Elektrownia wodna i zapora Hoovera

W Stanach Zjednoczonych w latach 20. i 30. powstało wiele monumentalnych budowli. Większość z nich do dnia dzisiejszego jest symbolami tego kraju. Wśród nich ważne miejsce zajmuje Zapora Hoovera, w swoim czasie największa elektrownia wodna, zapora i konstrukcja betonowa na świecie.

Geneza

Historia zapory sięga początku XX wieku. Władze stanów Arizona i Nevada szukały sposobu na wykorzystanie rozległych terenów wzdłuż rzeki Kolorado, która jest największym źródłem wody w tym pustynnym regionie. Ponadto szukano rozwiązania problemu licznych powodzi powodowanych przez tę rzekę.

Uznano, że najlepszym rozwiązaniem będzie uregulowanie rzeki poprzez budowę zapory, która miała być również elektrownią wodną (rozwój technologii energetycznej znacząco pomógł w podjęciu tej decyzji). Ponadto utworzony w ten sposób zbiornik wodny byłby dobrym źródłem wody do nawodnienia okolicznych terenów.

Aż do lat 20. poszukiwano odpowiedniego miejsca na zlokalizowanie zapory. Ostatecznie wybór padł na Black Canyon, na pograniczu stanów Arizona i Nevada. Przez kolejne lata inżynierowie z całych Stanów Zjednoczonych przygotowywali swoje propozycje na budowę tamy. Nie było to proste zadanie, ponieważ rzeka Kolorado przechodzi przez bardzo trudny teren, a wybrany kanion znajduje się bardzo daleko od najbliższych osad ludzkich.

Kolejnym z problemów z jakimi spotkali się konstruktorzy  było również… przekonanie opinii publicznej do całej inicjatywy. W okresie poprzedzającym budowę zapory doszło do kilku katastrof, w których zapory nie wytrzymały naporu wody i uległy zniszczeniu. Powodem większości z nich były błędy konstrukcyjne i za słabe konstrukcje tam.

Dopiero w 1928 roku firma Six Companies Inc. zaproponowała budowę potężnej betonowej tamy w kształcie łuku, która była odpowiednio solidna. Taka konstrukcja znacząco zwiększała wytrzymałość zapory (jak się później okazało wygięcie nie byłoby potrzebne do zwiększenia wytrzymałości konstrukcji). Oficjalną decyzję o budowie zapory podjęto 21 grudnia 1928 roku, a prace miały rozpocząć się w 1931 roku. W międzyczasie USA nawiedził jednak Wielki Kryzys.

Paradoksalnie, zła sytuacja gospodarcza USA miała ostatecznie pomóc w budowie Zapory Hoovera.

Inżynieryjny koszmar

Wielki Kryzys, który uderzył w USA w 1929 roku sprawił, że tysiące ludzi straciło pracę. Zaczęli oni przemierzać całe Stany Zjednoczone w poszukiwaniu nowego, lepszego miejsca do życia. Wieść o budowie zapory szybko rozniosła się wśród bezrobotnych w całym kraju którzy zaczęli tłumnie przyjeżdżać do Nevady i miast niedaleko planowanego miejsca budowy zapory.

Wszyscy mieli nadzieję, że nowa, olbrzymia inwestycja będzie dla nich szansą. Kilka tysięcy osób, które przyjechały do Arizony i Nevady stworzyło liczne małe obozy, w których czekali na szansę zatrudnienia. Mimo strasznych warunków i braku pewności czy znajdą pracę, przybywali kolejni.

Decyzją władz, tak przygotowano kontrakt z firmą Six Companies Inc. aby mogła zatrudniać tylko amerykanów (w tych czasach cały czas popularną tanią siłą roboczą w USA byli imigranci z Azji). Władze chciały jak najlepiej wykorzystać cały projekt budowy zapory i pomóc w stawianiu gospodarki na nogi. Po wejściu w życie Nowego Ładu Roosvelta projekt zapory Hoovera stał się częścią programu.

Prace nad zaporą ruszyły zgodnie z planem w 1931 roku, ale nie od budowy zapory, tylko od drążenia specjalnych tuneli, które miały pomóc w osuszeniu miejsca budowy. Wykonano 4 takie konstrukcje, każda o długości około 1200 metrów i średnicy 17 metrów.

