XẢ LŨ HỢP LÝ TẠI THỦY ĐIỆN KRÔNG H’NĂNG

VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM VỀ XẢ LŨ

 

Phạm Phong

Công ty Cổ phần Sông Ba

 

I. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Thời gian qua, một số báo đã viết bài rất gay gắt về việc các hồ thủy điện xả lũ đã gây ra lũ lụt cho vùng hạ du mỗi khi lũ về! Trong khi đó, các hồ thủy điện thì loan báo xả lũ đúng quy trình đã được phê duyệt!

Vì sao như vậy?

Vấn đề đặt ra là các quy trình vận hành đã thật sự tốt hay chưa?

Từ công tác vận hành xả lũ thực tế tại thủy điện Krông H’năng, Công ty cổ phần Sông Ba rút ra bài học kinh nghiệm để góp phần xử lý vấn đề trên.

II. XẢ LŨ TẠI CÔNG TRÌNH THỦY ĐIỆN KRÔNG H’NĂNG:

1. Giới thiệu sơ lược về Công trình thủy điện Krông H’năng:

Công trình thủy điện Krông H’năng được xây dựng tại xã EaSô - huyện Ea Kar; xã Cư Prao - huyện M’Đrăk thuộc tỉnh Đăk Lăk và xã Ea Ly - huyện Sông Hinh thuộc tỉnh Phú Yên.

* Các thông số cơ bản:

- Diện tích lưu vực                                 : 1.196 km²

- Mực nước dâng bình thường               : 255,00 m

- Mực nước chết                                   : 242,50 m

- Dung tích toàn bộ hồ chứa                   : 171,60 triệu m³

- Dung tích hữu ích                                : 112,30 triệu m³

- Cột nước tính toán H_tt                                  : 108,10 m

- Công suất lắp máy N_lm                         : 64 MW

- Điện lượng trung bình năm                   : 249,78 triệu kWh

- Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế Q_0,5%          : 6.406 m³/s

- Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra Q_0,1%             : 8.234 m³/s

* Lòng hồ Krông H’năng:

 

2. Xả lũ tại Krông H’năng:

2.1/ Chia nhỏ lưu vực:

* Lưu vực hồ thủy điện Krông H’năng được chia thành 8 lưu vực nhỏ như sau:

 

2.2/ Đo mưa tại từng lưu vực nhỏ:     

Công ty đã tiến hành lắp đặt 8 điểm đo mưa trên toàn lưu vực của hồ thuỷ điện Krông H’năng; các điểm đo 1, 2 thuộc huyện Krông H’năng, điểm 3, 4, 5 thuộc huyện EaKar và điểm đo 6, 7, 8 thuộc huyện M’Đrăk tỉnh Đăk Lăk. Từ 8 điểm đo mưa này, bằng phương pháp bình quân gia quyền (còn gọi là phương pháp đa giác) ta phân chia ra thành 8 vùng và lượng mưa tại mỗi điểm đo sẽ đại diện cho vùng có diện tích bao quanh nó, tổng diện tích các vùng này bằng diện tích lưu vực hồ Krông H’năng là 1.194 km². Cụ thể như sau:

 Khi có đợt mưa lũ, Công ty yêu cầu các điểm đo mưa sẽ đồng loạt đo liên tục 2 giờ 1 lần và báo tin về Ban phòng chống lụt bão của Công ty thông qua hình thức tin nhắn điện thoại. Công ty cử cán bộ trực PCLB 24h/24h để nhận thông tin và phân tích tình hình, từ đó đưa ra các nhận định dự báo về tình hình nước để tính toán xả lũ hợp lý.

2.3/ Nhận biết cấp lũ và xác định tổng lượng lũ

Từ số liệu của 8 điểm ta sẽ tính được lượng mưa trung bình lưu vực hồ chứa Krông H’năng sau mỗi lần đo:

X_{hồ KRN i} = 17,2% * X_{Điểm 1} + 13,2% * X_{Điểm 2} + 9,6% * X_{Điểm 3} + 12,3% * X_{Điểm 4} +

                          + 7,1% * X_{Điểm 5} + 18,9% * X_{Điểm 6} + 13,9% * X_{Điểm 7} + 7,9% * X_{Điểm 8}  

Trong đó:

+ X_{hồ KRN i}: là lượng mưa trung bình lưu vực hồ Krông H’năng trong lần đo tại thời điểm i (i=1: thời điểm đo đầu tiên)

                        + X _{Điểm 1, 2, 3, …, 8}: là lượng mưa đo tại 8 điểm đo mưa trong mỗi lần đo.

            Lần đầu tiên xác định lượng mưa tại hồ (X_hồ) trong 2 giờ. Từ đó dự kiến lượng mưa 24 giờ tới bằng cách nhân với 12 để biết sơ bộ cấp lũ.

