Nghiên cứu dự báo mưa, lũ trung hạn cho vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ ứng dụng cho lưu vực sông cả

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI -* - HOÀNG THANH TÙNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO MƯA, LŨ TRUNG HẠN CHO VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA PHÒNG LŨ ỨNG DỤNG CHO LƯU VỰC SÔNG CẢ Chuyên ngành: Mã số: Thủy văn học 62 44 90 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2011 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI HOÀNG THANH TÙNG NGHIÊN CỨU DỰ BÁO MƯA, LŨ TRUNG HẠN CHO VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA PHỊNG LŨ ỨNG DỤNG CHO LƯU VỰC SƠNG CẢ Chuyên ggành: Mã số: Thủy văn học 62 44 90 01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS VŨ MINH CÁT, ĐH THỦY LỢI, VIỆT NAM GS TS ROBETTO RANZI, ĐH BRESCIA, ITALIA Hà Nội - 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi Hồng Thanh Tùng Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các nội dung kết nghiên cứu Luận án trung thực chưa công bố cơng trình khoa học TÁC GIẢ HỒNG THANH TÙNG LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tác giả xin gửi lời cảm ơn tới PGS TS Vũ Minh Cát, ĐH Thủy Lợi, Việt Nam , đến GS TS Robeto Ranzi, ĐH Brescia, Italia hướng dẫn tác giả suốt trình tìm hiểu, nghiên cứu hoàn thiện Luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy, cô giáo bạn đồng nghiệp trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt trình học tập thực Luận án Tác giả trân trọng cảm ơn quan: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung Ương, Đài Khí tượng Thủy văn Bắc Trung Bộ giúp đỡ tác giả trình thu thập tài liệu, thông tin cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu Cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp người thân giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả suốt thời gian học tập, nghiên cưu thực Luận án TÁC GIẢ HỒNG THANH TÙNG MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU DỰ BÁO MƯA, LŨ TRUNG HẠN, VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA VÀ ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CHO LƯU VỰC SÔNG CẢ 1.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu dự báo mưa, lũ trung hạn vận hành hệ thống hồ chứa giới 1.1.1 Dự báo mưa, lũ trung hạn 1.1.2 Vận hành hệ thống hồ chứa 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước dự báo mưa, lũ trung hạn vận hành hồ chứa 10 13 1.2.1 Dự báo mưa 13 1.2.2 Dự báo lũ trung hạn 16 1.2.3 Vận hành hệ thống hồ chứa 19 1.3 Những tồn hướng phát triển 20 1.4 Hướng tiếp cận phương pháp nghiên cứu 22 1.4.1 Hướng tiếp cận 22 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu dự báo mưa trung hạn 23 1.4.3 Phương pháp nghiên cứu dự báo lũ trung hạn 24 1.4.4 Phương pháp nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa 28 1.5 Giới thiệu lưu vực hệ thống sông Cả hệ thống hồ chứa 30 1.5.1 Vị trí địa lý 30 1.5.2 Đặc điểm địa hình 33 1.5.3 Đặc điểm địa chất 34 1.5.4 Đặc điểm mạng lưới sơng ngịi lưu vực 34 1.5.5 Đặc điểm khí hậu 