Pehea e hana ai nā pā honua i ka mālama ʻana i ka wai no ka ikehu
ʻO nā pā lepo kekahi o nā ʻōnaehana maʻamau i ka hoʻokele wai, ʻoi aku hoʻi no ka hoʻoinu wai, ka hoʻolako wai maka, ka kaohi ʻana i ke kahe, a me ka hana ikehu. ʻOiai ua ʻike pinepine ʻia he "maʻalahi" no ka mea ua hana ʻia lākou me nā mea lepo, he paʻakikī loa ka hana o nā pā lepo. Hana lākou me ka hoʻohana ʻana i nā loina ʻenekinia geotechnical a me hydrological koʻikoʻi e kū i ke kaomi wai lōʻihi. Ma ke ʻano o ka ikehu, he kuleana koʻikoʻi ko nā pā lepo ma ke ʻano he "pāka" kūlohelohe - e mālama ana i ka ikehu hiki o ka wai e hiki ke hoʻololi ʻia i uila ma o nā turbines. Kūkākūkā kēia ʻatikala pehea e hana ai nā pā lepo e mālama i ka wai no ka ikehu, kā lākou mau ʻāpana nui, a pehea lākou e hana ai mai kahi kuanaʻike loea akā hiki ke komo.
1. He aha ka pā honua?
ʻO kahi pā hoʻopiha lepo kahi pā nona ke kino i hana nui ʻia me ka lepo i hoʻopaʻa ʻia, i hui pinepine ʻia me ka hoʻopiha pōhaku a me kahi ʻōpū impermeable. ʻAʻole e like me nā pā sima, e hilinaʻi nei i ka ikaika o ka sima e kū i ka ukana wai, hilinaʻi nā pā lepo i ko lākou nui nui, ke kūpaʻa o ka pali, a me ka paʻa wai o loko e pale aku i ka kahe nui ʻana.
Ua koho pinepine ʻia nā pā lepo no ka mea ua maʻalahi ka loaʻa ʻana o nā mea maka ma kahi kokoke, hiki ke emi ke kumukūʻai kūkulu ʻana, a kūpono lākou no nā awāwa ākea me nā kahua lepo. Eia nō naʻe, no ka mea he permeable ka lepo a hiki ke hoʻololi i ke ʻano ma muli o ka nui o ka wai, pono ka hoʻolālā a me ka hoʻokele ʻana i ka hoʻopaʻi akahele.
2. Kumumanaʻo kumu: ka mālama ʻana i ka ikehu hiki o ka wai
ʻO ke kī i ka pilina ma waena o nā pā a me ka ikehu aia i loko o ke kumumanaʻo o ka ikehu hiki ke hoʻopaʻa ʻia e ka umekaumaha. ʻO ka wai i paʻa i loko o kahi waihona wai ma kahi kiʻekiʻe e mālama i ka ikehu. ʻO ke kiʻekiʻe o ka pae wai e pili ana i ka turbine (ʻo ke kiʻekiʻe o ke "poʻo," a i ʻole ke kiʻekiʻe o ka hāʻule ʻana), ʻo ka nui o ka ikehu e hiki ke hoʻohana ʻia.
I loko o kahi hale hana mana hydroelectric (PLTA), hoʻokahe ʻia ka wai i mālama ʻia i loko o kahi waihona wai ma o kahi penstock i kahi turbine. Hoʻololi ka turbine i ka ikehu kinetic o ka wai i ka ikehu mechanical rotary, a laila hoʻololi ʻia i uila e kahi mīkini hana. Ma kēia hoʻolālā, mālama kahi pā lepo i ka nui o ka wai a me ka pae wai e hōʻoia i ka lako ikehu paʻa.
Ma nā hale hana mana wai nui, ʻaʻole wale ka noho ʻana o kahi pā wai he "pā paʻa," akā, he mea hana e hoʻoponopono ai i ka loaʻa ʻana o ka wai ma nā kau like ʻole—e laʻa, ka mālama ʻana i ka wai i ka wā ua no ka hoʻohana ʻana i ka wā maloʻo i ka wā e emi ai ke kahe o ka muliwai.
