Mô hình vận hành điều tiết thời gian thực thời kỳ mùa lũ hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

-------ooo-------

TÔ THÚY NGA

MÔ HÌNH VẬN HÀNH ĐIỀU TIẾT

THỜI GIAN THỰC THỜI KỲ MÙA LŨ

HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN SÔNG

VU GIA – THU BỒN

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước

ĐÀ NẴNG - 2014

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi là Tô Thúy Nga. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của

riêng tôi. Các nội dung và kết quả nghiên cứu trong Luận án là trung thực và chưa

được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào.

TÁC GIẢ

2

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên tác giả bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, đến các thầy

hướng dẫn GS. TS. Nguyễn Thế Hùng và GS. TS. Hà Văn Khối đã tận tình hướng

dẫn tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.

Tác giả xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, Ban Đào

tạo sau Đại học Đại học Đà Nẵng, Khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện, Phòng

Quản lý Sau đại học trường Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác

giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành Luận án.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô và các bạn đồng

nghiệp, đã đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để tác giả hoàn thiện luận án.

Cuối cùng, với tình yêu từ đáy lòng, tác giả cảm ơn bố, mẹ, chồng, các anh

chị, em và hai con của tác giả, những người thân yêu trong gia đình đã luôn ở bên

cạnh tác giả, động viên tác giả về vật chất và tinh thần để tác giả vững tâm hoàn

thành luận án của mình.

TÁC GIẢ

3

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trên hệ thống sông Vu Gia – Thu Bồn hiện có nhiều hồ chứa đã, đang và sẽ

được xây dựng trên thượng nguồn (A Vương, sông Bung 2, Sông Bung 4, ĐăkMi 4,

sông Tranh…). Theo quy hoạch các hồ chứa này có nhiệm vụ phát điện là chính nên

phần dung tích dành cho cắt giảm lũ hạ du không lớn.

Sau khi có thêm các hồ chứa thượng nguồn chế độ lũ và ngập lụt hạ du sẽ bị

ảnh hưởng điều tiết của các hồ chứa này. Nếu có chế độ vận hành hợp lý sẽ có tác

động tích cực đối với vùng hạ du và vẫn đảm bảo được mục tiêu phát điện và an

toàn hồ chứa, trong trường hợp ngược lại sẽ có tác động tiêu cực và trong nhiều

trường hợp gây thiệt hại lớn cho vùng hạ du. Trong thực tế đã xảy ra tác động tiêu

cực do ảnh hưởng điều tiết của các hồ chứa thượng nguồn, đó là trường hợp lũ năm

2009 trên sông Vu Gia-Thu Bồn sau khi có hồ A Vương và trường hợp tương tự đối

với trận lũ 2010 trên sông Ba. Trường hợp xả lũ của hồ chứa A Vương, có lưu

lượng xả không vượt lưu lượng đến hồ, nhưng quá trình xả gây “sốc” cho hạ du do

lưu lượng xả tăng đột biến trong một thời gian ngắn. Trường hợp hồ Sông Hinh và

sông Ba Hạ cũng xảy ra tương tự, thậm chí lưu lượng xả còn lớn hơn lưu lượng đến

hồ ở khu vực đỉnh lũ.

Nguyên nhân của những tồn tại này là do các quy trình vận hành hồ chứa đã

ban hành là các quy trình cứng, chưa có các phương án cảnh báo và dự báo lũ phục

vụ vận hành theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa nói trên.

Hiện nay, nghiên cứu chế độ vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực

chưa được ứng dụng nhiều ở Việt Nam, đặc biệt là các hồ chứa thuộc khu vực miền

Trung. Do vậy, việc nghiên cứu chế độ vận hành theo thời gian thực có sử dụng mô

hình cảnh báo, dự báo lũ đối với hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia-Thu Bồn là rất

cần thiết và có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Đây là vấn đề khoa học cần được

nghiên cứu ứng dụng không phải chỉ với các hồ chứa trên hệ thống sông Vu Gia￾Thu Bồn mà còn cần thiết với các hệ thống hồ chứa khác thuộc khu vực miền

4

Trung. Chính vì vậy, đề tài luận án được chọn để nghiên cứu là : “ Mô hình hình

vận hành theo thời gian thực thời kỳ mùa lũ hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia-Thu

Bồn”.

