थ्री गॉर्जेस परियोजना के लिए प्रवाह और तलछट माप

अमूर्त
प्रवाह और तलछट की समस्या थ्री गॉर्जेस परियोजना (टीजीपी) के प्रेषण संचालन और जीवन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। टीजीपी के प्रदर्शन, नियोजन, डिज़ाइन, निर्माण और संचालन के दौरान इसके प्रवाह और तलछट की समस्याओं पर शोध के लिए कई दृष्टिकोण अपनाए गए हैं और कई महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त हुए हैं। चीन की प्रतिनिधि परियोजनाओं में प्रवाह और तलछट मापन की प्रगति और अति-विशाल जलाशयों में तलछट अवलोकन के अनुभव को समझने के लिए, इस शोधपत्र में मुख्य रूप से टीजीपी के प्रवाह और तलछट मापन का परिचय दिया गया है। इसमें टीजीपी की सामान्य स्थिति, जल विज्ञान केंद्र नेटवर्क का वितरण, मापन कारक, नई मापन तकनीक और टीजीपी के संचयन के बाद जलाशय और अनुप्रवाह में तलछट परिवर्तन शामिल हैं। तलछट मापन के परिणाम दर्शाते हैं कि तलछट समस्याओं की मूल स्थिति अच्छी है, और ये तलछट समस्याएँ समय के साथ संचित, विकसित और रूपांतरित हो सकती हैं, इसलिए इन पर निरंतर ध्यान दिया जाना चाहिए।

1 परिचय
थ्री गॉर्जेस परियोजना (टीजीपी) दुनिया की सबसे बड़ी जल संरक्षण और जल विद्युत परियोजना है। यह बाँध हुबेई प्रांत के यिचांग शहर के सैंडूपिंग में स्थित है, जो यांग्त्ज़ी नदी की मध्य-धारा और मुख्य धारा के बीच की विभाजक रेखा है। यह 10 लाख वर्ग किमी के जल निकासी क्षेत्र को नियंत्रित करता है और औसत वार्षिक अपवाह मात्रा 451,000 मिलियन घन मीटर तक पहुँच जाती है। 22.15 अरब घन मीटर की बाढ़ भंडारण क्षमता के साथ, यह परियोजना यांग्त्ज़ी नदी बेसिन के बाढ़ नियंत्रण में एक प्रमुख भूमिका निभाती है। 175 मीटर के सामान्य जलभराव स्तर के साथ, जलाशय की कुल भंडारण क्षमता 39,300 मिलियन घन मीटर है, जिसमें से 22,150 मिलियन घन मीटर बाढ़ नियंत्रण क्षमता है। टीजीपी का विकास बाढ़-निवारण, बिजली उत्पादन और जल परिवहन लाभों पर केंद्रित है। इससे पारिस्थितिक वातावरण में भी सुधार होगा। इस अवधि के दौरान, बाढ़ नियंत्रण, नौवहन, बिजली उत्पादन और जल संसाधन उपयोग से संबंधित व्यापक लाभ प्राप्त हुए।

यांग्त्ज़ी नदी के मध्य और निचले हिस्सों में बाढ़ नियंत्रण प्रणाली के एक महत्वपूर्ण हिस्से के रूप में, टीजीपी बाढ़ के दौरान नदी के सबसे खतरनाक हिस्से जिंगजियांग नदी में आने वाले 96% प्रवाह और वुहान में आने वाले दो-तिहाई से अधिक प्रवाह को नियंत्रित करता है। टीजीपी बाढ़ को कम करने और यांग्त्ज़ी नदी के ऊपरी हिस्सों में बड़े पैमाने पर बाढ़ को कम करने में एक अपरिहार्य भूमिका निभाता है। अगस्त के अंत तक, बांध ने बाढ़ के मौसम के दौरान 180 बिलियन क्यूबिक मीटर पानी रोक लिया था। इसने 2010 और 2012 में 70,000 क्यूबिक मीटर प्रति सेकंड से अधिक का प्रवाह देखा और बाढ़ के चरम को लगभग 40% कम कर दिया, जिससे निचले इलाकों में बाढ़-नियंत्रण का दबाव काफी कम हो गया। शुष्क मौसम के दौरान, डिस्चार्ज को 5500 क्यूबिक मीटर प्रति सेकंड से अधिक तक बढ़ा दिया गया है

