Absztrakt
Az áramlási és üledékprobléma az egyik kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a Három Szurdok Projekt (TGP) üzemeltetését és élettartamát. Számos megközelítést alkalmaztak a TGP áramlási és üledékproblémáinak kutatására a demonstráció, a tervezés, a kivitelezés és az üzemeltetés során, és számos fontos eredményt értek el. Kína reprezentatív projektjeiben az áramlási és üledékmérés előrehaladásának, valamint a szuper nagy víztározókban az üledékmegfigyelés tapasztalatainak megértése érdekében ebben a cikkben elsősorban a TGP áramlási és üledékmérését mutatjuk be. Kiterjed a TGP általános helyzetére, a hidrológiai állomáshálózat eloszlására, a mérési tényezőkre, az új mérési technológiára, valamint a víztározóban és az alsó szakaszon a TGP felduzzasztása után bekövetkező üledékváltozásokra. Az üledékmérési eredmények azt mutatják, hogy az üledékproblémák alapvető helyzete jó, és ezek az üledékproblémák valószínűleg felhalmozódhatnak, fejlődhetnek és átalakulhatnak az idő múlásával, ezért folyamatos figyelmet kell fordítani rájuk.
1 BEVEZETÉS
A Három-szurdok Projekt (TGP) a világ legnagyobb vízmegtakarítási és vízerőmű-projektje. A gát Sandoupingban, Jicsang városában, Hubei tartományban található, amely a Jangce folyó közép- és felső folyásának elválasztó vonala. 1 millió km2 vízgyűjtő területet szabályoz, az átlagos éves lefolyási mennyiség pedig eléri a 451 000 millió m3-t. 22,15 milliárd köbméteres árvízvédelmi kapacitásával a projekt jelentős szerepet játszik a Jangce folyó vízgyűjtőjének árvízvédelmében. A normál 175 méteres duzzasztási szint mellett a víztározó teljes tárolókapacitása 39 300, amelyből 22 150 millió m3 az árvízvédelmi kapacitás. A TGP fejlesztése az árvízmegelőzésre, az energiatermelésre és a vízszállításra összpontosít. Javítja az ökológiai környezetet is. Ez idő alatt átfogó előnyöket ért el az árvízvédelem, a hajózás, az energiatermelés és a vízkészlet-kihasználás terén.
A Jangce középső és alsó szakaszának árvízvédelmi rendszerének kulcsfontosságú részeként a TGP szabályozza a Jingjiang folyóba – az árvizek idején a legveszélyesebb folyószakaszba – beáramló víz 96%-át, és a Vuhanba beáramló víz több mint kétharmadát. A TGP nélkülözhetetlen szerepet játszik az árvizek enyhítésében és a Jangce felső szakaszán a hatalmas árvizek csökkentésében. Augusztus végére a gát 180 milliárd köbméter vizet tartott vissza az árvízi időszakokban. 2010-ben és 2012-ben másodpercenként több mint 70 000 köbméter vizet hozott be, és az árvízcsúcsokat mintegy 40%-kal csökkentette, ami jelentősen enyhítette az árvízvédelmi nyomást az alsóbb szakaszokon. Száraz évszakokban a vízhozam másodpercenként meghaladta az 5500 köbmétert, ami évente több mint 20 milliárd köbméter vizet biztosít a Jangce középső és alsó szakasza számára.
A prototípus megfigyelést a TGP üledékkutatásának, építésének és üzemeltetésének céljából hajtották végre a különböző időszakokban. Prototípus méréseket használtak a Jangce folyó fő medrében a lefolyás és az üledékterhelés változásainak, valamint a folyómeder változásainak és fejlődésének elemzésére. A helyszínek eloszlását az 1. ábra mutatja. A jelenlegi megfigyelési eredmények alapvetően összhangban vannak a megvalósíthatósági tanulmány szakasával (Lu & Huang, 2013), de a felvízi üledék csökkenése és a Jinsha folyón az 1990-es évek után megépített kaszkádtározók miatt a Három-szurdok-tározó (TGR) üledékképződése sokkal kisebb, mint korábban, ami a TGP alatti medererózió nagyobb intenzitását és távolságát eredményezi.
2 HIDROLÓGIAI HÁLÓZAT TERVEZÉSE ÉS MÉRÉSI RENDSZER
Az alapvető adatok gyűjtése és a medenceépítési szolgáltatások nyújtása érdekében a Csangcsiangi Vízkészlet-bizottság az 1950-es évek óta fokozatosan nagyszámú hidrológiai állomást hozott létre a Jangce folyó főfolyása és mellékfolyói mentén. Az 1990-es évekre alapvetően kialakult egy teljes hidrológiai állomáshálózat és üledékmegfigyelő hálózat. Ez 118 hidrológiai állomást és több mint 350 mérőállomást foglal magában. Ezenkívül nagyszámú folyófelmérési és üledékelemzési munkát végeztek el. Az elmúlt évtizedek több generáción át tartó hidrológiai és üledékmegfigyelési adatai tudományos alapot szolgáltattak a TGP demonstrációjához, tervezéséhez, építéséhez és üzemeltetéséhez.