2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án.

Đề tài này nghiên cứu xây dựng mô hình vận hành hệ thống hồ chứa theo

thời gian thực thời kỳ mùa lũ và ứng dụng cho hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia –

Thu Bồn nhằm nâng cao hiệu quả giảm lũ và không gây tác động tiêu cực cho vùng

hạ du, trong khi vẫn đảm bảo nhiệm vụ phát điện.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu

(1) Phân tích, thiết lập bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian

thực;

(2) Nghiên cứu xây dựng mô hình cảnh báo, dự báo lũ đến các hồ chứa trên

hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn phục vụ vận hành hệ thống;

(3) Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống trên cơ sở tích hợp các mô hình

mưa-dòng chảy, điều tiết hồ chứa, diễn toán lũ trên hệ thống sông phục vụ cho bài

toán vận hành theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa phòng lũ trên sông Vu Gia -

Thu Bồn, nhằm xác định chế độ vận hành các hồ chứa thỏa mãn hai mục tiêu giảm

lũ cho hạ du và đảm bảo nhiệm vụ phát điện;

(4) Đánh giá khả năng ứng dụng trong thực tế vận hành các hồ chứa trên

sông Vu Gia-Thu Bồn và khả năng ứng dụng cho các hệ thống hồ chứa khác thuộc

khu vực miền Trung.

4. Phương pháp nghiên cứu

(1) Phương pháp phân tích, tổng hợp: Tổng hợp, phân tích các nghiên cứu

trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực vận hành hồ chứa theo thời gian thực, từ

đó xác định hướng tiếp cận khoa học cho bài toán đặt ra.

(2) Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành: Trên cơ sở phân tích

đặc điểm mưa và sự hình thành lũ trên hệ thống sông, lựa chọn hoặc thiết lập mô

hình mô phỏng lũ phục vụ dự báo, cảnh báo lũ và vận hành hệ thống.

(3) Phương pháp phân tích hệ thống: Ứng dụng các mô hình toán thủy văn,

5

thủy lực đánh giá tác động của vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ, từ đó đề xuất

các kịch bản vận hành hợp lý và hiệu quả, làm cơ sở cho việc vận hành hệ thống hồ

chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn.

(4) Phương pháp kế thừa: Kế thừa các nghiên cứu đã có liên quan đến đề tài:

các tài liệu đo đạc địa hình lòng dẫn, các báo cáo quy hoạch phòng chống lũ lưu vực

sông Vu Gia-Thu Bồn, các báo về quy trình vận hành hồ chứa và các tài liệu liên

quan khác. Trên cơ sở lý thuyết mô hình (NAM, MUSKINGUM), xây dựng mô

hình mô phỏng lũ MOPHONG-LU cho khu vực thượng du và liên kết với mô hình

MIKE 11 có sẵn đối với vùng hạ du phục vụ cho bài toán vận hành hệ thống Vu Gia

–Thu Bồn.

5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

Ý nghĩa khoa học

Bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực là bài toán đa dạng

và phức tạp, cho đến nay các nghiên cứu về lĩnh vực này trên thế giới còn chưa đầy

đủ, đặc biệt các nghiên cứu này ở Việt Nam còn rất hạn chế. Hiện nay, phương pháp

vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ mới chỉ được nghiên cứu ứng dụng cho các hồ

chứa thuộc lưu vực sông Hồng, nhưng vẫn còn những tồn tại và hạn chế nhất định

và đang được các nhà khoa học phải tiếp tục nghiên cứu. Thực tế quản lý hồ chứa,

đặc biệt là quản lý lũ và hồ chứa đối với khu vực miền Trung đang rất cần nghiên

cứu phương pháp vận hành hồ chứa theo thời gian thực nhằm nâng cao hiệu quả cắt

giảm lũ và xả lũ an toàn cho vùng hạ du đồng thời điện năng mất đi không đáng kể.

Chính vì vậy, đề tài nghiên cứu "Mô hình vận hành điều tiết thời gian thực thời kỳ

mùa lũ hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn” sẽ góp phần phát triển

ngành khoa học vận hành hệ thống hồ thủy lợi tại Việt Nam, cũng như đóng góp

cho sự phát triển chung của lĩnh vực phát triển nguồn nước trên thế giới.

Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài này định hướng về giải pháp kỹ thuật với mục tiêu cụ thể là xây dựng

chương trình tính toán có khả năng hỗ trợ ra quyết định trong việc vận hành điều hệ

thống hồ chứa phòng lũ. Nghiên cứu bài toán vận hành theo thời gian thực thời kỳ

6

mùa lũ đối với sông Vu Gia-Thu Bồn sẽ là cơ sở khoa học cho việc bổ sung các quy

trình vận hành đã có và cũng là nghiên cứu điển hình có thể xem xét áp dụng cho

những lưu vực sông khác thuộc khu vực miền Trung. Mô hình mô phỏng mà tác giả

xây dựng có thể áp dụng cho công tác dự báo lũ và vận hành an toàn các hồ chứa

phòng lũ trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn.

6. Phương pháp tiếp cận khoa học

(1) Trên cơ sở lý thuyết và mô hình đã có, xây dựng một mô hình mô phỏng

dự báo lũ từ mưa và vận hành hệ thống hồ chứa cho vùng thượng du. Mô hình được

kết nối với khu vực hạ du được mô phỏng bằng mô hình có sẵn MIKE 11. Mô hình

tính toán điều tiết lũ được liên kết trong mô hình mô phỏng hệ thống theo thời gian

thực.

(2) Trên cơ sở mô hình được thiết lập và các kết quả dự báo mưa 3 đến 5

ngày do Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn cung cấp hàng ngày, sẽ kéo dài thời

gian dự báo lũ đến 3 đến 5 ngày. Từ đó xem xét các kịch bản vận hành hệ thống hồ

chứa để khắc phục những hạn chế của quy trình vận hành liên hồ chứa đã ban hành

do hạn chế về thời gian dự báo lũ.

(3) Với công cụ mô hình mô phỏng đã thiết lập, xây dựng một quy trình vận

hành theo thời gian thực nhằm nâng cao hiệu quả cắt giảm lũ, xả lũ an toàn và đảm

bảo an toàn tích nước cho nhiệm vụ phát điện và cấp nước hạ du.

7. Những đóng mới của luận án

(1) Thiết lập được chương trình tính cho mô hình mô phỏng (MOPHONG￾LU) tích hợp được ba mô hình : mô hình mưa dòng chảy, mô hình vận hành hồ

chứa và diễn toán lũ trong sông cho vùng thượng du sông Vu Gia – Thu Bồn phục

vụ cho dự báo lũ với thời gian dự kiến từ 3 đến 5 ngày làm cơ sở cho việc xác định

chế độ vận hành hồ chứa theo thời gian thực.

(2) Lần đầu tiên xây dựng được phương pháp vận hành hồ chứa theo thời

gian thực cho hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn thời kỳ mùa lũ

một cách đầy đủ, có khả năng ứng dụng trong thực tế.

7

(3) Trên cơ sở nghiên cứu các phương án vận hành hệ thống hồ chứa phòng

lũ, đã đề xuất phương án tăng dung tích phòng lũ và chế độ vận hành hợp lý nhằm

nâng cao hiệu quả cắt giảm lũ cho hạ du, với điện năng mất đi không đáng kể là cơ

sở cho việc bổ sung quy trình liên hồ chứa đã được phê duyệt.

8. Cấu trúc luận án :

Ngoài hai phần mở đầu và kết luận, kiến nghị đề tài gồm 4 chương:

- Chương 1. Tổng quan các nghiên cứu về vận hành hệ thống hồ chứa theo

thời gian thực.

- Chương 2. Cơ sở khoa học và thực tiễn thiết lập bài toán vận hành hồ chứa

theo thời gian thực thời kỳ mùa lũ cho hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia-Thu Bồn.

- Chương 3. Thiết lập mô hình mô phỏng phục vụ dự báo lũ và vận hành hệ

thống hồ chứa theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu

Bồn.

- Chương 4. Đề xuất phương án dung tích phòng lũ và chế độ điều tiết cắt

giảm lũ hạ du sông Vu Gia – Thu Bồn theo hướng vận hành hệ thống hồ chứa

phòng lũ theo thời gian thực.