प्रोटोटाइप अवलोकन विभिन्न अवधियों में टीजीपी के तलछट अनुसंधान, निर्माण और संचालन के लिए किया जाता है। प्रोटोटाइप मापों का उपयोग यांग्त्ज़ी नदी के मुख्य चैनल में अपवाह और तलछट भार में भिन्नताओं के साथ-साथ नदी तल के परिवर्तनों और विकास का विश्लेषण करने के लिए किया गया था। स्थलों का वितरण चित्र 1 में दिखाया गया है। वर्तमान अवलोकन परिणाम मूलतः व्यवहार्यता अध्ययन चरण (लू और हुआंग, 2013) के अनुरूप हैं, लेकिन 1990 के दशक के बाद जिंशा नदी पर अपस्ट्रीम तलछट में कमी और कैस्केड जलाशयों के निर्माण के कारण, थ्री गॉर्जेस जलाशय (टीजीआर) का अवसादन पहले की तुलना में बहुत कम है, जिसके परिणामस्वरूप टीजीपी के अनुप्रवाह में नदी तल के कटाव की तीव्रता और दूरी अधिक हो गई है।

2 जल विज्ञान नेटवर्क डिजाइन और मापन प्रणाली
बुनियादी डेटा एकत्र करने और बेसिन इंजीनियरिंग निर्माण हेतु सेवाएँ प्रदान करने के लिए, चांगजियांग जल संसाधन आयोग ने 1950 के दशक से यांग्त्ज़ी नदी की मुख्य धारा और सहायक नदियों के किनारे धीरे-धीरे बड़ी संख्या में जल विज्ञान केंद्र स्थापित किए हैं। 1990 के दशक तक, एक पूर्ण जल विज्ञान केंद्र नेटवर्क और तलछट निगरानी नेटवर्क मूल रूप से बन चुका था। इसमें 118 जल विज्ञान केंद्र और 350 से अधिक गेजिंग स्टेशन शामिल हैं। इसके अलावा, बड़ी मात्रा में नदी सर्वेक्षण और तलछट विश्लेषण कार्य पूरा हो चुका है। पिछले दशकों के कई पीढ़ियों के जल विज्ञान और तलछट अवलोकन डेटा ने टीजीपी के प्रदर्शन, डिजाइन, निर्माण और संचालन के लिए एक वैज्ञानिक आधार प्रदान किया है।

प्रोटोटाइप अवलोकन को विभिन्न अवधि में टीजीआर के तलछट अनुसंधान, निर्माण और संचालन के लिए क्रियान्वित किया जाता है। 2003 में जलाशय के भंडारण शुरू होने के बाद, तलछट की समस्या ऊपरी और निचली दोनों पहुंचों में दिखाई दी, और प्रोटोटाइप अवलोकन और संबंधित तलछट अनुसंधान को सीधे टीजीपी के संचालन के लिए क्रियान्वित किया गया। अवलोकन लक्ष्य में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं: पूरी तरह से अवरोधन से पहले प्राकृतिक चैनल की स्थिति के पृष्ठभूमि डेटा में महारत हासिल करना; किस्त अवरोधन योजना के निर्णय के लिए संदर्भ बनाना; अवरोधन के बाद ऊपरी और निचली दोनों पहुंचों में कटाव और जमाव के बदलाव की वास्तविक समय की निगरानी, और समस्याओं का पता लगाना, ताकि समय पर जवाबी कार्रवाई की जा सके; अपनाई गई सिमुलेशन तकनीक को मान्य करना, और टीजीपी तलछट पूर्वानुमान की विश्वसनीयता बढ़ाना।

जलविज्ञान तलछट प्रोटोटाइप अवलोकन क्षेत्र में जलाशय क्षेत्र, बांध स्थल और निचले क्षेत्र शामिल हैं। 1949 से, लंबे समय से तलछट माप, चैनल अवलोकन, और अन्वेषण एवं जाँच के आधार पर, प्रोटोटाइप अवलोकन डेटा और विश्लेषण अनुसंधान परिणामों का एक बड़ा संग्रह एकत्र किया गया है, जिससे परिभाषा चरण में नियोजन, डिज़ाइन और वैज्ञानिक अनुसंधान की माँग पूरी होती है। निर्माण चरण, पूर्व-चरण के बाद का एक अंतरिम चरण है, और निर्माण की कुल अवधि 17a है, इसलिए अपवाह, तलछट और सीमा स्थिति में परिवर्तन का निरंतर निरीक्षण करना आवश्यक है। यह न केवल डिज़ाइन, वैज्ञानिक अनुसंधान, निर्माण और संचालन के लिए, बल्कि डिज़ाइन और विनियमन के सत्यापन और अनुकूलन के लिए भी निर्भरता प्रदान करता है।

