Der Oroville Dam ist ein Erdschüttdamm nordnordöstlich von Oroville im Butte County des US-Bundesstaates Kalifornien. Er staut das Wasser des Feather River in den Vorbergen am westlichen Abhang der Sierra Nevada zum Lake Oroville auf, erzeugt Elektrizität und versorgt als Teil des California State Water Project Zentral- und Süd-Kalifornien mit Bewässerungs- und Trinkwasser. Die Stauanlage fungiert auch als Pumpspeicherkraftwerk zur Energiespeicherung und dient außerdem dem Hochwasserschutz und der Freizeiterholung.
Der Oroville Dam ist Teil einer Reihe von wasserbaulichen Anlagen am Feather River, dem Oroville-Thermalito Complex, einer Kette von Sperrbauwerken, Speicherseen und Kraftwerken, die betrieblich miteinander verbunden sind.
Bauwerk Dammbauwerk Der Oroville Dam ist noch vor dem Hoover Dam die höchste Talsperre in den Vereinigten Staaten und unter den 20 größten der Welt bei Bauwerkshöhe und Dammvolumen. Der Staudamm ist ein 235 Meter hoher und 2.317 Meter langer Zonen-Erddamm, der 4,36 Kubikkilometer (= Milliarden Kubikmeter) Wasser zurückhält. Rechtsseitig und etwas abgesetzt vom eigentlichen Dammkörper sind an einem das Tal abriegelnden Höhenzug Vorrichtungen zur Hochwasserentlastung vorhanden. Sie bestehen aus einem Bauwerk mit beweglichen Wehrtoren mit nachfolgender Schussrinne und Tosbecken sowie einem Notüberlauf mit einem Ablauf des Wassers über ein natürliches Bett im Gelände.
Beim Kavernenkraftwerk unter dem Dammbauwerk ist ein Grundablass vorhanden. Sollte der Seepegel unter 195 m fallen, ist dieser Ablass die einzige Möglichkeit, die dann noch im Speicher befindlichen 1,05 Kubikkilometer Wasser dem Unterlauf des Feather River zuzuführen. Dies ist insbesondere bei Trockenheit von Belang, da das Flussbett sonst austrocknen würde."River Valve Outlet System", Präsentation des Department of Water Resources, 2015 englische Sprache, PDF-Datei, abgerufen am 8. Januar 2023
Sowohl die Betriebsüberläufe, Hochwasserentlastungen, Ablassvorrichtungen als auch der Kraftwerksabfluss des Oroville-Staudammes münden in den Thermalito Diversion Pool, eine weitere Stauhaltung, die im ursprünglichen Bett des Feather River durch den einige Kilometer flussabwärts befindlichen Thermalito Diversion Dam gestaut wird.Oroville Facilities Overview, Department of Water Resources, mit Kartendarstellung, englische Sprache, abgerufen am 1. März 2017
Pumpspeicherkraftwerk Im linksseitigen Felsgebirge unterhalb des Fußes des Schüttdammes befindet sich ein Kavernenkraftwerk, welches das Wasserkraftpotential des aufgestauten Reservoirs nützt. In einer im Fels errichteten Kaverne mit der Grundfläche zweier Fußballfelder sind sechs Maschinensätze installiert, von denen drei im Generatorbetrieb eine Leistung von je 132 Megavoltampere und drei eine von 141 MVA haben, was einer insgesamt installierten Generatorleistung von 819 MVA entspricht. Die Konstruktionsfallhöhe beträgt dabei ca. 187 Meter, die variable Fallhöhe je nach Wasserstand im Staubecken 125 bis 206 Meter. Der Nenndurchfluss beträgt bei Maximalleistung 480 m3/s. Das Triebwasser wird dem Kraftwerk durch zwei Druckleitungen von je 6,70 m Durchmesser vom Einlaufbauwerk am Stausee zugeführt. Der Abfluss des abgearbeiteten Wassers erfolgt über eine Freispiegelleitung und eine Druckrohrleitung in den Thermalito Diversion Pool.
