La presa de Shihmen ( en chino :石門水庫; lit. 'presa de la puerta de piedra'; también escrita Shimen o Shihman ) es una importante presa de relleno de roca que cruza el río Dahan en el norte de la ciudad de Taoyuan . Forma el embalse de Shihmen (石門水庫), el tercer embalse o lago artificial más grande de Taiwán. Proporciona irrigación en Taoyuan, control de inundaciones para la cuenca de Taipei y suministro de agua potable y energía hidroeléctrica para más de tres millones de personas en el norte de Taiwán.
Finalizado en 1964 después de nueve años de construcción, Shihmen fue el primer proyecto hídrico multipropósito de Taiwán y un paso importante hacia la independencia económica de la isla después de la Segunda Guerra Mundial . Las liberaciones de agua de la presa durante todo el año permitieron cosechas de arroz adicionales y duplicaron la producción agrícola anual de Taoyuan, mientras que el embalse se convirtió en un destino turístico debido a su paisaje y abundante pesca. [ cita requerida ] Sin embargo, el proyecto fue criticado por su alto costo y su impacto en las comunidades locales, ya que más de 2000 personas fueron desplazadas para dar paso al embalse.
Al igual que otros embalses de Taiwán, el de Shihmen ha sufrido sedimentación , lo que ha reducido su capacidad en más de un tercio. Los esfuerzos para reducir la tasa de acumulación de sedimentos, incluidos el dragado , la construcción de presas de contención y los trabajos de restauración de cuencas hidrográficas, han tenido un efecto limitado. Esto ha reducido la capacidad de la presa de Shihmen para contener las inundaciones y proporcionar agua durante las sequías.
El río Dahan es el principal río del noroeste de Taiwán y es uno de los dos afluentes que se unen en Taipei para formar el Tamsui , el sistema fluvial más grande de Taiwán. Originario de la cordillera Xueshan , el río comienza su vida como un arroyo de montaña de rápido caudal propenso a inundaciones durante los tifones . El Dahan bordea, pero no cruza, la meseta de Taoyuan , que carece de un suministro de agua propio confiable. La meseta ha sido cultivada desde 1680 utilizando miles de estanques artificiales para capturar la lluvia; [5] en 1928, cuando Taiwán estaba bajo el dominio japonés , se cavó el canal de Taoyuan para desviar el agua del Dahan (entonces conocido como el río Takekan) hacia la meseta. [6] El agua del río permitió la irrigación de 20.000 hectáreas (49.000 acres) adicionales de tierra en el área de Taoyuan. [7] Debido a la limitada capacidad de almacenamiento de los pequeños estanques de Taoyuan, a menudo no había suficiente agua para riego en la estación seca de noviembre a abril, lo que demostraba la necesidad de un gran depósito. [7]
En 1938 se propuso construir una presa en las "puertas de piedra" (Shihmen), un profundo cañón formado donde el río Dahan sale de las montañas, pero los planes se abandonaron al comienzo de la Segunda Guerra Mundial debido a la presión sobre los recursos industriales. Después de la guerra, la República de China se enfrentó a la escasez de alimentos y a un rápido aumento de la población. En la década de 1960, el crecimiento anual de la población había alcanzado los 350.000 habitantes. [8] Para mejorar su autosuficiencia económica, el gobierno inició la construcción de la presa de Shihmen, el primer proyecto hídrico multipropósito de Taiwán. Se creó la Comisión de Desarrollo de Shihmen para supervisar el proyecto. El presupuesto inicial de la presa fue de NT$1.400 millones, y aproximadamente la mitad de esa suma se obtuvo en forma de préstamos de ayuda a bajo interés de los Estados Unidos a través de la Agencia para el Desarrollo Internacional . [7]
A partir de julio de 1955 se construyeron caminos de acceso e instalaciones para los trabajadores en el lugar de la presa, y se preparó la zona del futuro embalse para hacer frente a las inundaciones. Unas 2.000 personas (416 familias) que vivían en el valle del río Dahan se verían desplazadas por el proyecto; a partir de 1956 se las reubicó en zonas a lo largo de la costa noroeste de Taiwán. Aunque el gobierno construyó nuevas viviendas, escuelas y otras infraestructuras, además de proporcionar tierras en compensación a las familias, el programa de reasentamiento fue objeto de una amarga controversia. [9]
