Мерење на протокот и седиментот за проектот „Три клисури“

Апстракт
Проблемот со протокот и седиментот е еден од клучните фактори што влијаат на диспечерската работа и животниот век на Проектот Три Клисури (TGP). За истражување на проблемите со протокот и седиментот на TGP за време на неговата демонстрација, планирање, дизајн, изградба и работа, се користени многу пристапи и добиени се многу важни резултати. За да се разбере напредокот во мерењето на протокот и седиментот во репрезентативните проекти на Кина и искуството од набљудувањето на седиментот во супер големи акумулации, во овој труд главно е претставено мерењето на протокот и седиментот на TGP. Вклучува општа состојба на TGP, дистрибуција на мрежата на хидролошки станици, фактори на мерење, нова технологија за мерење и промени на седиментот во акумулацијата и низводно по зафаќањето на TGP. Резултатите од мерењето на седиментот покажуваат дека основната состојба на проблемите со седиментот е добра и дека овие проблеми со седиментот веројатно може да се акумулираат, развиваат и трансформираат со текот на времето, па затоа треба постојано да им се обрнува внимание.

1 ВОВЕД
Проектот „Три клисури“ (TGP) е најголемиот проект за зачувување на водата и хидроенергија во светот. Браната се наоѓа во Сандупинг, градот Јичанг, покраината Хубеи, што е линија на поделба помеѓу средниот и горниот тек на основниот тек на реката Јангце. Таа контролира дренажна површина од 1 милион км2, а просечниот годишен волумен на истекување достигнува 451.000 милиони м3. Со капацитет за складирање од поплави од 22,15 милијарди кубни метри, проектот игра голема улога во контролата на поплавите во сливот на реката Јангце. Со нормално ниво на акумулација од 175 м, вкупниот капацитет за складирање на резервоарот е 39.300, а 22.150 милиони м3 од него се капацитет за контрола на поплави. Развојот на TGP се фокусира на спречување на поплави, производство на електрична енергија и придобивки од транспорт на вода. Исто така, ќе ја подобри еколошката средина. Во тој период, беа постигнати сеопфатни придобивки во однос на контролата на поплавите, навигацијата, производството на електрична енергија и користењето на водните ресурси.

Како клучен дел од системот за контрола на поплави во средниот и долниот тек на реката Јангце, браната контролира 96% од приливот во реката Џингѓанг, најопасниот речен дел за време на поплави, и над две третини од приливот во Вухан. Браната игра неопходна улога во ублажувањето на поплавите и во намалувањето на масовните поплави во горниот тек на реката Јангце. До крајот на август, браната задржа 180 милијарди кубни метри вода за време на сезоните на поплави. Во 2010 и 2012 година имаше прилив од над 70.000 кубни метри во секунда и ги намали врвовите на поплавите за околу 40%, значително намалувајќи го притисокот за контрола на поплавите во низводните области. Во текот на сушните сезони, испуштањата се зголемија на повеќе од 5500 кубни метри во секунда, обезбедувајќи повеќе од 20 милијарди кубни метри вода годишно за средниот и долниот тек на реката Јангце.

Прототипното набљудување е извршено за да послужи за истражување на седиментите, изградба и работа на TGP во различниот период. Прототипските мерења беа користени за анализа на варијациите во истекот и оптоварувањето со седимент во главниот канал на реката Јангце, како и промените и еволуцијата на речното корито. Распределбата на локациите е прикажана на Слика 1. Тековните резултати од набљудувањето се во основа во согласност со фазата на студијата за изводливост (Lu & Huang, 2013), но поради намалувањето на седиментот низводно и изградбата на каскадни резервоари на реката Џинша по 1990-тите, седиментацијата на резервоарот Три клисури (TGR) е многу помала отколку порано, што резултира со поголем интензитет и растојание на ерозија на речното корито низводно од TGP.

2 СИСТЕМ ЗА ДИЗАЈН И МЕРЕЊЕ НА ХИДРОЛОШКА МРЕЖА
За да собере основни податоци и да обезбеди услуги за изградба на сливно инженерство, Комисијата за водни ресурси на Чангџијанг постепено воспостави голем број хидролошки станици по должината на главниот тек и притоките на реката Јангце од 1950-тите. До 1990-тите, во основа беше формирана комплетна мрежа на хидролошки станици и мрежа за следење на седименти. Таа вклучува 118 хидролошки станици и повеќе од 350 мерни станици. Покрај тоа, завршен е голем број истражувања на реките и анализи на седименти. Хидролошките податоци и податоците од набљудувањето на седименти од изминатите децении за неколку генерации обезбедија научна основа за демонстрација, дизајнирање, изградба и работа на TGP.

