a unos 25 millones de personas. [72] Se liberan al menos 2,8 millones de acres⋅ft (910 mil millones de galones estadounidenses; 3,5 billones de litros) de agua. [73]
Durante el invierno y principios de la primavera, se requiere que el lago Oroville tenga al menos 750.000 acres⋅ft (240 mil millones de galones estadounidenses; 930 mil millones de litros), o una quinta parte de la capacidad de almacenamiento del embalse, disponible para el control de inundaciones. [74] La presa se opera para mantener una liberación objetiva de control de inundaciones de 150.000 pies cúbicos por segundo (4.200 m 3 /s), que puede reducirse aún más durante grandes tormentas cuando los flujos por debajo de la confluencia del Feather con el río Yuba superan los 300.000 pies cúbicos por segundo (8.500 m 3 /s). [75] En la inundación particularmente devastadora de 1997, las entradas al embalse alcanzaron más de 331.000 pies cúbicos por segundo (9.400 m 3 /s), pero los operadores de la presa lograron limitar la salida a 160.000 pies cúbicos por segundo (4.500 m 3 /s), evitando así las inundaciones en grandes regiones del valle de Sacramento. [76] [77]
La presa de Oroville bloquea por completo las migraciones anádromas del salmón Chinook y la trucha arcoíris en el río Feather. En 1967, en un esfuerzo por compensar la pérdida de hábitat, el DWR y el Departamento de Pesca y Caza de California completaron el criadero de peces del río Feather. [78] La presa de barrera de peces, construida en 1962, intercepta salmones y truchas antes de que lleguen a la base de la intransitable presa de derivación Thermalito y los obliga a nadar por una escalera de peces hasta el criadero, que se encuentra en la orilla norte del río Feather. El criadero produce 10 millones de salmones jóvenes , junto con 450.000 salmones jóvenes, para abastecer el río cada año. [79] Los salmones jóvenes se liberan en dos corridas, con un 20% para la corrida de primavera y un 80% para la corrida de otoño. Esta instalación ha tenido tanto éxito que existe la preocupación de que los salmones de las poblaciones de criaderos estén compitiendo con los salmones salvajes restantes en el sistema del río Feather. [80] [81]
El proyecto es adecuado para una operación segura y confiable continua. No se necesitan medidas correctivas de emergencia para una operación segura continua.
