삼협 프로젝트의 유량 및 퇴적물 측정

추상적인
유량 및 퇴적물 문제는 삼협 프로젝트(TGP)의 송출 운영 및 수명에 영향을 미치는 핵심 요인 중 하나입니다. TGP의 시범, 계획, 설계, 건설 및 운영 중에 유량 및 퇴적물 문제를 연구하기 위해 많은 접근 방식이 채택되었으며 많은 중요한 결과를 얻었습니다. 중국의 대표적인 프로젝트에서 유량 및 퇴적물 측정의 진행 상황과 초대형 저수지의 퇴적물 관측 경험을 이해하기 위해 본 논문에서는 주로 TGP의 유량 및 퇴적물 측정을 소개합니다. 여기에는 TGP의 일반적인 상황, 수문 관측소 네트워크의 분포, 측정 요소, 새로운 측정 기술, TGP 저류 후 저수지 및 하류의 퇴적물 변화가 포함됩니다. 퇴적물 측정 결과는 퇴적물 문제의 기본 상황이 양호함을 보여주며 이러한 퇴적물 문제는 시간이 지남에 따라 누적, 발전 및 변형될 가능성이 있으므로 지속적인 주의를 기울여야 합니다.

1 서론
삼협 프로젝트(TGP)는 세계에서 가장 큰 물 보존 및 수력 발전 프로젝트입니다. 이 댐은 후베이성 이창시 산두핑에 있으며, 양쯔강 간선의 중류와 상류를 나누는 경계선입니다. 100만 km2의 유역 면적을 조절하고 연평균 유출량은 451,000백만 m3에 이릅니다. 221.5억 입방미터의 홍수 저수 용량을 갖춘 이 프로젝트는 양쯔강 유역의 홍수 조절에 중요한 역할을 합니다. 정상 저수 수위가 175m인 저수지의 총 저수 용량은 39,300이며, 그 중 22,150백만 m3가 홍수 조절 용량입니다. TGP의 개발은 홍수 방지, 발전 및 수상 운송 혜택에 중점을 둡니다. 또한 생태 환경을 개선할 것입니다. 그 기간 동안 홍수 조절, 항해, 발전 및 수자원 활용에 대한 포괄적인 혜택이 제공되었습니다.

양쯔강 중류와 하류의 홍수 조절 시스템의 핵심 부분인 TGP는 홍수 시 가장 위험한 강 구간인 징장강으로의 유입량의 96%와 우한으로의 유입량의 3분의 2 이상을 조절합니다. TGP는 양쯔강 상류의 홍수를 완화하고 대규모 홍수를 줄이는 데 없어서는 안 될 역할을 합니다. 8월 말까지 이 댐은 홍수철에 1,800억 입방미터의 물을 막았습니다. 2010년과 2012년에는 초당 70,000입방미터가 넘는 유입량을 기록했고 홍수 정점을 약 40% 줄여 하류 지역의 홍수 조절 압력을 크게 완화했습니다. 건기에는 방류량이 초당 5,500입방미터 이상으로 늘어나 양쯔강 중류와 하류에 연간 200억 입방미터가 넘는 물을 공급합니다.

프로토타입 관측은 다양한 기간 동안 TGP의 퇴적물 연구, 건설 및 운영을 지원하기 위해 수행되었습니다. 프로토타입 측정은 양쯔강 본류의 유출량 및 퇴적물 부하 변화와 하상 변화 및 진화를 분석하는 데 사용되었습니다. 지점 분포는 그림 1에 나와 있습니다. 현재 관측 결과는 기본적으로 타당성 조사 단계(Lu & Huang, 2013)와 일치하지만, 1990년대 이후 상류 퇴적물 감소 및 진사강 계단식 저수지 건설로 인해 싼샤 저수지(TGR)의 퇴적량이 이전보다 훨씬 적어 TGP 하류의 하상 침식 강도와 거리가 더 커졌습니다.

2 수문망 설계 및 측정 시스템
창장수자원위원회는 기초 자료 수집 및 유역 엔지니어링 건설 서비스 제공을 위해 1950년대부터 양쯔강 본류와 지류를 따라 다수의 수문 관측소를 점진적으로 설치해 왔습니다. 1990년대에는 118개의 수문 관측소와 350개 이상의 관측소를 포함하는 완전한 수문 관측소 네트워크와 퇴적물 모니터링 네트워크가 기본적으로 구축되었습니다. 또한, 대규모 하천 조사 및 퇴적물 분석 작업도 완료되었습니다. 지난 수십 년간 축적된 수문 및 퇴적물 관측 데이터는 TGP의 실증, 설계, 건설 및 운영에 과학적 근거를 제공했습니다.

