Резюме
Проблемът с потока и седиментите е един от ключовите фактори, които влияят върху диспечерската работа и жизнения цикъл на проекта „Три клисури“ (TGP). Много подходи са използвани за изследване на проблемите с потока и седиментите на TGP по време на неговото демонстриране, планиране, проектиране, строителство и експлоатация и са получени много важни резултати. За да се разбере напредъкът в измерването на потока и седиментите в представителните проекти на Китай и опитът от наблюдението на седименти в свръхголеми резервоари, в тази статия е представено основно измерването на потока и седиментите на TGP. То включва общото състояние на TGP, разпределението на мрежата от хидроложки станции, факторите на измерване, новата технология за измерване и промените в седиментите в резервоара и надолу по течението след преграждането на TGP. Резултатите от измерването на седиментите показват, че основното състояние на проблемите със седиментите е добро и тези проблеми вероятно ще се натрупват, развиват и трансформират с течение на времето, така че трябва да им се обръща постоянно внимание.
1 ВЪВЕДЕНИЕ
Проектът „Трите клисури“ (TGP) е най-големият проект за опазване на водите и хидроенергия в света. Язовирът се намира в Сандупинг, град Ичан, провинция Хубей, което е разделителната линия между средното течение и горното течение на река Яндзъ. Той контролира дренажна площ от 1 милион км², а средният годишен обем на оттичане достига 451 000 милиона м³. С капацитет за съхранение на наводнения от 22,15 милиарда кубически метра, проектът играе важна роля в контрола на наводненията в басейна на река Яндзъ. С нормално ниво на водосбор от 175 м, общият капацитет за съхранение на резервоара е 39 300, от които 22 150 милиона м³ са капацитетът за контрол на наводненията. Развитието на TGP се фокусира върху предотвратяване на наводнения, производство на електроенергия и ползи за водния транспорт. Той също така ще подобри екологичната среда. През този период бяха постигнати всеобхватни ползи по отношение на контрола на наводненията, корабоплаването, производството на електроенергия и използването на водните ресурси.
Като ключова част от системата за контрол на наводненията в средното и долното течение на река Яндзъ, язовирната стена контролира 96% от притока към река Дзиндзян, най-опасният речен участък по време на наводнения, и над две трети от притока към Ухан. Язовирната стена играе незаменима роля за смекчаване на наводненията и за намаляване на масивните наводнения в горното течение на река Яндзъ. До края на август язовирната стена е задържала 180 милиарда кубически метра вода по време на сезоните на наводнения. През 2010 и 2012 г. е регистрирал приток от над 70 000 кубически метра в секунда и е намалила пиковете на наводненията с около 40%, което значително облекчава натиска за контрол на наводненията в районите надолу по течението. По време на сухите сезони дебитът е увеличен до над 5500 кубически метра в секунда, осигурявайки над 20 милиарда кубически метра вода годишно за средното и долното течение на река Яндзъ.
Прототипното наблюдение е извършено, за да обслужи изследването на седиментите, изграждането и експлоатацията на TGP през различните периоди. Прототипните измервания са използвани за анализ на промените в оттока и натоварването от седименти в главното русло на река Яндзъ, както и промените и еволюцията на речното корито. Разпределението на обектите е показано на Фигура 1. Настоящите резултати от наблюденията са в общи линии в съответствие с етапа на проучване за осъществимост (Lu & Huang, 2013), но поради намаляването на седиментите нагоре по течението и изграждането на каскадни резервоари на река Джинша след 90-те години на миналия век, седиментацията на язовир „Три клисури“ (TGR) е много по-малка от преди, което води до по-голяма интензивност и разстояние на ерозия на речното корито надолу по течението от TGP.
2 ПРОЕКТИРАНЕ НА ХИДРОЛОГИЧНА МРЕЖА И СИСТЕМА ЗА ИЗМЕРВАНЕ
За да събира основни данни и да предоставя услуги за строителство на басейнови инженерни съоръжения, Комисията по водните ресурси на Чанцзян постепенно е създала голям брой хидроложки станции по основното течение и притоците на река Яндзъ от 50-те години на миналия век. До 90-те години на миналия век е била основно изградена цялостна мрежа от хидроложки станции и мрежа за мониторинг на седиментите. Тя включва 118 хидроложки станции и повече от 350 измервателни станции. Освен това е извършен голям обем речни проучвания и анализ на седиментите. Данните от хидроложки и седиментни наблюдения от последните десетилетия в продължение на няколко поколения са осигурили научна основа за демонстрацията, проектирането, изграждането и експлоатацията на TGP.