8

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VẬN

HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THEO THỜI GIAN THỰC

1.1. Tổng quan các nghiên cứu trong nước

Vận hành hệ thống hồ chứa là một trong những vấn đề được nhiều cơ quan

nghiên cứu quan tâm như các Viện Khoa học thủy lợi Việt Nam, Viện Cơ học, Viện

Khí tượng Thủy văn, cũng như các trường Đại học trong nước nghiên cứu ứng dụng

vào thực tiễn hệ thống các hồ chứa ở nước ta.

Ngày 13/10/2010 Phó Thủ tướng Hoàng Trung Hải đã ký văn bản số

1879/QĐ-TTg [6] Phê duyệt danh mục các hồ thủy lợi, thủy điện trên lưu vực sông

phải xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa. Theo đó, các hồ chứa xây dựng trên

lưu vực 11 sông đã được ghi trong văn bản này phải xây dựng quy trình vận hành

liên hồ chứa để thống nhất về việc xả lũ, đảm bảo phát điện, và an toàn cho dân cư

vùng hạ du. Tuy nhiên, cho đến nay, mới có 5 lưu vực đã được Thủ tướng Chính

phủ phê duyệt quy trình vận hành liên hồ chứa là: Lưu vực sông Hồng (Sơn La, Hòa

Bình, Thác Bà và Tuyên Quang); lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (A Vương, Đăk

Mi 4, Sông Tranh II); lưu vực sông Ba (An Khê – Kanak, Ayun Hạ, Krông Năng,

Sông Hinh, Sông Ba Hạ); lưu vực Sê San (Plei Krông, Ialy, Sê San 3, Sê San 3A);

lưu vực Srêpok (Buôn Tua Sah, Buôn Koup, Srêpok 3 và Srêpok 4).

Theo tác giả Tô văn Tường đã phân tích [31] về vai trò của quy trình vận

hành liên hồ khi xả lũ, cũng như chưa có quy định cụ thể nào về xử phạt khi xả sai

quy trình, ta thấy cần thiết phải có một quy trình vận hành liên hồ. Trận lũ tháng 10

năm 2010 ở lưu vực sông Ba: một số hồ chứa như sông Ba Hạ, sông Hinh xả lũ mà

không báo trước cho Ban chỉ huy phòng chống lụt bão tỉnh Phú Yên đã dẫn đến tình

trạng gây lũ nhân tạo, “lũ chồng lên lũ" ở thành phố Tuy Hòa. Sự kiện thủy điện

An Khê-Kanak (Gia Lai) của Tập đoàn điện lực Việt Nam đột ngột xả lũ vào đêm

24 rạng ngày 25/5/2011 mới đây gây thiệt hại lớn cho hàng trăm hộ dân huyện

Kbang, cũng đã xác định hồ thủy điện xả nước sai không theo quy trình vận hành

nhưng lại khó xử phạt vì chưa có một chế tài rõ ràng. Thực tế, hồ An Khê – Kanăk

9

là hồ chứa nằm trong quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba với thời

gian quy định vận hành từ 1/9 đến 15/12 hàng năm, đây là thời kỳ lũ chính vụ với

lưu lượng lũ lớn nhất đã quan trắc được tại trạm thủy văn Củng Sơn là 20.700 m3

/s

ngày 4/10/1993 tương ứng với tần suất khoảng 1%. Đợt xả lũ của thủy điện An Khê

– Kanak vào đêm 24/5 không nằm trong thời gian quy định của quy trình vận hành

liên hồ chứa, xả không báo trước, không theo quy luật tự nhiên đã gây thiệt hại lớn

cho nhân dân huyện Kbang cũng là điều dễ hiểu.

