Abstracto
El problema del flujo y los sedimentos es uno de los factores clave que afectan la operación y la vida útil del Proyecto de las Tres Gargantas (PTG). Se han empleado diversos enfoques para investigar los problemas de flujo y sedimentos del PTG durante su demostración, planificación, diseño, construcción y operación, obteniéndose importantes resultados. Para comprender el progreso de la medición de flujo y sedimentos en proyectos representativos de China y la experiencia de la observación de sedimentos en grandes embalses, este artículo presenta principalmente la medición de flujo y sedimentos del PTG. Incluye la situación general del PTG, la distribución de la red de estaciones hidrológicas, los factores de medición, la nueva tecnología de medición y los cambios en los sedimentos en el embalse y aguas abajo tras la puesta en marcha del PTG. Los resultados de la medición de sedimentos muestran que la situación básica de los problemas de sedimentos es buena, y que estos problemas pueden acumularse, desarrollarse y transformarse con el tiempo, por lo que se debe prestar atención continua.
1. INTRODUCCIÓN
El Proyecto de las Tres Gargantas (PTG) es el mayor proyecto hidroeléctrico y de conservación de agua del mundo. La presa se ubica en Sandouping, ciudad de Yichang, provincia de Hubei, en la línea divisoria entre el curso medio y el curso superior del cauce principal del río Yangtsé. Controla una cuenca hidrográfica de 1 millón de km² y el volumen medio anual de escorrentía alcanza los 451.000 millones de m³. Con una capacidad de almacenamiento de 22.150 millones de metros cúbicos, el proyecto desempeña un papel fundamental en el control de inundaciones de la cuenca del río Yangtsé. Con un nivel normal de embalse de 175 m, la capacidad total de almacenamiento del embalse es de 39.300 m³, de los cuales 22.150 millones de m³ corresponden a la capacidad de control de inundaciones. El desarrollo del PTG se centra en la prevención de inundaciones, la generación de energía y el transporte fluvial. Asimismo, contribuirá a la mejora del medio ambiente. Durante este período, se han obtenido beneficios integrales en materia de control de inundaciones, navegación, generación de energía y aprovechamiento de los recursos hídricos.
Como parte fundamental del sistema de control de inundaciones en los tramos medio e inferior del río Yangtsé, la Presa de las Tres Gargantas (PTG) controla el 96 % del caudal que llega al río Jingjiang, el tramo más peligroso durante las crecidas, y más de dos tercios del caudal que llega a Wuhan. La PTG desempeña un papel indispensable en la mitigación de las inundaciones y en la reducción de las crecidas masivas en los tramos superiores del río Yangtsé. A finales de agosto, la presa había retenido 180 mil millones de metros cúbicos de agua durante las temporadas de crecidas. En 2010 y 2012, registró caudales superiores a 70 000 metros cúbicos por segundo y redujo los picos de las crecidas en aproximadamente un 40 %, aliviando considerablemente la presión sobre el control de inundaciones en las zonas aguas abajo. Durante las estaciones secas, los caudales se han incrementado a más de 5500 metros cúbicos por segundo, proporcionando más de 20 mil millones de metros cúbicos de agua al año para los tramos medio e inferior del río Yangtsé.
La observación del prototipo se realiza para servir a la investigación de sedimentos, la construcción y la operación del TGP en diferentes períodos. Las mediciones del prototipo se utilizaron para analizar las variaciones en la escorrentía y la carga de sedimentos en el cauce principal del río Yangtze, así como los cambios y la evolución del lecho del río. La distribución de los sitios se muestra en la Figura 1. Los resultados de la observación actual son básicamente consistentes con la etapa del estudio de factibilidad (Lu y Huang, 2013), pero debido a la reducción de sedimentos aguas arriba y la construcción de embalses en cascada en el río Jinsha después de la década de 1990, la sedimentación del embalse de las Tres Gargantas (TGR) es mucho menor que antes, lo que resulta en una mayor intensidad y distancia de erosión del lecho del río aguas abajo del TGP.
2. DISEÑO DE REDES HIDROLÓGICAS Y SISTEMA DE MEDICIÓN
Para recopilar datos básicos y brindar servicios para la construcción de obras de ingeniería de cuencas, la Comisión de Recursos Hídricos del río Yangtsé ha establecido gradualmente un gran número de estaciones hidrológicas a lo largo del cauce principal y los afluentes del río desde la década de 1950. Para la década de 1990, se había conformado prácticamente una red completa de estaciones hidrológicas y de monitoreo de sedimentos, que incluye 118 estaciones hidrológicas y más de 350 estaciones de aforo. Además, se ha completado una gran cantidad de trabajos de estudio fluvial y análisis de sedimentos. Los datos de observación hidrológica y de sedimentos de las últimas décadas, recopilados durante varias generaciones, proporcionaron una base científica para la demostración, el diseño, la construcción y la operación del proyecto de las Tres Gargantas.
