Untitled 29 Soá 7 naêm 2019 khoa học công nghệ và đổi mới sáng tạo Sự cần thiết của việc xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác vận hành các hồ chứa trong mùa lũ Thực hiện nhiệm vụ Chính phủ giao, đến nay[.]
khoa học - công nghệ đổi sáng tạo hệ Thống hỗ Trợ công Tác đạo vận hành hồ chứa Trong mùa lũ ThS Nguyễn Anh Tú, ThS Hoàng Anh cục Quản lý tài nguyên nước, Tài nguyên môi trường Hệ thống hỗ trợ công tác đạo vận hành hồ chứa mùa lũ kết nghiên cứu nhà khoa học thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường Đây hệ thống có khả hỗ trợ tích cực cho người định, đạo vận hành hồ chứa theo quy trình liên hồ đặc biệt giúp ích lớn cho Ban Chỉ huy phòng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn cấp tỉnh để định điều hành hồ mùa lũ Bên cạnh đó, hệ thống giúp bên liên quan chủ động điều chỉnh phương án vận hành cách linh hoạt, thích ứng với thay đổi diễn biến thời tiết, mưa lũ lưu vực đảm bảo tuân thủ theo quy trình liên hồ Thủ tướng Chính phủ ban hành Sự cần thiết việc xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác vận hành hồ chứa mùa lũ lớn hồ chứa miền Trung Tây Nguyên) Việc định phương án vận hành hồ chứa lưu vực sông vào điều kiện chủ yếu sau: 1) Hình thời tiết lưu vực; 2) Hiện trạng mực nước hồ thời điểm định vận hành; 3) Lưu lượng nước đến hồ; 4) Mực nước trạm kiểm soát lũ (trạm thủy văn) hạ du Thực nhiệm vụ Chính phủ giao, đến Bộ Tài nguyên Mơi trường xây dựng trình Thủ tướng Chính phủ ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa 11 lưu vực sông lớn, gồm: Hồng, Mã, Cả, Hương, Trà Khúc, Kôn - Hà Thanh, Vu Gia Thu Bồn, Ba, Srêpôk, Sê San Đồng Nai với tổng cộng 77 hồ chứa Việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực sơng có ý nghĩa quan trọng nhằm bảo đảm sử dụng tổng hợp nguồn nước phòng chống tác hại nước gây Đây sở pháp lý cho việc quản lý, sử dụng hợp lý, hiệu nguồn nước hồ chứa thủy lợi, thủy điện; gắn chế độ vận hành cơng trình với yêu cầu phòng, chống lũ điều tiết nước hạ du hồ để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế, bảo đảm an sinh xã hội bảo vệ môi trường địa phương lưu vực sông lớn quan trọng Thực tế cho thấy, nghiên cứu xây dựng phương án hỗ trợ công tác vận hành hệ thống hồ chứa Việt Nam hạn chế, phần lớn tiếp cận theo hướng xây dựng kịch vận hành phụ thuộc vào thời gian dự kiến dự báo lũ đến hồ chưa áp dụng thực tiễn phục vụ công tác vận hành liên hồ chứa Các nghiên cứu nước cho thấy kịch vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực chủ yếu tiếp cận theo phương pháp giải tối ưu, hệ thống sông lưu vực có đặc thù riêng, hệ thống hồ chứa, hồ có mục tiêu khác nhau, cách tiếp cận nơi khác Theo Quy trình liên hồ ban hành, nguyên tắc chung vận hành hồ mùa lũ hồ phải để dành phần dung tích để phịng, chống lũ (đối với hồ thiết kế có dung tích phịng, chống lũ hồ sông Hồng, sông Mã, sông Cả) tham gia cắt, giảm lũ cho hạ du (đối với hồ khơng thiết kế dành dung tích phòng, chống lũ phần Kết nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác đạo vận hành hồ chứa mùa lũ khắc phục hạn chế nêu Đây hệ thống có khả hỗ trợ tích cực cho người định, đạo vận hành hồ theo Quy trình liên hồ đặc biệt giúp ích lớn cho Ban Chỉ huy phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn cấp tỉnh để định điều hành hồ mùa lũ Số năm 2019 29 Khoa học - Công nghệ đổi sáng tạo Bên cạnh đó, hệ thống giúp cho bên liên quan chủ động điều chỉnh phương án vận hành cách linh