Było to niesamowicie trudne zadanie, ponieważ w latach 30. nie dysponowano żadnymi maszynami wiercącymi. Wszystkie prace wykonywano więc ręcznie, lub przy użyciu dynamitu. Warunki pracy był niebezpieczne a podczas prac wielu robotników odniosło obrażenia lub zginęło.

Równolegle z budową tuneli ruszała budowa całego zaplecza dla ekip pracujących przy projekcie. Tysiące ludzi koczujących w okolicznych miasteczkach żyło w strasznych warunkach, bez dostępu do bieżącej wody, kanalizy itd. Podjęto więc decyzję o stworzeniu specjalnego miasta dla tych osób – Boulder City. Miasto, albo raczej osada miała być domem dla 5000 robotników. Ponadto w okolicach Black Canyon zbudowano kilka mniejszych obozów oraz liczne linie kolejowe i drogi, służące do transportu materiałów budowlanych.

Po wykonaniu wstępnych prac przygotowawczych rozpoczęto budowę kilku mniejszych zapór, które miały osłonić miejsce budowy właściwej tamy. Wszystkie te prace miały być zakończone w drugiej połowie 1933 roku. Mimo trudności i problemów logistycznych udało się wyprzedzić terminy i 6 czerwca 1933 roku rozpoczęto budowę właściwej zapory.

Betonowe monstrum

Zapora Hoovera to olbrzymia betonowa konstrukcja. Do jej budowy zużyto ponad 2,5 mln m³ betonu oraz 8,2 mln ton kamieni. Przy podstawie zapora ma ponad 200 metrów długości, a na szczycie około 375 metrów. Grubość podstawy to około 200 metrów, a przy szczycie wynosi ona jedynie 14 metrów. Wysokość całej konstrukcji to około 240 metrów. Oznacza to, że jest to bardziej piramida, niż płaska ściana. We wnętrzu zapory znajdują się liczne przejścia, korytarze oraz systemy wentylacyjne.

Jednym z największych problemów jakie stanęły przed konstruktorami było wysuszenie betonu użytego do budowy zapory. Gdyby odlewano go na raz, wysychałby według różnych wyliczeń około 125 lat (sic!). Jedynym wyjściem było odlewanie mniejszych bloków. Każdy z nich miał kilkanaście metrów długości i szerokości, a wysokość wynosiła około 1-2 metrów.

Budowa samej betonowej konstrukcji trwała do 1935 roku. Była to bardzo niebezpieczna praca, ponieważ w latach 30. dopiero rodziły się normy bezpieczeństwa pracy. Dzisiaj tak normalna rzecz jak kask ochronny, w tych czasach był rzadkością. Innym istotnym problemem były warunki pogodowe, a zwłaszcza wysokie temperatury, latem przekraczające 30 stopni. Wiele osób ucierpiało z powodu odwodnienia lub udaru.

Równolegle z pracami nad samą tamą inne ekipy prowadziły prace nad wieżami służącymi do poboru wody oraz nad elektrownią. Podczas prac nad tymi elementami ważną rolę odegrał Gordon B. Kaufmann, architekt z Los Angeles, który zaprojektował wystrój wnętrz elektrowni oraz zdobienia na samej zaporze (w tych czasach liczył się również wygląd, nie tylko funkcjonalność). Wybór padł jak łatwo się domyśleć na styl Art Deco.

Po ukończeniu budowy tamy, oraz wież rozpoczęto stopniowy proces zalewania utworzonego dzięki zaporze zbiornika wodnego, który nazwano Jeziorem Mead. Proces ten rozpoczął się 1 lutego 1935 roku. Nieco ponad tydzień później, 9 lutego zamknięto tunele odprowadzające wodę z zbiornika. Równolegle po przeciwnej stronie Zapory Hoovera kończono prace nad elektrownią i pozostałą infrastrukturą zapory, taką jak śluzy, do spuszczania wody z jeziora.

Oficjalnie Zaporę Hoovera oddano do użytku 20 września 1935 roku, chociaż obiekt nie był jeszcze w pełni ukończony. Kilkuset osobowa ekipa przez długie miesiące kontynuowała prace. które ukończono na przełomie 1935 i 1936 roku. Musiało jednak minąć kilka miesięcy zanim poziom wody w Jeziorze Mead będzie wystarczająco wysoki, aby uruchomić pierwsze generatory.

