Kính thưa quý vị

Qua nhiều năm nghiên cứu và thử nghiệm, đến nay chúng tôi đã đạt được những kết quả tốt, tích lũy được kinh nghiệm thực tế trong công tác vận hành hồ chứa trong mùa lũ, trong đó có các giải pháp: Quan trắc mưa và tính toán dự báo quá trình lũ về hồ; Đo mực nước hồ đạt độ chính xác 1 mm để tính lưu lượng thực tế về hồ; Giải pháp xả lũ hợp lý để giảm lũ cho hạ du và Thủy điện đầy hồ cuối trận lũ.
 Được sự cho phép của Hội nghị, chúng tôi xin trình bày như sau:
I. Giới thiệu
Công ty Cổ phần Sông Ba (SBA) được thành lập năm 2003, cổ đông sáng lập chính là Công ty Điện lực 3 (nay là Tổng Công ty Điện lực miền Trung), vốn điều lệ ban đầu 10 tỷ đồng, hiện nay 604,88 tỷ đồng. Công ty niêm yết tại sàn giao dịch chứng khoán TP. Hồ Chí Minh ngày 01/6/2010. Văn phòng Công ty đóng tại số 573 Núi Thành, P. Hòa Cường Nam, Q. Hải Châu, TP. Đà Nẵng.
SBA đang quản lý vận

- Nhà máy thủy điện (NMTĐ) Khe Diên, công suất 9 MW tại tỉnh Quảng Nam, vận hành từ ngày 28/5/2007;

- NMTĐ Krông H’năng, công suất 64 MW tại tỉnh Đăk Lăk và tỉnh Phú Yên, vận hành từ ngày 25/6/2010. Hiện nay, Nhà máy vận hành theo Quy trình vận liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba ban hành kèm theo Quyết định số 1077/QĐ-TTg ngày 07/7/2014 của Thủ tướng Chính phủ (QT1077).

 
Hình 1. NMTĐ Khe Diên

Hình 2. NMTĐ Krông H’năng

3 mục tiêu trong công tác vận hành xả lũ của SBA là:

- Chính quyền địa phương yên tâm;

- Xả lũ êm cho đồng bào hạ du;

- Hồ đầy nước cuối trận lũ.

II. Quan trắc phục vụ vận hành xả lũ tại hồ chứa thủy điện Krông H’năng

1. Đo mưa và dự báo Qđến

a. Đo mưa

- Thiết bị đo mưa tự động đo và gửi tin nhắn SMS  (Hình 3).

 
Hình 3. Thiết bị đo mưa đã lắp đặt trên lưu vực Krông H’năng

- Dựa trên đặc điểm địa hình thủy lý, SBA đã chọn 8 vị trí đặc trưng trên lưu vực hồ Krông H’năng và thực hiện đo mưa tại 8 điểm này để phục vụ vận hành trong mùa lũ từ năm 2011 đến nay. Hiện nay, đang lắp bổ sung thêm 7 điểm đo mưa để phục vụ tốt cho công tác tính toán dự báo lũ về hồ.
- Sơ đồ, tọa độ địa lý và diện tích đại diện của các điểm đo mưa như Hình 4. 

 
Hình 4. Sơ đồ bố trí 8 điểm đo mưa trên lưu vực hồ Krông H’năng

- Chế độ đo và báo cáo số liệu:
§Khi thời tiết bình thường, đo mưa 2 lần/ngày lúc 07 giờ và 19 giờ. Khi có mưa lũ, đo 01 giờ/lần hoặc 2 giờ/lần tùy tình hình mưa lũ;
§Số liệu đo mưa ghi vào sổ đo để lưu trữ, đồng thời báo cáo ngay qua tin nhắn SMS đến đến bộ phận, cá nhân được SBA phân công để tổng hợp, phân tích và tính toán dự báo lũ về phục vụ vận hành hồ theo QT1077.
b. Dự báo Qđến từ lượng mưa thực đo
b.1.    Phương pháp
- Chia lưu vực Krông H’năng thành 24 tiểu lưu vực bộ phận dựa vào đặc điểm địa hình thủy lý như Hình 5;
- Tính toán quá trình lũ tại cửa ra của từng suối nhánh của 24 tiểu lưu vực theo lượng mưa thực đo tại các điểm đo trên lưu vực. Sau đó, tổ hợp, truyền lũ từ cửa ra của 24 tiểu lưu vực chảy trong sông về hồ Krông H’năng để dự báo đường quá trình lũ về;
- Sử dụng phần mềm HEC-HMS do Hiệp hội thủy văn quân đội Hoa Kỳ xây dựng và bộ thông số mưa ~ dòng chảy và thông số truyền lũ trên sông Krông H’năng đã được SBA nghiên cứu xác định từ nhiều số liệu mưa, lũ thực đo tại lưu vực hồ Krông H’năng từ năm 2011 đến nay để tính toán (Hình 6). Trong quá trình dự báo, tiếp tục sử dụng số liệu thực đo ở các thời đoạn trước để điều chỉnh sao cho đường quá trình lũ dự báo phù hợp với lũ thực tế về hồ;
- Bằng cách chia nhỏ lưu vực Krông H’năng để tính lũ cho từng tiểu lưu vực theo lượng mưa đo được, sau đó cộng quá trình lũ của các tiểu lưu vực này với Dti là thời gian chảy truyền từ cửa ra tiểu lưu vực thứ i đến hồ Krông H’năng nên đã dự báo được đường quá trình lũ trước từ 4 ÷10 giờ tùy theo vị trí mưa trên lưu vực.
 