La presa fue diseñada por Tippetts-Abbett-McCarthy-Stratton, y la construcción estuvo a cargo de Morrison-Knudsen (conocido anteriormente por su trabajo en la presa Hoover ). La construcción pesada comenzó a fines de 1959 cuando llegó equipo de gran tamaño al sitio de la presa. Aunque el trabajo se interrumpió varias veces por inundaciones causadas por tifones, el río se desvió con éxito hacia un túnel en diciembre de 1960. [3] La ataguía de hormigón , que luego serviría como núcleo de la presa, se terminó en 1962; en particular, fue el primer uso de hormigón compactado con rodillo en la construcción de presas. [10] El gobierno compró alrededor de 120 hectáreas (300 acres) de tierras agrícolas cercanas para proporcionar 6.675.000 metros cúbicos (235.700.000 pies cúbicos) de tierra y roca necesarios para construir la presa. [7]
En mayo de 1963, cuando la presa estaba parcialmente terminada, se tapó el túnel de desviación para permitir que el embalse comenzara a almacenar agua. [9] En julio de 1963, el tifón Wendy azotó Taiwán y causó inundaciones masivas; el nuevo embalse pudo reducir la cresta de inundación del río Dahan en un 25 por ciento. [9] El terraplén se completó en junio de 1964, con un costo final de 4.850 millones de dólares taiwaneses . [11] El vicepresidente Chen Cheng inauguró la presa el 14 de junio de 1964 ante una multitud de más de cuatro mil personas. [7] En la construcción de la presa se emplearon 7.500 personas, y hubo hasta 6.000 trabajadores en el lugar al mismo tiempo. Treinta y dos personas murieron durante la construcción; de los 2.881 heridos, 87 quedaron discapacitados de forma permanente. [7]
Los ingenieros estimaron que la tasa de sedimentación natural daría al embalse una vida útil de al menos 71 años sin ninguna remoción de sedimentos. Sin embargo, solo cuatro meses después de que el embalse comenzara a llenarse, el tifón Gloria azotó Taiwán y las inundaciones resultantes arrastraron 19 millones de metros cúbicos (670 millones de pies cúbicos ) de sedimentos [12] al embalse, lo que le quitó 23 años de su vida útil esperada. [13] A medida que el embalse se llenaba, también inundó varios monumentos históricos, incluida la antigua villa de verano de Chiang Kai-shek , el Puente de Piedra de Amuping y un santuario cercano del Dios de la Tierra. [14] [15]
El riego era el objetivo principal del embalse de Shihmen; unas 22.000 hectáreas (54.000 acres) de nuevas tierras agrícolas entraron en producción después de la construcción de la presa, lo que elevó el total a 57.000 hectáreas (140.000 acres). La cosecha anual se duplicó con creces debido a un mayor suministro de agua para las tierras agrícolas preexistentes. Los ingresos de los agricultores individuales aumentaron casi un 20 por ciento. [16] Se añadieron unos 27 kilómetros (17 millas) de canales al sistema de riego existente, incluido el nuevo canal de Shihmen, lo que elevó el total a 175 kilómetros (109 millas), y se construyó una planta de tratamiento con una capacidad de 30.000 toneladas por día para proporcionar suministro de agua municipal. [9] A pesar de la escala del proyecto, se estimó que el aumento de la producción agrícola alimentaría a 500.000 personas, o menos de dos años de crecimiento de la población. [8] La importancia de la presa para el riego ha ido disminuyendo desde la década de 1990, a medida que el condado de Taoyuan experimentó una importante urbanización; mientras tanto, la demanda de agua doméstica más limpia ha aumentado. [6]
El gobierno destinó 21 millones de dólares taiwaneses para desarrollar el embalse de Shihmen como zona de recreo. Se construyeron instalaciones para embarcaciones y unos 31 kilómetros de nuevas carreteras para mejorar el acceso al embalse. El embalse también se abastecería de peces de caza y sus orillas se desarrollarían con el tiempo con "templos, museos, monumentos, pagodas, albergues y residencias". [9] Una vez finalizada la presa, trajo prosperidad a esta zona rural a través del turismo, ayudando a diversificar su economía, que dependía exclusivamente de la agricultura. [17] Sin embargo, debido al alto coste de capital del proyecto, el rendimiento anual real de la inversión fue de sólo el 1,5 por ciento: "Es un monumento de ingeniería del que el pueblo chino puede estar orgulloso. Pero se compró a un coste demasiado alto en términos de decenas de millones de dólares de oportunidades de desarrollo alternativo que se dejaron de lado". [18]