            Sau 2 giờ tiếp theo, tiếp tục đo và cập nhật bổ sung ta được lượng mưa 4 giờ và dự kiến lượng mưa đến trong 24 giờ  (bằng cách: lấy lượng mưa trong 4 giờ nhân với 6 lần, tương tự như vậy khi xác định được lượng mưa trong 6 giờ thì ta nhân với 4 lần, …). Từ đó, so sánh lượng mưa dự kiến trong 24h với Bảng 1 để bắt đầu đánh giá cấp độ lũ sau 24 giờ.

            Tương tự như trên, ta dự báo cho đến khi hết mưa.

                                                                                                                                     Bảng 1

Xhồ KRN	< 100 mm	< 165 mm	< 245 mm	< 450 mm	> 450 mm
Tần suất	< 90%	< 70%	< 30%	< = 10%	< 1%
Cấp lũ	Nhỏ	Trung bình	Lớn	Rất lớn	Đặc biệt lớn

Từ kết quả từng lần đo như trên, ta có thể dự kiến được cấp lũ tại hồ Krông H’năng và xác định được tổng lượng lũ về hồ như sau:

  _{(triệu m³)}

Trong đó:

            + ɑ: hệ số dòng chảy lũ, đối với lưu vực Krông H’năng ɑ=0,6

            + F: Tổng diện tích lưu vực hồ Krông H’năng; F = 1.194 km²

+= X_hồKRN: tổng lượng mưa trong lưu vực hồ Krông H’năng, được xác định theo công thức trên.

So sánh tổng lượng này với dung tích hồ còn trống ta sẽ xác định được lượng nước cần xả xuống hạ lưu (tính cả lượng nước sử dụng phát điện).

Nếu cấp từ trung bình (Q < 2.050 m³/s) trở xuống thì việc xả lũ sẽ tiến hành theo Quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba và quá trình xả lũ ảnh hưởng không đáng kể tới vùng hạ du.

Trong trường hợp lượng mưa theo dự báo lớn hơn mức trung bình sẽ tiến hành xả lũ “sớm” với tổng lượng xả qua tràn bằng tổng lượng nước đến hồ trừ đi lượng nước cần để trữ đầy hồ và lượng nước sử dụng phát điện.

2.4/ Xác định khả năng xả lũ của tràn theo từng độ mở::

      - Tính theo công thức kinh nghiệm (Tập 4 - Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi):

Q = (m³/s)

      Trong đó:

            Σb- tổng bề rộng các khoang tràn (m), đập tràn Krông H’năng có Σb = 4x12 = 48m.

            a- độ mở của cửa van cung theo chiều thẳng đứng (m)

            - hệ số lưu lượng, với đập tràn thực dụng cửa van cung thì = 0,685-0,19n₁

            n₁- độ mở tương đối của cửa van, n₁ = a/H

            H- cột nước tính toán, H = MNTL -  ngưỡng tràn (+241,0m)

            Việc xác định khả năng tháo của tràn xả lũ sẽ giúp cho người vận hành dễ dàng xác định được độ mở của cửa van khi xác định lưu lượng cần phải xả. Chi tiết xem bảng 2.

 

            Từ kết quả xác định tổng lượng nước cần xả (mục 2.3) và khả năng tháo của tràn như công thức trên, ta hoàn toàn có thể chủ động xả với lưu lượng hợp lý để giảm thiểu ảnh hưởng cho hạ du. 

2.5/ Xác định thời điểm xả lũ “sớm”:

            Dựa vào số liệu đo mưa các trạm theo thời gian, ta có thể xác định được xu hướng của đường quá trình lũ đến (Q_đến & t). Từ đường này ta có thể xác định được thời điểm bắt đầu xả lũ hoặc thời điểm xả lũ “sớm”

 

            * Tính toán điều tiết cắt lũ (xả lũ):

            Từ đường quá trình lũ đến như trên, dựa vào phương trình cân bằng nước (Tập 4 - Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi):

()Δt_i = ΔV_i = V_i – V_i-1

      Trong đó:

            , - Lưu lượng lũ đến và lưu lượng xả lũ trung bình trong thời đoạn Δt_i.

            V_i - dung tích hồ tại thời đoạn thứ i.

            Ta hoàn toàn có thể xác định được lưu lượng cần xả, thời điểm xả một cách hợp lý, vừa đảm bảo lượng nước phát điện cho nhà máy vừa giảm thiểu tối đa thiệt hại cho vùng hạ du.

Với cách làm như trên, Công ty sẽ hoàn toàn chủ động trong việc dự báo xả lũ để báo cho địa phương ở hạ du và các cơ quan chức năng để kịp thời chuẩn bị ứng phó.