36 1.5.6 Hệ thống hồ chứa nước lưu vực 36 Kết luận chương I 37 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU DỰ BÁO MƯA CHO LƯU VỰC SƠNG CẢ 2.1 Hình thời tiết gây mưa lũ lớn lưu vực sông Cả 39 39 2.1.1 Các vùng mưa lũ lưu vực sông Cả 39 2.1.2 Các hệ thống thời tiết chủ đạo chi phối chế độ mưa lũ lớn 39 2.1.3 Đặc điểm trình synop gây mưa lớn khu vực Bắc Trung Bộ có lưu vực sơng Cả 45 2.2 Nghiên cứu dự báo mưa lưu vực sơng Cả 58 2.2.1 Dự báo mưa mơ hình số trị - BOLAM 58 2.2.2 Dự báo mưa dựa vào phân tích nhận dạng hình thời tiết gây mưa 65 Kết luận chương II 71 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU DỰ BÁO LŨ TRUNG HẠN CHO LƯU VỰC SÔNG CẢ 72 3.1 Một số khái niệm thực trạng dự báo lũ tác nghiệp cho lưu vực sông Cả 72 3.1.1 Khái niệm dự báo thủy văn 72 3.1.2 Phân loại dự báo thủy văn 72 3.1.3 Các tiêu đánh giá dự báo thủy văn 72 3.1.4 Thực trạng dự báo lũ tác nghiệp cho lưu vực sông Cả 75 3.2 Nghiên cứu dòng chảy lũ lưu vực sông Cả 75 3.3 Nghiên cứu dự báo lũ trung hạn lưu vực sơng Cả chưa có hồ chứa 81 3.3.1 Dự báo lũ trung hạn lưu vực sông Cả mơ hình lai ghép tất định (HEC-HMS) ngẫu nhiên (ARIMA(p,d,q) 81 3.3.2 Dự báo lũ trung hạn lưu vực sơng Cả mơ hình lai ghép mạng Nơ ron nhân tạo EANN ARIMA(p,d,q) 91 3.4 Nghiên cứu phương án dự báo lũ trung hạn hồ chứa lưu vực sông Cả đưa vào vận hành 97 Kết luận chương III 99 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN TRONG VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA PHỊNG LŨ TRÊN LƯU VỰC SƠNG CẢ 101 4.1 Lựa chọn giới thiệu tóm tắt hồ chứa đưa vào nghiên cứu vận hành để phịng lũ lưu vực sơng Cả 101 4.2 Nghiên cứu xác định yêu cầu việc vận hành hệ thống hồ chứa 104 4.3 Mơ hình hóa hệ thống hồ chứa lưu vực sông Cả 107 4.4 Xây dựng phương án vận hành phối hợp hệ thống hồ chứa tương ứng với kịch bản/tình dịng chảy đến hồ 117 4.5 Tích hợp mơ hình dự báo mưa, lũ với mơ hình vận hành hệ thống hồ chứa phịng lũ lưu vực sơng Cả 119 4.6 Thiết lập sở khoa học vận hành phối hợp hệ thống hồ chứa 123 Kết luận chương IV 126 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 127 Kết luận 127 Những nội dung Luận án thực 127 Bàn luận 128 Những đóng góp Luận án 128 Hướng phát triển Luận án 128 Kiến nghị 129 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 PHỤ LỤC 136 PHỤ LỤC 1: Giới thiệu phương pháp Ẩn “Implicit”, Hiện “Explicit”, Quy hoạch động sử dụng vận hành phối hợp hệ thống hồ chứa 138 PHỤ LỤC 2: Các thơng số hồ chứa lưu vực sông Cả 149 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT KTTV Khí tượng Thủy văn KTTVTW Khí tượng Thủy văn Trung ương KTTVQG Khí tượng Thủy văn Quốc gia NCKH Nghiên cứu khoa học PTNT Phát triển Nơng thơn PCLBTW Phịng chống lụt bão Trung ương ĐHTL Đại học Thủy lợi BPNN Mạng Nơ ron thần kinh lan truyền ngược ANN Mạng trí tuệ nhân tạo KKL Khơng khí lạnh XTNĐ Xốy thuận nhiệt đới ATNĐ Áp thấp nhiệt đới ITCZ Dải hội tụ nhiệt đới NW Gió mùa đơng bắc SE Gió mùa tây nam Cao áp TBD Cao áp Thái Bình dương Tdk Thời gian dự kiến/dự báo VHHC Vận hành hồ chứa QTVH