Sažetak
Problem protoka i sedimenta jedan je od ključnih čimbenika koji utječu na dispečerski rad i vijek trajanja Projekta Tri klanca (TGP). Mnogi pristupi korišteni su za istraživanje problema protoka i sedimenta TGP-a tijekom njegove demonstracije, planiranja, projektiranja, izgradnje i rada, te su dobiveni mnogi važni rezultati. Kako bi se razumio napredak mjerenja protoka i sedimenta u reprezentativnim kineskim projektima i iskustvo promatranja sedimenta u super velikim akumulacijama, u ovom radu se uglavnom predstavlja mjerenje protoka i sedimenta TGP-a. Uključuje opće stanje TGP-a, raspodjelu mreže hidroloških stanica, faktore mjerenja, novu tehnologiju mjerenja i promjene sedimenta u akumulaciji i nizvodno nakon pregrađivanja TGP-a. Rezultati mjerenja sedimenta pokazuju da je osnovno stanje problema sedimenta dobro i da se ti problemi sa sedimentom vjerojatno mogu akumulirati, razvijati i transformirati tijekom vremena, stoga im treba posvećivati stalnu pozornost.
1 UVOD
Projekt Tri klanca (TGP) najveći je projekt očuvanja vode i hidroenergije na svijetu. Brana se nalazi u Sandoupingu, gradu Yichangu, provinciji Hubei, što je razdjelnica između srednjeg i uzvodnog toka rijeke Jangce. Kontrolira područje drenaže od 1 milijun km2, a prosječni godišnji volumen otjecanja doseže 451.000 milijuna m3. S kapacitetom skladištenja poplavne vode od 22,15 milijardi kubičnih metara, projekt igra važnu ulogu u kontroli poplava u slivu rijeke Jangce. S normalnom razinom akumulacije od 175 m, ukupni kapacitet skladištenja akumulacije iznosi 39.300, a od toga je 22.150 milijuna m3 kapaciteta za kontrolu poplava. Razvoj TGP-a usmjeren je na sprječavanje poplava, proizvodnju energije i koristi za vodni prijevoz. Također će poboljšati ekološki okoliš. Tijekom tog razdoblja ostvarene su sveobuhvatne koristi u pogledu kontrole poplava, plovidbe, proizvodnje energije i korištenja vodnih resursa.
Kao ključni dio sustava zaštite od poplava u srednjem i donjem toku rijeke Jangce, brana kontrolira 96% dotoka u rijeku Jingjiang, najopasniji dio rijeke tijekom poplava, i preko dvije trećine dotoka u Wuhan. Brana igra neizostavnu ulogu u ublažavanju poplava i smanjenju masovnih poplava u gornjem toku rijeke Jangce. Do kraja kolovoza brana je zadržala 180 milijardi kubičnih metara vode tijekom poplavnih sezona. U 2010. i 2012. godini zabilježen je dotok od preko 70.000 kubičnih metara u sekundi, a vrhunci poplava smanjeni su za oko 40%, što je uvelike ublažilo pritisak na zaštitu od poplava u nizvodnim područjima. Tijekom sušnih sezona, ispusti su povećani na više od 5500 kubičnih metara u sekundi, osiguravajući više od 20 milijardi kubičnih metara vode godišnje za srednji i donji tok rijeke Jangce.
Prototip promatranja proveden je kako bi se osiguralo istraživanje sedimenta, izgradnja i rad TGP-a u različitim razdobljima. Prototipna mjerenja korištena su za analizu varijacija u otjecanju i opterećenju sedimentom u glavnom kanalu rijeke Jangce, kao i promjena i evolucije korita rijeke. Raspodjela lokacija prikazana je na slici 1. Trenutni rezultati promatranja u osnovi su u skladu s fazom studije izvedivosti (Lu & Huang, 2013.), ali zbog smanjenja uzvodnog sedimenta i izgradnje kaskadnih akumulacija na rijeci Jinsha nakon 1990-ih, sedimentacija akumulacije Tri klanca (TGR) je mnogo manja nego prije, što rezultira većim intenzitetom i udaljenošću erozije korita rijeke nizvodno od TGP-a.
2 PROJEKTIRANJE HIDROLOŠKE MREŽE I SUSTAV MJERENJA
Kako bi prikupila osnovne podatke i pružila usluge za izgradnju slivnih inženjerskih objekata, Komisija za vodne resurse Changjianga postupno je od 1950-ih uspostavila velik broj hidroloških postaja uz glavni tok i pritoke rijeke Jangce. Do 1990-ih u osnovi je formirana kompletna mreža hidroloških postaja i mreža za praćenje sedimenta. Uključuje 118 hidroloških postaja i više od 350 mjernih postaja. Osim toga, dovršena je velika količina istraživanja rijeka i analize sedimenta. Hidrološki podaci i podaci promatranja sedimenta iz proteklih desetljeća tijekom nekoliko generacija pružili su znanstvenu osnovu za demonstraciju, projektiranje, izgradnju i rad TGP-a.