원형 관측은 다양한 기간 동안 TGR의 퇴적물 연구, 건설 및 운영에 도움이 되도록 수행됩니다. 저수지가 2003년에 저장을 시작한 후, 상류와 하류 모두에서 퇴적물 문제가 나타났고, 원형 관측과 해당 퇴적물 연구는 TGP의 운영에 직접적으로 도움이 되도록 수행되었습니다. 관측 목표에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다. 완전히 저류하기 전에 자연적 하도 상태에 대한 배경 데이터를 마스터합니다. 설치 저류 계획 결정을 위한 참고 자료를 만듭니다. 저류 후 상류와 하류 모두에서 침식 및 퇴적 변화를 실시간으로 모니터링하고 문제를 파악하여 적절한 조치를 취합니다. 적용된 시뮬레이션 기술을 검증하고 TGP 퇴적물 예측의 신뢰성을 높입니다.

수문 퇴적물 원형 관측 범위는 저수지 지역, 댐 부지, 그리고 하류 지역을 포함합니다. 1949년부터 오랜 기간의 퇴적물 측정, 하천 관측, 그리고 탐사 및 조사를 바탕으로 수많은 원형 관측 자료와 분석 연구 결과가 축적되어, 계획 수립 단계에서의 계획, 설계 및 과학적 연구 요구를 충족시켜 왔습니다. 시공 단계는 전기 단계를 잇는 중간 단계이며, 총 공사 기간은 17년이므로 유출량, 퇴적물, 그리고 경계 조건의 변화를 지속적으로 관찰할 필요가 있습니다. 이는 설계, 과학적 연구, 시공 및 운영에 대한 의존성을 제공할 뿐만 아니라, 설계 및 규제의 검증 및 최적화에도 기여합니다.

모니터링 요인에는 주로 수문, 퇴적물, 그리고 하천 지형이 포함됩니다. 하천 지형 조사는 주로 원류 하천의 변화 양상, 저수지의 퇴적물 퇴적, 하류의 침식, 그리고 TGP(하천 저지대) 폐쇄 후 주요 구간의 변화 양상을 파악하는 데 목적이 있습니다.

2 수문망 설계 및 측정 시스템
창장수자원위원회는 기초 자료 수집 및 유역 엔지니어링 건설 서비스 제공을 위해 1950년대부터 양쯔강 본류와 지류를 따라 다수의 수문 관측소를 점진적으로 설치해 왔습니다. 1990년대에는 118개의 수문 관측소와 350개 이상의 관측소를 포함하는 완전한 수문 관측소 네트워크와 퇴적물 모니터링 네트워크가 기본적으로 구축되었습니다. 또한, 대규모 하천 조사 및 퇴적물 분석 작업도 완료되었습니다. 지난 수십 년간 축적된 수문 및 퇴적물 관측 데이터는 TGP의 실증, 설계, 건설 및 운영에 과학적 근거를 제공했습니다.

원형 관측은 다양한 기간 동안 TGR의 퇴적물 연구, 건설 및 운영에 도움이 되도록 수행됩니다. 저수지가 2003년에 저장을 시작한 후, 상류와 하류 모두에서 퇴적물 문제가 나타났고, 원형 관측과 해당 퇴적물 연구는 TGP의 운영에 직접적으로 도움이 되도록 수행되었습니다. 관측 목표에는 다음과 같은 측면이 포함됩니다. 완전히 저류하기 전에 자연적 하도 상태에 대한 배경 데이터를 마스터합니다. 설치 저류 계획 결정을 위한 참고 자료를 만듭니다. 저류 후 상류와 하류 모두에서 침식 및 퇴적 변화를 실시간으로 모니터링하고 문제를 파악하여 적절한 조치를 취합니다. 적용된 시뮬레이션 기술을 검증하고 TGP 퇴적물 예측의 신뢰성을 높입니다.

수문 퇴적물 원형 관측 범위는 저수지 지역, 댐 부지, 그리고 하류 지역을 포함합니다. 1949년부터 오랜 기간의 퇴적물 측정, 하천 관측, 그리고 탐사 및 조사를 바탕으로 수많은 원형 관측 자료와 분석 연구 결과가 축적되어, 계획 수립 단계에서의 계획, 설계 및 과학적 연구 요구를 충족시켜 왔습니다. 시공 단계는 전기 단계를 잇는 중간 단계이며, 총 공사 기간은 17년이므로 유출량, 퇴적물, 그리고 경계 조건의 변화를 지속적으로 관찰할 필요가 있습니다. 이는 설계, 과학적 연구, 시공 및 운영에 대한 의존성을 제공할 뿐만 아니라, 설계 및 규제의 검증 및 최적화에도 기여합니다.

모니터링 요인에는 주로 수문, 퇴적물, 그리고 하천 지형이 포함됩니다. 하천 지형 조사는 주로 원류 하천의 변화 양상, 저수지의 퇴적물 퇴적, 하류의 침식, 그리고 TGP(하천 저지대) 폐쇄 후 주요 구간의 변화 양상을 파악하는 데 목적이 있습니다.

DAMS, 개방형 수로, 지하 파이프 네트워크 등의 시나리오를 위한 레이더 수위 흐름 속도 센서로 실시간으로 데이터를 모니터링할 수 있습니다.