Tin tức - Đo lưu lượng và trầm tích cho Dự án Tam Hiệp

Tóm tắt
Vấn đề dòng chảy và trầm tích là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến hoạt động điều độ và tuổi thọ của Dự án Tam Hiệp (TGP). Nhiều phương pháp đã được sử dụng để nghiên cứu các vấn đề dòng chảy và trầm tích của TGP trong quá trình trình diễn, lập kế hoạch, thiết kế, xây dựng và vận hành, và đã thu được nhiều kết quả quan trọng. Để hiểu được tiến độ đo lưu lượng và trầm tích trong các dự án tiêu biểu của Trung Quốc và kinh nghiệm quan trắc trầm tích tại các hồ chứa siêu lớn, bài báo này chủ yếu giới thiệu về phép đo lưu lượng và trầm tích của TGP. Bài báo bao gồm tình hình chung của TGP, sự phân bố của mạng lưới trạm thủy văn, các yếu tố đo lường, công nghệ đo lường mới và những thay đổi về trầm tích trong hồ chứa và hạ lưu sau khi tích nước TGP. Kết quả đo lường trầm tích cho thấy tình hình cơ bản của các vấn đề trầm tích là tốt và các vấn đề trầm tích này có thể tích tụ, phát triển và biến đổi theo thời gian, vì vậy cần phải được quan tâm liên tục.

1 GIỚI THIỆU
Dự án Tam Hiệp (TGP) là dự án thủy điện và bảo tồn nước lớn nhất thế giới. Đập nằm tại Tam Đẩu Bình, thành phố Nghi Xương, tỉnh Hồ Bắc, là ranh giới phân chia giữa thượng nguồn và trung nguồn của dòng chính sông Dương Tử. Đập kiểm soát diện tích thoát nước là 1 triệu km2 và lượng dòng chảy trung bình hàng năm đạt 451.000 triệu m3. Với khả năng chứa lũ là 22,15 tỷ mét khối, dự án đóng vai trò chính trong việc kiểm soát lũ lụt lưu vực sông Dương Tử. Với mực nước tích trữ bình thường là 175 m, tổng dung tích chứa của hồ chứa là 39.300 và 22.150 triệu m3 trong số đó là khả năng kiểm soát lũ lụt. Việc phát triển TGP tập trung vào các lợi ích về phòng chống lũ lụt, phát điện và vận tải đường thủy. Nó cũng sẽ cải thiện môi trường sinh thái. Trong giai đoạn đó, các lợi ích toàn diện về kiểm soát lũ lụt, giao thông thủy, phát điện và sử dụng tài nguyên nước đã được mang lại.

Là một phần quan trọng của hệ thống kiểm soát lũ lụt ở trung lưu và hạ lưu sông Dương Tử, TGP kiểm soát 96% lượng nước chảy vào sông Tĩnh Giang, đoạn sông nguy hiểm nhất trong mùa lũ, và hơn hai phần ba lượng nước chảy vào Vũ Hán. TGP đóng vai trò không thể thiếu trong việc giảm thiểu lũ lụt và giảm lũ lớn ở thượng nguồn sông Dương Tử. Đến cuối tháng 8, con đập đã giữ lại 180 tỷ mét khối nước trong mùa lũ. Nó đã chứng kiến lượng nước chảy vào hơn 70.000 mét khối mỗi giây vào năm 2010, 2012 và giảm đỉnh lũ khoảng 40%, giảm đáng kể áp lực kiểm soát lũ lụt ở các khu vực hạ lưu. Trong mùa khô, lượng xả đã được nâng lên hơn 5500 mét khối mỗi giây, cung cấp hơn 20 tỷ mét khối nước mỗi năm cho trung lưu và hạ lưu sông Dương Tử.

Quan trắc mẫu được thực hiện nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu, xây dựng và vận hành đập Tam Hiệp trong các giai đoạn khác nhau. Các phép đo mẫu được sử dụng để phân tích sự biến động của dòng chảy và tải lượng phù sa trên dòng chính sông Dương Tử, cũng như những thay đổi và diễn biến của lòng sông. Phân bố các điểm quan trắc được thể hiện trong Hình 1. Kết quả quan trắc hiện tại về cơ bản phù hợp với giai đoạn nghiên cứu khả thi (Lu & Huang, 2013), nhưng do sự suy giảm phù sa thượng nguồn và việc xây dựng các hồ chứa bậc thang trên sông Kim Sa sau những năm 1990, lượng bồi lắng của hồ chứa Tam Hiệp (TGR) nhỏ hơn nhiều so với trước đây, dẫn đến cường độ và khoảng cách xói mòn lòng sông ở hạ lưu đập Tam Hiệp lớn hơn.

2. THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI THỦY VĂN VÀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG
Để thu thập dữ liệu cơ bản và cung cấp dịch vụ cho việc xây dựng kỹ thuật lưu vực, Ủy ban Tài nguyên Nước Trường Giang đã từng bước thiết lập một số lượng lớn các trạm thủy văn dọc theo dòng chính và các phụ lưu của sông Dương Tử từ những năm 1950. Đến những năm 1990, mạng lưới trạm thủy văn và mạng lưới quan trắc trầm tích đã cơ bản được hình thành, bao gồm 118 trạm thủy văn và hơn 350 trạm đo. Ngoài ra, một khối lượng lớn công tác khảo sát sông và phân tích trầm tích đã được hoàn thành. Dữ liệu quan trắc thủy văn và trầm tích trong nhiều thập kỷ qua đã cung cấp cơ sở khoa học cho việc trình diễn, thiết kế, xây dựng và vận hành TGP.

Quan trắc mẫu được thực hiện nhằm phục vụ cho công tác nghiên cứu, xây dựng và vận hành hồ chứa TGR trong từng giai đoạn khác nhau. Sau khi hồ chứa bắt đầu tích nước vào năm 2003, vấn đề trầm tích xuất hiện ở cả thượng nguồn và hạ nguồn, và quan trắc mẫu cùng nghiên cứu trầm tích tương ứng đã được thực hiện nhằm phục vụ trực tiếp cho công tác vận hành hồ chứa TGP. Mục tiêu quan trắc bao gồm các khía cạnh sau: Nắm vững dữ liệu nền về trạng thái kênh tự nhiên trước khi tích nước hoàn toàn; Làm cơ sở cho việc quyết định kế hoạch tích nước từng đợt; Theo dõi thời gian thực sự biến động xói mòn và bồi lắng ở cả thượng nguồn và hạ nguồn sau khi tích nước, phát hiện các vấn đề để có biện pháp ứng phó kịp thời; Xác nhận công nghệ mô phỏng được áp dụng và tăng độ tin cậy của dự báo trầm tích TGP.

Phạm vi quan sát mẫu trầm tích thủy văn bao gồm khu vực hồ chứa, vị trí đập và hạ lưu. Từ năm 1949, dựa trên việc đo đạc trầm tích trong thời gian dài, quan trắc lòng dẫn, thăm dò và điều tra, rất nhiều dữ liệu quan sát mẫu và kết quả nghiên cứu phân tích đã được tích lũy, đáp ứng nhu cầu lập kế hoạch, thiết kế và nghiên cứu khoa học trong giai đoạn xác định. Giai đoạn xây dựng là giai đoạn trung gian tiếp theo của giai đoạn trước, và tổng thời gian xây dựng là 17 năm, do đó cần phải liên tục quan sát biến động dòng chảy, trầm tích và điều kiện biên. Điều này không chỉ tạo ra sự phụ thuộc cho thiết kế, nghiên cứu khoa học, xây dựng và vận hành mà còn cho việc xác nhận và tối ưu hóa thiết kế và quy định.

Các yếu tố giám sát chủ yếu bao gồm thủy văn, trầm tích và địa hình lòng sông. Khảo sát địa hình lòng sông chủ yếu nhằm nắm bắt tính quy luật diễn biến của lòng sông trong điều kiện tự nhiên, sự lắng đọng trầm tích tại hồ chứa, xói mòn hạ lưu và diễn biến của các nhánh sông chính sau khi hồ chứa TGP được hoàn thành.

Cảm biến tốc độ dòng chảy mực nước radar cho các tình huống như ĐẬP, kênh hở và mạng lưới đường ống ngầm, có thể theo dõi dữ liệu theo thời gian thực

Thời gian đăng: 04-11-2024