Quy trình vận hành NCS Nghiên cứu sinh GHTND Giải hội tụ nhiệt đới DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1-1 Phân bố diện tích lưu vực số sơng nhánh lớn lưu 31 vực sông Cả Bảng 1-2: Đặc trưng hình thái lưu vực sơng nhánh lớn lưu vực 31 sông Cả Bảng 1-3: Các hồ chứa lớn lưu vực sông Cả 37 Bảng 2-1: Thống kê lượng mưa KKL ảnh hưởng gây mưa vừa 47 to số vùng lưu vực sông Cả Bảng 2-2: Thống kê lượng mưa XTNĐ ảnh hưởng gây mưa vừa 54 to số vùng lưu vực sơng Cả Bảng 2-3: Cấu hình động lực, vật lý phương pháp số phiên 61 mơ hình BOLAM dự báo định lượng mưa cho Việt Nam Bảng 2-4: Bảng nhận dạng hình thời tiết gây mưa lưu vực 67 sông Cả Bảng 3-1: Bảng tiêu chất lượng phương án dự báo 74 Bảng 3-2: Mực nước lũ thực đo số vị trí 77 Bảng 3-3: Mức báo động lũ dọc sông Cả 81 Bảng 3-4: Các trận lũ sử dụng để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình 86 HEC – HMS Bảng 3-5: Kết đánh giá mơ hình cho lưu vực phận 86 Bảng 3-6: Bộ thơng số mơ hình HEC-HMS cho lưu vực 87 phận Bảng 3-7: Các tiêu đánh giá kết kiểm định 87 Bảng 3-8: Bộ thông số đoạn sông sử dụng diễn toán 87 Muskingum Bảng 3-9: Các tiêu đánh giá kết dự báo với thời gian Tdk = 89 ngày Bảng 3-10: Các tiêu đánh giá kết dự báo với thời gian Tdk = ngày 90 Bảng 3-11: Kết đánh giá mơ hình cho lưu vực hồ chứa 98 Bảng 3-13: Bộ thơng số mơ hình HEC-HMS cho lưu vực hồ 99 chứa Bảng 3-14: Các tiêu đánh giá kết kiểm định mơ hình cho 99 lưu vực hồ chứa Bảng 4-1: Quy tắc phối hợp vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ lưu vực sơng Cả 124 142 với dung tích mong muốn hồ 50 triệu m3 , hồ 20 triệu m3 (được xác định đường “cân bằng”) Với dung tích ước tính 25 triệu m3 cuối thời điểm, hồ dung tích mong muốn 50 triệu m3 Ngược lại với dung tích ước tính 45 triệu m3 cuối thời điểm, hồ vượt dung tích mong muốn 20 triệu m3 Vì hồ vượt q dung tích mong muốn, nên có ưu tiên xả cho thời kỳ để hạ giảm dung tích tới gần dung tích mong muốn tốt Hình 2: Minh họa cân dung tích theo phương pháp Ẩn Trừ có ràng buộc khác hạn chế việc xả nước có ưu tiên cao nguyên tắc vận hành hệ thống (như khả xả tối đa cửa xả, quy tắc hạn chế dòng chảy tối đa, quy tắc hạn chế thay đổi tốc độ xả, phải khống chế lưu lượng mực nước vùng ảnh hưởng phía hạ lưu), hồ tăng khả xả để đưa dung tích giá trị mong muốn 20 triệu m3 Còn với hồ phải hạn chế việc xả nước để dung tích tăng dần lên nhanh tốt đến dung tích mong muốn 50 triệu m3 Nếu khơng có ràng buộc cao nguyên tắc vận hành hệ thống (chẳng hạn u cầu dịng chảy tối thiểu), hồ ngừng xả nước Trong vận hành hệ thống theo phương pháp này, định xả nước cho thời khoảng khơng đạt dung tích mong muốn song hướng tới dung tích thời kỳ vận hành Các hồ chứa hệ thống xem “ở trạng thái cân bằng” hồ hướng tới gần để đạt tới đường điều phối 143 Phương pháp Hiện Phương pháp Hiện sử dụng cho hệ thống hồ bậc thang hay hệ thống hồ song song, cho phép can thiệp vào thay đổi đường cân hồ cách mềm dẻo hơn, vùng dung tích hồ chứa chia nhỏ để tối ưu hóa bước việc vận hành phối hợp hệ thống hồ chứa cho có hiệu Ví