추상적인
유량 및 퇴적물 문제는 삼협댐(TGP)의 운영 및 수명에 영향을 미치는 핵심 요소 중 하나입니다. 삼협댐의 시범, 계획, 설계, 건설 및 운영 단계에서 유량 및 퇴적물 문제를 연구하기 위해 다양한 접근 방식이 적용되었으며, 많은 중요한 결과가 도출되었습니다. 본 논문에서는 중국의 대표적인 프로젝트에서 유량 및 퇴적물 측정의 진행 상황과 초대형 저수지에서의 퇴적물 관측 경험을 이해하기 위해 삼협댐의 유량 및 퇴적물 측정에 중점을 두고 소개합니다. 여기에는 삼협댐의 전반적인 상황, 수문 관측소 네트워크의 분포, 측정 요소, 새로운 측정 기술, 그리고 삼협댐 담수 후 저수지 및 하류의 퇴적물 변화가 포함됩니다. 퇴적물 측정 결과는 퇴적물 문제의 기본 상황은 양호하지만, 이러한 퇴적물 문제는 시간이 지남에 따라 누적, 발전 및 변형될 가능성이 있으므로 지속적인 관심이 필요함을 보여줍니다.
1. 서론
삼협댐(TGP)은 세계 최대 규모의 수력 발전 및 수력 보전 프로젝트입니다. 후베이성 이창시 싼더우핑에 위치한 이 댐은 양쯔강 본류의 중류와 상류를 가르는 경계선에 자리하고 있습니다. 삼협댐은 100만 km²에 달하는 유역을 관리하며, 연평균 유출량은 4,510억 m³에 이릅니다. 221억 5천만 m³의 홍수 저수 용량을 갖춘 이 프로젝트는 양쯔강 유역의 홍수 조절에 중요한 역할을 합니다. 정상 수위 175m를 기준으로 총 저수량은 393억 m³이며, 이 중 221억 5천만 m³는 홍수 조절 용량입니다. 삼협댐 개발은 홍수 방지, 수력 발전, 수상 운송 등의 이점을 제공하는 데 중점을 두고 있으며, 생태 환경 개선에도 기여할 것입니다. 장기적으로 홍수 조절, 항해, 수력 발전, 수자원 이용 등 다양한 측면에서 종합적인 혜택을 제공할 것입니다.
양쯔강 중하류 홍수 조절 시스템의 핵심인 싼샤댐(TGP)은 홍수 시 가장 위험한 구간인 징장강 유입량의 96%, 우한 유입량의 3분의 2 이상을 조절합니다. 싼샤댐은 양쯔강 상류의 홍수 피해를 줄이고 대규모 홍수를 완화하는 데 필수적인 역할을 합니다. 8월 말까지 댐은 홍수기에 1,800억 세제곱미터의 물을 저수했습니다. 2010년과 2012년에는 초당 7만 세제곱미터가 넘는 유입량을 기록했으며, 홍수 수위를 약 40% 낮춰 하류 지역의 홍수 조절 부담을 크게 줄였습니다. 건기에는 방류량을 초당 5,500 세제곱미터 이상으로 늘려 양쯔강 중하류에 연간 200억 세제곱미터 이상의 물을 공급합니다.
시범 관측은 다양한 시기에 걸쳐 삼협댐(TGP)의 퇴적물 연구, 건설 및 운영에 활용되었습니다. 시범 측정은 양쯔강 본류의 유출량 및 퇴적물 부하량 변화와 하상 변화 및 진화를 분석하는 데 사용되었습니다. 관측 지점의 분포는 그림 1에 나타나 있습니다. 현재 관측 결과는 타당성 조사 단계(Lu & Huang, 2013)와 대체로 일치하지만, 1990년대 이후 상류 퇴적물 감소와 진사강의 계단식 저수지 건설로 인해 삼협댐(TGR)의 퇴적량이 이전보다 훨씬 적어졌고, 그 결과 삼협댐 하류에서 하상 침식의 강도와 범위가 더욱 커졌습니다.
2. 수문 네트워크 설계 및 측정 시스템
창장 수자원 위원회는 기초 자료를 수집하고 유역 공학 건설에 필요한 서비스를 제공하기 위해 1950년대부터 양쯔강 본류와 지류를 따라 수많은 수문 관측소를 점진적으로 설치해 왔습니다. 1990년대에 이르러서는 118개의 수문 관측소와 350개 이상의 수위 측정소를 포함하는 완전한 수문 관측소 네트워크와 퇴적물 모니터링 네트워크가 기본적으로 구축되었습니다. 또한, 대규모 하천 조사 및 퇴적물 분석 작업이 완료되었습니다. 지난 수십 년간 여러 세대에 걸쳐 축적된 수문 및 퇴적물 관측 자료는 싼샤댐(TGP)의 시범 사업, 설계, 건설 및 운영을 위한 과학적 근거를 제공했습니다.