Drei der sechs Maschinen sind als Pumpturbinen ausgebildet, um die Anlage in Schwachlastzeiten als Pumpspeicherkraftwerk betreiben zu können. Dazu wird das Funktionsprinzip dieser drei Pumpturbinen-Maschinensätze umgekehrt und mit der im Stromnetz vorhandenen überschüssigen elektrischen Energie Wasser vom Unterwasser, dem Thermalito Diversion Pool, in den Stausee zurückgepumpt. Die Auslegungspumphöhe beträgt dabei 180 Meter, wobei ein Volumenstrom von 53 m3/s pro Maschinensatz erreicht wird; die Gesamtpumpleistung der Anlage beträgt 159 m3/s. Die Maschinen haben im Pumpbetrieb eine Leistung von je 129 Megawatt
Fischaufstiegsanlage Zum Ausgleich der Beeinträchtigung der Fischwanderung durch die Querbauwerke wurde in Oroville die Feather River Fish Hatchery errichtet. Dies ist eine Fischzuchtanlage, in der zur Erhaltung der natürlichen Arten Königslachse und Regenbogenforellen („Steelheads“) gezüchtet und in den Feather River eingesetzt werden. An der Fischleiter bzw. Fischaufstiegsanlage der Anlage kann man im September und Oktober die Lachswanderung durch Unterwasserfenster beobachten.Feather River Fish Hatchery, Homepage, englische Sprache, abgerufen am 10. März 2017
Geschichte Die Bauarbeiten begannen 1957 mit Straßenverlegungen und endeten mit der Einweihung 1968. Das Baumaterial (Lehm, Sand, Kies) wurde zum größten Teil per Schaufelradbagger, Bandförderanlagen und Pendelzügen von einem ehemaligen Nassbaggerfeld, wo südlich von Oroville Gold gewonnen wurde, auf die Baustelle transportiert.
Seit 1975, als ein Erdbeben mit einer Magnitude von 5,7 bei Oroville auftrat, weiß man, dass der Staudamm auf einer aktiven geologischen Verwerfung gebaut wurde.
2005 forderten drei Umweltverbände von der Federal Energy Regulatory Commission (FERC), den Notüberlauf des Dammes mit Beton zu sichern, anstatt den ungesicherten Erddamm-Überlauf zu belassen. Die Umweltverbände erklärten, dass der Erddamm-Überlauf modernen Sicherheitsstandards nicht gerecht würde. Falls der Notüberlauf genutzt werden müsste, könnte dies zu schweren Erosionen am Erddamm-Überlauf führen und dies wiederum zu Überschwemmungen in Ortschaften unterhalb des Dammes. Die FERC und weitere Behörden, welche die Kosten für die Sicherung des Notüberlauf mit Beton tragen müssten, hielten dies für unnötig und die Bedenken für übertrieben.
Unfall am Grundablass 2009 Am 22. Juli 2009 ereignete sich in der unterirdischen Schieberkammer des Grundablasses ein Unfall, als beim testweisen Öffnen der Grundablassventile ein starker Luft-Unterdruck in der Auslaufleitung erzeugt wurde, der eine als Druckschott wirkende Trennwand einstürzen ließ und die Betätigungsplattform der Ablassventile verwüstete. Ein Arbeiter wurde schwer, mehrere andere leicht verletzt.Inspection: 313228637 – Ca Water Resources, Untersuchungsbericht der Occupational Safety and Health Administration (OSHA), abgerufen am 10. März 2017. Die Schieberkammer befindet sich unter dem Damm nahe der Kraftwerkskaverne des Hyatt Power Plant im Verlauf eines zu Bauzeiten angelegten Umgehungstunnels. Die beiden Grundablassventile konnten nur von der beschädigten Plattform aus betätigt werden. Ein im Auslauftunnel unterhalb der Mündungen der Howell-Bunger-Ventile vorgesehener ringförmiger Störkörper (baffle ring) zur Beruhigung der Strömung war im Frühjahr 2009 vom Betreiber ausgebaut worden, da er beschädigt war. Durch die mit hoher Geschwindigkeit in den Tunnel schießenden