Santrauka
Srauto ir nuosėdų problema yra vienas iš pagrindinių veiksnių, turinčių įtakos Trijų tarpeklių projekto (TGP) dispečeriniam veikimui ir gyvavimo trukmei. TGP demonstravimo, planavimo, projektavimo, statybos ir eksploatavimo metu buvo taikyta daug metodų, tiriant TGP srauto ir nuosėdų problemas, ir gauta daug svarbių rezultatų. Siekiant suprasti srauto ir nuosėdų matavimo eigą Kinijos reprezentatyviuose projektuose ir nuosėdų stebėjimo patirtį labai dideliuose rezervuaruose, šiame straipsnyje daugiausia pristatomas TGP srauto ir nuosėdų matavimas. Jame pateikiama bendra TGP situacija, hidrologinių stočių tinklo pasiskirstymas, matavimo veiksniai, nauja matavimo technologija ir nuosėdų pokyčiai rezervuare ir pasroviui po TGP užtvenkimo. Nuosėdų matavimo rezultatai rodo, kad pagrindinė nuosėdų problemų situacija yra gera, ir šios nuosėdų problemos greičiausiai gali kauptis, vystytis ir keistis laikui bėgant, todėl joms reikėtų skirti nuolatinį dėmesį.
1 ĮVADAS
Trijų tarpeklių projektas (TGP) yra didžiausias vandens taupymo ir hidroenergetikos projektas pasaulyje. Užtvanka yra Sandoupinge, Ičango mieste, Hubėjaus provincijoje, ir tai yra linija tarp Jangdzės upės vidurio ir magistralinės upės aukštupio. Ji kontroliuoja 1 milijono km2 drenažo plotą, o vidutinis metinis nuotėkio kiekis siekia 451 000 milijonų m3. Turėdamas 22,15 milijardo kubinių metrų potvynių kaupimo pajėgumą, projektas atlieka svarbų vaidmenį kontroliuojant Jangdzės upės baseino potvynius. Esant įprastam 175 m užtvenkimo lygiui, bendras rezervuaro kaupimo pajėgumas yra 39 300, iš kurių 22 150 milijonų m3 sudaro potvynių kontrolės pajėgumai. TGP plėtra orientuota į potvynių prevenciją, elektros energijos gamybą ir vandens transportavimą. Ji taip pat pagerins ekologinę aplinką. Per šį laikotarpį buvo pasiekta visapusiška nauda, susijusi su potvynių kontrole, navigacija, elektros energijos gamyba ir vandens išteklių naudojimu.
Būdama svarbia Jangdzės upės vidurupio ir žemupio potvynių kontrolės sistemos dalimi, užtvanka kontroliuoja 96 % įtekėjimo į Dzingdziango upę, pavojingiausią upės ruožą potvynių metu, ir daugiau nei du trečdalius į Uhaną įtekėjimo. Užtvanka atlieka nepakeičiamą vaidmenį mažinant potvynius ir mažinant didžiulius potvynius Jangdzės upės aukštupyje. Iki rugpjūčio pabaigos užtvanka potvynių sezonais sulaikė 180 milijardų kubinių metrų vandens. 2010 ir 2012 m. į ją įtekėdavo daugiau nei 70 000 kubinių metrų per sekundę, o potvynių pikus sumažino apie 40 %, taip gerokai sumažindama potvynių kontrolės spaudimą žemupio rajonuose. Sausuoju metų laiku debitas padidėja iki daugiau nei 5500 kubinių metrų per sekundę, todėl Jangdzės upės vidurupiui ir žemupiui per metus tiekiama daugiau nei 20 milijardų kubinių metrų vandens.
Prototipinis stebėjimas atliekamas siekiant atlikti nuosėdų tyrimus, TGP statybą ir eksploatavimą skirtingais laikotarpiais. Prototipiniai matavimai buvo naudojami nuotėkio ir nuosėdų kiekio skirtumams Jangdzės upės pagrindinėje vagoje, taip pat upės vagos pokyčiams ir evoliucijai analizuoti. Vietovių pasiskirstymas parodytas 1 paveiksle. Dabartiniai stebėjimo rezultatai iš esmės atitinka galimybių studijos etapą (Lu ir Huang, 2013), tačiau dėl nuosėdų sumažėjimo prieš srovę ir kaskadinių rezervuarų statybos Džinšos upėje po 1990 m. Trijų tarpeklių rezervuaro (TGR) sedimentacija yra daug mažesnė nei anksčiau, todėl pasroviui nuo TGP upės vagos erozija yra intensyvesnė ir nutolusi didesniu atstumu.
2 HIDROLOGINIO TINKLO PROJEKTAVIMAS IR MATAVIMO SISTEMA
Siekdama rinkti pagrindinius duomenis ir teikti baseinų inžinerinės statybos paslaugas, Čangdziango vandens išteklių komisija nuo šeštojo dešimtmečio palaipsniui įsteigė daug hidrologinių stočių palei pagrindinę Jangdzės upės uostą ir intakus. Iki 1990-ųjų iš esmės buvo suformuotas visas hidrologinių stočių tinklas ir nuosėdų stebėjimo tinklas. Jį sudaro 118 hidrologinių stočių ir daugiau nei 350 matavimo stočių. Be to, atlikta daug upių tyrimų ir nuosėdų analizės darbų. Per pastaruosius dešimtmečius kelių kartų hidrologiniai ir nuosėdų stebėjimo duomenys suteikė mokslinį pagrindą TGP demonstravimui, projektavimui, statybai ir eksploatavimui.