Qua thực tế các năm trước đây, thời gian lũ về hồ sau khi có dự báo nhanh nhất là 4 giờ, chậm nhất là 23 giờ; do vậy việc thông báo cho nhân dân địa phương và các cơ quan chức năng trước ít nhất 6 giờ và xả lũ từ từ gần như tự nhiên là điều hoàn toàn có thể thực hiện được.  

2.6/ Theo dõi điều chỉnh tiếp theo:

            Việc theo dõi số liệu, tính toán và đưa ra các nhận định dự báo sẽ được thực hiện liên tục, do vậy khi có bất cứ sự thay đổi nào về mưa lũ, mực nước các hồ, sông vùng thượng lưu và hạ lưu đều được đưa ra phân tích để có sự điều chỉnh hợp lý về lượng nước trữ, lưu lượng xả, thời điểm xả, ...

Các số liệu đo đạc và tính toán trong trận lũ đã xảy ra sẽ được lưu trữ để tiếp tục nghiên cứu và điều chỉnh cho các mùa lũ tiếp theo.

2.7/ Các mặt tốt của công tác vận hành xả lũ tại hồ Krông H’năng:

- Có dự báo đầy đủ do vậy chủ động trong việc phòng và đối phó với lũ.

- Ảnh hưởng hạ du khi xả lũ đón: làm giảm ảnh hưởng tiêu cực tới hạ du do lượng nước xả từ hồ xuống không tập trung mà phân ra trong thời gian dài; mặt khác, trước khi xả Công ty đã báo trước 4 giờ cho vùng hạ du (huyện Sông Hinh và Krông Pa) có biện pháp chủ động để phòng chống lũ sắp đến.

- Có thể chuyển thời điểm đỉnh lũ tại hồ.

- Tích đủ nước khi kết thúc lũ.

- Giảm chiều cao mực nước dềnh của hồ trên MNDBT giúp nâng cao an toàn đập, hạn chế ảnh hưởng đến thượng du.

Ngoài việc chủ động trong công tác dự báo lũ, áp dụng các quy trình vận hành hồ chứa một cách linh hoạt và sáng tạo; Công ty cũng đã xây dựng quy chế phối hợp PCLB với địa phương, quy chế này được hoàn thiện nhờ có sự đóng góp ý kiến của các địa phương vùng hạ du như: UBND, Ban chỉ huy PCLB&TKCN, Phòng NN&PT nông thôn, Phòng TN-MT huyện Krông Pa; xã Krông Năng thuộc huyện Krông Pa; xã EaLy; thôn 2 tháng 4 thuộc xã EaLy; ... từ đó tạo sự thống nhất giữa nhân dân địa phương và Công ty để cùng phối hợp trong việc hạn chế thấp nhất các thiệt hại do lũ lụt gây ra; do vậy trong công tác xả lũ hồ chứa, Công ty luôn được các cơ quan chức năng đánh giá cao.

2.8/ Hướng phát triển trong thời gian tới:

            Hiện tại, Công ty đang nghiên cứu ứng dụng các phần mềm: HEC-HMS, MIKE trong việc tính toán dự báo lũ cho hồ chứa Krông H’năng dựa trên số liệu đo mưa của 8 trạm để nâng cao hiệu quả của công tác dự báo. Tuy nhiên, để triển khai áp dụng được thì cần phải kiểm tra đối chứng với các trận lũ thực tế để điều chỉnh các bộ thông số để ngày càng phù hợp hơn.  

III. RÚT KINH NGHIỆM TỪ VIỆC VẬN HÀNH LŨ TẠI KRÔNG H’NĂNG:

Từ những phân tích trên, chúng ta rút ra kinh nghiệm khi vận hành hồ chứa thủy điện như sau:

- Thực hiện đo mưa tại nhiều điểm trong lưu vực nhỏ, do vậy số liệu đo có độ chính xác cao và đáng tin cậy.

- Đo mưa và tổng hợp số liệu 2 giờ/1 lần khi có lũ; Phân tích số liệu sau mỗi 2h.

- Vẽ biểu đồ và phân tích đỉnh lũ;

- So sánh lượng nước đã vào lưu vực (nhưng chưa làm tăng mực nước hồ) với dung tích hữu ích;

- Xác định thời điểm xả và thông báo với các địa phương ở hạ lưu.

- Theo dõi quá trình xả để điều chỉnh Q_xả

- Xác định đỉnh lũ và đóng dần cửa van để tích nước hồ sau đỉnh lũ.

- Ghi chép, phân tích và rút kinh nghiệm

Từ đây, các chủ hồ có thể tự nghiên cứu để đề ra được quy trình vận hành hồ hợp lý nhất.

Hy vọng báo cáo này sẽ mang lại được một chút kinh nghiệm cho các chủ hồ, các nhà nghiên cứu và góp phần hạn chế tác hại không đáng có cho người dân thượng và hạ du hồ chứa.