hoạt, thích ứng với thay đổi diễn biến thời tiết, mưa lũ lưu vực đảm bảo tuân thủ theo Quy trình liên hồ Thủ tướng Chính phủ ban hành xây dựng hệ thống hỗ trợ công tác đạo vận hành hồ chứa mùa lũ Hệ thống hỗ trợ định (Decission Support System - DSS) hệ thống máy tính tương tác nhằm giúp người đưa định sử dụng liệu mơ hình để giải vấn đề khơng có cấu trúc Tùy theo tính chất, mục đích, chủ quan người nghiên cứu nên thành phần xếp DSS khác nhau, đảm bảo thành phần là: (i) Hệ thống quản lý sở liệu (Database management system - DBMS): ngân hàng liệu DSS Thành phần giúp lưu trữ, xếp khối lượng lớn liệu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu DSS Bên cạnh đó, cịn có khả tương tác với người sử dụng, giúp công việc quản lý dễ dàng tiện lợi với tính bảo mật cao (ii) Hệ thống quản lý sở mơ hình (Model base management system - MBMS): phận độc lập có khả tương tác với người sử dụng người định Nhiệm vụ giúp chuyển đổi thông tin đầu vào cung cấp từ DBMS thành thơng tin hữu ích cho việc định Hình Sơ đồ cấu trúc hệ thống hỗ trợ định đạo vận hành hồ chứa mùa lũ theo Quy trình liên hồ Khối sở liệu, tri thức Chứa đựng thông tin, số liệu lưu vực sông, hồ chứa, trạm thủy văn kiểm sốt lũ hạ du, mơ hình thủy lực hạ du ngân hàng phương án vận hành hồ mùa lũ theo quy trình liên hồ (hình 2) (iii) Hệ thống giao diện trao đổi thông tin (Dialog generation and management system DGMS): phận quan trọng giúp kết nối hai thành phần trên, nơi trao đổi, truyền tải thông tin kết máy tính người định Với nghiên cứu cấu trúc hệ thống hỗ trợ định với phân tích điều kiện cho việc định đạo vận hành hồ chứa mùa lũ theo Quy trình liên hồ, lựa chọn sơ đồ cấu trúc hệ thống hỗ trợ định đạo vận hành hồ chứa mùa lũ theo Quy trình liên hồ gồm khối với sơ đồ cấu trúc hình 30 Số năm 2019 Hình Giao diện khối sở liệu, tri thức khoa học - công nghệ đổi sáng tạo Khối đạo vận hành Được thiết lập điều kiện theo Quy trình liên hồ (điều kiện thời tiết bình thường, điều kiện có mưa lũ) phân tích, hỗ trợ việc đạo vận hành theo cấp (chỉ đạo sơ cấp đạo thứ cấp) dựa việc phân tích kết hợp điều kiện vận hành hồ chứa mùa lũ; đồng thời gắn với việc phân quyền đạo vận hành hồ (chủ hồ Trưởng ban Chỉ huy phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn cấp tỉnh) Tại cấp đạo sơ cấp, đưa định hướng vận hành (ví dụ: Trưởng ban Chỉ huy phịng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn tỉnh định vận hành xả nước hồ A với lưu lượng nhỏ lưu lượng đến hồ, đảm bảo mực nước hồ không vượt mực nước dâng bình thường ) Tại cấp đạo thứ cấp đưa phương án cụ thể giá trị lưu lượng xả, thời gian xả hồ chứa hỗ trợ tính tốn xác định tham số mực nước hồ, mực nước trạm thủy văn kiểm soát lũ hạ du (hình 3) Hình Thơng tin trạng hồ hỗ trợ đạo sơ cấp Tại đây, người có thẩm quyền đạo, vận hành hồ tiếp tục đạo cụ thể (chỉ đạo thứ cấp) với phương án lưu lượng xả (Qxả), thời gian xả hỗ trợ tính tốn kiểm tra điều kiện hồ để điều chỉnh, lựa chọn lại phương án xả Việc điều chỉnh nhiều lần để lựa chọn phương án xả phù hợp với tình hình thực tế đảm bảo theo quy định Quy trình (hình 5) Hình Lựa chọn điều kiện thời tiết thực tế Trong điều kiện bình thường (khơng có mưa, lũ): theo quy định Quy trình liên hồ để chủ hồ vận hành đảm bảo điều kiện ràng buộc mực nước hồ chứa Trong điều kiện có mưa lũ: ngồi thơng tin trạng hồ chứa, hệ thống hỗ trợ người có thẩm quyền đạo, vận hành hồ phương án vận hành sơ cấp (ví dụ hình vận hành với Qxả