Prototipinis stebėjimas atliekamas siekiant atlikti nuosėdų tyrimus, TGR statybą ir eksploatavimą skirtingais laikotarpiais. 2003 m., kai rezervuaras pradėjo veikti, nuosėdų problema iškilo tiek viršutiniame, tiek žemupyje, todėl prototipinis stebėjimas ir atitinkami nuosėdų tyrimai buvo atlikti siekiant tiesiogiai prisidėti prie TGP eksploatavimo. Stebėjimo tikslas apima šiuos aspektus: natūralios vagos būklės foninių duomenų surinkimas prieš visišką užtvenkimą; nuorodų pateikimas priimant sprendimus dėl užtvenkimo įrengimo plano; erozijos ir nuosėdų pokyčių stebėjimas realiuoju laiku tiek viršutiniame, tiek žemupyje po užtvenkimo ir problemų nustatymas, kad būtų galima laiku imtis atsakomųjų priemonių; taikomos modeliavimo technologijos patvirtinimas ir TGP nuosėdų prognozavimo patikimumo didinimas.
Hidrologinio nuosėdų prototipo stebėjimo diapazonas apima rezervuaro teritoriją, užtvankos vietą ir žemupį. Nuo 1949 m., remiantis ilgalaikiais nuosėdų matavimais, vagų stebėjimais, tyrinėjimais ir tyrimais, buvo sukaupta daug prototipų stebėjimo duomenų ir analizės tyrimų rezultatų, taip patenkinant planavimo, projektavimo ir mokslinių tyrimų poreikius apibrėžimo etape. Statybos etapas yra tarpinis etapas po profazės, o bendras statybos laikotarpis yra 17 a, todėl būtina nuolat stebėti nuotėkio, nuosėdų ir ribinių sąlygų kitimą. Tai suteikia pagrindą ne tik projektavimui, moksliniams tyrimams, statybai ir eksploatavimui, bet ir projektavimo bei reguliavimo patvirtinimui bei optimizavimui.
Stebėjimo veiksniai daugiausia apima hidrologiją, nuosėdas ir vagos reljefą. Vamos reljefo tyrimas daugiausia skirtas nustatyti vagos evoliucijos neapdorotame vandenyje, nuosėdų nusėdimo rezervuare, erozijos pasroviui ir pagrindinių atkarpų evoliucijos po TGP užtvenkimo dėsningumus.
2 HIDROLOGINIO TINKLO PROJEKTAVIMAS IR MATAVIMO SISTEMA
Siekdama rinkti pagrindinius duomenis ir teikti baseinų inžinerinės statybos paslaugas, Čangdziango vandens išteklių komisija nuo šeštojo dešimtmečio palaipsniui įsteigė daug hidrologinių stočių palei pagrindinę Jangdzės upės uostą ir intakus. Iki 1990-ųjų iš esmės buvo suformuotas visas hidrologinių stočių tinklas ir nuosėdų stebėjimo tinklas. Jį sudaro 118 hidrologinių stočių ir daugiau nei 350 matavimo stočių. Be to, atlikta daug upių tyrimų ir nuosėdų analizės darbų. Per pastaruosius dešimtmečius kelių kartų hidrologiniai ir nuosėdų stebėjimo duomenys suteikė mokslinį pagrindą TGP demonstravimui, projektavimui, statybai ir eksploatavimui.
Prototipinis stebėjimas atliekamas siekiant atlikti nuosėdų tyrimus, TGR statybą ir eksploatavimą skirtingais laikotarpiais. 2003 m., kai rezervuaras pradėjo veikti, nuosėdų problema iškilo tiek viršutiniame, tiek žemupyje, todėl prototipinis stebėjimas ir atitinkami nuosėdų tyrimai buvo atlikti siekiant tiesiogiai prisidėti prie TGP eksploatavimo. Stebėjimo tikslas apima šiuos aspektus: natūralios vagos būklės foninių duomenų surinkimas prieš visišką užtvenkimą; nuorodų pateikimas priimant sprendimus dėl užtvenkimo įrengimo plano; erozijos ir nuosėdų pokyčių stebėjimas realiuoju laiku tiek viršutiniame, tiek žemupyje po užtvenkimo ir problemų nustatymas, kad būtų galima laiku imtis atsakomųjų priemonių; taikomos modeliavimo technologijos patvirtinimas ir TGP nuosėdų prognozavimo patikimumo didinimas.
Hidrologinio nuosėdų prototipo stebėjimo diapazonas apima rezervuaro teritoriją, užtvankos vietą ir žemupį. Nuo 1949 m., remiantis ilgalaikiais nuosėdų matavimais, vagų stebėjimais, tyrinėjimais ir tyrimais, buvo sukaupta daug prototipų stebėjimo duomenų ir analizės tyrimų rezultatų, taip patenkinant planavimo, projektavimo ir mokslinių tyrimų poreikius apibrėžimo etape. Statybos etapas yra tarpinis etapas po profazės, o bendras statybos laikotarpis yra 17 a, todėl būtina nuolat stebėti nuotėkio, nuosėdų ir ribinių sąlygų kitimą. Tai suteikia pagrindą ne tik projektavimui, moksliniams tyrimams, statybai ir eksploatavimui, bet ir projektavimo bei reguliavimo patvirtinimui bei optimizavimui.
Stebėjimo veiksniai daugiausia apima hidrologiją, nuosėdas ir vagos reljefą. Vamos reljefo tyrimas daugiausia skirtas nustatyti vagos evoliucijos neapdorotame vandenyje, nuosėdų nusėdimo rezervuare, erozijos pasroviui ir pagrindinių atkarpų evoliucijos po TGP užtvenkimo dėsningumus.
Radaro vandens lygio srauto greičio jutiklis, skirtas tokiems scenarijams kaip užtvankos, atviri kanalai ir požeminiai vamzdynų tinklai, gali stebėti duomenis realiuoju laiku
Įrašo laikas: 2024 m. lapkričio 4 d.