Abstrakti
Virtaus- ja sedimenttiongelma on yksi keskeisistä tekijöistä, jotka vaikuttavat Kolmen rotkon projektin (TGP) toimintatapoihin ja käyttöikään. TGP:n virtaus- ja sedimenttiongelmien tutkimiseen on käytetty useita lähestymistapoja sen demonstraation, suunnittelun, rakentamisen ja käytön aikana, ja on saatu monia tärkeitä tuloksia. Ymmärtääksemme virtaus- ja sedimenttimittausten edistymistä Kiinan edustavissa projekteissa ja kokemuksia sedimenttihavainnoinnista erittäin suurissa tekoaltaissa, tässä artikkelissa esitellään pääasiassa TGP:n virtaus- ja sedimenttimittauksia. Se sisältää TGP:n yleistilanteen, hydrologisen asemaverkoston jakautumisen, mittauskertoimet, uuden mittausteknologian sekä sedimentin muutokset tekoaltaassa ja alajuoksulla TGP:n padon jälkeen. Sedimenttimittausten tulokset osoittavat, että sedimenttiongelmien perustilanne on hyvä, ja nämä sedimenttiongelmat voivat todennäköisesti kasaantua, kehittyä ja muuttua ajan myötä, joten niihin tulisi kiinnittää jatkuvasti huomiota.
1 JOHDANTO
Kolmen rotkon projekti (TGP) on maailman suurin vedensäästö- ja vesivoimahanke. Pato sijaitsee Sandoupingissa, Yichangin kaupungissa, Hubein maakunnassa, ja se on Jangtse-joen keski- ja yläjuoksun välinen raja. Sen valuma-alue on miljoona neliökilometriä, ja keskimääräinen vuotuinen valumamäärä on 451 000 miljoonaa m3. Hankkeella on 22,15 miljardin kuutiometrin tulvien varastointikapasiteetillaan merkittävä rooli Jangtse-joen valuma-alueen tulvien hallinnassa. Normaalin patotason ollessa 175 metriä tekojärven kokonaisvarastointikapasiteetti on 39 300, josta 22 150 miljoonaa m3 on tulvien hallintakapasiteettia. TGP:n kehittäminen keskittyy tulvien ehkäisyyn, sähköntuotantoon ja vesiliikenteeseen. Se parantaa myös ekologista ympäristöä. Tänä aikana on saavutettu kattavia etuja tulvien torjunnassa, navigoinnissa, sähköntuotannossa ja vesivarojen hyödyntämisessä.
Jangtse-joen keski- ja alajuoksun tulviensuojelujärjestelmän keskeisenä osana pato kontrolloi 96 %:a tulvien aikana vaarallisimman joenosan, Jingjiang-joen, sisäänvirtaamasta ja yli kahta kolmasosaa Wuhanin sisäänvirtaamasta. Patolla on korvaamaton rooli tulvien lieventämisessä ja Jangtse-joen yläjuoksun massiivisten tulvien vähentämisessä. Elokuun loppuun mennessä pato oli pidättänyt 180 miljardia kuutiometriä vettä tulva-aikoina. Vuosina 2010 ja 2012 pato koki yli 70 000 kuutiometrin sisäänvirtaaman sekunnissa, ja se pienensi tulvahuippuja noin 40 %, mikä helpotti huomattavasti tulviensuojelun paineita alajuoksun alueilla. Kuivina kausina virtaamat ovat nousseet yli 5 500 kuutiometriin sekunnissa, mikä tuottaa yli 20 miljardia kuutiometriä vettä vuodessa Jangtse-joen keski- ja alajuoksulle.
Prototyyppihavainnointi suoritetaan palvelemaan TGP:n sedimenttitutkimusta, rakentamista ja toimintaa eri ajanjaksoina. Prototyyppimittauksia käytettiin analysoimaan Jangtse-joen pääuoman valunnan ja sedimenttikuorman vaihteluita sekä joenuoman muutoksia ja kehitystä. Kohteiden jakauma on esitetty kuvassa 1. Nykyiset havaintotulokset ovat pohjimmiltaan yhdenmukaisia toteutettavuustutkimusvaiheen kanssa (Lu & Huang, 2013), mutta ylävirran sedimentin vähenemisen ja Jinsha-joelle 1990-luvun jälkeen rakennettujen kaskadiallasten vuoksi Kolmen rotkon tekojärven (TGR) sedimentaatio on paljon pienempi kuin ennen, mikä johtaa suurempaan joenuoman eroosion voimakkuuteen ja pituuteen TGP:n alajuoksulla.
2 HYDROLOGISEN VERKON SUUNNITTELU JA MITTAUSJÄRJESTELMÄ
Changjiangin vesivarakomissio on 1950-luvulta lähtien vähitellen perustanut suuren määrän hydrologisia asemia Jangtse-joen pääuoman ja sivujokien varrelle kerätäkseen perustietoja ja tarjotakseen palveluja valuma-alueiden rakentamiseen. 1990-luvulle mennessä oli perustettu täydellinen hydrologisten asemien verkosto ja sedimenttien seurantaverkosto. Se sisältää 118 hydrologista asemaa ja yli 350 mittausasemaa. Lisäksi on tehty paljon jokitutkimus- ja sedimenttianalyysitöitä. Viime vuosikymmenten hydrologiset ja sedimenttihavaintotiedot useiden sukupolvien ajalta ovat tarjonneet tieteellisen perustan TGP:n demonstraatiolle, suunnittelulle, rakentamiselle ja käytölle.
Prototyyppihavainnointi suoritetaan palvelemaan TGR:n sedimenttitutkimusta, rakentamista ja toimintaa eri ajanjaksoina. Sen jälkeen, kun tekoallas aloitti varastoinnin vuonna 2003, sedimenttiongelma ilmeni sekä ylä- että alajuoksulla, ja prototyyppihavainnointi ja vastaava sedimenttitutkimus suoritettiin suoraan palvelemaan TGP:n toimintaa. Havainnointitavoitteeseen kuuluvat seuraavat näkökohdat: Luonnollisen uoman tilan taustatietojen hallinta ennen täydellistä padottamista; Viitteiden luominen patoamissuunnitelman asennusta varten; eroosion ja laskeuman vaihtelun reaaliaikainen seuranta sekä ylä- että alajuoksulla padoamisen jälkeen ja ongelmien selvittäminen, jotta voidaan ryhtyä vastatoimiin ajoissa; käytetyn simulointiteknologian validointi ja TGP:n sedimenttiennusteiden uskottavuuden lisääminen.
Hydrologisen sedimentin prototyypin havaintoalue kattaa tekojärvialueen, padon ja alajuoksun. Vuodesta 1949 lähtien on pitkäaikaisten sedimenttimittausten, uoman havainnoinnin, tutkimuksen ja tutkimuksen perusteella kertynyt paljon prototyyppihavaintodataa ja analyysitutkimustuloksia, mikä vastaa suunnittelun, suunnittelun ja tieteellisen tutkimuksen tarpeisiin määrittelyvaiheessa. Rakennusvaihe on välivaihe profaasin seuraajaksi, ja rakentamisen kokonaiskesto on 17 tuntia, joten on välttämätöntä jatkuvasti tarkkailla valunnan, sedimentin ja reunaehtojen vaihteluita. Tämä ei ainoastaan tarjoa pohjaa suunnittelulle, tieteelliselle tutkimukselle, rakentamiselle ja käytölle, vaan myös suunnittelun ja sääntelyn validointiin ja optimointiin.
Seurantatekijöihin kuuluvat pääasiassa hydrologia, sedimentti ja kanavan maasto. Kanavan maastokartoituksen tarkoituksena on pääasiassa selvittää kanavan kehityksen säännöllisyys raakavedessä, sedimentin laskeutuminen tekoaltaalle, eroosio alajuoksulla ja avainkohtien kehitys TGP:n padon jälkeen.
2 HYDROLOGISEN VERKON SUUNNITTELU JA MITTAUSJÄRJESTELMÄ
Changjiangin vesivarakomissio on 1950-luvulta lähtien vähitellen perustanut suuren määrän hydrologisia asemia Jangtse-joen pääuoman ja sivujokien varrelle kerätäkseen perustietoja ja tarjotakseen palveluja valuma-alueiden rakentamiseen. 1990-luvulle mennessä oli perustettu täydellinen hydrologisten asemien verkosto ja sedimenttien seurantaverkosto. Se sisältää 118 hydrologista asemaa ja yli 350 mittausasemaa. Lisäksi on tehty paljon jokitutkimus- ja sedimenttianalyysitöitä. Viime vuosikymmenten hydrologiset ja sedimenttihavaintotiedot useiden sukupolvien ajalta ovat tarjonneet tieteellisen perustan TGP:n demonstraatiolle, suunnittelulle, rakentamiselle ja käytölle.
Prototyyppihavainnointi suoritetaan palvelemaan TGR:n sedimenttitutkimusta, rakentamista ja toimintaa eri ajanjaksoina. Sen jälkeen, kun tekoallas aloitti varastoinnin vuonna 2003, sedimenttiongelma ilmeni sekä ylä- että alajuoksulla, ja prototyyppihavainnointi ja vastaava sedimenttitutkimus suoritettiin suoraan palvelemaan TGP:n toimintaa. Havainnointitavoitteeseen kuuluvat seuraavat näkökohdat: Luonnollisen uoman tilan taustatietojen hallinta ennen täydellistä padottamista; Viitteiden luominen patoamissuunnitelman asennusta varten; eroosion ja laskeuman vaihtelun reaaliaikainen seuranta sekä ylä- että alajuoksulla padoamisen jälkeen ja ongelmien selvittäminen, jotta voidaan ryhtyä vastatoimiin ajoissa; käytetyn simulointiteknologian validointi ja TGP:n sedimenttiennusteiden uskottavuuden lisääminen.
Hydrologisen sedimentin prototyypin havaintoalue kattaa tekojärvialueen, padon ja alajuoksun. Vuodesta 1949 lähtien on pitkäaikaisten sedimenttimittausten, uoman havainnoinnin, tutkimuksen ja tutkimuksen perusteella kertynyt paljon prototyyppihavaintodataa ja analyysitutkimustuloksia, mikä vastaa suunnittelun, suunnittelun ja tieteellisen tutkimuksen tarpeisiin määrittelyvaiheessa. Rakennusvaihe on välivaihe profaasin seuraajaksi, ja rakentamisen kokonaiskesto on 17 tuntia, joten on välttämätöntä jatkuvasti tarkkailla valunnan, sedimentin ja reunaehtojen vaihteluita. Tämä ei ainoastaan tarjoa pohjaa suunnittelulle, tieteelliselle tutkimukselle, rakentamiselle ja käytölle, vaan myös suunnittelun ja sääntelyn validointiin ja optimointiin.
Seurantatekijöihin kuuluvat pääasiassa hydrologia, sedimentti ja kanavan maasto. Kanavan maastokartoituksen tarkoituksena on pääasiassa selvittää kanavan kehityksen säännöllisyys raakavedessä, sedimentin laskeutuminen tekoaltaalle, eroosio alajuoksulla ja avainkohtien kehitys TGP:n padon jälkeen.
Tutka vedenpinnan virtausnopeusanturi esimerkiksi patoihin, avoimiin kanaviin ja maanalaisiin putkiverkkoihin, se voi valvoa tietoja reaaliajassa
Julkaisun aika: 04.11.2024