Kipimo cha mtiririko na mashapo kwa Mradi wa Mabonde Matatu

Muhtasari
Tatizo la mtiririko na mashapo ni mojawapo ya mambo muhimu yanayoathiri uendeshaji na maisha ya Mradi wa Mabonde Matatu (TGP). Mbinu nyingi zimetumika kutafiti matatizo ya mtiririko na mashapo ya TGP wakati wa maonyesho, mipango, usanifu, ujenzi na uendeshaji wake, na matokeo mengi muhimu yamepatikana. Ili kuelewa maendeleo ya kipimo cha mtiririko na mashapo katika miradi wakilishi ya China na uzoefu wa uchunguzi wa mashapo katika hifadhi kubwa sana, kipimo cha mtiririko na mashapo cha TGP kimeanzishwa zaidi katika karatasi hii. Inajumuisha hali ya jumla ya TGP, usambazaji wa mtandao wa kituo cha maji, vipengele vya upimaji, teknolojia mpya ya upimaji, na mabadiliko ya mashapo katika hifadhi na chini ya mto baada ya kukamatwa kwa TGP. Matokeo ya kipimo cha mashapo yanaonyesha kwamba hali ya msingi ya matatizo ya mashapo ni nzuri, na matatizo haya ya mashapo yanaweza kujilimbikiza, kukua, na kubadilika baada ya muda, kwa hivyo yanapaswa kuzingatiwa kila mara.

1 UTANGULIZI
Mradi wa Mabonde Matatu (TGP) ndio mradi mkubwa zaidi wa uhifadhi wa maji na umeme wa maji duniani. Bwawa hilo liko Sandouping, Jiji la Yichang, Mkoa wa Hubei, ambao ni mstari unaogawanya kati ya kijito cha katikati na cha juu cha kijito cha Mto Yangtze. Unadhibiti eneo la mifereji ya maji la kilomita za mraba milioni 1, na wastani wa kiasi cha maji yanayotiririka kwa mwaka hufikia mita za ujazo milioni 451,000. Kwa uwezo wa kuhifadhi mafuriko wa mita za ujazo bilioni 22.15, mradi huu una jukumu kubwa katika udhibiti wa mafuriko katika bonde la Mto Yangtze. Kwa kiwango cha kawaida cha mita za ujazo bilioni 175, jumla ya uwezo wa kuhifadhi hifadhi ni mita 39,300 na mita za ujazo milioni 22,150 ni uwezo wa kudhibiti mafuriko. Maendeleo ya TGP yanalenga katika kuzuia mafuriko, uzalishaji wa umeme, na faida za usafiri wa maji. Pia itaboresha mazingira ya ikolojia. Katika kipindi hicho, faida kamili kuhusu udhibiti wa mafuriko, urambazaji, uzalishaji wa umeme, na matumizi ya rasilimali za maji zilitolewa.

Kama sehemu muhimu ya mfumo wa kudhibiti mafuriko katikati na chini ya Mto Yangtze, TGP inadhibiti 96% ya maji yanayoingia Mto Jingjiang, sehemu hatari zaidi ya mto wakati wa mafuriko, na zaidi ya theluthi mbili ya maji yanayoingia Wuhan. TGP ina jukumu muhimu katika kupunguza mafuriko na kupunguza mafuriko makubwa katika sehemu za juu za Mto Yangtze. Kufikia mwisho wa Agosti, bwawa hilo lilikuwa limezuia mita za ujazo bilioni 180 za maji wakati wa misimu ya mafuriko. Lilishuhudia maji yanayoingia ya zaidi ya mita za ujazo 70,000 kwa sekunde mwaka wa 2010, 2012 na kupunguza kilele cha mafuriko kwa takriban 40%, na kupunguza kwa kiasi kikubwa shinikizo la kudhibiti mafuriko katika maeneo ya chini ya mto. Wakati wa misimu ya kiangazi, maji yanayotoka yameongezeka hadi zaidi ya mita za ujazo 5500 kwa sekunde, na kutoa zaidi ya mita za ujazo bilioni 20 za maji kwa mwaka kwa sehemu za kati na chini za Mto Yangtze.

