थ्री गॉर्जेस प्रकल्पासाठी प्रवाह आणि गाळाचे मापन

सार
थ्री गॉर्जेस प्रकल्प (TGP) च्या डिस्पॅचिंग ऑपरेशन आणि आयुष्यावर परिणाम करणाऱ्या प्रमुख घटकांपैकी एक म्हणजे प्रवाह आणि गाळाची समस्या. TGP च्या प्रात्यक्षिक, नियोजन, डिझाइन, बांधकाम आणि ऑपरेशन दरम्यान त्याच्या प्रवाह आणि गाळाच्या समस्यांचे संशोधन करण्यासाठी अनेक दृष्टिकोन वापरले गेले आहेत आणि अनेक महत्त्वाचे निकाल मिळाले आहेत. चीनच्या प्रातिनिधिक प्रकल्पांमध्ये प्रवाह आणि गाळाच्या मापनाची प्रगती आणि सुपर लार्ज जलाशयांमध्ये गाळ निरीक्षणाचा अनुभव समजून घेण्यासाठी, TGP चे प्रवाह आणि गाळाचे मापन प्रामुख्याने या पेपरमध्ये सादर केले आहे. त्यात TGP ची सामान्य परिस्थिती, जलविज्ञान स्टेशन नेटवर्कचे वितरण, मापन घटक, नवीन मापन तंत्रज्ञान आणि TGP च्या जप्तीनंतर जलाशय आणि डाउनस्ट्रीममध्ये गाळाचे बदल समाविष्ट आहेत. गाळाच्या मापनाच्या निकालांवरून असे दिसून येते की गाळाच्या समस्यांची मूलभूत परिस्थिती चांगली आहे आणि या गाळाच्या समस्या कालांतराने जमा होऊ शकतात, विकसित होऊ शकतात आणि रूपांतरित होऊ शकतात, म्हणून त्यांच्यावर सतत लक्ष दिले पाहिजे.

१ परिचय
थ्री गॉर्जेस प्रकल्प (TGP) हा जगातील सर्वात मोठा जलसंधारण आणि जलविद्युत प्रकल्प आहे. हे धरण हुबेई प्रांतातील यिचांग शहरातील सँडूपिंग येथे आहे, जे यांग्त्झी नदीच्या मुख्य प्रवाहाच्या मध्य-प्रवाह आणि वरच्या प्रवाहाला विभाजित करते. ते 1 दशलक्ष किमी2 च्या ड्रेनेज क्षेत्राचे नियंत्रण करते आणि सरासरी वार्षिक प्रवाहाचे प्रमाण 451,000 दशलक्ष घनमीटरपर्यंत पोहोचते. 22.15 अब्ज घनमीटर पूर साठवण क्षमता असलेला, हा प्रकल्प यांग्त्झी नदीच्या खोऱ्यातील पूर नियंत्रणात मोठी भूमिका बजावतो. 175 मीटरच्या सामान्य जलसंचय पातळीसह, जलाशयाची एकूण साठवण क्षमता 39,300 आहे आणि त्यातील 22,150 दशलक्ष घनमीटर पूर नियंत्रण क्षमता आहे. TGP चा विकास पूर-प्रतिबंध, वीज निर्मिती आणि जलवाहतुकीच्या फायद्यांवर लक्ष केंद्रित करतो. यामुळे पर्यावरणीय वातावरण देखील सुधारेल. त्या कालावधीत, पूर नियंत्रण, नेव्हिगेशन, वीज निर्मिती आणि जलसंपत्ती वापर यासंबंधी व्यापक फायदे देण्यात आले.

