Abstrait
Les problèmes d'écoulement et de sédimentation constituent un facteur clé pour l'exploitation et la durée de vie du barrage des Trois Gorges (TGP). De nombreuses approches ont été mises en œuvre pour étudier ces problèmes lors des phases de démonstration, de planification, de conception, de construction et d'exploitation du TGP, et des résultats importants ont été obtenus. Afin de comprendre les progrès réalisés en matière de mesure des écoulements et des sédiments dans les projets emblématiques chinois et l'expérience acquise en matière d'observation des sédiments dans les très grands réservoirs, cet article présente principalement les mesures d'écoulement et de sédimentation du TGP. Il aborde la situation générale du TGP, la répartition du réseau de stations hydrologiques, les facteurs de mesure, les nouvelles technologies de mesure et l'évolution des sédiments dans le réservoir et en aval après la mise en eau du barrage. Les résultats des mesures de sédimentation montrent que la situation générale est satisfaisante, mais que ces problèmes sont susceptibles de s'accumuler, de se développer et d'évoluer au fil du temps ; une surveillance continue est donc nécessaire.
1 INTRODUCTION
Le barrage des Trois Gorges (TGP) est le plus grand projet hydroélectrique et de conservation de l'eau au monde. Situé à Sandouping, dans la ville d'Yichang (province du Hubei), il marque la limite entre le cours moyen et l'amont du fleuve Yangtsé. Il contrôle un bassin versant d'un million de km² et un volume de ruissellement annuel moyen de 451 milliards de m³. Avec une capacité de stockage des crues de 22,15 milliards de mètres cubes, le projet joue un rôle majeur dans la maîtrise des crues du bassin du Yangtsé. À un niveau de retenue normal de 175 m, la capacité totale du réservoir est de 39 300 millions de m³, dont 22 150 millions de m³ sont dédiés à la protection contre les crues. Le développement du TGP vise la prévention des inondations, la production d'électricité et le transport fluvial. Il contribue également à l'amélioration de l'environnement. Au fil des ans, des avantages considérables ont été obtenus en matière de maîtrise des crues, de navigation, de production d'électricité et d'utilisation des ressources en eau.
Élément clé du système de protection contre les crues du cours moyen et inférieur du Yangtsé, le barrage des Trois Gorges (TGP) contrôle 96 % des apports à la rivière Jingjiang, la section la plus dangereuse du fleuve en période de crue, et plus des deux tiers des apports à Wuhan. Le TGP joue un rôle indispensable dans l'atténuation des crues et la réduction des inondations massives dans le cours supérieur du Yangtsé. Fin août, le barrage avait retenu 180 milliards de mètres cubes d'eau durant les saisons de crue. Il a enregistré des apports supérieurs à 70 000 mètres cubes par seconde en 2010 et 2012, réduisant ainsi les pics de crue d'environ 40 % et allégeant considérablement la pression sur les infrastructures de protection contre les crues en aval. Durant la saison sèche, les débits ont été augmentés à plus de 5 500 mètres cubes par seconde, fournissant plus de 20 milliards de mètres cubes d'eau par an au cours moyen et inférieur du Yangtsé.
L'observation du prototype est réalisée afin de contribuer à la recherche sur les sédiments, à la construction et à l'exploitation du barrage des Trois Gorges (TGP) au cours des différentes périodes. Les mesures effectuées sur le prototype ont permis d'analyser les variations du débit et de la charge sédimentaire dans le chenal principal du Yangtsé, ainsi que les changements et l'évolution du lit du fleuve. La répartition des sites est illustrée à la figure 1. Les résultats des observations actuelles concordent globalement avec ceux de l'étude de faisabilité (Lu & Huang, 2013). Cependant, en raison de la réduction des apports sédimentaires en amont et de la construction de réservoirs en cascade sur le Jinsha après les années 1990, la sédimentation du réservoir des Trois Gorges est nettement inférieure à ce qu'elle était auparavant, ce qui entraîne une érosion du lit du fleuve plus intense et plus étendue en aval du TGP.
2 SYSTÈME DE CONCEPTION ET DE MESURE DES RÉSEAUX HYDROLOGIQUES
Afin de recueillir des données de base et de fournir des services pour la construction d'ouvrages d'art du bassin, la Commission des ressources en eau du Changjiang a progressivement établi, depuis les années 1950, un grand nombre de stations hydrologiques le long du cours principal et des affluents du Yangtsé. Dans les années 1990, un réseau complet de stations hydrologiques et de surveillance des sédiments était quasiment opérationnel. Il comprenait 118 stations hydrologiques et plus de 350 stations de jaugeage. Par ailleurs, d'importants travaux de levés hydrologiques et d'analyses sédimentaires ont été réalisés. Les données d'observation hydrologique et sédimentaire des dernières décennies, et ce depuis plusieurs générations, ont fourni une base scientifique essentielle pour la conception, la construction et l'exploitation du barrage des Trois Gorges.