Wasserstrahlen wurde eine derart turbulente Strömung erzeugt, dass die Belüftung des Tunnels versagte und der Unterdruck entstand, der die Schäden verursachte. Als Folge des Unfalles wurde der Betrieb der Grundablassventile untersagt, da diese nicht ohne Gefährdung des Personals betätigt werden konnten.DWR planning study on worrisome river valves blamed in 2009 Oroville Dam accident, Bericht auf OrovilleMR-News, abgerufen am 10. März 2017. In den Jahren 2014 bis 2015 wurde der Grundablass saniert. Dazu wurden die Ventile ausgebaut und grundüberholt sowie eine neue Steuerung installiert, deren Steuerwarte sich nun in der Turbinenhalle des Kraftwerks befindet und eine ferngesteuerte Betätigung der Ventile erlaubt. Aufgrund des nach wie vor fehlenden Störkörpers wurde in der Trockensommerphase 2014 und 2015 der Grundablass mit reduziertem Durchfluss betrieben. 2016 wurde ein neuer baffle ring installiert, der eine uneingeschränkte Ventilöffnung erlaubt. Bei voller Stauhöhe könnte so ein Wasserabfluss von 153 m3/s erzielt werden. Jedoch war der Grundablass zu Beginn der Hochwasserprobleme im Frühjahr 2017 wieder nicht benutzbar, da ab Januar 2017 Arbeiten zur Verbesserung des Brandschutzes in den unterirdischen Anlagen durchgeführt wurden, wodurch die Ventile nicht betätigt werden konnten.Key Oroville Drain Plugged as Heavy Storms Pounded the Reservoir, Bericht auf Newsdeeply.com, abgerufen am 17. März 2017.
Versagen der Hochwasserentlastung 2017
mini|Beschädigung in der Schussrinne am 8. Februar 2017 mini|Wasser bricht aus der beschädigten Schussrinne aus, 11. Februar 2017 mini|Wasser überflutet den Notüberlauf. Im Vordergrund der obere Bereich der Schussrinne der Hochwasserentlastung, 11. Februar 2017 mini|Die zerstörte Schussrinne und deren Umgebung nach der vorläufigen Außerbetriebnahme am 27. Februar 2017 Im Februar 2017 hatte der Staudamm nach wochenlangen Regenfällen sein maximales Stauziel erreicht.Matt Hamilton und Shelby Grad: Too much water: How Oroville Dam problems became a crisis, in: Los Angeles Times vom 12. Februar 2017, zuletzt abgerufen am 12. Februar 2017. Plangemäß wurde daraufhin die regulierbare Hochwasserentlastung, die aus einem Sperrenbauwerk auf Höhe der Dammkrone und einem betonierten Schussgerinne besteht, in Betrieb genommen.
Dabei brachen ab dem 7. Februar 2017 Teile des betonierten Gerinnes aus. Um eine weiter nach oben zum Sperrenwerk voranschreitende Zerstörung des Gerinnes zu verzögern, wurde die Abflussmenge wieder verringert, was zu einem weiteren Ansteigen des Wasserspiegels im Stausee und schließlich zum Überlauf über den seitlich davon gelegenen Notüberlaufbereich führte, der jedoch über keine erosionsverhindernde Wasserableitung verfügte. Dieser Überlauf, der eigentlich den regulierbaren Hochwasserablauf entlasten sollte, wurde zum ersten Mal in seinem 48-jährigen Bestehen aktiv.DWR Increases Oroville Spillway Flows, Pressemitteilung des California Department of Water Resources (DWR) vom 9. Februar 2017 (PDF) Um eine Katastrophe durch eine Unterspülung des Notüberlaufs zu verhindern, wurde die über das betonierte Hochwasserentlastungsgerinne des Staudammes abfließende Wassermenge wieder erhöht, was den Wasserspiegel des Stausees absinken ließ, jedoch zu massivem Fortschreiten der Schäden an der Schussrinne führte. Teile des Wassers der Schussrinne flossen nun neben der Rinne und führten zu massiver Erosion am Hang.
Evakuierung