본 시범 관측은 TGR(싼샤댐)의 퇴적물 연구, 건설 및 운영에 필요한 다양한 시기의 정보를 제공하기 위해 수행되었습니다. 2003년 저수지 담수화 개시 이후 상류와 하류 모두에서 퇴적물 문제가 발생했으며, 이에 따라 TGR 운영에 직접적으로 도움이 되도록 시범 관측 및 관련 퇴적물 연구가 진행되었습니다. 관측 목표는 다음과 같습니다. 담수화 완료 전 자연 하천 상태에 대한 배경 데이터 확보; 담수화 단계 계획 수립에 대한 참고 자료 제공; 담수화 후 상류와 하류의 침식 및 퇴적 변화를 실시간으로 모니터링하고 문제점을 파악하여 적시에 대책 마련; 채택된 시뮬레이션 기술의 타당성 검증 및 TGR 퇴적물 예측의 신뢰도 향상.
수문학적 퇴적물 원형 관측 범위는 저수지 지역, 댐 부지 및 하류를 포함합니다. 1949년부터 장기간에 걸친 퇴적물 측정, 하천 관측, 탐사 및 조사를 바탕으로 방대한 원형 관측 데이터와 분석 연구 결과가 축적되어 계획, 설계 및 과학 연구의 정의 단계에 필요한 자료를 제공해 왔습니다. 건설 단계는 정의 단계를 잇는 중간 단계이며, 총 건설 기간은 17년에 달하므로 유출량, 퇴적물 및 경계 조건의 변화를 지속적으로 관측해야 합니다. 이는 설계, 과학 연구, 건설 및 운영에 필요한 자료를 제공할 뿐만 아니라 설계 및 규제의 검증과 최적화에도 기여합니다.
모니터링 요소는 주로 수문, 퇴적물 및 하천 지형을 포함합니다. 하천 지형 조사는 주로 원수의 하천 발달 규칙성, 저수지에서의 퇴적물 축적, 하류의 침식, 그리고 TGP(싼샤댐) 건설 이후 주요 구간의 변화를 파악하기 위한 것입니다.
2. 수문 네트워크 설계 및 측정 시스템
창장 수자원 위원회는 기초 자료를 수집하고 유역 공학 건설에 필요한 서비스를 제공하기 위해 1950년대부터 양쯔강 본류와 지류를 따라 수많은 수문 관측소를 점진적으로 설치해 왔습니다. 1990년대에 이르러서는 118개의 수문 관측소와 350개 이상의 수위 측정소를 포함하는 완전한 수문 관측소 네트워크와 퇴적물 모니터링 네트워크가 기본적으로 구축되었습니다. 또한, 대규모 하천 조사 및 퇴적물 분석 작업이 완료되었습니다. 지난 수십 년간 여러 세대에 걸쳐 축적된 수문 및 퇴적물 관측 자료는 싼샤댐(TGP)의 시범 사업, 설계, 건설 및 운영을 위한 과학적 근거를 제공했습니다.
본 시범 관측은 TGR(싼샤댐)의 퇴적물 연구, 건설 및 운영에 필요한 다양한 시기의 정보를 제공하기 위해 수행되었습니다. 2003년 저수지 담수화 개시 이후 상류와 하류 모두에서 퇴적물 문제가 발생했으며, 이에 따라 TGR 운영에 직접적으로 도움이 되도록 시범 관측 및 관련 퇴적물 연구가 진행되었습니다. 관측 목표는 다음과 같습니다. 담수화 완료 전 자연 하천 상태에 대한 배경 데이터 확보; 담수화 단계 계획 수립에 대한 참고 자료 제공; 담수화 후 상류와 하류의 침식 및 퇴적 변화를 실시간으로 모니터링하고 문제점을 파악하여 적시에 대책 마련; 채택된 시뮬레이션 기술의 타당성 검증 및 TGR 퇴적물 예측의 신뢰도 향상.
수문학적 퇴적물 원형 관측 범위는 저수지 지역, 댐 부지 및 하류를 포함합니다. 1949년부터 장기간에 걸친 퇴적물 측정, 하천 관측, 탐사 및 조사를 바탕으로 방대한 원형 관측 데이터와 분석 연구 결과가 축적되어 계획, 설계 및 과학 연구의 정의 단계에 필요한 자료를 제공해 왔습니다. 건설 단계는 정의 단계를 잇는 중간 단계이며, 총 건설 기간은 17년에 달하므로 유출량, 퇴적물 및 경계 조건의 변화를 지속적으로 관측해야 합니다. 이는 설계, 과학 연구, 건설 및 운영에 필요한 자료를 제공할 뿐만 아니라 설계 및 규제의 검증과 최적화에도 기여합니다.
모니터링 요소는 주로 수문, 퇴적물 및 하천 지형을 포함합니다. 하천 지형 조사는 주로 원수의 하천 발달 규칙성, 저수지에서의 퇴적물 축적, 하류의 침식, 그리고 TGP(싼샤댐) 건설 이후 주요 구간의 변화를 파악하기 위한 것입니다.
댐, 개방 수로, 지하 배관망과 같은 환경에서 사용 가능한 레이더 수위 유속 센서로, 실시간으로 데이터를 모니터링할 수 있습니다.
게시 시간: 2024년 11월 4일