La observación del prototipo se realiza para servir a la investigación de sedimentos, la construcción y la operación del embalse de las Tres Gargantas (TGR) en diferentes períodos. Después de que el embalse comenzó a almacenar agua en 2003, el problema de los sedimentos apareció tanto en los tramos superior como inferior, y la observación del prototipo y la correspondiente investigación de sedimentos se llevaron a cabo para servir directamente a la operación del TGP. El objetivo de la observación incluye los siguientes aspectos: dominar los datos de fondo del estado del canal natural antes del embalse por completo; servir de referencia para la decisión del plan de embalse por etapas; monitorear en tiempo real la variación de la erosión y la deposición tanto en los tramos superior como inferior después del embalse, y detectar los problemas para tomar contramedidas oportunas; validar la tecnología de simulación adoptada y aumentar la credibilidad de la predicción de sedimentos del TGP.
El área de observación del prototipo hidrológico de sedimentos abarca la zona del embalse, el emplazamiento de la presa y los tramos inferiores. Desde 1949, gracias a la medición de sedimentos, la observación del cauce y la exploración e investigación realizadas durante largos periodos, se han acumulado numerosos datos de observación del prototipo y resultados de análisis, lo que permite satisfacer las necesidades de planificación, diseño e investigación científica en la fase de definición. La fase de construcción es una etapa intermedia que da continuidad a la fase previa, y su duración total es de 17 años, por lo que es necesario observar continuamente la variación de la escorrentía, los sedimentos y las condiciones de contorno. Esto no solo proporciona información de referencia para el diseño, la investigación científica, la construcción y la operación, sino también para la validación y optimización del diseño y la normativa.
Los factores de monitoreo incluyen principalmente la hidrología, los sedimentos y el relieve del cauce. El estudio del relieve del cauce tiene como objetivo principal determinar la regularidad de la evolución del cauce en su estado natural, la deposición de sedimentos en el embalse, la erosión aguas abajo y la evolución de los tramos clave tras el llenado de la presa de las Tres Gargantas.
2. DISEÑO DE REDES HIDROLÓGICAS Y SISTEMA DE MEDICIÓN
Para recopilar datos básicos y brindar servicios para la construcción de obras de ingeniería de cuencas, la Comisión de Recursos Hídricos del río Yangtsé ha establecido gradualmente un gran número de estaciones hidrológicas a lo largo del cauce principal y los afluentes del río desde la década de 1950. Para la década de 1990, se había conformado prácticamente una red completa de estaciones hidrológicas y de monitoreo de sedimentos, que incluye 118 estaciones hidrológicas y más de 350 estaciones de aforo. Además, se ha completado una gran cantidad de trabajos de estudio fluvial y análisis de sedimentos. Los datos de observación hidrológica y de sedimentos de las últimas décadas, recopilados durante varias generaciones, proporcionaron una base científica para la demostración, el diseño, la construcción y la operación del proyecto de las Tres Gargantas.
La observación del prototipo se realiza para servir a la investigación de sedimentos, la construcción y la operación del embalse de las Tres Gargantas (TGR) en diferentes períodos. Después de que el embalse comenzó a almacenar agua en 2003, el problema de los sedimentos apareció tanto en los tramos superior como inferior, y la observación del prototipo y la correspondiente investigación de sedimentos se llevaron a cabo para servir directamente a la operación del TGP. El objetivo de la observación incluye los siguientes aspectos: dominar los datos de fondo del estado del canal natural antes del embalse por completo; servir de referencia para la decisión del plan de embalse por etapas; monitorear en tiempo real la variación de la erosión y la deposición tanto en los tramos superior como inferior después del embalse, y detectar los problemas para tomar contramedidas oportunas; validar la tecnología de simulación adoptada y aumentar la credibilidad de la predicción de sedimentos del TGP.
El área de observación del prototipo hidrológico de sedimentos abarca la zona del embalse, el emplazamiento de la presa y los tramos inferiores. Desde 1949, gracias a la medición de sedimentos, la observación del cauce y la exploración e investigación realizadas durante largos periodos, se han acumulado numerosos datos de observación del prototipo y resultados de análisis, lo que permite satisfacer las necesidades de planificación, diseño e investigación científica en la fase de definición. La fase de construcción es una etapa intermedia que da continuidad a la fase previa, y su duración total es de 17 años, por lo que es necesario observar continuamente la variación de la escorrentía, los sedimentos y las condiciones de contorno. Esto no solo proporciona información de referencia para el diseño, la investigación científica, la construcción y la operación, sino también para la validación y optimización del diseño y la normativa.
Los factores de monitoreo incluyen principalmente la hidrología, los sedimentos y el relieve del cauce. El estudio del relieve del cauce tiene como objetivo principal determinar la regularidad de la evolución del cauce en su estado natural, la deposición de sedimentos en el embalse, la erosión aguas abajo y la evolución de los tramos clave tras el llenado de la presa de las Tres Gargantas.
Sensor de velocidad de flujo de nivel de agua por radar para escenarios como presas, canales abiertos y redes de tuberías subterráneas, que puede monitorear datos en tiempo real.
Fecha de publicación: 4 de noviembre de 2024