3. ʻAno nui o ka pā honua
I mea e kū ai i ke kaomi wai a noho paʻa, he nui nā ʻāpana koʻikoʻi o nā pā honua:
a) ʻO ke kikowaena paʻa
ʻO ke kikowaena ka mea koʻikoʻi loa i ka pale ʻana i ka wai mai ke kahe ʻana ma ke kino o ka pā. Hiki ke hana ʻia ke kikowaena me ka lepo, kahi haʻahaʻa ka permeability. No ka mea, ʻaʻole hiki ke komo ka lepo, hoʻemi ia i ka wikiwiki o ke kahe ʻana, a inā ʻaʻole mālama ʻia, hiki ke alakaʻi i ka ʻino o loko.
Aia ke kikowaena ma ke kikowaena o ka pā (kikowaena kikowaena) a i ʻole ma ka ʻaoʻao uka (kikowaena uka), ma muli o ka hoʻolālā. ʻO ke alo o ke kikowaena e hana ai i kahi pā lepo ʻoi aku ma mua o kahi puʻu lepo wale nō, akā he ʻōnaehana papa me kāna mau hana ponoʻī.
b) ʻĀpana hoʻololi a me ke kānana
Ma ka ʻaoʻao o ke kikowaena impermeable he mau ʻāpana kānana a me nā ʻāpana hoʻololi. ʻO kēia nā papa o nā mea i hoʻokaʻawale ʻia (mai ka maikaʻi a i ka ʻoi aku ka nui o ka grained) e lawelawe ana i:
- hopu i nā ʻāpana liʻiliʻi i ʻole e lawe ʻia aku e ke kahe o ka wai,
- e hōʻemi i ka pilikia o ka paipu ʻana (ke kūkulu ʻia ʻana o nā "paipu" e hoʻopau ai i ka ʻino i loko o ka pā),
- hoʻemi i ke kaomi o nā pore a kuhikuhi palekana i ke kahe o ka seepage.
He "ʻupena palekana" geotechnical kahi kānana maikaʻi: ʻae ia i kahi nui o ka wai e hele, akā mālama i nā ʻāpana lepo mai ka lawe ʻia ʻana aku.
c) Nā kino paʻa o uka a me lalo (nā pūpū)
ʻO ka pūpū ka nui o ka pā, e hāʻawi ana i ke kūpaʻa. Hana ʻia kēia ʻāpana me ka lepo granular a i ʻole ka hui lepo-pōhaku i hoʻopaʻa ʻia. Ua hoʻolālā ʻia ka pūpū e pale i ka hiolo ʻana o nā pali o uka a me lalo ma muli o nā ukana wai, nā haʻalulu ōlaʻi, a i ʻole nā loli o ka wai.
d) Ka hoʻokahe wai a me ka hoʻokahe ʻana o ka manamana wāwae
I lalo, hoʻokomo pinepine ʻia ka hoʻokahe wai e hōʻiliʻili i ka wai e kahe ana a hoʻokahe iā ia ma ke ʻano i kāohi ʻia. He mea nui ka hoʻokahe wai no:
- hoʻohaʻahaʻa i ka pae wai i loko o ke kino o ka pā,
- e hoʻemi i ke kaomi wai pore e hiki ai ke hoʻonāwaliwali i ka ikaika shear o ka lepo,
- e maʻalahi ai ka nānā ʻana i ka seepage.
e) Palekana pali (riprap)
ʻO nā pali uka i hōʻike ʻia i nā nalu o ka waihona wai ua uhi pinepine ʻia me ka riprap e pale aku i ka ʻino ʻana. Hiki ke pale ʻia nā pali i lalo me ka mauʻu a i ʻole nā pale ʻili ʻē aʻe e pale aku i ka ʻino ʻana i hoʻokumu ʻia e ka ua.