Prototip promatranja proveden je kako bi se osiguralo istraživanje sedimenta, izgradnju i rad TGR-a u različitim razdobljima. Nakon što je akumulacija započela sa skladištenjem 2003. godine, problem sa sedimentom pojavio se i u gornjem i u donjem toku, a prototip promatranja i odgovarajuće istraživanje sedimenta provedeni su izravno radi rada TGP-a. Cilj promatranja uključuje sljedeće aspekte: Savladavanje pozadinskih podataka o stanju prirodnog kanala prije potpunog akumuliranja; Izrada referenci za odluku o planu postavljanja akumulacije; praćenje varijacija erozije i taloženja u stvarnom vremenu i u gornjem i u donjem toku nakon akumulacije i otkrivanje problema kako bi se na vrijeme poduzele protumjere; validacija usvojene tehnologije simulacije i povećanje vjerodostojnosti predviđanja sedimenta TGP-a.
Prototip hidrološkog promatranja sedimenta obuhvaća područje akumulacije, lokaciju brane i donji tok. Od 1949. godine, na temelju dugotrajnog mjerenja sedimenta, promatranja kanala te istraživanja i istraživanja, prikupljeno je mnogo podataka prototipnih promatranja i rezultata analiza, čime se zadovoljavaju potrebe planiranja, projektiranja i znanstvenih istraživanja u fazi definiranja. Faza izgradnje je međufaza koja slijedi profazu, a ukupno razdoblje izgradnje je 17 sati, stoga je potrebno kontinuirano pratiti promjene otjecanja, sedimenta i graničnih uvjeta. To ne samo da pruža oslonac za projektiranje, znanstveno istraživanje, izgradnju i rad, već i za validaciju i optimizaciju projektiranja i regulacije.
Čimbenici praćenja uglavnom uključuju hidrologiju, sediment i teren kanala. Istraživanje terena kanala uglavnom služi za utvrđivanje pravilnosti evolucije kanala u sirovom stanju, taloženja sedimenta u akumulaciji, erozije nizvodno i evolucije ključnih dionica nakon pregrađivanja TGP-a.
2 PROJEKTIRANJE HIDROLOŠKE MREŽE I SUSTAV MJERENJA
Kako bi prikupila osnovne podatke i pružila usluge za izgradnju slivnih inženjerskih objekata, Komisija za vodne resurse Changjianga postupno je od 1950-ih uspostavila velik broj hidroloških postaja uz glavni tok i pritoke rijeke Jangce. Do 1990-ih u osnovi je formirana kompletna mreža hidroloških postaja i mreža za praćenje sedimenta. Uključuje 118 hidroloških postaja i više od 350 mjernih postaja. Osim toga, dovršena je velika količina istraživanja rijeka i analize sedimenta. Hidrološki podaci i podaci promatranja sedimenta iz proteklih desetljeća tijekom nekoliko generacija pružili su znanstvenu osnovu za demonstraciju, projektiranje, izgradnju i rad TGP-a.
Prototip promatranja proveden je kako bi se osiguralo istraživanje sedimenta, izgradnju i rad TGR-a u različitim razdobljima. Nakon što je akumulacija započela sa skladištenjem 2003. godine, problem sa sedimentom pojavio se i u gornjem i u donjem toku, a prototip promatranja i odgovarajuće istraživanje sedimenta provedeni su izravno radi rada TGP-a. Cilj promatranja uključuje sljedeće aspekte: Savladavanje pozadinskih podataka o stanju prirodnog kanala prije potpunog akumuliranja; Izrada referenci za odluku o planu postavljanja akumulacije; praćenje varijacija erozije i taloženja u stvarnom vremenu i u gornjem i u donjem toku nakon akumulacije i otkrivanje problema kako bi se na vrijeme poduzele protumjere; validacija usvojene tehnologije simulacije i povećanje vjerodostojnosti predviđanja sedimenta TGP-a.
Prototip hidrološkog promatranja sedimenta obuhvaća područje akumulacije, lokaciju brane i donji tok. Od 1949. godine, na temelju dugotrajnog mjerenja sedimenta, promatranja kanala te istraživanja i istraživanja, prikupljeno je mnogo podataka prototipnih promatranja i rezultata analiza, čime se zadovoljavaju potrebe planiranja, projektiranja i znanstvenih istraživanja u fazi definiranja. Faza izgradnje je međufaza koja slijedi profazu, a ukupno razdoblje izgradnje je 17 sati, stoga je potrebno kontinuirano pratiti promjene otjecanja, sedimenta i graničnih uvjeta. To ne samo da pruža oslonac za projektiranje, znanstveno istraživanje, izgradnju i rad, već i za validaciju i optimizaciju projektiranja i regulacije.
Čimbenici praćenja uglavnom uključuju hidrologiju, sediment i teren kanala. Istraživanje terena kanala uglavnom služi za utvrđivanje pravilnosti evolucije kanala u sirovom stanju, taloženja sedimenta u akumulaciji, erozije nizvodno i evolucije ključnih dionica nakon pregrađivanja TGP-a.
Radarski senzor brzine protoka razine vode za scenarije kao što su brane, otvoreni kanali i podzemne cjevovodne mreže, može pratiti podatke u stvarnom vremenu
Vrijeme objave: 04.11.2024.