dụ xem xét hồ chứa song song (hồ hồ 2) hình vẽ vận hành cho vị trí kiểm soát hạ lưu Trong trường hợp này, hồ chứa có quy tắc kiểm soát hạ lưu chúng vận hành (thiết lập vận hành hệ thống) Ở trường hợp trước ta xem xét vùng dung tích để xác định mối quan hệ tuyến tính dung tích hồ với dung tích tổng cộng hệ thống Tuy nhiên với phương pháp Hiện, người ta thấy thay đổi “đường cân này” cách mềm dẻo – “hiện“ để mơ tả phân phối dung tích mong muốn nhiều vùng đặt giao điểm dọc đường cân Trong ví dụ này, hồ có dung tích tối đa, dung tích hiệu dụng ví dụ mục trước Hình cho thấy hồ tích nước vùng hiệu dụng nhanh hồ hồ tích nước vùng phịng lũ ban đầu nhanh hồ Việc thực trước tiên xác định vùng hệ thống Chẳng hạn như, vùng hiệu ích hệ thống vùng hệ thống đại diện cho vùng hiệu ích từ hồ Vùng phòng lũ hệ thống đại diện cho vùng phịng lũ từ hồ tóm tắt Bảng Hình 3: Cân dung tích theo phương pháp Hiện 144 Bảng 1: Cân dung tích hệ thống theo phương pháp Explicit (hiện) Dung tích Tổng Phòng lũ % Phòng lũ Hiệu dụng % hiệu dụng Hồ cạn Hồ Hồ 10 m 106 m3 100,00 100,00 85,00 65,00 (25% phòng lũ) (75% phòng lũ) 77,5 56,25 75,00 30,00 (70% hiệu dụng) (33% hiệu dụng) 52,50 9,90 0,00 0,00 Dung tích hệ thống 106 m3 150,00 133,75 105,00 62,40 0,00 Cân dung tích mong muốn thực việc đưa điểm uốn nằm “đường cân bằng” Các điểm uốn chuyển đường cân Ẩn sang đường cong Hiện Các điểm uốn cho phép độ dốc đường, mối quan hệ dung tích hồ chứa với hệ thống hồ chứa biến đổi Một số không hạn chế điểm uốn đường cân đưa vào vùng hệ thống để xác định tốt hình dạng phân phối cân mong muốn Trong ví dụ này, vùng hiệu dụng hệ thống, điểm uốn đường cân đặt vị trí 70% vùng hiệu dụng (52,50 triệu m3 ) với hồ 33% vùng hiệu ích (9,90 triệu m3 ) với hồ Do điểm uốn tương ứng với dung tích hệ thống 62,40 triệu làm thay đổi đường cân theo tiêu hồ tích nước vùng hiệu dụng tới 70% hồ tích 33% Tương tự với vùng phòng lũ, điểm uốn đường cân đặt 25% dung tích phịng lũ (77,50 triệu m3 ) cho hồ 75% dung tích phịng lũ (56,25 triệu m3 ) cho hồ tương ứng với dung dích phịng lũ hệ thống 133,75 triệu m3 Điều thỏa mãn yêu cầu hồ trữ nước vùng lũ nhanh hồ Như minh hoạ hình đây, dung tích ước tính cuối kỳ trước 25 triệu m3 hồ 45 triệu m3 hồ 2, tương ứng với dung tích hệ thống 70,00 triệu m3 , từ xác định dung tích mong muốn hồ 56,50 triệu m3 hồ 13,50 triệu m3 Ở 45,00 triệu m3 hồ lớn dung tích mong muốn 13,50 triệu m3 hồ có ưu tiên xả cho thời kỳ Trừ có ràng buộc xả cao hệ thống, hồ tăng lượng xả để đưa dung tích gần dung tích mong muốn tốt Mặt khác với 25,00 triệu m3 , hồ nhỏ dung tích mong muốn 56,50 triệu m3 Do hồ phải dừng xả thời gian để dung tích tăng lên 145 gần với dung tích mong muốn tốt khơng có ràng buộc ưu tiên xả nước hệ thống cao Hình 4: Minh họa cân dung tích theo phương pháp Hiện Tương tự với vận hành hệ thống theo phương pháp Ẩn, việc vận hành hệ thống theo phương pháp Hiện thực cho thời khoảng nguyên tắc hệ thống thực thi Q trình xác định dung tích mong muốn lặp lại bước thời gian để gán ưu tiên rút nước cho hồ chứa