निगरानी कारकों में मुख्य रूप से जल विज्ञान, तलछट और चैनल भूभाग शामिल हैं। चैनल भूभाग सर्वेक्षण का मुख्य उद्देश्य कच्चे माल में चैनल के विकास की नियमितता, जलाशय में तलछट जमाव, बहाव में कटाव और टीजीपी के जमाव के बाद प्रमुख पहुँचों के विकास का पता लगाना है।

2 जल विज्ञान नेटवर्क डिजाइन और मापन प्रणाली
बुनियादी डेटा एकत्र करने और बेसिन इंजीनियरिंग निर्माण हेतु सेवाएँ प्रदान करने के लिए, चांगजियांग जल संसाधन आयोग ने 1950 के दशक से यांग्त्ज़ी नदी की मुख्य धारा और सहायक नदियों के किनारे धीरे-धीरे बड़ी संख्या में जल विज्ञान केंद्र स्थापित किए हैं। 1990 के दशक तक, एक पूर्ण जल विज्ञान केंद्र नेटवर्क और तलछट निगरानी नेटवर्क मूल रूप से बन चुका था। इसमें 118 जल विज्ञान केंद्र और 350 से अधिक गेजिंग स्टेशन शामिल हैं। इसके अलावा, बड़ी मात्रा में नदी सर्वेक्षण और तलछट विश्लेषण कार्य पूरा हो चुका है। पिछले दशकों के कई पीढ़ियों के जल विज्ञान और तलछट अवलोकन डेटा ने टीजीपी के प्रदर्शन, डिजाइन, निर्माण और संचालन के लिए एक वैज्ञानिक आधार प्रदान किया है।

प्रोटोटाइप अवलोकन को विभिन्न अवधि में टीजीआर के तलछट अनुसंधान, निर्माण और संचालन के लिए क्रियान्वित किया जाता है। 2003 में जलाशय के भंडारण शुरू होने के बाद, तलछट की समस्या ऊपरी और निचली दोनों पहुंचों में दिखाई दी, और प्रोटोटाइप अवलोकन और संबंधित तलछट अनुसंधान को सीधे टीजीपी के संचालन के लिए क्रियान्वित किया गया। अवलोकन लक्ष्य में निम्नलिखित पहलू शामिल हैं: पूरी तरह से अवरोधन से पहले प्राकृतिक चैनल की स्थिति के पृष्ठभूमि डेटा में महारत हासिल करना; किस्त अवरोधन योजना के निर्णय के लिए संदर्भ बनाना; अवरोधन के बाद ऊपरी और निचली दोनों पहुंचों में कटाव और जमाव के बदलाव की वास्तविक समय की निगरानी, और समस्याओं का पता लगाना, ताकि समय पर जवाबी कार्रवाई की जा सके; अपनाई गई सिमुलेशन तकनीक को मान्य करना, और टीजीपी तलछट पूर्वानुमान की विश्वसनीयता बढ़ाना।

जलविज्ञान तलछट प्रोटोटाइप अवलोकन क्षेत्र में जलाशय क्षेत्र, बांध स्थल और निचले क्षेत्र शामिल हैं। 1949 से, लंबे समय से तलछट माप, चैनल अवलोकन, और अन्वेषण एवं जाँच के आधार पर, प्रोटोटाइप अवलोकन डेटा और विश्लेषण अनुसंधान परिणामों का एक बड़ा संग्रह एकत्र किया गया है, जिससे परिभाषा चरण में नियोजन, डिज़ाइन और वैज्ञानिक अनुसंधान की माँग पूरी होती है। निर्माण चरण, पूर्व-चरण के बाद का एक अंतरिम चरण है, और निर्माण की कुल अवधि 17a है, इसलिए अपवाह, तलछट और सीमा स्थिति में परिवर्तन का निरंतर निरीक्षण करना आवश्यक है। यह न केवल डिज़ाइन, वैज्ञानिक अनुसंधान, निर्माण और संचालन के लिए, बल्कि डिज़ाइन और विनियमन के सत्यापन और अनुकूलन के लिए भी निर्भरता प्रदान करता है।

निगरानी कारकों में मुख्य रूप से जल विज्ञान, तलछट और चैनल भूभाग शामिल हैं। चैनल भूभाग सर्वेक्षण का मुख्य उद्देश्य कच्चे माल में चैनल के विकास की नियमितता, जलाशय में तलछट जमाव, बहाव में कटाव और टीजीपी के जमाव के बाद प्रमुख पहुँचों के विकास का पता लगाना है।

बांधों, खुले चैनलों और भूमिगत पाइप नेटवर्क जैसे परिदृश्यों के लिए रडार जल स्तर प्रवाह गति सेंसर, यह वास्तविक समय में डेटा की निगरानी कर सकता है