Hình 5. Sơ đồ phân chia các tiểu lưu vực bộ phận của lưu vực hồ Krông H’năng
 

Hình 6. Mô hình lưu vực Krông H’năng trong phần mềm HEC-HMS

b.2. Trình tự các bước tính toán dự báo
- Tại thời điểm t như sau:
§Nhập số liệu mưa giờ thực đo tại 8 điểm trên lưu vực đến thời điểm t (để tính toán dự báo đường quá trình lũ về hồ);
§Nhập số liệu lưu lượng về hồ đến thời điểm t (để so sánh với lũ dự báo);
§Chạy mô hình để tính toán quá trình lũ tại cửa ra của các lưu vực bộ phận, tính toán truyền lũ trong sông Krông H’năng và tổ hợp thành đường quá trình lũ tại hồ Krông H’năng tương ứng với lượng mưa thực tế đã rơi trên lưu vực;
§So sánh với số liệu đường quá trình lũ đến hồ thời điểm t, tinh chỉnh mô hình để kết quả tính toán dự báo phù hợp nhất với số liệu thực đo trước thời điểm t;
§Đọc kết quả tính toán quá trình lũ tại hồ Krông H’năng, dự báo lưu lượng về hồ thời điểm t+6 giờ, t+12 giờ, t+18 giờ, t+24 giờ, lưu lượng đỉnh lũ và thời gian xuất hiện đỉnh lũ.
-Tại thời điểm t+ Delta t, cập nhật lượng mưa tại 8 điểm đo mưa trên lưu vực vào mô hình và thực hiện tương tự các bước như trên.

 
Hình 7. Đồ thị dự báo trận lũ ngày 2/11/2016 tại hồ Krông H’năng

2. Đo mực nước hồ, tính toán lưu lượng lũ thực tế đến hồ
a. Đo mực nước hồ
Sử dụng thiết bị đo mực nước hồ đạt độ chính xác milimet do SBA nghiên cứu, chế tạo.
Thiết bị gồm phao đo lắp đặt trên mặt nước, được sáng tạo bổ sung cơ cấu giảm chấn trong ống để giảm dao động trên mặt phao còn dưới 1 milimet, từ đó sẽ xác định được mực nước hồ đạt milimét.
Từ phao nối với đối trọng qua đĩa quay sẽ chuyển thành góc quay và hiển thị số liệu trên thiết bị đo. Khi kết nối với máy tính có thể tự động ghi số liệu.
Ngoài ra còn cài đặt chế độ cảnh báo còi khi Qđến > Qvh nhằm giúp nhân viên vận hành an tâm làm việc bình thường, sẽ biết lũ đang âm thầm đến để chuyển sang chế độ PCLB.     

Hình 8. Thiết bị đo mực nước hồ

b. Tính toán lưu lượng lũ thực tế đến hồ
Từ số liệu mực nước hồ đo được bằng thiết bị nêu trên và đường đặc tính lòng hồ Krông H’năng W = f(Z), xác định được lưu lượng thực tế về hồ tại mọi thời điểm theo phương trình cân bằng nước.
III. Giải pháp vận hành xả lũ hồ chứa hiệu quả
1.    Cơ sở lý luận
a.    Đường đặc tính lũ cơ bản và thời điểm xả lũ hợp
a.1.    Đường đặc tính lũ cơ bản
Qua nghiên cứu tài liệu và thực tiễn (tại hồ Krông H’năng, Khe Diên và nhiều NMTĐ khác....), đồ thị  Qvề khi lũ cho một lưu vực đơn giản như Hình 9.