La presa de Shihmen es una presa de terraplén de escollera laminada de 133,1 metros (437 pies) de alto y 360 metros (1.180 pies) de largo, construida sobre un núcleo de hormigón de 70 metros (230 pies) de alto. [1] El cuerpo principal de la presa contiene unos 7,06 millones de metros cúbicos (9,23 millones de yd3 ) de material. [1] En la cresta, la presa tiene 11,5 metros (38 pies) de ancho, con una elevación de 252,1 metros (827 pies) sobre el nivel del mar. El nivel normal del agua es de 245 metros (804 pies), con un nivel máximo de inundación de 249,7 metros (819 pies). [19]
El aliviadero de hormigón está situado al este de la presa y está controlado por seis compuertas radiales , cada una de 10 metros (33 pies) de alto y 14 metros (46 pies) de ancho. [19] La liberación máxima de agua es de 11.400 metros cúbicos por segundo (400.000 pies cúbicos/s). [2] También hay una obra de salida del río utilizada para liberaciones normales, con una capacidad de 34 metros cúbicos por segundo (1.200 pies cúbicos/s). [20] La presa también tiene dos túneles de inundación adicionales que se completaron en 1978, para permitir una evacuación más rápida del almacenamiento del embalse antes de los tifones. Cada túnel tiene 375,4 metros (1.232 pies) de largo, 1,372 metros (4,50 pies) de diámetro, con una capacidad combinada de 2.400 metros cúbicos por segundo (85.000 pies cúbicos/s). [19]
La central hidroeléctrica de la presa está situada en la orilla izquierda del río Dahan, en la base de la presa. Dos tuberías forzadas de acero de 4,57 metros (15,0 pies) de diámetro y 318,8 metros (1.046 pies) de largo cada una, alimentan de agua a dos turbinas Francis . El caudal máximo de agua a través de la planta de energía es de 137,2 metros cúbicos por segundo (4.850 pies cúbicos/s). [20] Cada generador tiene una capacidad de 45.000 kilovatios (KW), para una capacidad total de 90.000 KW. [3] La planta produce unos 200 millones de kilovatios hora al año. [4]
El agua estancada detrás de la presa forma el embalse de Shihmen, uno de los mayores de Taiwán, con una longitud de 16 kilómetros (9,9 millas) y más de 800 hectáreas (2.000 acres) de agua en su máximo volumen. El embalse tenía una capacidad total original de 309.120 megalitros (250.610 acre⋅ft), con una capacidad activa o útil de 251.780 ML (204.120 acre⋅ft). La sedimentación redujo la capacidad total de almacenamiento a 251.880 ML (204.200 acre⋅ft) en 1997 (una reducción de casi el 20 por ciento) y la capacidad activa se redujo a 233.800 ML (189.500 acre⋅ft). [1] Según un estudio de 2017, la capacidad total se había reducido a 216 000 ML (175 000 acre⋅ft). [21]
El embalse de la presa de Shihmen, situado debajo de la presa principal, regula la descarga de agua al río Dahan y proporciona el punto de entrada para los canales Taoyuan y Shihmen. La presa de Shihmen está formada por un vertedero de 317,5 metros (1042 pies) de largo y puede almacenar hasta 2.200.000 metros cúbicos (1800 acres⋅ft). Las obras de cabecera del canal Taoyuan tienen una capacidad de 18,6 metros cúbicos por segundo (660 pies cúbicos/s), y el canal Shihmen puede transportar hasta 18,4 metros cúbicos por segundo (650 pies cúbicos/s). [19]
El agua de la presa de Shihmen se distribuye a 28 distritos de la ciudad de Taoyuan , el condado de Hsinchu y Nueva Taipei , con una población combinada de unos 3,4 millones de personas y más de 36.500 hectáreas (90.000 acres) de tierra irrigada. [11] [22] Cada año, Shihmen proporciona 181,6 millones de m3 ( 147.200 acres-pies) de agua para riego y usos industriales y alrededor de 127,4 millones de m3 ( 103.300 acres-pies) para uso residencial en áreas río abajo. Además, se mantiene una liberación mínima anual del río de 299,6 millones de m3 (242.900 acres-pies) para proporcionar un caudal base en el bajo río Dahan. Aproximadamente 386,3 millones de m3 ( 313.200 acres-pies) de las liberaciones mencionadas anteriormente se utilizan para la generación hidroeléctrica. [23] La central eléctrica de la presa genera aproximadamente 200 millones de kilovatios hora al año y es fundamental para satisfacer las demandas máximas de energía en la red eléctrica del norte de Taiwán. [11] La energía hidroeléctrica alcanza su pico a fines de julio y agosto, en gran parte debido al uso del aire acondicionado en las ciudades del norte de Taiwán. [23]