यांग्त्झी नदीच्या मध्य आणि खालच्या भागात पूर नियंत्रण प्रणालीचा एक महत्त्वाचा भाग म्हणून, टीजीपी जिंगजियांग नदीकडे येणाऱ्या ९६% प्रवाहावर नियंत्रण ठेवते, जो पूर दरम्यान सर्वात धोकादायक नदीचा भाग आहे आणि वुहानला येणाऱ्या प्रवाहाच्या दोन तृतीयांश पेक्षा जास्त प्रवाह नियंत्रित करते. पूर कमी करण्यात आणि यांग्त्झी नदीच्या वरच्या भागात मोठ्या प्रमाणात पूर कमी करण्यात टीजीपीची अपरिहार्य भूमिका आहे. ऑगस्टच्या अखेरीस, धरणाने पूर हंगामात १८० अब्ज घनमीटर पाणी रोखले होते. २०१०, २०१२ मध्ये प्रति सेकंद ७०,००० घनमीटरपेक्षा जास्त प्रवाह झाला आणि पूर शिखर सुमारे ४०% ने कमी झाले, ज्यामुळे खालच्या भागात पूर-नियंत्रण दाब मोठ्या प्रमाणात कमी झाला. कोरड्या हंगामात, विसर्ग प्रति सेकंद ५५०० घनमीटरपेक्षा जास्त वाढवण्यात आला आहे, ज्यामुळे यांग्त्झी नदीच्या मध्य आणि खालच्या भागात दरवर्षी २० अब्ज घनमीटरपेक्षा जास्त पाणी मिळते.

वेगवेगळ्या काळात TGP च्या गाळ संशोधन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठी प्रोटोटाइप निरीक्षण केले जाते. यांग्त्झी नदीच्या मुख्य वाहिनीमध्ये प्रवाह आणि गाळाच्या भारातील फरक तसेच नदीच्या पात्रातील बदल आणि उत्क्रांतीचे विश्लेषण करण्यासाठी प्रोटोटाइप मोजमापांचा वापर केला गेला. स्थळांचे वितरण आकृती १ मध्ये दर्शविले आहे. सध्याचे निरीक्षण निकाल मुळात व्यवहार्यता अभ्यास टप्प्याशी सुसंगत आहेत (लू आणि हुआंग, २०१३), परंतु १९९० च्या दशकानंतर अपस्ट्रीम गाळ कमी झाल्यामुळे आणि जिन्शा नदीवर कॅस्केड जलाशयांच्या बांधकामामुळे, थ्री गॉर्जेस जलाशय (TGR) चे गाळ पूर्वीपेक्षा खूपच कमी आहे, परिणामी TGP च्या खालच्या प्रवाहात नदीच्या पात्रातील धूपाची तीव्रता आणि अंतर जास्त आहे.

२ जलविद्युत नेटवर्क डिझाइन आणि मापन प्रणाली
बेसिन अभियांत्रिकी बांधकामासाठी मूलभूत डेटा गोळा करण्यासाठी आणि सेवा प्रदान करण्यासाठी, चांगजियांग जलसंपत्ती आयोगाने १९५० पासून यांग्त्झी नदीच्या मुख्य प्रवाह आणि उपनद्यांसह हळूहळू मोठ्या संख्येने जलविज्ञान केंद्रे स्थापन केली आहेत. १९९० च्या दशकापर्यंत, एक संपूर्ण जलविज्ञान केंद्र नेटवर्क आणि गाळ निरीक्षण नेटवर्क मुळात तयार झाले होते. त्यात ११८ जलविज्ञान केंद्रे आणि ३५० हून अधिक गेजिंग केंद्रे समाविष्ट आहेत. याव्यतिरिक्त, मोठ्या प्रमाणात नदी सर्वेक्षण आणि गाळ विश्लेषणाचे काम पूर्ण झाले आहे. गेल्या अनेक दशकांमधील जलविज्ञान आणि गाळ निरीक्षण डेटाने TGP च्या प्रात्यक्षिक, डिझाइन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठी वैज्ञानिक आधार प्रदान केला.