Đối với các hồ chứa thuộc khu vực miền Trung thường chỉ quy định: Khi

mực nước hồ đã đến mực nước dâng bình thường hoặc mực nước trước lũ, lưu

lượng xả lũ không được lớn hơn lũ đến. Điều đó thôi chưa đủ vì khi mực nước hồ

nhỏ hơn mực nước dâng bình thường, hồ có thể tích nước (Qxả =0) đến khi mực

nước hồ đạt mực nước dâng bình thường sẽ xả lũ với lưu lượng bằng lũ đến. Như

vậy, sẽ gây hiện tượng “sốc”, cho hạ du vì lưu lượng đột ngột tăng từ 0 đến lưu

lượng rất lớn, sẽ gây ra sạt lở, thiệt hại cho người và của cho hạ du. Có thể gọi đó là

“xả lũ không an toàn” cho hạ du. Do đó, cần phải bổ sung thêm các điều về “xả lũ

an toàn cho hạ du” vào các quy trình vận hành cho các hồ chứa, đặc biệt đối với

miền Trung lại cần phải chú ý vì địa hình ở đây dốc. Ngoài ra, cần rà soát và bổ

sung lại các quy trình đã ban hành đối với hệ thống trên sông Ba Hạ, sông Vu Gia￾Thu Bồn (hiện tại đang xây dựng thêm một số hồ mới nữa) với thực trạng dự báo lũ

như hiện nay, các chủ hồ rất khó vận hành theo đúng quy trình đã ban hành.

Hiện nay tuy đã có quy trình vận hành của một số các lưu vực sông trên cả

nước nói chung và lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn nói riêng do Chính phủ ban

hành, cũng như một số tác giả đã xây dựng quy trình cho các lưu vực sông ở miền

Trung và Tây Nguyên. Tuy nhiên quy trình vận hành hồ chứa dựa trên dự báo lũ có

nhiều rủi ro vì khả năng dự báo mưa lớn ở thượng nguồn, mực nước triều ở vùng

cửa sông khi có bão trên các lưu vực sông còn rất hạn chế. Địa hình miền Trung

dốc, sông ngắn nên lũ lên rất nhanh, cộng với việc các trạm đo mưa rất thưa nên

việc dự báo thủy văn khó chính xác. Các hồ chứa thủy điện ở Miền Trung hiện nay

thì việc tích nước được đầy hồ chứa hay không phụ thuộc vào có lũ về hồ nhiều hay

10

ít. Nếu không có lũ thì thường các hồ chứa rất khó khăn trong việc đầy hồ như A

Vương (2010, và 2012 mực nước hồ cuối mùa lũ lần lượt là 363,4m và 363m so với

mực nước dâng bình thương là 380m) và tương tự hồ chứa Krông Hnăng mực nước

hồ cuối mùa lũ 3 năm trở lại đây đều rất thấp và cách rất xa mực nước dâng bình

thường. Hồ chứa thủy điện A Vương sau trận lũ lịch sử 2009 ngập lụt lớn cho hạ du,

tuy nhiên sau 3 tháng còn lại của mùa mưa không có lũ, thì cuối mùa mưa mực

nước hồ chứa đạt khoảng cao trình 377m. Do đó việc dựa vào dự báo dòng chảy về

hồ chứa 6, 12, 24 giờ để tạo dung tích phòng chống lũ, vận hành là không an toàn

và không phù hợp với đặc thù của các lưu vực sông Miền Trung. Việc kéo dài thời

gian dự báo lũ là rất cần thiết trong vận hành hệ thống theo thời gian thực.

Cũng vì các hồ chứa miền Trung thường có lũ thì hồ mới đầy nên thường

xảy ra tình trạng trước trận lũ lớn thường mực nước hồ rất thấp, do đó các hồ chứa

này vận hành thường là tích đến cao trình mực nước yêu cầu rồi mới xả, điều này

hoàn toàn không sai quy trình, nhưng xả lũ như thế thường sẽ không an toàn và gây

“sốc” cho hạ du, thể hiện như ở các hình 1.1, 1.2 và 1.3 dưới dây.

Hình 1.1: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ A Vương tháng 10 năm 2009

(Nguồn Công ty Thủy điện A Vương)

11

Hình 1.2: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ Sông Hinh tháng 11 năm 2010.

(Nguồn thủy điện sông Hinh)

Hình 1.3: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ Sông Ba Hạ tháng 11 năm 2010.

(Nguồn : Thủy điện Sông Ba Hạ)

Với riêng lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn vẫn chưa có một quy trình cụ thể

và đầy đủ để vận hành theo thời gian thực cho các hồ chứa thủy điện đã và

12

đang xây dựng.