Nastąpiło to w drugiej połowie 1936 roku. Kolejny generator uruchomiono dopiero w 1937 roku. W kolejnych latach montowano dalsze generatory, aż do 1961 roku, kiedy elektrownia uzyskała ostateczną konfigurację. Łącznie elektrownia posiada obecnie 19 turbin o łącznej mocy 2080 MW. Pozwala to na zasilenie około 2 mln gospodarstw domowych.

Chociaż oficjalnie rok 1935 uznaje się za początek działalności zapory, jeszcze przez kilkanaście lat prowadzono prace nad udoskonaleniem elektrowni.

Ciekawostki

W momencie oddania do eksploatacji w 1935 roku Zapora Hoovera była największą zaporą i elektrownią wodną na świecie. Obecnie znajduje się daleko w tyle za innymi konstrukcjami tego typu na całym świecie.

Do budowy zapory zużyto ponad 2,5 mln m³ betonu oraz 8,2 mln ton kamieni. Metalowe wzmocnienia w jej wnętrzu zawierają tyle samo stali co Empire State Building. Masa całej konstrukcji to około 6,6 mln ton.

Przy budowie tamy pracowało około 21 000 osób (dziennie na placu budowy znajdowało się od 3500-5200 osób). Według oficjalnych statystyk zginęło 112 osób (przewiduje się, że są to zaniżone liczby, a prawdziwa ilość ofiar przekracza kilkaset osób).

Koszt budowy wyniósł około 49 mln dolarów – współcześnie jest to równowartość 845 mln dolarów.

Zbudowane na potrzebę robotników osiedla przekształcono w latach 6. w miasta – Boulder City. Oprócz osiedli zbudowano również liczne drogi i tory kolejowe, które cały czas funkcjonują.

Elektrownia wodna działająca przy zaporze ma moc 2080 MW i wyposażona jest w 19 turbin. Mogą one rocznie wytworzyć 4,2 mld kWh, co pozwala na obsłużenie prawie 2 mln gospodarstw domowych.

Jezioro Mead utworzone dzięki zaporze ma 640 km² powierzchni i 180 km długości. Nazwa jeziora pochodzi od nazwiska Elwooda Meada, który był komisarzem w United States Bureau of Reclamation odpowiedzialnym za prace przy zaporze. Napełnianie wodą jeziora zajęło kilka lat, w tym czasie wysiedlono wiele osób mieszkających w rejonie zalewowym.

Początkowo zapora nazywała się Boulder Dam, od kanionu, w którym na samym początku planowano jej budowę. W 1930 roku zasugerowano by nazwać ją Hoover Dam od nazwiska prezydenta Herberta Hoovera. Po przegranej w wyborach chciano wrócić do oryginalnej nazwy, ale nie przyjęła się ona. Ostatecznie zaczęto stosować nazwę Hoover Dam.

Na szczycie zapory znajduje się droga, łącząca stany Arizona i Nevada. Przez wiele lat było to jedno z ważniejszych połączeń drogowych w regionie, aż do budowy mostu Mike O’Callaghan–Pat Tillman Memorial Bridge. Otwarto go w 2010 roku.

Zapora jest również atrakcją turystyczną. Mimo oddalenia od większych miast, takich jak Las Vegas co roku tysiące ludzi odwiedza ją. Ponadto zapora zagrała w kilku filmach oraz grach komputerowych (np. Transformersach czy też Fallout New Vegas).

Inżynieryjny symbol USA

Zapora Hoovera to inżynieryjna ikona USA. Zbudowana w wyjątkowo trudnym miejscu, od zawsze budziła zainteresowanie. Wyróżnią ją nie tylko rozmiar, ale również wykonanie. Ozdobne wieże i droga na jej szczycie są jej charakterystycznymi elementami.

Chociaż w momencie oddania do użytku była największą elektrownią wodną, szybko ustąpiła miejsca innym konstrukcjom. Mimo to dalej jest to potężny obiekt. Przykładowo Elektrownia wodna Żarnowiec, największa w Polsce ma moc 716 MW.