El embalse de Shihmen es uno de los varios embalses clave del sistema del río Tamsui que se utilizan para reducir los caudales máximos de las crecidas durante los tifones. Las descargas de la presa se coordinan con las de la presa Feitsui , al este, para reducir la gravedad de las inundaciones. [24] Sin embargo, la acumulación de sedimentos en el embalse ha reducido su eficacia en grandes inundaciones. Como resultado, la "frecuencia con la que la presa de Shihmen descarga agua por su aliviadero ocupa el primer lugar entre los embalses de Taiwán. La frase 'el embalse de Shihmen está descargando agua de la inundación' se ha convertido en un eufemismo para 'tienes la bragueta abierta'". [25] Además, las grandes inundaciones pueden hacer que los niveles de turbidez en el embalse aumenten más de 3.000 veces el promedio, obligando a las autoridades a cerrar el suministro de agua. [26] Este problema se ha visto exacerbado por el creciente porcentaje de agua de Shihmen que va a usuarios residenciales e industriales, que generalmente demandan agua más clara que los usuarios agrícolas a los que originalmente se pretendía abastecer con Shihmen. [27]
La reducción de la capacidad de almacenamiento también ha afectado a la capacidad de Shihmen para proporcionar agua durante las sequías. La demanda a menudo supera el agua almacenada en el embalse de Shihmen durante la estación seca, lo que obliga a frecuentes cortes de suministro de agua. Durante varias semanas en 1994, la zona de servicio de la presa de Shihmen, afectada por la sequía, se limitó a un día de agua corriente de cada tres. [25] Esto se ha visto agravado aún más por el cambio climático global que reduce la duración de la temporada de lluvias en Taiwán, al tiempo que aumenta la intensidad de las precipitaciones cuando las tormentas azotan la isla. En 2015, Taiwán registró su precipitación invernal más baja desde 1947, y el embalse de Shihmen cayó a un mínimo histórico del 24,5 por ciento de su capacidad, lo que obligó nuevamente al gobierno a promulgar un racionamiento de agua. [28]
Entre los beneficios de la presa y el embalse se encuentra la recreación. Más de 160.000 turistas visitan la presa cada año, especialmente durante las descargas de aguas de crecida. [14] El embalse, su área de recreación circundante y las ciudades son visitados por otros 1,7 millones de personas cada año. [29] Se dice que "después de su gran apertura al público en 1964, el embalse de Shihmen ha seguido siendo uno de los lugares más destacados en los carteles turísticos de Taiwán". [30] La pesca recreativa y comercial en el embalse produce unos 80.000 kilogramos (180.000 libras) de pescado cada año, generando un ingreso anual de NT$29,33 millones. [30]
El uso deficiente de la tierra y las prácticas de construcción en la zona de captación de la presa de Shihmen han contribuido a un grave problema de sedimentación en el embalse. Este sedimento proviene principalmente de deslizamientos de tierra y otros problemas relacionados con la erosión en la empinada y accidentada cuenca de drenaje , que se han visto exacerbados por la deforestación, el desmonte de tierras para la agricultura y la apertura de carreteras en zonas montañosas. [25] Se estima que el embalse, que originalmente tenía una profundidad máxima de más de 100 metros (330 pies), no tiene más de 40 metros (130 pies) de profundidad en la actualidad. [25] El libro de texto The Hydraulics of Open Channel Flow de Hubert Chanson describe la presa como "convertida en una enorme trampa de sedimentos con una capacidad de almacenamiento inadecuada para actuar como un control de inundaciones o un depósito de suministro de agua". [31]