Прототипното набљудување е извршено за да послужи за истражување на седиментите, изградбата и работењето на TGR во различните периоди. Откако резервоарот започна со складирање во 2003 година, проблемот со седиментите се појави и во горните и во долните делови, а прототипното набљудување и соодветното истражување на седиментите беа извршени за директно да послужат за работењето на TGP. Целта на набљудувањето ги вклучува следните аспекти: Совладување на основните податоци за состојбата на природниот канал пред целосно зафаќање; Давање референца за донесување одлука за план за зафаќање на инсталации; следење во реално време на варијацијата на ерозијата и таложењето и во горните и во долните делови по зафаќањето и откривање на проблемите, со цел да се преземат контрамерки на време; валидација на усвоената технологија за симулација и зголемување на веродостојноста на прогнозирањето на седиментите на TGP.

Опсегот на набљудување на хидролошкиот прототип на седименти ја вклучува областа на резервоарот, локацијата на браната и долниот тек. Од 1949 година, врз основа на долгогодишно мерење на седименти, набљудување на канали, како и истражување и истражување, акумулирани се многу податоци од прототипни набљудувања и резултати од анализи на истражувања, со што се задоволуваат барањата за планирање, дизајн и научни истражувања во фазата на дефинирање. Фазата на изградба е привремена фаза по профазата, а вкупниот период на изградба е 17a, па затоа е потребно континуирано да се набљудува варијабилниот истек, седиментот и граничната состојба. Ова не само што обезбедува зависност за дизајнот, научните истражувања, изградбата и работењето, туку и за валидација и оптимизација на дизајнот и регулацијата.

Факторите за следење главно вклучуваат хидрологија, седименти и терен на каналот. Истражувањето на теренот на каналот е главно за да се утврди регуларноста на еволуцијата на каналот во суровината, таложењето на седименти во акумулацијата, ерозијата низводно и еволуцијата на клучните делови по зафаќањето на TGP.

2 СИСТЕМ ЗА ДИЗАЈН И МЕРЕЊЕ НА ХИДРОЛОШКА МРЕЖА
За да собере основни податоци и да обезбеди услуги за изградба на сливно инженерство, Комисијата за водни ресурси на Чангџијанг постепено воспостави голем број хидролошки станици по должината на главниот тек и притоките на реката Јангце од 1950-тите. До 1990-тите, во основа беше формирана комплетна мрежа на хидролошки станици и мрежа за следење на седименти. Таа вклучува 118 хидролошки станици и повеќе од 350 мерни станици. Покрај тоа, завршен е голем број истражувања на реките и анализи на седименти. Хидролошките податоци и податоците од набљудувањето на седименти од изминатите децении за неколку генерации обезбедија научна основа за демонстрација, дизајнирање, изградба и работа на TGP.

Прототипното набљудување е извршено за да послужи за истражување на седиментите, изградбата и работењето на TGR во различните периоди. Откако резервоарот започна со складирање во 2003 година, проблемот со седиментите се појави и во горните и во долните делови, а прототипното набљудување и соодветното истражување на седиментите беа извршени за директно да послужат за работењето на TGP. Целта на набљудувањето ги вклучува следните аспекти: Совладување на основните податоци за состојбата на природниот канал пред целосно зафаќање; Давање референца за донесување одлука за план за зафаќање на инсталации; следење во реално време на варијацијата на ерозијата и таложењето и во горните и во долните делови по зафаќањето и откривање на проблемите, со цел да се преземат контрамерки на време; валидација на усвоената технологија за симулација и зголемување на веродостојноста на прогнозирањето на седиментите на TGP.

Опсегот на набљудување на хидролошкиот прототип на седименти ја вклучува областа на резервоарот, локацијата на браната и долниот тек. Од 1949 година, врз основа на долгогодишно мерење на седименти, набљудување на канали, како и истражување и истражување, акумулирани се многу податоци од прототипни набљудувања и резултати од анализи на истражувања, со што се задоволуваат барањата за планирање, дизајн и научни истражувања во фазата на дефинирање. Фазата на изградба е привремена фаза по профазата, а вкупниот период на изградба е 17a, па затоа е потребно континуирано да се набљудува варијабилниот истек, седиментот и граничната состојба. Ова не само што обезбедува зависност за дизајнот, научните истражувања, изградбата и работењето, туку и за валидација и оптимизација на дизајнот и регулацијата.

Факторите за следење главно вклучуваат хидрологија, седименти и терен на каналот. Истражувањето на теренот на каналот е главно за да се утврди регуларноста на еволуцијата на каналот во суровината, таложењето на седименти во акумулацијата, ерозијата низводно и еволуцијата на клучните делови по зафаќањето на TGP.

Радарски сензор за брзина на проток на ниво на вода за сценарија како што се брани, отворени канали и подземни цевководни мрежи, може да ги следи податоците во реално време