có dung tích cách xa dung tích mong muốn Một định xả nước cho thời khoảng khơng thiết đạt đến trạng thái cân Các hồ chứa xem “trạng thái cân bằng” hồ đạt đường điều phối vận hành mức độ dung tích mong muốn dọc theo đường cong cân mô tả Phương pháp Quy hoạch động Quy hoạch động sử dụng để tối ưu trình định gồm nhiều giai đoạn Phương pháp dựa nguyên lý Bellman: ´´Bài toán tối ưu có thuộc tính với trạng thái định ban đầu nào, định cịn lại tiếp tục tốn tối ưu cho trạng thái lại” Trong phương pháp này, chuỗi toán định chia thành chuỗi N phần tử, có quan hệ với thành tốn nhỏ Bằng cách 146 tốn lớn phức tạp giải thơng qua việc kết nối giải pháp tốn nhỏ Ngun lý Bellman viết sau: FN (s N )  max(min) I N (s N , u N )  FN 1 (s N 1 ) u N U (1) Trong s biến trạng thái, u biến định, N giai đoạn, IN(SN,uN) xác định giá trị tối ưu cho giai đoạn cuối, FN-1(SN-1) biểu thị giá trị giai đoạn khác Do đó, tốn giải giá trị tối ưu (N-1) giai đoạn biết Ví dụ tốn vận hành hồ chứa phương pháp quy hoạch động phù hợp cho việc giải toán vận hành với thời gian ngắn (hàng hay hàng ngày) đầu vào thuỷ văn nhu cầu nước coi tất định Tuy nhiên đặc tính ngẫu nhiên dịng chảy giải thơng qua việc thực quy hoạch động khuôn khổ mô Monte Carlo sử dụng số liệu lịch sử nhân tạo tương tự dịng chảy Trong tốn áp dụng quy hoạch động việc xác định lượng nước xả từ hồ chứa, biến trạng thái lượng nước hồ, biết điều khiển lưu lượng nước xả qua đập thoả mãn yêu cầu hạ lưu Các giai đoạn tốn bước thời gian tính tốn Phép biến đổi giai đoạn tốn xác định thơng qua phương trình liên tục: S t 1  S t  I t  R t  e t (2) Trong St+1 St lượng nước hồ thời điểm t+1 t; It dòng chảy đến bước thời gian t; Rt lưu lượng nước xả qua đập thời điểm t; et lượng nước tổn thất (bốc hơi, thấm) Lượng trữ lưu lượng xả giới hạn giá trị bên sau: S  S t  S max R ´R t  R max (3) (4) Xây dựng cơng thức tốn học cho việc xác định lượng nước xả hồ chứa, phương trình hồi quy quy hoạch động sau f t 1 (S t 1 )  maxI( St , R t )  f t (S t ) (5) St  (S t 1  S t ) / (6) Rt Các ưu điểm quy hoạch động sau: 147 - Khơng có khác biệt việc mô tả quy hoạch động tốn tuyến tính phi tuyến, áp dụng cho tốn khơng thể tuyến tính hố - Các tốn qui hoạch động hợp ràng buộc dễ dàng so với tốn tuyến tính hay phi tuyến Các ràng buộc giới hạn vùng nghiệm chấp nhận góp phần làm giảm thời gian tính tốn - Phương pháp mở rộng để giải tốn đầu vào mang tính ngẫu nhiên Một số hạn chế phương pháp qui hoạch động: Hạn chế lớn phương pháp xây dựng chương trình tổng qt Do với tốn phải thiết lập lại chương trình tính tốn Bên cạnh đó, trưịng hợp hạn chế nhớ máy tính thời gian, Nếu tốn nhiều biến trạng thái việc ứng dụng phương pháp khó khăn Phương pháp mở rộng thành quy hoạch động ngẫu nhiên (SDP) có xét đến yếu tố ngẫu nhiên biến tài nguyên nước mưa, dòng chảy Trong trường hợp dòng chảy trạng thái phụ thuộc vào nhân tố ngẫu nhiên thể thông qua tần xuất Tần xuất xuất biến xác định dựa giá trị biến bước thời gian trước Chuỗi kiện coi chuỗi Markov Vì vậy, bên cạnh việc xác định biến quy hoạch