Uchunguzi wa mfano unafanywa ili kuhudumia utafiti wa mashapo, ujenzi, na uendeshaji wa TGP katika kipindi tofauti. Vipimo vya mfano vilitumika kuchambua tofauti za mtiririko wa maji na mzigo wa mashapo katika mkondo mkuu wa Mto Yangtze, pamoja na mabadiliko na mageuko ya ukingo wa mto. Usambazaji wa maeneo umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Matokeo ya uchunguzi wa sasa kimsingi yanaendana na hatua ya utafiti wa upembuzi yakinifu (Lu & Huang, 2013), lakini kutokana na kupungua kwa mashapo ya juu na ujenzi wa mabwawa ya kuteleza kwenye Mto Jinsha baada ya miaka ya 1990, uchakavu wa hifadhi ya Mabonde Matatu (TGR) ni mdogo sana kuliko hapo awali, na kusababisha kiwango kikubwa na umbali wa mmomonyoko wa ukingo wa mto chini ya TGP.

2 MFUMO WA KUBUNI NA KUPIMISHA MTANDAO WA HYDROLOJIA
Ili kukusanya data ya msingi na kutoa huduma za ujenzi wa uhandisi wa mabonde, Tume ya Rasilimali za Maji ya Changjiang imeanzisha hatua kwa hatua idadi kubwa ya vituo vya maji kando ya kijito kikuu na vijito vya Mto Yangtze tangu miaka ya 1950. Kufikia miaka ya 1990, mtandao kamili wa vituo vya maji na mtandao wa ufuatiliaji wa mashapo ulikuwa umeundwa kimsingi. Unajumuisha vituo 118 vya maji na zaidi ya vituo 350 vya kupimia. Zaidi ya hayo, kiasi kikubwa cha kazi ya utafiti wa mto na uchambuzi wa mashapo kimekamilika. Data ya uchunguzi wa maji na mashapo ya miongo kadhaa iliyopita kwa vizazi kadhaa ilitoa msingi wa kisayansi wa maonyesho, usanifu, ujenzi, na uendeshaji wa TGP.

Uchunguzi wa mfano unafanywa ili kuhudumia utafiti wa mashapo, ujenzi, na uendeshaji wa TGR katika kipindi tofauti. Baada ya hifadhi kuanza kuhifadhi mwaka wa 2003, tatizo la mashapo lilionekana katika sehemu za juu na chini, na uchunguzi wa mfano na utafiti sambamba wa mashapo ulifanywa ili kuhudumia uendeshaji wa TGP moja kwa moja. Lengo la uchunguzi linajumuisha vipengele vifuatavyo: Kufahamu data ya usuli ya hali ya njia asilia kabla ya kukamata kabisa; Kufanya marejeleo ya uamuzi wa mpango wa kukamata kwa awamu; ufuatiliaji wa wakati halisi wa tofauti za mmomonyoko na utuaji katika sehemu za juu na chini baada ya kukamata, na kugundua matatizo, ili kuchukua hatua za kukabiliana na hali hiyo kwa wakati; kuthibitisha teknolojia ya simulizi iliyotumika, na kuongeza uaminifu wa utabiri wa mashapo wa TGP.

Aina ya uchunguzi wa mfano wa majimaji ya kihaidrolojia inajumuisha eneo la hifadhi, eneo la bwawa, na sehemu za chini. Tangu 1949, kulingana na kipimo cha muda mrefu cha mashapo, uchunguzi wa njia, na uchunguzi, data nyingi za uchunguzi wa mfano na matokeo ya utafiti wa uchambuzi yalikuwa yamekusanywa, hivyo kukidhi mahitaji ya upangaji, usanifu na utafiti wa kisayansi katika awamu ya ufafanuzi. Awamu ya ujenzi ni ya muda mfupi ili kufanikiwa awamu ya prophase, na kipindi chote cha ujenzi ni 17a, kwa hivyo ni muhimu kuendelea kuchunguza mtiririko wa maji, mashapo, na hali ya mipaka. Hii haitoi tu utegemezi wa usanifu, utafiti wa kisayansi, ujenzi, na uendeshaji, lakini pia kwa uthibitisho na uboreshaji wa muundo na kanuni.

