Abstraktní
Problém s průtokem a sedimenty je jedním z klíčových faktorů, které ovlivňují dispečerský provoz a životnost projektu Tři soutěsky (TGP). Během demonstrace, plánování, návrhu, výstavby a provozu bylo použito mnoho přístupů k výzkumu problémů s průtokem a sedimenty v TGP a bylo získáno mnoho důležitých výsledků. Pro pochopení pokroku v měření průtoku a sedimentů v reprezentativních čínských projektech a zkušeností s pozorováním sedimentů ve velkých nádržích je v tomto článku představeno především měření průtoku a sedimentů v TGP. Zahrnuje obecnou situaci TGP, rozložení sítě hydrologických stanic, měřicí faktory, novou měřicí technologii a změny sedimentů v nádrži a po proudu po vzdutí TGP. Výsledky měření sedimentů ukazují, že základní situace problémů se sedimenty je dobrá a tyto problémy se sedimenty se pravděpodobně mohou v průběhu času hromadit, rozvíjet a transformovat, proto by jim měla být věnována neustálá pozornost.
1 ÚVOD
Projekt Tři soutěsky (TGP) je největším projektem na ochranu vodních zdrojů a vodní energie na světě. Přehrada se nachází v Sandoupingu ve městě I-čchang v provincii Chu-pej, což je dělicí čára mezi středním a horním tokem řeky Jang-c'-ťiang. Reguluje povodí o rozloze 1 milionu km² a průměrný roční objem odtoku dosahuje 451 000 milionů m³. S kapacitou pro zadržování povodní 22,15 miliardy metrů krychlových hraje projekt významnou roli v protipovodňové ochraně povodí řeky Jang-c'-ťiang. S normální hladinou vzdutí 175 m je celková kapacita nádrže 39 300 m³, z čehož 22 150 milionů m³ představuje protipovodňová ochrana. Výstavba TGP se zaměřuje na prevenci povodní, výrobu energie a přínosy pro vodní dopravu. Zlepší také ekologické prostředí. Během tohoto období byly dosaženy komplexní výhody v oblasti protipovodňové ochrany, plavby, výroby energie a využívání vodních zdrojů.
Jako klíčová součást systému protipovodňové ochrany ve středním a dolním toku řeky Jang-c'-ťiang kontroluje přehrada TGP 96 % přítoku do řeky Ťing-ťiang, nejnebezpečnějšího úseku řeky během povodní, a více než dvě třetiny přítoku do Wu-chanu. Přehrada TGP hraje nepostradatelnou roli při zmírňování povodní a snižování masivních záplav v horním toku řeky Jang-c'-ťiang. Do konce srpna přehrada zadržela během povodňových období 180 miliard metrů krychlových vody. V letech 2010 a 2012 zaznamenala přítok přes 70 000 metrů krychlových za sekundu a snížila vrcholy povodní přibližně o 40 %, čímž výrazně zmírnila tlak na protipovodňovou ochranu v oblastech po proudu. Během období sucha se průtoky zvýšily na více než 5 500 metrů krychlových za sekundu, což pro střední a dolní tok řeky Jang-c'-ťiang poskytuje více než 20 miliard metrů krychlových vody ročně.
Prototypové pozorování bylo provedeno za účelem výzkumu sedimentů, výstavby a provozu TGP v různých obdobích. Prototypová měření byla použita k analýze změn odtoku a zatížení sedimenty v hlavním korytě řeky Jang-c'-ťiang, jakož i změn a vývoje koryta řeky. Rozložení lokalit je znázorněno na obrázku 1. Současné výsledky pozorování jsou v podstatě v souladu s fází studie proveditelnosti (Lu & Huang, 2013), ale v důsledku snížení sedimentů proti proudu a výstavby kaskádových nádrží na řece Jinsha po 90. letech 20. století je sedimentace nádrže Tři soutěsky (TGR) mnohem menší než dříve, což má za následek větší intenzitu a vzdálenost eroze koryta řeky po proudu od TGP.
2 NÁVRH HYDROLOGICKÉ SÍTĚ A SYSTÉM MĚŘENÍ
Pro shromažďování základních dat a poskytování služeb pro výstavbu povodí postupně zřizovala Komise pro vodní zdroje Changjiang od 50. let 20. století velké množství hydrologických stanic podél hlavního toku a přítoků řeky Jang-c'-ťiang. Do 90. let 20. století byla v podstatě vytvořena kompletní síť hydrologických stanic a síť pro monitorování sedimentů. Zahrnuje 118 hydrologických stanic a více než 350 vodoměrných stanic. Kromě toho bylo provedeno velké množství průzkumů řek a analýz sedimentů. Hydrologická data a data z pozorování sedimentů z posledních desetiletí po několik generací poskytla vědecký základ pro demonstraci, návrh, výstavbu a provoz TGP.
