Abstrakt
Problém s prietokom a sedimentmi je jedným z kľúčových faktorov, ktoré ovplyvňujú dispečing a životnosť projektu Tri rokliny (TGP). Na výskum problémov s prietokom a sedimentmi v TGP počas jeho demonštrácie, plánovania, projektovania, výstavby a prevádzky sa použilo mnoho prístupov a dosiahlo sa mnoho dôležitých výsledkov. Pre pochopenie pokroku merania prietoku a sedimentov v reprezentatívnych čínskych projektoch a skúseností s pozorovaním sedimentov vo veľkých nádržiach sa v tomto článku uvádza najmä meranie prietoku a sedimentov v TGP. Zahŕňa všeobecnú situáciu TGP, rozloženie siete hydrologických staníc, meracie faktory, novú technológiu merania a zmeny sedimentov v nádrži a po prúde po prepustení TGP. Výsledky merania sedimentov ukazujú, že základná situácia problémov so sedimentmi je dobrá a tieto problémy so sedimentmi sa pravdepodobne môžu časom hromadiť, vyvíjať a meniť, preto by sa im mala venovať neustála pozornosť.
1 ÚVOD
Projekt Tri rokliny (TGP) je najväčším projektom na ochranu vody a hydroelektrárne na svete. Priehrada sa nachádza v Sandoupingu v meste Yichang v provincii Chu-pej, čo je deliaca čiara medzi stredným a horným tokom rieky Jang-c'-ťiang. Kontroluje povodňovú plochu 1 milión km2 a priemerný ročný objem odtoku dosahuje 451 000 miliónov m3. S kapacitou akumulačnej vody 22,15 miliardy kubických metrov zohráva projekt dôležitú úlohu v protipovodňovej ochrane povodia rieky Jang-c'-ťiang. S normálnou hladinou vzdutia 175 m je celková akumulačná kapacita nádrže 39 300 m3, z čoho 22 150 miliónov m3 tvorí protipovodňová ochrana. Vývoj TGP sa zameriava na prevenciu povodní, výrobu energie a výhody pre vodnú dopravu. Zlepší tiež ekologické prostredie. Počas tohto obdobia sa dosiahli komplexné výhody v oblasti protipovodňovej ochrany, navigácie, výroby energie a využívania vodných zdrojov.
Ako kľúčová súčasť systému protipovodňovej ochrany v strednom a dolnom toku rieky Jang-c'-ťiang kontroluje priehrada TGP 96 % prítoku do rieky Jingjiang, najnebezpečnejšieho úseku rieky počas povodní, a viac ako dve tretiny prítoku do Wu-chanu. Priehrada TGP zohráva nenahraditeľnú úlohu pri zmierňovaní povodní a znižovaní rozsiahlych záplav v hornom toku rieky Jang-c'-ťiang. Do konca augusta priehrada zadržala počas povodňových období 180 miliárd kubických metrov vody. V rokoch 2010 a 2012 zaznamenala prítok viac ako 70 000 kubických metrov za sekundu a znížila vrcholy povodní približne o 40 %, čím výrazne zmiernila tlak na protipovodňovú ochranu v oblastiach po prúde. Počas období sucha sa prietok zvýšil na viac ako 5 500 kubických metrov za sekundu, čo zabezpečuje viac ako 20 miliárd kubických metrov vody ročne pre stredný a dolný tok rieky Jang-c'-ťiang.
Prototypové pozorovanie sa vykonáva na účely výskumu sedimentov, výstavby a prevádzky TGP v rôznych obdobiach. Prototypové merania sa použili na analýzu zmien v odtoku a zaťažení sedimentmi v hlavnom koryte rieky Jang-c'-ťiang, ako aj zmien a vývoja koryta rieky. Rozloženie lokalít je znázornené na obrázku 1. Súčasné výsledky pozorovania sú v podstate v súlade so štádiom štúdie uskutočniteľnosti (Lu & Huang, 2013), ale v dôsledku zníženia sedimentov proti prúdu a výstavby kaskádových nádrží na rieke Jinsha po 90. rokoch 20. storočia je sedimentácia nádrže Tri rokliny (TGR) oveľa menšia ako predtým, čo má za následok väčšiu intenzitu a vzdialenosť erózie koryta rieky po prúde od TGP.
2 NÁVRH HYDROLOGICKEJ SIETE A SYSTÉM MERANIA
S cieľom zhromažďovať základné údaje a poskytovať služby pre výstavbu povodí postupne Komisia pre vodné zdroje Changjiang od 50. rokov 20. storočia zriadila veľké množstvo hydrologických staníc pozdĺž hlavného toku a prítokov rieky Jang-c'-ťiang. Do 90. rokov 20. storočia bola v podstate vytvorená kompletná sieť hydrologických staníc a sieť monitorovania sedimentov. Zahŕňa 118 hydrologických staníc a viac ako 350 vodomerných staníc. Okrem toho bolo vykonané veľké množstvo prieskumov riek a analýz sedimentov. Hydrologické údaje a údaje z pozorovaní sedimentov z posledných desaťročí počas niekoľkých generácií poskytli vedecký základ pre demonštráciu, projektovanie, výstavbu a prevádzku TGP.