En 1981 se estimó que 2,9 millones de toneladas de sedimentos fluyen hacia el embalse cada año, o una tasa de erosión de la cuenca de 3.789 toneladas/km 2 . [12] Según un informe del Taipei Times de 2017 , la cantidad de sedimentos que fluye hacia el embalse fue de 3,42 millones de toneladas por año. Alrededor de 1,17 millones de toneladas fueron arrastradas por los desagües de la presa y otras 900.000 toneladas fueron extraídas mediante excavación y dragado. El gobierno ha propuesto construir un túnel de derivación de sedimentos, que evitaría que otras 640.000 toneladas ingresen al embalse. [32] Esta tecnología ya se ha empleado en embalses de Japón y Suiza, y esencialmente permitiría que el agua del río se desvíe alrededor del embalse en lugar de fluir hacia él durante períodos de alta escorrentía de sedimentos, como después de tifones. [33]
Se han tomado varias medidas para intentar reducir la cantidad de sedimentos que fluyen hacia el embalse de Shihmen. Debido a la construcción de cientos de presas de retención de sedimentos o presas sabo , los tramos superiores del Dahan y sus afluentes se encuentran ahora entre los sistemas fluviales más fuertemente embalsados de Taiwán, con al menos 123 presas de este tipo solo a lo largo del cauce principal. [25] Las 24 presas sabo más grandes han evitado colectivamente que unos 36 millones de metros cúbicos (29.200 acres-pies) de sedimentos lleguen al embalse de Shihmen. [34] Solo una, la presa Junghua , sigue recogiendo sedimentos, aunque su capacidad de 16 millones de metros cúbicos (13.000 acres-pies) está casi llena. [13] Estas presas de retención de sedimentos también han fallado en varias ocasiones, lo que ha provocado que incluso más escombros y limo lleguen al embalse de Shihmen. Entre ellos se encuentra la rotura de la presa de Baling durante el tifón Wipha (2007) , que provocó que 10 millones de metros cúbicos (8.000 acres-pies) de sedimentos se arrastraran río abajo, destruyendo el pueblo de Baling. [35] Los esfuerzos de dragado en el embalse de Shihmen también han tenido un éxito parcial. A partir de 1985, siete empresas de dragado retiraron más de 10 millones de metros cúbicos (8.000 acres-pies), pero el embalse siguió llenándose de sedimentos más rápido de lo que podía excavarse. La capacidad de las zonas de eliminación de sedimentos se agotó en 1995. [25] Otras medidas adoptadas para reducir el flujo de sedimentos incluyen la construcción de muros de contención y la reforestación de zonas taladas.
En años más recientes, el gobierno taiwanés ha revivido la idea de construir más megapresas en el río Dahan para aumentar la capacidad de retención de agua y atrapar el cieno. El embalse de Gaotai (高台水庫) cerca de la comunidad indígena de Jianshi consistiría en una presa de 190 metros (620 pies) de altura con una capacidad de almacenamiento de 171 millones de metros cúbicos (139.000 acres-pie). Este proyecto podría construirse junto con el embalse de Bilin (比麟水庫) que desviaría parte del agua del drenaje de Dahan al río Da'an , aumentando el suministro de agua disponible para el condado de Hsinchu . [36] Los proyectos de presas han sido fuertemente criticados como una solución costosa, pero solo marginalmente efectiva para el problema, y por sus efectos en las comunidades locales. [37]
La gran cantidad de sedimentos que fluyen hacia el embalse también ha provocado niveles inusualmente altos de nutrientes, lo que conduce a una frecuente eutrofización y floraciones de algas en el verano. Como resultado, Shihmen a menudo se considera uno de los peores embalses en cuanto a calidad del agua entre todos los embalses de Taiwán. [25] Se ha instalado un gran sistema de monitoreo de la calidad del agua, alrededor de 2005 en dos puntos del embalse de Shihmen. Llamado "Sistema de perfil vertical" o "YSI 6600EDS", el sistema mide una serie de factores de calidad del agua por profundidad a intervalos de 5 metros (16 pies). La turbidez , el contenido de clorofila , el nivel de pH y los niveles de oxígeno disuelto en el embalse se envían al operador de la presa cada tres horas. Un plan futuro para el sistema es registrar el crecimiento de algas, lo que permite tomar medidas para prevenir eventos hipóxicos en el agua. [38] En 2008, la Agencia de Protección Ambiental de Taiwán asignó NT$200 millones para proyectos de control de la eutrofización en los embalses de Shihmen, Feitsui, Zengwun y Kinmen. [39]
{{cite web}}: CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )