Sažetak
Problem protoka i sedimenta jedan je od ključnih faktora koji utiču na dispečerski rad i vijek trajanja Projekta Tri klisure (TGP). Mnogi pristupi su korišteni za istraživanje problema protoka i sedimenta TGP-a tokom njegove demonstracije, planiranja, projektovanja, izgradnje i rada, te su dobijeni mnogi važni rezultati. Da bi se razumio napredak mjerenja protoka i sedimenta u reprezentativnim kineskim projektima i iskustvo posmatranja sedimenta u super velikim rezervoarima, u ovom radu se uglavnom predstavlja mjerenje protoka i sedimenta TGP-a. Uključuje opštu situaciju TGP-a, distribuciju mreže hidroloških stanica, faktore mjerenja, novu tehnologiju mjerenja i promjene sedimenta u rezervoaru i nizvodno nakon akumulacije TGP-a. Rezultati mjerenja sedimenta pokazuju da je osnovno stanje problema sedimenta dobro i da se ovi problemi sa sedimentom vjerovatno mogu akumulirati, razvijati i transformisati tokom vremena, tako da im treba posvetiti stalnu pažnju.
1 UVOD
Projekat Tri klisure (TGP) je najveći projekat očuvanja vode i hidroenergije na svijetu. Brana se nalazi u Sandoupingu, grad Yichang, provincija Hubei, što je linija razdvajanja između srednjeg i uzvodnog toka rijeke Jangce. Kontroliše površinu drenaže od 1 milion km2, a prosječna godišnja zapremina oticanja dostiže 451.000 miliona m3. Sa kapacitetom skladištenja poplavne vode od 22,15 milijardi kubnih metara, projekat igra glavnu ulogu u kontroli poplava u slivu rijeke Jangce. Sa normalnim nivoom akumulacije od 175 m, ukupni kapacitet skladištenja akumulacije je 39.300, od čega je 22.150 miliona m3 kapaciteta za kontrolu poplava. Razvoj TGP-a fokusira se na prevenciju poplava, proizvodnju energije i koristi za vodni transport. Također će poboljšati ekološku okolinu. Tokom tog perioda ostvarene su sveobuhvatne koristi u pogledu kontrole poplava, navigacije, proizvodnje energije i korištenja vodnih resursa.
Kao ključni dio sistema za kontrolu poplava u srednjem i donjem toku rijeke Jangce, brana (TGP) kontroliše 96% dotoka u rijeku Jingjiang, najopasniji dio rijeke tokom poplava, i preko dvije trećine dotoka u Wuhan. Brana igra nezamjenjivu ulogu u ublažavanju poplava i smanjenju masovnih poplava u gornjem toku rijeke Jangce. Do kraja augusta, brana je zadržala 180 milijardi kubnih metara vode tokom poplavnih sezona. U 2010. i 2012. godini zabilježen je dotok od preko 70.000 kubnih metara u sekundi, a vrhunci poplava smanjeni su za oko 40%, što je značajno ublažilo pritisak na kontrolu poplava u nizvodnim područjima. Tokom sušnih sezona, protok vode je povećan na više od 5500 kubnih metara u sekundi, obezbjeđujući više od 20 milijardi kubnih metara vode godišnje za srednji i donji tok rijeke Jangce.
Prototip posmatranja je izvršen kako bi se osiguralo istraživanje sedimenta, izgradnja i rad TGP-a u različitim periodima. Prototipna mjerenja su korištena za analizu varijacija u oticanju i opterećenju sedimentom u glavnom kanalu rijeke Jangce, kao i promjena i evolucije riječnog korita. Raspodjela lokacija je prikazana na Slici 1. Trenutni rezultati posmatranja su u osnovi u skladu sa fazom studije izvodljivosti (Lu & Huang, 2013), ali zbog smanjenja uzvodnog sedimenta i izgradnje kaskadnih rezervoara na rijeci Jinsha nakon 1990-ih, sedimentacija rezervoara Tri klisure (TGR) je mnogo manja nego prije, što rezultira većim intenzitetom i udaljenošću erozije riječnog korita nizvodno od TGP-a.
2 PROJEKTOVANJE HIDROLOŠKE MREŽE I SISTEM MJERENJE
Kako bi prikupila osnovne podatke i pružila usluge za izgradnju slivnih inženjerskih objekata, Komisija za vodne resurse Changjianga je od 1950-ih postepeno uspostavila veliki broj hidroloških stanica duž glavnog toka i pritoka rijeke Jangce. Do 1990-ih, u osnovi je formirana kompletna mreža hidroloških stanica i mreža za praćenje sedimenta. Ona uključuje 118 hidroloških stanica i više od 350 mjernih stanica. Pored toga, završena je velika količina istraživanja rijeka i analize sedimenta. Hidrološki i podaci posmatranja sedimenta iz proteklih decenija tokom nekoliko generacija pružili su naučnu osnovu za demonstraciju, projektovanje, izgradnju i rad TGP-a.
Prototip posmatranja je izvršen u svrhu istraživanja sedimenta, izgradnje i rada rezervoara za prenamjenu vode (TGR) u različitim periodima. Nakon što je akumulacija počela sa skladištenjem 2003. godine, problem sa sedimentom pojavio se i u gornjem i u donjem toku, a prototip posmatranja i odgovarajuće istraživanje sedimenta izvršeni su direktno u svrhu rada TGP-a. Cilj posmatranja uključuje sljedeće aspekte: Savladavanje osnovnih podataka o stanju prirodnog kanala prije potpunog pregrađivanja; Pravljenje referenci za odlučivanje o planu postavljanja prenamjenskog rezervoara; praćenje varijacija erozije i taloženja u realnom vremenu i u gornjem i u donjem toku nakon pregrađivanja i otkrivanje problema, kako bi se na vrijeme preduzele protumjere; validacija usvojene tehnologije simulacije i povećanje kredibiliteta prognoze sedimenta u TGP-u.
Prototip hidrološkog posmatranja sedimenta obuhvata područje rezervoara, lokaciju brane i donji tok. Od 1949. godine, na osnovu dugotrajnih mjerenja sedimenta, posmatranja kanala, istraživanja i analize, prikupljeni su mnoga prototipna posmatranja i rezultati analiza, čime se zadovoljavaju potrebe planiranja, projektovanja i naučnog istraživanja u fazi definisanja. Faza izgradnje je međufaza koja slijedi profazu, a ukupni period izgradnje je 17 godina, tako da je neophodno kontinuirano pratiti varijacije oticanja, sedimenta i graničnih uslova. Ovo ne samo da pruža osnovu za projektovanje, naučno istraživanje, izgradnju i rad, već i za validaciju i optimizaciju projekta i regulacije.
Faktori praćenja uglavnom uključuju hidrologiju, sediment i teren kanala. Istraživanje terena kanala uglavnom služi za utvrđivanje pravilnosti evolucije kanala u sirovom stanju, taloženja sedimenta u akumulaciji, erozije nizvodno i evolucije ključnih dionica nakon pregrađivanja TGP-a.
2 PROJEKTOVANJE HIDROLOŠKE MREŽE I SISTEM MJERENJE
Kako bi prikupila osnovne podatke i pružila usluge za izgradnju slivnih inženjerskih objekata, Komisija za vodne resurse Changjianga je od 1950-ih postepeno uspostavila veliki broj hidroloških stanica duž glavnog toka i pritoka rijeke Jangce. Do 1990-ih, u osnovi je formirana kompletna mreža hidroloških stanica i mreža za praćenje sedimenta. Ona uključuje 118 hidroloških stanica i više od 350 mjernih stanica. Pored toga, završena je velika količina istraživanja rijeka i analize sedimenta. Hidrološki i podaci posmatranja sedimenta iz proteklih decenija tokom nekoliko generacija pružili su naučnu osnovu za demonstraciju, projektovanje, izgradnju i rad TGP-a.
Prototip posmatranja je izvršen u svrhu istraživanja sedimenta, izgradnje i rada rezervoara za prenamjenu vode (TGR) u različitim periodima. Nakon što je akumulacija počela sa skladištenjem 2003. godine, problem sa sedimentom pojavio se i u gornjem i u donjem toku, a prototip posmatranja i odgovarajuće istraživanje sedimenta izvršeni su direktno u svrhu rada TGP-a. Cilj posmatranja uključuje sljedeće aspekte: Savladavanje osnovnih podataka o stanju prirodnog kanala prije potpunog pregrađivanja; Pravljenje referenci za odlučivanje o planu postavljanja prenamjenskog rezervoara; praćenje varijacija erozije i taloženja u realnom vremenu i u gornjem i u donjem toku nakon pregrađivanja i otkrivanje problema, kako bi se na vrijeme preduzele protumjere; validacija usvojene tehnologije simulacije i povećanje kredibiliteta prognoze sedimenta u TGP-u.
Prototip hidrološkog posmatranja sedimenta obuhvata područje rezervoara, lokaciju brane i donji tok. Od 1949. godine, na osnovu dugotrajnih mjerenja sedimenta, posmatranja kanala, istraživanja i analize, prikupljeni su mnoga prototipna posmatranja i rezultati analiza, čime se zadovoljavaju potrebe planiranja, projektovanja i naučnog istraživanja u fazi definisanja. Faza izgradnje je međufaza koja slijedi profazu, a ukupni period izgradnje je 17 godina, tako da je neophodno kontinuirano pratiti varijacije oticanja, sedimenta i graničnih uslova. Ovo ne samo da pruža osnovu za projektovanje, naučno istraživanje, izgradnju i rad, već i za validaciju i optimizaciju projekta i regulacije.
Faktori praćenja uglavnom uključuju hidrologiju, sediment i teren kanala. Istraživanje terena kanala uglavnom služi za utvrđivanje pravilnosti evolucije kanala u sirovom stanju, taloženja sedimenta u akumulaciji, erozije nizvodno i evolucije ključnih dionica nakon pregrađivanja TGP-a.
Radarski senzor brzine protoka nivoa vode za scenarije kao što su brane, otvoreni kanali i podzemne cjevovodne mreže, može pratiti podatke u stvarnom vremenu
Vrijeme objave: 04.11.2024.