 
Hình 9: Đường đặc tính Qvề khi lũ

Các đồ thị này có dạng hình chuông và có những đặc điểm riêng, gọi là đường đặc tính lũ cơ bản khi lũ về.
a.2.    Thời điểm xả lũ hợp lý
Từ đường đặc tính lũ cơ bản nêu trên, ta có:
- Gần đối xứng qua đỉnh (tại t2);

-   ;

Trong đó: Wht: Thể tích nước trong hồ tại thời điểm t;
             Wo: Thể tích hồ chứa còn trống trước khi lũ về.

 
Hình 10. Đồ thị phân tích thời điểm xả lũ hợp lý

Khi lũ về thì dung tích trống của hồ W0 giảm dần, chọn thời điểm t1 mà Wht = 1/2W0. Đây là thời điểm hợp lý bắt đầu xả lũ.
Lưu lượng xả lấy đối xứng của đoạn cong ab. Phần diện tích đường cong bdecb là lượng nước phải xả;
Quá trình xả lũ phải tăng dần, giảm dần, không được tăng, giảm giật cấp lớn.
b.    Lũ đặc biệt lớn
Nâng cao nghiên cứu đường đặc tính Qvề sẽ tìm được cách xử lý khi xảy ra lũ đặc biệt lớn như hình vẽ:

 Quan sát đồ thị, có các điểm chung:
    - Khoảng (I): Tốc độ gia tăng Q chậm;
    - Khoảng biến đổi (II): Tốc độ gia tăng Q diễn biến rất nhanh;
    - Khoảng thẳng (III): Tốc độ gia tăng Q thay đổi chậm hơn;
    - Khoảng đỉnh (IV): Tốc độ gia tăng Q giảm dần đến 0 sau đó về âm;
    - Khoảng giảm (V): Gần đối xứng với các khoảng trên (III).
    Với các tần suất lũ càng nhỏ thì khoảng cách của đường đặc tính lũ càng tăng, được quyết định từ độ dốc a của đường cong và được nhận biết rất rõ trong giai đoạn biến đổi (II).
    Từ đây ta đã phán đoán được tần suất lũ xảy ra có đặc biệt lớn hay không và thời điểm để xác định được điều này cũng rất sớm, nên phương án cắt xả lũ đặc biệt lớn phải đặt ra và quyết định sớm sẽ giảm được một phần đỉnh lũ, tăng thêm độ an toàn cho hồ và giảm một phần cho người dân ở hạ du.
2. Giải pháp
-    Nghiên cứu các trận lũ đo được trong quá khứ để làm cơ sở cho phân tích hiện tại.
-    Từ mực nước hồ, tính Qđến và vẽ đường quá trình lũ thực đo theo thời gian thực.
-    Phân tích đường quá trình lũ thực đo và dự báo để quyết định txả và Qxả.
Điều này được giải quyết khi có thiết bị đo mực nước hồ đạt độ chính xác cao, thời gian giữa 2 lần đo càng ngắn càng tốt và thiết bị đo mưa trên các tiểu lưu vực bộ phận như đã thực hiện tại hồ Krông H’năng trong thời gian qua.
3.    Biên chế Ban Chỉ huy PCTT&TKCN
Ban chỉ huy PCTT&TKCN SBA lập gồm:
-    Tổng Giám đốc: Trưởng ban;
-    Phó Tổng Giám đốc: Phó Trưởng ban;
-    Giám đốc Trung tâm Tư vấn và KĐAT đập: Phó Trưởng ban thường trực;
-    Giám đốc NMTĐ Krông H’năng và Giám đốc NMTĐ Khe Diên: Phó Trưởng ban phụ trách tại NMTĐ;
-    Trưởng phòng chức năng liên quan: Các Ủy viên;
-    Thư ký.
Nhiệm vụ Ban chỉ huy PCTT&TKCN được Quy định cụ thể trong Quy định PCTT&TKCN và Sổ tay vận hành hồ Krông H’năng do SBA ban hành.

Bộ sổ tay vận hành

4.    Vận hành hồ khi lũ về
a.    Dấu hiệu lũ
Khi có dấu hiệu lũ về hồ, Ban Chỉ huy PCTT&TKCN SBA phát hành thông báo lệnh trực ban để kích hoạt công tác PCLB.
Các dấu hiệu xuất hiện lũ:
-    DZhồ ≥ 10mm trong 10 phút (tương ứng Qvề ≥ 200 m3/s);
-    Một số điểm đo mưa trên lưu vực hồ Krông H’năng có mưa lớn kéo dài.
b.    Lực lượng vận hành
Thực hiện theo Sổ tay vận hành hồ Krông H’năng:
b.1.    Tổ Nhà máy
-    Vận hành phát điện với công suất tối đa hoặc theo lệnh A0;
-    Cảnh báo xả lũ bằng còi hú tại khu vực Nhà máy.
b.2.    Tổ Cơ động – Đập tràn
-    Vận hành cửa van cung để điều tiết xả nước qua tràn theo lệnh;
-    Cảnh báo xả lũ bằng còi hú tại khu vực Đập
b.3.    Tổ Thông tin - Thư ký
-    Theo dõi, cập nhật vào file theo dõi và báo cáo đến Ban Chỉ huy PCTT&TKCN:
§    Số liệu đo mưa: Tần suất 1 giờ/lần qua tin nhắn SMS;
§    Số liệu Zhồ, Zkx, Qtràn, Qpđ, ZPhú Lâm: Tần suất 15 phút/lần qua tin nhắn SMS;
§    Đường quá trình lũ đến hồ, kết quả tính toán dự báo quá trình Qđến: Tần suất 1giờ/lần qua email.
-    Thông báo thời điểm xả lũ đến Tổ Cơ động – Đập tràn;
-    Lập Thông báo kế hoạch xả lũ đến Ban Chỉ huy PCTT&TKCN tỉnh Phú Yên;
-    Cảnh báo xả lũ từ xa đến nhân dân vùng hạ du qua hệ thống cảnh báo xả lũ trước thời điểm dự kiến xả lũ ít nhất 4 giờ;
-    Lập và gửi bản tin quan trắc dự báo định kỳ 3 giờ/lần;
-    Lập các báo cáo theo Quy trình, Quy chế phối hợp và yêu cầu của cấp thẩm quyền có liên quan.
b.4.    Ban Chỉ huy
-    Vẽ đường đặc tính lũ, dự báo lũ về, quyết định thời điểm, lưu lượng xả, thời điểm kết thúc xả lũ
-    Trực tiếp chỉ đạo, điều hành, kiểm tra, đôn đốc;
-    Soát xét, ký ban hành các văn bản do Tổ Thông tin hoặc Thư ký lập trước khi gửi cơ quan liên quan.
III. Kết luận – Kiến nghị
1. Kết luận
Với những giải pháp đã được SBA nghiên cứu áp dụng nêu trên, việc vận hành hồ trong thời gian qua tại NMTĐ Krông H’năng thực hiện tốt, đảm bảo an toàn cho đập đầu mối và vùng hạ du. Công tác vận hành, xả lũ của Nhà máy trong các năm qua nhẹ nhàng, tạo được sự an tâm với chính quyền địa phương các cấp và mang lại sự bình yên cho người dân vùng hạ du.
Để nâng cao hơn nữa chất lượng và hiệu quả của công tác dự báo và vận hành, thời gian đến, SBA tiếp tục nghiên cứu phát triển:
- Lắp đặt thiết bị đo mưa tự động và gửi kết quả quan trắc mưa bằng tin nhắn SMS qua điện thoại di động. Thiết bị này đã được SBA nghiên cứu chế tạo và hoàn thành thử nghiệm trong năm 2016;
- Hoàn chỉnh thiết kế Thiết bị đo mưa và đo mực nước hồ chính xác mm với giá rẻ
- Vận hành xả lũ tự động.
Đo mưa và đo mực nước hồ chính xác sẽ tạo điều kiện để vận hành giảm lũ cho hạ du triệt để. Góp phần hạn chế thiên tai.
2. Kiến nghị
Để giảm lũ cho hạ du lưu vực Sông Ba khi các hồ trên lưu vực vận hành xả lũ, SBA đã đăng ký đề tài nghiên cứu cấp tỉnh về Vận hành xả lũ tối ưu lưu vực sông Ba với UBND tỉnh Phú Yên. Nội dung gồm:
- Thực hiện quan trắc mưa hợp lý trên toàn lưu vực;
- Đọc mực nước Phú Lâm tại mọi thời điểm và thông tin dự báo mực nước Phú Lâm trong 6 giờ, 12 giờ tiếp theo.
- Nghiên cứu thuật toán để vận hành xả lũ liên hồ tối ưu, đáp ứng mọi cấp độ lũ;
- Đề xuất thành lập bộ phận chỉ huy vận hành liên hồ, có công cụ, phần mềm quản lý điều hành liên hồ theo thời gian thực;
- Xã hội hóa việc vận hành giảm lũ cho hạ du: Các nhà máy thủy điện và địa phương cùng thực hiện, chia sẽ vốn.
Nguồn kinh phí của tỉnh Phú Yên để thực hiện đề tài rất khó khăn, kính đề nghị Ban Chỉ đạo Trung ương về Phòng chống thiên tai xem xét giải quyết.
Xin trân trọng cảm ơn.


NGƯỜI BÁO CÁO


PHẠM PHONG