वेगवेगळ्या काळात TGR च्या गाळ संशोधन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठी प्रोटोटाइप निरीक्षण केले जाते. २००३ मध्ये जलाशयाने साठवणूक सुरू केल्यानंतर, वरच्या आणि खालच्या भागात गाळाची समस्या दिसून आली आणि TGP च्या थेट ऑपरेशनसाठी प्रोटोटाइप निरीक्षण आणि संबंधित गाळ संशोधन अंमलात आणले गेले. निरीक्षणाच्या उद्दिष्टात खालील बाबींचा समावेश आहे: पूर्णपणे जप्त करण्यापूर्वी नैसर्गिक वाहिनीच्या स्थितीचा पार्श्वभूमी डेटा आत्मसात करणे; हप्ते जप्त करण्याच्या योजनेच्या निर्णयासाठी संदर्भ देणे; जप्तीनंतर वरच्या आणि खालच्या भागात धूप आणि जमा होण्याच्या फरकाचे रिअल-टाइम निरीक्षण करणे आणि वेळेत प्रतिकार करण्यासाठी समस्या शोधणे; स्वीकारलेल्या सिम्युलेशन तंत्रज्ञानाची पडताळणी करणे आणि TGP गाळाच्या अंदाजाची विश्वासार्हता वाढवणे.

जलविज्ञानविषयक गाळाच्या नमुना निरीक्षण श्रेणीमध्ये जलाशय क्षेत्र, धरणाचे ठिकाण आणि खालच्या भागातून पाणी साचते. १९४९ पासून, दीर्घकाळ गाळाचे मापन, चॅनेल निरीक्षण आणि अन्वेषण आणि तपासणीवर आधारित, भरपूर प्रोटोटाइप निरीक्षण डेटा आणि विश्लेषण संशोधन निकाल जमा झाले आहेत, ज्यामुळे नियोजन, डिझाइन आणि व्याख्या टप्प्यातील वैज्ञानिक संशोधनाची मागणी पूर्ण होते. बांधकाम टप्पा हा प्रोफेस यशस्वी होण्यासाठी एक अंतरिम टप्पा आहे आणि बांधकामाचा एकूण कालावधी १७अ आहे, म्हणून विविधता प्रवाह, गाळ आणि सीमा स्थितीचे सतत निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. हे केवळ डिझाइन, वैज्ञानिक संशोधन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठीच नव्हे तर डिझाइन आणि नियमनाच्या प्रमाणीकरण आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी देखील अवलंबित्व प्रदान करते.

देखरेख घटकांमध्ये प्रामुख्याने जलविज्ञान, गाळ आणि कालव्याचा भूभाग यांचा समावेश होतो. कालव्याच्या भूभागाचे सर्वेक्षण प्रामुख्याने कच्च्या पाण्यात कालव्याच्या उत्क्रांतीची नियमितता, जलाशयात गाळ साचणे, खालच्या प्रवाहात धूप आणि TGP जप्त केल्यानंतर मुख्य पोहोचांची उत्क्रांती मिळविण्यासाठी केले जाते.

२ जलविद्युत नेटवर्क डिझाइन आणि मापन प्रणाली
बेसिन अभियांत्रिकी बांधकामासाठी मूलभूत डेटा गोळा करण्यासाठी आणि सेवा प्रदान करण्यासाठी, चांगजियांग जलसंपत्ती आयोगाने १९५० पासून यांग्त्झी नदीच्या मुख्य प्रवाह आणि उपनद्यांसह हळूहळू मोठ्या संख्येने जलविज्ञान केंद्रे स्थापन केली आहेत. १९९० च्या दशकापर्यंत, एक संपूर्ण जलविज्ञान केंद्र नेटवर्क आणि गाळ निरीक्षण नेटवर्क मुळात तयार झाले होते. त्यात ११८ जलविज्ञान केंद्रे आणि ३५० हून अधिक गेजिंग केंद्रे समाविष्ट आहेत. याव्यतिरिक्त, मोठ्या प्रमाणात नदी सर्वेक्षण आणि गाळ विश्लेषणाचे काम पूर्ण झाले आहे. गेल्या अनेक दशकांमधील जलविज्ञान आणि गाळ निरीक्षण डेटाने TGP च्या प्रात्यक्षिक, डिझाइन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठी वैज्ञानिक आधार प्रदान केला.

