Bukan rahasia lagi bahwa sejumlah besar infrastruktur Amerika sangat membutuhkan peningkatan, pekerjaan perbaikan atau penggantian. Pekerjaan perbaikan yang sangat dibutuhkan akan datang, dan mereka akan datang dalam satu dari dua cara. Salah satu pekerjaan perbaikan proaktif dapat dilakukan ketika masalah pertama kali ditemukan, atau pekerjaan perbaikan dapat dilakukan dengan biaya yang jauh lebih besar setelah kegagalan bencana telah terjadi. Seperti halnya dengan jembatan I-35 runtuh di Minnesota, kita sering membayar dalam hidup juga. Bagian dari masalah adalah bahwa infrastruktur tidak terlalu menarik atau layak diberitakan kepada banyak orang di luar komunitas teknik sipil yang mengarah pada kepuasan dan sikap apatis. Akibatnya, kemungkinan Anda mungkin belum pernah mendengar tentang perjuangan terbaru yang saat ini bermain di California meskipun itu melibatkan bendungan terbesar di Amerika Serikat dan potensi kegagalannya.
Cukup mengejutkan, bendungan terbesar di AS bukan bendungan Hoover yang terkenal tetapi bendungan Oroville di pangkalan pegunungan Sierra Nevada di California. Pada 235 meter, hampir 15 meter lebih tinggi dari Bendungan Hoover. Itu dapat menyimpan lebih dari empat kilometer kubik air tetapi apakah akan terus menyimpan air ke masa depan saat ini sedang dipertanyakan. Pada bulan Februari tahun ini selama kerusakan operasi pengendalian banjir diamati di bendungan bendungan di mana lubang besar-besaran terbentuk yang hanya menjadi lebih besar karena bendungan terpaksa melanjutkan air. Lubang itu dengan cepat tumbuh, dan banjir mengikis sebagian besar bagian bawah tanggul spillway, membentuk ngarai.
Kerusakan spillway seperti yang terlihat pada 2/27/17 [melalui Dale Kolke / CA Departemen Sumber Daya Air] Semakin besar ancaman bendungan itu sendiri bukan hanya kerusakan pada paparan utama, tetapi penggunaan darurat darurat. Itu digunakan untuk pertama kalinya setelah spillway utama harus ditutup, tetapi begitu air mulai mengalir, jumlah erosi di balik darurat darurat jauh lebih tinggi daripada yang diantisipasi. Diperkirakan pada satu titik bahwa erosi dapat merusak kekuatan bendungan itu sendiri yang akan melepaskan dinding air setinggi 9 meter ke sungai bulu, menghancurkan banyak komunitas di jalannya. Sebuah perintah evakuasi dikeluarkan untuk penduduk daerah selama serangkaian peristiwa ini, tetapi untungnya spillway utama stabil (meskipun sangat rusak) dan mampu memungkinkan Danau Oroville mengalir cukup untuk mengurangi kekhawatiran dari kegagalan bendungan total. Namun, pencuci salju di Sierra Nevada belum selesai, jadi bendungan dan para insinyur yang bekerja di atasnya tidak cukup keluar dari hutan.
Pada saat penulisan ini, spillway utama yang rusak baru saja dibuka kembali dan diperkirakan akan menangani 35.000 kaki kubik per detik selama beberapa minggu. Insinyur telah membuat langkah besar untuk memastikan bahwa spillway dapat menangani arus keluar dan telah diberi beberapa hadiah dari topologi sekitarnya untuk mewujudkannya. Pertama, alih-alih seluruh gunung yang berkikis di bawah tumpahan beton yang rusak, “kolam splash” besar terbentuk yang berfungsi untuk menghilangkan banyak energi air yang bergerak sebelum mengalir melalui ngarai yang baru dibuat. Ini telah membantu menjaga erosi seminimal mungkin. Anehnya, meningkatkan jumlah air yang mengalir menuruni spillway mengurangi jumlah erosi (ke suatu titik) karena mendarat lebih jauh ke lereng gunung, membatasi erosi di bawah bagian spillway yang lebih baik. Penambahan shotcrete ke daerah ini juga membantu menstabilkan spillway. Selain itu, erosi menuju bagian bawah spillway membentuk ngarai setelah air menjelajahi lanskap ke batuan dasar. Batuan ini jauh lebih rentan terhadap erosi dan dengan demikian menciptakan spillway yang relatif bekerja yang melewati bagian bawah paruh buatan manusia.