Các công trình và đề tài nghiên cứu của các tác giả trong nước

Năm 2005, Nguyễn Lan Châu và Nguyễn Quốc Anh [15] đã trình bày kết

quả ứng dụng hệ thống thủy văn thủy lực trong bài toán điều hành hồ Hoà Bình mùa

lũ năm 2005, sử dụng các mô hình MARINE+TL (cho thượng lưu sông Đà), mô

hình FIRR (cho thượng nguồn sông Lô, Thao và Đà), mô hình điều tiết dự báo hồ

Hòa Bình, mô hình thủy lực 2 chiều cho các vị trí hạ lưu Hà Nội trên sông Hồng,

Phả Lại trên sông Thái Bình.

Năm 2005, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Đức Diện, nnk [21], xây dựng mô

hình dự báo lũ và đề xuất các kịch bản tính toán. Các tác giả đã xây dựng và đưa

vào áp dụng thử nghiệm mô hình dự báo lũ trung hạn (5 ngày) nhằm phục vụ điều

hành hồ chứa trong mùa mưa lũ.

Năm 2006, Ngô Huy Cẩn, Nguyễn Thành Đôn và Nguyễn Tuấn Anh [14] đã

nghiên cứu tính toán cho hệ thống sông Hồng - Thái Bình với các mục tiêu:

- Gia cố hệ thống đê

- Điều tiết lũ bằng các hồ chứa Hòa Bình, Thác Bà

- Phân lũ vào sông Đáy

- Chậm lũ và các khu chậm lũ

- Cho tràn qua một số đoạn đê đã chuẩn bị sẵn gọi là các đường tràn cứu hộ.

Các tác giả dùng mô hình dòng chảy một chiều và mô hình hai chiều, đánh

giá khả năng cắt lũ của các hồ chứa.

Năm 2006, Đoàn Xuân Thủy, Hà Ngọc Hiến, Nguyễn Văn Điệp, Ngô Huy

Cẩn và cộng sự [30], tính toán điều tiết lũ phục vụ quy trình vận hành liên hồ cho hệ

thống sông Hồng – Thái Bình với dung tích khoảng 500-700 triệu m3

. Các tác giả

đã trình xây dựng các kịch bản lũ cho trận lũ 125 năm, phục vụ cho việc xây dựng

quy trình tính toán liên hồ chứa. Sử dụng bộ chương trình IMECH_1D được phát

triển bởi Viện Cơ học với các modun tính toán điều tiết hồ tự động và dự báo mực

nước hạ du. Kết quả tính toán cho thấy khi có thêm hồ Tuyên Quang thì có thể nâng

cao được mực nước trước lũ của thủy điện Hòa Bình lên 2-3m, làm tăng 6,8% sản

13

lượng điện trong mùa lũ.

Năm 2007, Nguyễn Hữu Khải và Lê Thị Huệ [18] Áp dụng mô hình HEC￾RESSIM điều tiết lũ hệ thống hồ chứa lưu vực sông Hương, mô hình cho phép xác

định các thông số và thời gian thích hợp trong vận hành hệ thống để đảm bảo an

toàn hạ lưu và an toàn bản thân các hồ chứa.

Năm 2010, Hà Ngọc Hiến, Nguyễn Hồng Phong và Trần Thị Hương [22] đã

xây dựng mô hình vận hành tối ưu chống lũ theo thời gian thực cho hệ thống hồ

chứa trên sông Đà và sông Lô với các mục tiêu là tối đa tổng dung tích chống lũ của

các hồ chứa. Mô hình đã được áp dụng cho hệ thống sông Hồng gồm bốn hồ chứa là

Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà. Kết quả tính toán cho thấy hiệu quả

chống lũ của mô hình.

Năm 2010, Nguyễn Lan Châu [16] đề xuất dự thảo quy trình vận hành hệ

thống hồ chứa Đak Mi 4, A Vương, Sông Tranh, tư tưởng của đề xuất này tạo dung

tích hồ trống để đón lũ và dựa trên cơ sở là sẽ dự báo được dòng chảy lũ về trong

khoảng 6-24 giờ.

Năm 2010, Hoàng Minh Tuyển [34] xây dựng quy trình vận hành liên hồ

chứa sông Ba cắt giảm lũ cho hạ du. Nghiên cứu đã đề xuất các vấn đề mang đặc

thù riêng của hệ thống hồ chứa sông Ba. Đây là những luận cứ thực tiễn phục vụ

xây dựng dựng quy trình vận hành liên hồ chứa sông Ba cắt giảm lũ đã được thủ

tướng phê duyệt 9/2010.

Năm 2010, Hà Văn Khối [19], trình bày một số ý kiến cũng như kết quả tính

toán sơ bộ về vai trò chống lũ hạ du của hồ chứa A Vương và xem xét khả năng

giao thêm nhiệm vụ chống lũ hạ du cho các hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn.

Tác giả đã đề xuất cần nghiên cứu bổ sung (1) về quy trình chống lũ khi mực nước

hồ đang ở mực nước thấp để vừa đảm bảo an toàn tích nước hồ chứa vừa nâng cao

hiệu quả giảm lũ hạ du; (2) Tăng thêm nhiệm vụ phòng chống lũ cho các hồ chứa,

nhưng phải đảm bảo không ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phát điện và hiệu quả cắt lũ

phải mang lại lợi ích xã hội lớn, đồng thời giải quyết hài hòa quyền lợi giữa chủ đầu

tư và Nhà nước nếu có bổ sung thêm về nhiệm vụ chống lũ.

14

Năm 2011, Nguyễn Lan Châu và Bùi đình Lập [17] đã sử dụng các mô hình

mưa rào dòng chảy TANK và diễn toán Muskingum - Cunge dự báo dòng chảy

thượng lưu hệ thống sông Đà, Thao, Lô và Thái Bình; Mô hình thủy lực IMECH￾1D lấy dữ liệu đầu vào tại sáu biên trên từ hệ mô hình này (TANK+Muskingum￾Cunge) dự báo dòng chảy hạ du hệ thống sông Hồng tại Phả Lại với thời gian dự

kiến là 5 ngày. Dữ liệu mưa dự báo phục vụ đầu vào của bộ công nghệ dự báo này

là mưa số trị từ hệ thống mô hình thời tiết số trị HRM (của Đức), ETA (Mỹ) hoặc

BOLAM (Italy) đang được chạy tác nghiệm tại Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy

văn Trung ương. Công nghệ được thử nghiệm trong hai mùa lũ 2006, 2007 cho kết

quả tốt và đưa vào dự báo tác nghiệp từ mùa lũ 2008 với 3 loại bản tin cấp cho Ban

chỉ đạo PCLB Trung ương, Bản tin cấp lên mạng nội bộ của Trung tâm và bản tin

đưa lên trang Web của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương.

Năm 2011, Ngô Lê Long đã áp dụng mô hình MIKE 11 [26] mô phỏng hệ

thống liên hồ chứa sông Srêpook với mục đích cắt giảm lũ cho hạ du, tác giả đã ứng

dụng kết hợp với mô đun vận hành công trình (SO) mô phỏng vận hành các công

trình cửa van. Bước đầu đã đề xuất được nguyên tắc điều tiết hệ thống hồ chứa phục

vụ cắt giảm lũ cho hạ du, tạo cơ sở khoa học cho việc đề xuất qui trình vận hành

liên hồ chứa phòng chống lũ cho hạ du.

Năm 2011, Hoàng Thanh Tùng, Vũ Minh Cát và Ngô Lê An [32] đã tích hợp

dự báo mưa trung hạn trong vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ cho lưu vực sông

Cả, tiến hành vận hành thử nghiệm cho các kịch bản dòng chảy lũ khác nhau đến

các hồ chứa, từ đó xây dựng cơ sở khoa học vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ

cho lưu vực sông Cả. Bên cạnh đó đã tích hợp mô hình dự báo mưa, lũ với mô hình

vận hành hồ chứa, nghiên cứu đã tạo tiền đề cho việc vận hành hồ chứa theo thời

gian thực, giúp cho công tác vận hành hồ trở nên mềm dẻo và hiệu quả hơn, đây là

phương pháp mà các nước trên thế giới đang thực hiện.

Năm 2011 Hoàng Thanh Tùng, Vũ Minh Cát, GS. Robeto Ranzi, Trương

Tùng Hoa [33] đã nghiên cứu dự báo lũ trung hạn cho lưu vực sông Cả. Nhóm tác

giả đã lựa chọn các mô hình lai ghép tất định và ngẫu nhiên như HEC-HMS lai