Prototypové pozorování je provedeno za účelem výzkumu sedimentů, výstavby a provozu nádrže TGR v různých obdobích. Poté, co v roce 2003 začala nádrž ukládat sedimenty, se problém se sedimenty objevil jak v horním, tak v dolním toku. Prototypové pozorování a odpovídající výzkum sedimentů byly provedeny přímo pro provoz TGP. Cíl pozorování zahrnuje následující aspekty: Zvládnutí podkladových dat o stavu přirozeného koryta před úplným přehřátím; Vypracování podkladových dat pro rozhodnutí o plánu instalace přehřátí; monitorování změn eroze a depozice v reálném čase v horním i dolním toku po přehřátí a zjištění problémů, aby bylo možné včas přijmout protiopatření; ověření použité simulační technologie a zvýšení důvěryhodnosti předpovědi sedimentů v TGP.
Prototypový rozsah pozorování hydrologických sedimentů zahrnuje oblast nádrže, místo přehrady a dolní tok. Od roku 1949 bylo na základě dlouhodobého měření sedimentů, pozorování koryta a průzkumu a výzkumu nashromážděno velké množství dat z prototypových pozorování a výsledků analytického výzkumu, což splňuje požadavky plánování, projektování a vědeckého výzkumu ve fázi definování. Fáze výstavby je mezifází, která následuje po profázi, a celková doba výstavby je 17 let, takže je nutné průběžně sledovat změny odtoku, sedimentů a okrajových podmínek. To poskytuje základ nejen pro projektování, vědecký výzkum, výstavbu a provoz, ale také pro validaci a optimalizaci návrhu a regulace.
Monitorovací faktory zahrnují zejména hydrologii, sedimenty a terén koryta. Průzkum terénu koryta slouží především k získání pravidelnosti vývoje koryta v surovém stavu, ukládání sedimentů v nádrži, eroze po proudu a vývoje klíčových úseků po vzdutí TGP.
2 NÁVRH HYDROLOGICKÉ SÍTĚ A SYSTÉM MĚŘENÍ
Pro shromažďování základních dat a poskytování služeb pro výstavbu povodí postupně zřizovala Komise pro vodní zdroje Changjiang od 50. let 20. století velké množství hydrologických stanic podél hlavního toku a přítoků řeky Jang-c'-ťiang. Do 90. let 20. století byla v podstatě vytvořena kompletní síť hydrologických stanic a síť pro monitorování sedimentů. Zahrnuje 118 hydrologických stanic a více než 350 vodoměrných stanic. Kromě toho bylo provedeno velké množství průzkumů řek a analýz sedimentů. Hydrologická data a data z pozorování sedimentů z posledních desetiletí po několik generací poskytla vědecký základ pro demonstraci, návrh, výstavbu a provoz TGP.
Prototypové pozorování je provedeno za účelem výzkumu sedimentů, výstavby a provozu nádrže TGR v různých obdobích. Poté, co v roce 2003 začala nádrž ukládat sedimenty, se problém se sedimenty objevil jak v horním, tak v dolním toku. Prototypové pozorování a odpovídající výzkum sedimentů byly provedeny přímo pro provoz TGP. Cíl pozorování zahrnuje následující aspekty: Zvládnutí podkladových dat o stavu přirozeného koryta před úplným přehřátím; Vypracování podkladových dat pro rozhodnutí o plánu instalace přehřátí; monitorování změn eroze a depozice v reálném čase v horním i dolním toku po přehřátí a zjištění problémů, aby bylo možné včas přijmout protiopatření; ověření použité simulační technologie a zvýšení důvěryhodnosti předpovědi sedimentů v TGP.
Prototypový rozsah pozorování hydrologických sedimentů zahrnuje oblast nádrže, místo přehrady a dolní tok. Od roku 1949 bylo na základě dlouhodobého měření sedimentů, pozorování koryta a průzkumu a výzkumu nashromážděno velké množství dat z prototypových pozorování a výsledků analytického výzkumu, což splňuje požadavky plánování, projektování a vědeckého výzkumu ve fázi definování. Fáze výstavby je mezifází, která následuje po profázi, a celková doba výstavby je 17 let, takže je nutné průběžně sledovat změny odtoku, sedimentů a okrajových podmínek. To poskytuje základ nejen pro projektování, vědecký výzkum, výstavbu a provoz, ale také pro validaci a optimalizaci návrhu a regulace.
Monitorovací faktory zahrnují zejména hydrologii, sedimenty a terén koryta. Průzkum terénu koryta slouží především k získání pravidelnosti vývoje koryta v surovém stavu, ukládání sedimentů v nádrži, eroze po proudu a vývoje klíčových úseků po vzdutí TGP.
Radarový senzor rychlosti proudění hladiny vody pro scénáře, jako jsou přehrady, otevřené kanály a podzemní potrubní sítě, dokáže monitorovat data v reálném čase
Čas zveřejnění: 4. listopadu 2024