động, hàm mục tiêu toán quy hoạch động ngẫu nhiên, bao gồm hàm phân bố xác suất Cơng thức hồi qui tốn học tốn trình bày sau: f t (s t , I t 1 )  max r I t 1  I t 1 max     ( r ) P ( I t I t 1 )f t 1 (s t 1 , I t )    I t 1    (7) Trong f t (s t , I t 1 ) : Kết tính ngược mong đợi từ việc điều hành tối ưu hệ thống t giai đoạn đến kết thúc việc vận hành P( I t I t 1 ) : Xác suất chuyển đổi biến đầu vào (It) giai đoạn thứ t với biến đầu vào giai đoạn thứ t+1 (r) : Kết tính ngược đến giai đoạn Trong cơng thức này, hệ thống mô tả hai biến: biến đầu vào (I) biến trạng thái hệ thống (S) thời điểm định thi hành Ưu điểm 148 công thức kết thu sử dụng cho thiết kế cho vận hành thực tế 149 PHỤ LỤC CÁC THƠNG SỐ CHÍNH CỦA CÁC HỒ CHỨA TRÊN HỆ THỐNG SÔNG CẢ 150 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠNG TRÌNH THỦY ĐIỆN BẢN VẼ TT Thơng số I Thông số hồ chứa Diện tích lưu vực Flv Dịng chảy trung bình năm Q0 Lưu lượng đỉnh lũ thiết kế P = 0,1% Lưu lượng đỉnh lũ kiểm tra P = 0,02% Mực nước lũ thiết kế-MNLTK (0,1%) Mực nước lũ kiểm tra - MNLKT (0,02%) Mực nước dâng bình thường MNDBT Mực nước trước lũ - MNTL Mực nước xả hàng năm- MNXHN Mực nước chết - MNC Dung tích tồn Wtb Dung tích hữu ích Whi Dung tích chết Wc Dung tích phịng lũ Wfl Diện tích mặt hồ MNDBT Đập dâng Loại Cao trình đỉnh đập Chiều cao đập lớn Chiều dài theo đỉnh Công trình xả Kiểu tràn Lưu lượng xả tràn ứng với MNLTK (0,1%) Cao trình ngưỡng tràn Số lượng kích thước cửa van Cửa lấy nước Kiểu Số lượng cửa van 10 11 12 13 14 15 II III IV Đơn vị đo Số lượng km2 m3/s m3/s m3/s m 8700 134 7770 10500 202,235 m 204,762 m m m m 106m3 106m3 106m3 106m3 km2 200,0 192,5 177,5 155,0 1834,6 1383,0 451,6 300 45,85 m m m m Bê tông trọng lực - RCC 206 135 480 Có cửa van m3/s 5981,6 m n(B x H) 188,5 6(10 x 11,5) cửa Kết cấu bê tông 151 TT V Thông số Cao độ ngưỡng cửa lấy nước Kích thướccửa van (B x H) Đường hầm dẫn nước Loại Số lượng hầm Chiều dài đường hầm (cả hầm nghiêng hầm ngang) Đường kính Nhà máy Kiểu Lưu lượng thiết kế MNHL max (với tần suất lũ P=0.02%) Cao trình sàn lắp máy Cao trình sàn máy Cao đặt tuốc bin Cột nước lớn Hmax Cột nước tính tốn Htt Cột nước nhỏ Hmin Công suất lắp máy Nlm Cơng suất đảm bảo Nđb Năng lượng trung bình n ăm Eo Kiểu tuốc bin Số tổ máy Z Vòng quay Kênh xả hạ lưu nhà máy Loại Cao độ đáy Chiều rộng đáy kênh Độ dốc đáy kênh Trạm phân phối điện Loại Kích thước B x L Cao trình đặt trạm VI 10 11 12 12 13 14 VII VIII Đơn vị đo m m hầm m m Số lượng 139 6,5 x 6,5 Đường hầm đào đá với lớp áo bê tơng, đoạn cuối có lót thép 640 6,5 Tổ V /phút Hở 340,4 96,2 98,0 87,2 73,8 122,6 106 74,71 320 87.4 1084 Francis, trục đứng 150 m m % Hở, mặt cắt hình thang 72,5 39,8 0,00 m m hở 89 x 98,5 91,5 m3/s m m m m m m m MW MW 106kWh 152 PL - 03 - Quan hÖ F-W-Z tuyÕn B¶n VÏ (Flv=8700km2) W (tr.m3) 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 200 200 190 190 180 180 170 170 160 160 150 150 140 140 130 130 120 120 110 110 100 100 90 90 80 80 10 15 20 25 F (km2) 30 35 40 45 50 Quan hÖ Q = F(H) Bản vẽ tuyến nh máy 