Прототипното наблюдение е извършено, за да обслужи изследването на седиментите, изграждането и експлоатацията на резервоара за замърсяване на водите (TGR) през различните периоди. След като язовирът започна да съхранява насипи през 2003 г., проблемът със седиментите се появи както в горното, така и в долното течение, и прототипното наблюдение и съответните изследвания на седиментите бяха извършени, за да обслужват директно експлоатацията на TGP. Целта на наблюдението включва следните аспекти: Овладяване на фоновите данни за състоянието на естествения канал преди пълното му преграждане; Определяне на отправна точка за вземане на решение за план за поетапно преграждане на водите; наблюдение в реално време на промените в ерозията и отлаганията както в горното, така и в долното течение след преграждане на водите, и откриване на проблемите, така че да се предприемат своевременни контрамерки; валидиране на възприетата симулационна технология и повишаване на достоверността на прогнозирането на седиментите в TGP.
Прототипният обхват на наблюдение на хидрологичните седименти включва района на резервоара, язовирната стена и долното течение на реката. От 1949 г. насам, въз основа на дългогодишни измервания на седиментите, наблюдения на каналите, проучвания и изследвания, са натрупани много данни от прототипни наблюдения и резултати от анализи, които отговарят на нуждите на планирането, проектирането и научните изследвания във фазата на дефиниране. Фазата на строителство е междинна, следваща профазата, а общият период на строителство е 17 години, така че е необходимо непрекъснато наблюдение на вариациите в оттока, седиментите и граничните условия. Това не само осигурява зависимост за проектиране, научни изследвания, строителство и експлоатация, но и за валидиране и оптимизиране на проекта и регулирането.
Факторите за мониторинг включват главно хидрология, седименти и терен на канала. Проучването на терена на канала е предназначено главно да се установи закономерността в еволюцията на канала в суровия му вид, отлагането на седименти в резервоара, ерозията надолу по течението и еволюцията на ключовите участъци след затварянето на TGP.
2 ПРОЕКТИРАНЕ НА ХИДРОЛОГИЧНА МРЕЖА И СИСТЕМА ЗА ИЗМЕРВАНЕ
За да събира основни данни и да предоставя услуги за строителство на басейнови инженерни съоръжения, Комисията по водните ресурси на Чанцзян постепенно е създала голям брой хидроложки станции по основното течение и притоците на река Яндзъ от 50-те години на миналия век. До 90-те години на миналия век е била основно изградена цялостна мрежа от хидроложки станции и мрежа за мониторинг на седиментите. Тя включва 118 хидроложки станции и повече от 350 измервателни станции. Освен това е извършен голям обем речни проучвания и анализ на седиментите. Данните от хидроложки и седиментни наблюдения от последните десетилетия в продължение на няколко поколения са осигурили научна основа за демонстрацията, проектирането, изграждането и експлоатацията на TGP.
Прототипното наблюдение е извършено, за да обслужи изследването на седиментите, изграждането и експлоатацията на резервоара за замърсяване на водите (TGR) през различните периоди. След като язовирът започна да съхранява насипи през 2003 г., проблемът със седиментите се появи както в горното, така и в долното течение, и прототипното наблюдение и съответните изследвания на седиментите бяха извършени, за да обслужват директно експлоатацията на TGP. Целта на наблюдението включва следните аспекти: Овладяване на фоновите данни за състоянието на естествения канал преди пълното му преграждане; Определяне на отправна точка за вземане на решение за план за поетапно преграждане на водите; наблюдение в реално време на промените в ерозията и отлаганията както в горното, така и в долното течение след преграждане на водите, и откриване на проблемите, така че да се предприемат своевременни контрамерки; валидиране на възприетата симулационна технология и повишаване на достоверността на прогнозирането на седиментите в TGP.
Прототипният обхват на наблюдение на хидрологичните седименти включва района на резервоара, язовирната стена и долното течение на реката. От 1949 г. насам, въз основа на дългогодишни измервания на седиментите, наблюдения на каналите, проучвания и изследвания, са натрупани много данни от прототипни наблюдения и резултати от анализи, които отговарят на нуждите на планирането, проектирането и научните изследвания във фазата на дефиниране. Фазата на строителство е междинна, следваща профазата, а общият период на строителство е 17 години, така че е необходимо непрекъснато наблюдение на вариациите в оттока, седиментите и граничните условия. Това не само осигурява зависимост за проектиране, научни изследвания, строителство и експлоатация, но и за валидиране и оптимизиране на проекта и регулирането.
Факторите за мониторинг включват главно хидрология, седименти и терен на канала. Проучването на терена на канала е предназначено главно да се установи закономерността в еволюцията на канала в суровия му вид, отлагането на седименти в резервоара, ерозията надолу по течението и еволюцията на ключовите участъци след затварянето на TGP.
Радарен сензор за ниво на водата, предназначен за сценарии като язовири, открити канали и подземни тръбопроводни мрежи. Той може да наблюдава данни в реално време.
Време на публикуване: 04 ноември 2024 г.