A prototípus megfigyelést a TGR üledékkutatásának, építésének és üzemeltetésének különböző időszakokban történő kiszolgálására hajtották végre. Miután a rezervoár 2003-ban megkezdte tárolását, az üledékprobléma mind a felső, mind az alsó szakaszon megjelent, és a prototípus megfigyelést és a kapcsolódó üledékkutatást közvetlenül a TGP üzemeltetésének kiszolgálására végezték. A megfigyelési célok a következő szempontokat foglalják magukban: A természetes meder állapotának háttéradatainak elsajátítása a teljes duzzasztás előtt; Referenciaként szolgál a duzzasztási terv telepítési döntéséhez; az erózió és a lerakódás változásának valós idejű monitorozása mind a felső, mind az alsó szakaszon a duzzasztás után, és a problémák feltárása az időben történő ellenintézkedések megtétele érdekében; az alkalmazott szimulációs technológia validálása és a TGP üledék-előrejelzésének hitelességének növelése.
A hidrológiai üledék prototípus megfigyelési tartománya magában foglalja a víztározó területét, a gát helyszínét és az alsó szakaszokat. 1949 óta a hosszú idejű üledékmérés, medermegfigyelés, feltárás és vizsgálat alapján rengeteg prototípus megfigyelési adat és elemző kutatási eredmény halmozódott fel, így kielégítve a tervezési, kivitelezési és tudományos kutatási igényeket a meghatározási fázisban. Az építési fázis egy köztes fázis a profi fázis után, és az építés teljes időtartama 17 óra, ezért folyamatosan meg kell figyelni a lefolyás, az üledék és a peremfeltételek változását. Ez nemcsak a tervezéshez, a tudományos kutatáshoz, az építéshez és az üzemeltetéshez biztosít támpontokat, hanem a tervezés és a szabályozás validálásához és optimalizálásához is.
A monitorozási tényezők főként a hidrológiát, az üledéket és a meder terepviszonyokat foglalják magukban. A meder terepfelmérésének fő célja a meder fejlődésének szabályosságainak megállapítása a nyersanyagban, az üledéklerakódás a tározónál, az erózió a folyásirányban, valamint a kulcsfontosságú szakaszok fejlődésének megállapítása a TGP felduzzasztása után.
2 HIDROLÓGIAI HÁLÓZAT TERVEZÉSE ÉS MÉRÉSI RENDSZER
Az alapvető adatok gyűjtése és a medenceépítési szolgáltatások nyújtása érdekében a Csangcsiangi Vízkészlet-bizottság az 1950-es évek óta fokozatosan nagyszámú hidrológiai állomást hozott létre a Jangce folyó főfolyása és mellékfolyói mentén. Az 1990-es évekre alapvetően kialakult egy teljes hidrológiai állomáshálózat és üledékmegfigyelő hálózat. Ez 118 hidrológiai állomást és több mint 350 mérőállomást foglal magában. Ezenkívül nagyszámú folyófelmérési és üledékelemzési munkát végeztek el. Az elmúlt évtizedek több generáción át tartó hidrológiai és üledékmegfigyelési adatai tudományos alapot szolgáltattak a TGP demonstrációjához, tervezéséhez, építéséhez és üzemeltetéséhez.
A prototípus megfigyelést a TGR üledékkutatásának, építésének és üzemeltetésének különböző időszakokban történő kiszolgálására hajtották végre. Miután a rezervoár 2003-ban megkezdte tárolását, az üledékprobléma mind a felső, mind az alsó szakaszon megjelent, és a prototípus megfigyelést és a kapcsolódó üledékkutatást közvetlenül a TGP üzemeltetésének kiszolgálására végezték. A megfigyelési célok a következő szempontokat foglalják magukban: A természetes meder állapotának háttéradatainak elsajátítása a teljes duzzasztás előtt; Referenciaként szolgál a duzzasztási terv telepítési döntéséhez; az erózió és a lerakódás változásának valós idejű monitorozása mind a felső, mind az alsó szakaszon a duzzasztás után, és a problémák feltárása az időben történő ellenintézkedések megtétele érdekében; az alkalmazott szimulációs technológia validálása és a TGP üledék-előrejelzésének hitelességének növelése.
A hidrológiai üledék prototípus megfigyelési tartománya magában foglalja a víztározó területét, a gát helyszínét és az alsó szakaszokat. 1949 óta a hosszú idejű üledékmérés, medermegfigyelés, feltárás és vizsgálat alapján rengeteg prototípus megfigyelési adat és elemző kutatási eredmény halmozódott fel, így kielégítve a tervezési, kivitelezési és tudományos kutatási igényeket a meghatározási fázisban. Az építési fázis egy köztes fázis a profi fázis után, és az építés teljes időtartama 17 óra, ezért folyamatosan meg kell figyelni a lefolyás, az üledék és a peremfeltételek változását. Ez nemcsak a tervezéshez, a tudományos kutatáshoz, az építéshez és az üzemeltetéshez biztosít támpontokat, hanem a tervezés és a szabályozás validálásához és optimalizálásához is.
A monitorozási tényezők főként a hidrológiát, az üledéket és a meder terepviszonyokat foglalják magukban. A meder terepfelmérésének fő célja a meder fejlődésének szabályosságainak megállapítása a nyersanyagban, az üledéklerakódás a tározónál, az erózió a folyásirányban, valamint a kulcsfontosságú szakaszok fejlődésének megállapítása a TGP felduzzasztása után.
Radaros vízszint-áramlási sebességérzékelő olyan forgatókönyvekhez, mint a gátrendszerek, nyílt csatornák és földalatti csőhálózatok, valós időben képes figyelni az adatokat
Közzététel ideje: 2024. november 4.