100.0 98.0 96.0 94.0 92.0 Elevation - Z (m) 90.0 88.0 86.0 84.0 82.0 80.0 78.0 76.0 74.0 72.0 70.0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 Discharge - Q (m3/s) 6000 6500 7000 7500 8000 8500 9000 9500 10000 Z (m) Z (m) 2000 153 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI – THỦY ĐIỆN THÁC MUỐI TT Thơng số Diện tích lưu vực Đơn vị km Trị số 785 m /s 36,00 Lưu lượng bình quân nhiều năm Mực nước dâng bình thường m 62,0 Mực nước chết m 45,0 Dung tích chết 106m3 150,277 Dung tích tồn 106m3 588,093 Ưh.ích 106m3 437,816 Nđb mw 8,0 Nlm mw 23 10 Htb m 41,51 11 Hmax m 45,49 12 Hmin m 29,18 13 Htt m 39,43 14 Qtb m3/s 27,599 15 Qmax m3/s 69,440 16 Qmin m3/s 9,245 69,435 10 kwh 83,794 17 18 Qtính tốn Eo m /s 19 Elũ 10 kwh 58,870 20 Elkiệt 106kwh 24,924 21 Hsd/Nlm 3643 22 Tràn xả mặt có cửa van với kích thước cửa cửa (bh) m Cao độ ngưỡng tràn (m) m 25 x 11 x 13 50 154 THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI HỒ SƠNG SÀO Các thơng số kỹ thuật chủ yếu hồ chứa - Diện tích lưu vực: Flv = 132 km2 - Cấp cơng trình: Cơng trình đầu mối thuộc cấp III - Tần suất đảm bảo tưới P = 75% - Lũ thiết kế P = 1% - Lũ kiểm tra P =0,2% - Mực nước chết MNC = 68m - Mực nước dâng bình thường MNDBT = 75,7 - Mực nước gia cường MNGC (P = 1%) = 76,66 - Mực nước kiểm tra MNKT (P = 0,2%) = 77,11 - Dung tích chết WC = 11,5x106 m3 - Dung tích hữu ích Whi = 39,92x106 m3 - Dung tích tồn Wtb = 51,42x106 m3 - Chế độ điều tiết hồ chứa: Điều tiết năm - Cao trình đỉnh đập: 78,4 m - Cao trình đỉnh tường chắn sóng: 79,2 m Các cơng trình đầu mối hồ chứa Sơng Sào - Tràn xả lũ chính: + Cao trình ngưỡng: 70,7 + Chiều rộng tràn: cửa x 8m = 24m + Lưu lượng xả max (P = 1%); Qtk = 587,87 m3/s + Lưu lượng xả max (P = 0,2%); Qkt = 642,30 m3/s - Tràn cố: + Cao trình ngưỡng: 76,77m + Chiều rộng tràn: B = 68,5m + Lưu lượng xả max (P = 0,2%); Qkt = 47 m3/s - Cống lấy nước bờ trái: + Chế độ chảy khơng áp + Kích thước cống: bxh = (2,0x2,5)m + Chế độ chảy không áp + Cao độ ngưỡng: 66,2 155 + Chiều dài cống: L = 189,0m + Lưu lượng thiết kế: 4,274 m3/s - Cống bờ phải: + Kết cấu: ống thép 800mm, ngồi bọc bê tơng cửa van bờ tráI hạ lưu (van chặn van cơn) + Chế độ chảy có áp + Lưu lượng thiết kế Q = 1,0 m3/s + Cao độ ngưỡng: 66,2 m - Đập phụ II (đập đất) + Cao trình đỉnh đập: 78,4 m + Cao trình đỉnh tường chắn sóng: 79,2 m + Chiều dài đỉnh đập: 479 m 156 THƠNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH CỦA CƠNG TRÌNH THỦY LỢI BẢN MỒNG Hồ chứa nước: - Mực nước dâng bình thường (MNDBT): +76,4m - Mực nước chết (MNC): +71,00m - Dung tích tồn (Wtb): 50 x 106m3 Đập ngăn sơng: - Cao trình đỉnh đập: +78,9m - Chiều cao đập lớn Hmax : 44,00m - Chiều dài đỉnh đập Lđ: 340,0m Tràn xả lũ (tràn có cửa, tiêu đáy) - Cao trình ngưỡng: + 64,90m - Chiều rộng tràn: 75,0m - Lưu lượng xả (P=0,5%): 5688,0m3/s Cống lấy nước: - Cao trình cửa vào: +65,0 m - Lưu lượng thiết kế: 4,30 m3/s Nhà máy thủy điện: - Công suất lắp máy Nlm: 42MW - Sổ tổ máy: tổ - Và dọc theo hạ lưu sông Hiếu bố trí 28 trạm bơm lấy nước để tưới