4. Pehea e kāohi ai nā pā lepo i ka wai me ka ʻole o nā "leaka" weliweli?
ʻAʻohe pā lepo i kaʻawale loa mai ke kahe ʻana o ka wai. He mea maʻamau a ʻae ʻia ka liʻiliʻi o ke kahe ʻana o ka wai. ʻO ka mea weliweli, ʻo ia ke kahe ʻana o ka wai i kāohi ʻole ʻia e lawe ana i nā ʻāpana lepo a hana i nā ala eli kūloko (paipu). ʻO ka paipu kekahi o nā kumu koʻikoʻi loa o ka hāʻule ʻana o ka pā.
I mea e palekana ai, ua hoʻolālā ʻia nā pā honua me ʻekolu mau ala nui:
1. Kāohi i ke kahe ʻana ma o kahi ʻiwi haʻahaʻa.
2. E kāohi i ke kahe ʻana me nā kānana a me nā ʻauwai i hiki ai i ka wai kahe ke neʻe ma ke ala "i hoʻolālā ʻia" a ʻaʻole e ʻinoʻino i ka mea.
3. E hōʻoia i ke kūpaʻa me ka hoʻopili kūpono, ka gradient pali palekana, a me ka kaohi maikaʻi o nā mea.
He kuleana koʻikoʻi ka hoʻopili ʻana. Hoʻopiha ʻia ka lepo ma nā papa, a laila hoʻopili ʻia me nā lako kaumaha a hiki i ka hiki ʻana i ka mānoanoa e pono ai. ʻO ka hoʻopili maikaʻi ʻana e hōʻemi i nā hakahaka, hoʻonui i ka ikaika, a hoʻemi i ka permeability.
5. Ke kaʻina hana o kahi pā honua i loko o kahi ʻōnaehana hana mana
I loko o kahi ʻōnaehana mana hydroelectric, ʻaʻole wale ka pā lepo e kāohi i ka wai akā hoʻoponopono pū kekahi i ka ikehu. Eia kahi kaʻina hana i maʻalahi ʻia:
1. Ka hopu ʻana o ka wai (kahe ʻana)
Kahe ka wai mai nā muliwai a me nā kahawai i loko o ka waihona wai. Pili kēia nui i ka ua, ke kūlana o nā kahawai wai, a me ke kau.
2. Ka Waihona
Mālama nā waihona wai i ka wai e hoʻolako i kahi mālama. I nā manawa o ke kahe nui, "mālama" ka pā wai i ka wai. He waiwai nui kēia mālama i nā manawa o ka piʻi ʻana o ke koi uila a i ʻole i nā kau maloʻo.
3. Ka hoʻoponopono ʻana i ka pae wai a me ka hoʻokuʻu ʻana
Hoʻokele ka mea hoʻohana i ka puka komo i ka penstock i kūlike ke kahe i ka turbine me ka noi mana a me nā palena hana. He mea koʻikoʻi ke kumumanaʻo o ke poʻo ma ʻaneʻi: inā hāʻule nui ka pae wai, e emi ana ka pono a me ka mana uila.
4. Hoʻololi ikehu i loko o ka turbine-generator
Kahe ka wai i hoʻopaʻa ʻia i loko o ka turbine, e hoʻohuli ana i nā lau turbine, a hana i ka uila ma o ka mea hana.
5. Hoʻokuʻu ʻana o ka wai (kahe ʻana i waho)
Ma hope o ka hala ʻana i loko o ka turbine, hoʻihoʻi ʻia ka wai i ka muliwai. Ma kēia ʻano, "hoʻohana ʻia" ka ikehu o ka wai, ʻaʻole "hoʻohana ʻia" kona nui—ʻoiai kekahi mau pohō e loaʻa ana ma muli o ka mahu ʻana a me nā pono ʻē aʻe.