Vipengele vya ufuatiliaji hasa vinajumuisha hidrolojia, mashapo, na ardhi ya mfereji. Utafiti wa ardhi ya mfereji ni hasa kupata uthabiti wa mageuko ya mfereji katika mbichi, utuaji wa mashapo kwenye hifadhi, mmomonyoko wa chini ya mto, na mageuko ya sehemu muhimu baada ya kukamatwa kwa TGP.

2 MFUMO WA KUBUNI NA KUPIMISHA MTANDAO WA HYDROLOJIA
Ili kukusanya data ya msingi na kutoa huduma za ujenzi wa uhandisi wa mabonde, Tume ya Rasilimali za Maji ya Changjiang imeanzisha hatua kwa hatua idadi kubwa ya vituo vya maji kando ya kijito kikuu na vijito vya Mto Yangtze tangu miaka ya 1950. Kufikia miaka ya 1990, mtandao kamili wa vituo vya maji na mtandao wa ufuatiliaji wa mashapo ulikuwa umeundwa kimsingi. Unajumuisha vituo 118 vya maji na zaidi ya vituo 350 vya kupimia. Zaidi ya hayo, kiasi kikubwa cha kazi ya utafiti wa mto na uchambuzi wa mashapo kimekamilika. Data ya uchunguzi wa maji na mashapo ya miongo kadhaa iliyopita kwa vizazi kadhaa ilitoa msingi wa kisayansi wa maonyesho, usanifu, ujenzi, na uendeshaji wa TGP.

Uchunguzi wa mfano unafanywa ili kuhudumia utafiti wa mashapo, ujenzi, na uendeshaji wa TGR katika kipindi tofauti. Baada ya hifadhi kuanza kuhifadhi mwaka wa 2003, tatizo la mashapo lilionekana katika sehemu za juu na chini, na uchunguzi wa mfano na utafiti sambamba wa mashapo ulifanywa ili kuhudumia uendeshaji wa TGP moja kwa moja. Lengo la uchunguzi linajumuisha vipengele vifuatavyo: Kufahamu data ya usuli ya hali ya njia asilia kabla ya kukamata kabisa; Kufanya marejeleo ya uamuzi wa mpango wa kukamata kwa awamu; ufuatiliaji wa wakati halisi wa tofauti za mmomonyoko na utuaji katika sehemu za juu na chini baada ya kukamata, na kugundua matatizo, ili kuchukua hatua za kukabiliana na hali hiyo kwa wakati; kuthibitisha teknolojia ya simulizi iliyotumika, na kuongeza uaminifu wa utabiri wa mashapo wa TGP.

Aina ya uchunguzi wa mfano wa majimaji ya kihaidrolojia inajumuisha eneo la hifadhi, eneo la bwawa, na sehemu za chini. Tangu 1949, kulingana na kipimo cha muda mrefu cha mashapo, uchunguzi wa njia, na uchunguzi, data nyingi za uchunguzi wa mfano na matokeo ya utafiti wa uchambuzi yalikuwa yamekusanywa, hivyo kukidhi mahitaji ya upangaji, usanifu na utafiti wa kisayansi katika awamu ya ufafanuzi. Awamu ya ujenzi ni ya muda mfupi ili kufanikiwa awamu ya prophase, na kipindi chote cha ujenzi ni 17a, kwa hivyo ni muhimu kuendelea kuchunguza mtiririko wa maji, mashapo, na hali ya mipaka. Hii haitoi tu utegemezi wa usanifu, utafiti wa kisayansi, ujenzi, na uendeshaji, lakini pia kwa uthibitisho na uboreshaji wa muundo na kanuni.

Vipengele vya ufuatiliaji hasa vinajumuisha hidrolojia, mashapo, na ardhi ya mfereji. Utafiti wa ardhi ya mfereji ni hasa kupata uthabiti wa mageuko ya mfereji katika mbichi, utuaji wa mashapo kwenye hifadhi, mmomonyoko wa chini ya mto, na mageuko ya sehemu muhimu baada ya kukamatwa kwa TGP.

Kipima kasi ya mtiririko wa maji cha rada kwa matukio kama vile DAMS, njia zilizo wazi, na mitandao ya mabomba ya chini ya ardhi, kinaweza kufuatilia data kwa wakati halisi.