Pekerja memperbaiki lubang besar yang terbentuk di terowongan spillway utama Glen Canyon Dam sebagai hasil dari kavitasi.
Sementara penyelidikan mengenai penyebabnya sedang berlangsung, ada beberapa bendungan Amerika lainnya yang memiliki masalah spillway serupa yang harus dipelajari oleh para insinyur. Yang paling penting adalah di Dam Glen Canyon di Arizona di mana, pada awal 1980-an, masalah kavitasi di terowongan spillway utama menyebabkan pembentukan lubang raksasa di dalam terowongan yang dengan cepat mengikis tembok ngarai itu sendiri dan mengancam integritas bendungan itu sendiri . Kavitasi adalah fenomena di mana perubahan tekanan dalam cairan dapat membuat gelembung yang kemudian runtuh dengan tekanan yang lebih tinggi dan menghasilkan gelombang kejut yang merusak.
Bendungan Glen Canyon dibangun antara tahun 1956 dan 1966 sebelum inovasi “slot udara” yang mencegah kerusakan yang disebabkan oleh kavitasi pada aliran kecepatan tinggi. Pekerjaan perbaikan ke Glen Canyon Dam termasuk slot udara ini dan bendungan telah beroperasi sejak itu. POTENSI PEKERJAAN KERJA KEPADA PILIHAN UTAMA Oroville mencakup desain serupa untuk mengurangi kavitasi, tetapi penyelidikan lebih lanjut diperlukan. Ini kemungkinan tidak akan selesai dalam waktu dekat, karena spillway utama diperlukan untuk opeTingkat sampai risiko banjir telah berlalu setelah musim semi salju di Sierra Nevada telah berhenti.
Pekerjaan perbaikan di masa depan termasuk berencana untuk memperkuat bagian belakang spillway darurat. Selama penggunaannya yang pertama kali tahun ini, erosi di belakang tumpahan darurat jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan, juga menimbulkan kekhawatiran bahwa bendungan itu gagal. Risiko ini sebagian besar telah dimitigasi untuk saat ini, tetapi itu adalah sesuatu yang perlu ditangani dalam waktu dekat. Jalur transmisi yang berjalan melintasi darurat spillway kemungkinan harus diperbaiki karena mereka mungkin mengalami masalah fondasi yang berpengalaman dari erosi yang cepat.
Sementara pekerjaan perbaikan sedang berlangsung, kemungkinan bendungan ini akan berada di radar untuk masa mendatang. Sayangnya, ini bukan masalah terisolasi untuk bendungan atau dengan infrastruktur secara umum. Sebagian besar barang infrastruktur tiket besar dibangun dekade (atau, hampir seabad) lalu dan telah minimal dipelihara dalam sementara. Masa depan infrastruktur ini, dan orang-orang yang bergantung padanya, bertumpu pada bahu para insinyur yang bersedia untuk mencoba layanan baru dan inovatif untuk menjaga semuanya bersama.
Anda dapat mengikuti masalah-masalah di Oroville Dam melalui Departemen Sumber Daya Air California, organisasi yang bertanggung jawab atas pemeliharaan bendungan, atau melalui beberapa pelaporan fantastis oleh Juan Browne melalui YouTube. Jika ada sepotong infrastruktur di dekat Anda yang tidak menerima perhatian yang layak, ceritakan tentang hal itu di komentar atau email penulis langsung di bryancockfield@hackaday.com.
Foto Unggulan dari Dale Kolke / California Departemen Sumber Daya Air (Departemen Air California) [Domain Publik], melalui Wikimedia Commons