6. Ke Alanui Hoʻoheheʻe Wai: palekana i ka wā o ke kahe ʻana
Hilinaʻi nui nā pā lepo i nā ala hoʻokahe wai ma ke ʻano he ʻāpana palekana. ʻAe nā ala hoʻokahe wai i ka wai keu e kahe i ka wā o nā waikahe e pale aku i ka waihona wai mai ke kahe ʻana ma luna o ka piko o ka pā.
He mea koʻikoʻi kēia no ka mea hiki i ka hoʻopuehu ʻana (ka wai e kahe ana ma luna o ka piko o ka pā) ke hoʻopau koke i ke kino lepo o ka pā a alakaʻi i ka hāʻule ʻana. No laila, hana pinepine ʻia nā ala wai me ka sima a i ʻole nā hale kūpaʻa i ka ʻino, a ua helu ʻia ko lākou hiki ke hoʻokumu ʻia ma ke kahe hoʻolālā.
Ma ke ʻano o ka ikehu, kōkua pū nā ala wai e mālama i ka hana palekana o nā hale hana mana hydroelectric. Inā kiʻekiʻe loa ke kahe ʻana, hiki ke hoʻokuʻu ʻia kekahi wai ma o ke ala wai me ka ʻole o ka hele ʻana ma o ka turbine, no ka mea, he palena ko ka ʻōnaehana turbine i ka hoʻokuʻu ʻana a me ke kaomi hana.
7. Nā pilikia o nā pā honua no ka ikehu
ʻOiai he pono, ke kū nei nā pā honua i kekahi mau pilikia:
– Ka waiho ʻana o ka waihona wai: ka lepo a me ke one mai nā wahi e hoʻoneʻe ai i uka, e hoʻemi ana i ka nui o ka waihona wai i emi ai ka mālama ʻana i ka ikehu mai kēlā makahiki a kēia makahiki.
– Ka loli o ke aniau a me nā ʻano ua: ʻoi aku ka paʻakikī o ka maopopo ʻole o ka hoʻokuʻu ʻana i ka hoʻolālā hana a me nā wānana ikehu.
– Paʻa o ka pali: hiki i nā loli wikiwiki o ka pae wai ke hoʻopilikia i ke kūpaʻa o nā pali ma uka (hiʻi wikiwiki).
– Nā ʻōlaʻi: pono nā wahi seismic i nā hoʻolālā kūikawā e pale aku i ka liquefaction a me ka deformation nui.
– Mālama a me ka nānā ʻana: pono e hana mau ʻia nā mea hana e like me nā piezometer, nā mika seepage, a me nā nānā ʻana i ke ʻano hoʻololi i mea e ʻike mua ʻia ai nā hōʻailona pōpilikia.
8. Hopena
ʻO nā pā lepo kahi laʻana o ke ʻano o ka hiki ʻana o nā mea maʻalahi ke lilo i ʻōnaehana ʻenehana kiʻekiʻe ma o ka hoʻolālā kūpono. I ka hana ʻana i ka ikehu, hana nā pā lepo ma ke ʻano he waihona o ka ikehu hiki o ka wai—e hoʻoponopono ana i ka nui a me ke kiʻekiʻe o ka wai i hiki ai i nā turbine ke hana e like me ka mea e pono ai. Aia ko lākou hilinaʻi ma kahi ʻōpū paʻa wai, kahi kānana a me ka ʻōnaehana hoʻokahe wai, ka hoʻopaʻa pono ʻana, a me kahi ala wai e hiki ai ke pale i ka pā mai ke kahe nui ʻana.
ʻOi aku ma mua o nā "wai waihona wai," he mau ʻōnaehana hana ʻia nā pā lepo e kaulike ana i ka palekana, nā pono ikehu, a me ka hoʻokele waiwai wai. Me ka hoʻolālā akahele, ka hana hoʻopaʻa, a me ka mālama mau ʻana, hiki i nā pā lepo ke kākoʻo i kahi lako ikehu maʻemaʻe no ka wā lōʻihi.