Prototypové pozorovanie sa vykonáva na účely výskumu sedimentov, výstavby a prevádzky nádrže TGR v rôznych obdobiach. Po začatí ukladania sedimentov v roku 2003 sa problém so sedimentmi objavil v hornom aj dolnom toku a prototypové pozorovanie a zodpovedajúci výskum sedimentov sa vykonali priamo na účely prevádzky TGP. Cieľ pozorovania zahŕňa nasledujúce aspekty: zhromaždenie podkladových údajov o stave prirodzeného koryta pred úplným prehradením; vytvorenie referencie pre rozhodnutie o pláne inštalatérskych prehradení; monitorovanie zmien erózie a ukladania v reálnom čase v hornom aj dolnom toku po prehradení a zistenie problémov, aby sa včas prijali protiopatrenia; overenie použitej simulačnej technológie a zvýšenie dôveryhodnosti predpovede sedimentov TGP.
Rozsah pozorovania prototypu hydrologického sedimentu zahŕňa oblasť nádrže, lokalitu priehrady a dolný tok. Od roku 1949 sa na základe dlhodobých meraní sedimentov, pozorovaní koryta a prieskumu a výskumu nahromadilo množstvo údajov z prototypových pozorovaní a výsledkov analytických výskumov, čím sa splnili požiadavky plánovania, projektovania a vedeckého výskumu vo fáze definovania. Fáza výstavby je prechodnou fázou po profáze a celková doba výstavby je 17 rokov, preto je potrebné neustále sledovať zmeny odtoku, sedimentov a okrajových podmienok. To nielen poskytuje základ pre projektovanie, vedecký výskum, výstavbu a prevádzku, ale aj pre validáciu a optimalizáciu projektovania a regulácie.
Monitorovacie faktory zahŕňajú najmä hydrológiu, sedimenty a terén kanála. Prieskum terénu kanála slúži najmä na získanie pravidelnosti vývoja kanála v surovom stave, ukladania sedimentov v nádrži, erózie po prúde a vývoja kľúčových úsekov po vzdutí TGP.
2 NÁVRH HYDROLOGICKEJ SIETE A SYSTÉM MERANIA
S cieľom zhromažďovať základné údaje a poskytovať služby pre výstavbu povodí postupne Komisia pre vodné zdroje Changjiang od 50. rokov 20. storočia zriadila veľké množstvo hydrologických staníc pozdĺž hlavného toku a prítokov rieky Jang-c'-ťiang. Do 90. rokov 20. storočia bola v podstate vytvorená kompletná sieť hydrologických staníc a sieť monitorovania sedimentov. Zahŕňa 118 hydrologických staníc a viac ako 350 vodomerných staníc. Okrem toho bolo vykonané veľké množstvo prieskumov riek a analýz sedimentov. Hydrologické údaje a údaje z pozorovaní sedimentov z posledných desaťročí počas niekoľkých generácií poskytli vedecký základ pre demonštráciu, projektovanie, výstavbu a prevádzku TGP.
Prototypové pozorovanie sa vykonáva na účely výskumu sedimentov, výstavby a prevádzky nádrže TGR v rôznych obdobiach. Po začatí ukladania sedimentov v roku 2003 sa problém so sedimentmi objavil v hornom aj dolnom toku a prototypové pozorovanie a zodpovedajúci výskum sedimentov sa vykonali priamo na účely prevádzky TGP. Cieľ pozorovania zahŕňa nasledujúce aspekty: zhromaždenie podkladových údajov o stave prirodzeného koryta pred úplným prehradením; vytvorenie referencie pre rozhodnutie o pláne inštalatérskych prehradení; monitorovanie zmien erózie a ukladania v reálnom čase v hornom aj dolnom toku po prehradení a zistenie problémov, aby sa včas prijali protiopatrenia; overenie použitej simulačnej technológie a zvýšenie dôveryhodnosti predpovede sedimentov TGP.
Rozsah pozorovania prototypu hydrologického sedimentu zahŕňa oblasť nádrže, lokalitu priehrady a dolný tok. Od roku 1949 sa na základe dlhodobých meraní sedimentov, pozorovaní koryta a prieskumu a výskumu nahromadilo množstvo údajov z prototypových pozorovaní a výsledkov analytických výskumov, čím sa splnili požiadavky plánovania, projektovania a vedeckého výskumu vo fáze definovania. Fáza výstavby je prechodnou fázou po profáze a celková doba výstavby je 17 rokov, preto je potrebné neustále sledovať zmeny odtoku, sedimentov a okrajových podmienok. To nielen poskytuje základ pre projektovanie, vedecký výskum, výstavbu a prevádzku, ale aj pre validáciu a optimalizáciu projektovania a regulácie.
Monitorovacie faktory zahŕňajú najmä hydrológiu, sedimenty a terén kanála. Prieskum terénu kanála slúži najmä na získanie pravidelnosti vývoja kanála v surovom stave, ukladania sedimentov v nádrži, erózie po prúde a vývoja kľúčových úsekov po vzdutí TGP.
Radarový snímač rýchlosti prietoku hladiny vody pre scenáre, ako sú priehrady, otvorené kanály a podzemné potrubné siete, dokáže monitorovať údaje v reálnom čase
Čas uverejnenia: 4. novembra 2024