L'observation du prototype a été réalisée afin d'alimenter la recherche sédimentaire, la construction et l'exploitation du barrage des Trois Gorges (TGP) à différentes périodes. Après la mise en eau du réservoir en 2003, des problèmes de sédimentation sont apparus en amont et en aval. L'observation du prototype et les recherches sédimentaires correspondantes ont alors été menées pour optimiser l'exploitation du TGP. Les objectifs de cette observation sont les suivants : maîtriser les données de référence sur l'état du lit naturel avant la mise en eau complète ; servir de base à la décision concernant le plan de mise en eau ; surveiller en temps réel l'évolution de l'érosion et de la sédimentation en amont et en aval après la mise en eau, et identifier les problèmes afin de prendre des mesures correctives rapides ; valider la technologie de simulation adoptée et renforcer la fiabilité des prévisions sédimentaires du TGP.
La zone d'observation du prototype hydrologique et sédimentaire comprend la zone du réservoir, le site du barrage et le cours inférieur. Depuis 1949, grâce à de nombreuses mesures de sédiments, à l'observation du chenal et à des travaux d'exploration et d'étude approfondis, une quantité importante de données d'observation et d'analyses a été accumulée, répondant ainsi aux besoins de la planification, de la conception et de la recherche scientifique lors de la phase de définition. La phase de construction, d'une durée totale de 17 ans, constitue une étape intermédiaire succédant à la phase de définition. Il est donc nécessaire d'observer en continu les variations de débit, de sédiments et les conditions aux limites. Ces observations permettent non seulement d'appuyer la conception, la recherche scientifique, la construction et l'exploitation, mais aussi de valider et d'optimiser la conception et la régulation.
Les facteurs de suivi comprennent principalement l'hydrologie, les sédiments et le relief du lit. L'étude du relief du lit vise principalement à déterminer la régularité de l'évolution du lit à l'état naturel, le dépôt de sédiments au niveau du réservoir, l'érosion en aval et l'évolution des tronçons clés après la mise en eau du barrage des Trois Gorges.
2 SYSTÈME DE CONCEPTION ET DE MESURE DES RÉSEAUX HYDROLOGIQUES
Afin de recueillir des données de base et de fournir des services pour la construction d'ouvrages d'art du bassin, la Commission des ressources en eau du Changjiang a progressivement établi, depuis les années 1950, un grand nombre de stations hydrologiques le long du cours principal et des affluents du Yangtsé. Dans les années 1990, un réseau complet de stations hydrologiques et de surveillance des sédiments était quasiment opérationnel. Il comprenait 118 stations hydrologiques et plus de 350 stations de jaugeage. Par ailleurs, d'importants travaux de levés hydrologiques et d'analyses sédimentaires ont été réalisés. Les données d'observation hydrologique et sédimentaire des dernières décennies, et ce depuis plusieurs générations, ont fourni une base scientifique essentielle pour la conception, la construction et l'exploitation du barrage des Trois Gorges.
L'observation du prototype a été réalisée afin d'alimenter la recherche sédimentaire, la construction et l'exploitation du barrage des Trois Gorges (TGP) à différentes périodes. Après la mise en eau du réservoir en 2003, des problèmes de sédimentation sont apparus en amont et en aval. L'observation du prototype et les recherches sédimentaires correspondantes ont alors été menées pour optimiser l'exploitation du TGP. Les objectifs de cette observation sont les suivants : maîtriser les données de référence sur l'état du lit naturel avant la mise en eau complète ; servir de base à la décision concernant le plan de mise en eau ; surveiller en temps réel l'évolution de l'érosion et de la sédimentation en amont et en aval après la mise en eau, et identifier les problèmes afin de prendre des mesures correctives rapides ; valider la technologie de simulation adoptée et renforcer la fiabilité des prévisions sédimentaires du TGP.
La zone d'observation du prototype hydrologique et sédimentaire comprend la zone du réservoir, le site du barrage et le cours inférieur. Depuis 1949, grâce à de nombreuses mesures de sédiments, à l'observation du chenal et à des travaux d'exploration et d'étude approfondis, une quantité importante de données d'observation et d'analyses a été accumulée, répondant ainsi aux besoins de la planification, de la conception et de la recherche scientifique lors de la phase de définition. La phase de construction, d'une durée totale de 17 ans, constitue une étape intermédiaire succédant à la phase de définition. Il est donc nécessaire d'observer en continu les variations de débit, de sédiments et les conditions aux limites. Ces observations permettent non seulement d'appuyer la conception, la recherche scientifique, la construction et l'exploitation, mais aussi de valider et d'optimiser la conception et la régulation.
Les facteurs de suivi comprennent principalement l'hydrologie, les sédiments et le relief du lit. L'étude du relief du lit vise principalement à déterminer la régularité de l'évolution du lit à l'état naturel, le dépôt de sédiments au niveau du réservoir, l'érosion en aval et l'évolution des tronçons clés après la mise en eau du barrage des Trois Gorges.
Capteur radar de vitesse et de niveau d'eau pour des scénarios tels que les barrages, les canaux à ciel ouvert et les réseaux de canalisations souterraines ; il peut surveiller les données en temps réel.
Date de publication : 4 novembre 2024