वेगवेगळ्या काळात TGR च्या गाळ संशोधन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठी प्रोटोटाइप निरीक्षण केले जाते. २००३ मध्ये जलाशयाने साठवणूक सुरू केल्यानंतर, वरच्या आणि खालच्या भागात गाळाची समस्या दिसून आली आणि TGP च्या थेट ऑपरेशनसाठी प्रोटोटाइप निरीक्षण आणि संबंधित गाळ संशोधन अंमलात आणले गेले. निरीक्षणाच्या उद्दिष्टात खालील बाबींचा समावेश आहे: पूर्णपणे जप्त करण्यापूर्वी नैसर्गिक वाहिनीच्या स्थितीचा पार्श्वभूमी डेटा आत्मसात करणे; हप्ते जप्त करण्याच्या योजनेच्या निर्णयासाठी संदर्भ देणे; जप्तीनंतर वरच्या आणि खालच्या भागात धूप आणि जमा होण्याच्या फरकाचे रिअल-टाइम निरीक्षण करणे आणि वेळेत प्रतिकार करण्यासाठी समस्या शोधणे; स्वीकारलेल्या सिम्युलेशन तंत्रज्ञानाची पडताळणी करणे आणि TGP गाळाच्या अंदाजाची विश्वासार्हता वाढवणे.

जलविज्ञानविषयक गाळाच्या नमुना निरीक्षण श्रेणीमध्ये जलाशय क्षेत्र, धरणाचे ठिकाण आणि खालच्या भागातून पाणी साचते. १९४९ पासून, दीर्घकाळ गाळाचे मापन, चॅनेल निरीक्षण आणि अन्वेषण आणि तपासणीवर आधारित, भरपूर प्रोटोटाइप निरीक्षण डेटा आणि विश्लेषण संशोधन निकाल जमा झाले आहेत, ज्यामुळे नियोजन, डिझाइन आणि व्याख्या टप्प्यातील वैज्ञानिक संशोधनाची मागणी पूर्ण होते. बांधकाम टप्पा हा प्रोफेस यशस्वी होण्यासाठी एक अंतरिम टप्पा आहे आणि बांधकामाचा एकूण कालावधी १७अ आहे, म्हणून विविधता प्रवाह, गाळ आणि सीमा स्थितीचे सतत निरीक्षण करणे आवश्यक आहे. हे केवळ डिझाइन, वैज्ञानिक संशोधन, बांधकाम आणि ऑपरेशनसाठीच नव्हे तर डिझाइन आणि नियमनाच्या प्रमाणीकरण आणि ऑप्टिमायझेशनसाठी देखील अवलंबित्व प्रदान करते.

देखरेख घटकांमध्ये प्रामुख्याने जलविज्ञान, गाळ आणि कालव्याचा भूभाग यांचा समावेश होतो. कालव्याच्या भूभागाचे सर्वेक्षण प्रामुख्याने कच्च्या पाण्यात कालव्याच्या उत्क्रांतीची नियमितता, जलाशयात गाळ साचणे, खालच्या प्रवाहात धूप आणि TGP जप्त केल्यानंतर मुख्य पोहोचांची उत्क्रांती मिळविण्यासाठी केले जाते.

डीएएमएस, ओपन चॅनेल आणि भूमिगत पाईप नेटवर्कसारख्या परिस्थितींसाठी रडार वॉटर लेव्हल फ्लो स्पीड सेन्सर, ते रिअल टाइममध्ये डेटाचे निरीक्षण करू शकते.