Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực sông vu gia thu bồn đáp ứng các mục tiêu phòng chống lũ và sản xuất điện năng

LỜI TÁC GIẢ Luận văn “Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện năng” bắt đầu thực từ tháng năm 2012, với nỗ lực thân động viên giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, đồng nghiệp, bạn bè gia đình tác giả hoàn thành luận văn sau 10 tháng thực Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Viết Sơn thầy giáo PGS.TS Phạm Việt Hịa trực tiếp, tận tình hướng dẫn cung cấp thông tin cần thiết cho tác giả để hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo Đại học Sau đại học, thầy cô giáo tận tâm giảng dạy trình học tập để học viên có tảng kiến thức ngày hơm đồng thời giúp đỡ cung cấp tài liệu cần thiết để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Nước tưới tiêu Môi trường, anh, chị đồng nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện không thời gian mà kiến thức thực tế để tác giả đem vào vận dụng luận văn Tuy nhiên, trình độ cịn hạn chế, số liệu công tác xử lý số liệu với khối lượng lớn nên thiếu sót luận văn tránh khỏi, tác giả mong tiếp tục nhận bảo thầy cô ý kiến đóng góp quý báu bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn./ Hà Nội, 29 tháng 11 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thành Nam BẢN CAM KẾT Tên tác giả: Nguyễn Thành Nam Học viên cao học CH17Q Người hướng dẫn: TS Lê Viết Sơn PGS.TS Phạm Việt Hòa Tên đề tài Luận văn: “Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện năng” Tác giả xin cam đoan đề tài Luận văn làm dựa số liệu, tư liệu thu thập từ nguồn thực tế, công bố báo cáo quan nhà nước, đăng tải tạp chí chuyên ngành, sách, báo… để đưa số đề xuất giải pháp Tác giả không chép Luận văn đề tài nghiên cứu trước Hà Nội, 29 tháng 11 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thành Nam MỤC LỤC MỞ ĐẦU T T I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU T T T T T T T T CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẬN HÀNH HỒ CHỨA T T 1.1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VẬN HÀNH HỒ CHỨA TRÊN THẾ GIỚI 1.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VẬN HÀNH HỒ CHỨA Ở VIỆT NAM 1.3 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 11 T T T T T T CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MƯA - DỊNG CHẢY TÍNH TỐN THỦY VĂN PHỤC VỤ CƠNG TÁC LẬP QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA 13 T T 2.1 GIỚI THIỆU VỀ LƯU VỰC NGHIÊN CỨU 13 2.1.1 Vị trí địa lý, ranh giới vùng nghiên cứu 13 2.1.2 Đặc điểm địa hình 14 2.1.3 Mạng lưới sơng ngịi cửa sông .15 2.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU - THUỶ VĂN 17 2.2.1 Mạng lưới trạm đo khí tượng thủy văn .17 2.2.2 Đặc điểm khí hậu 18 2.2.3 Đặc điểm dịng chảy lũ hệ thống sơng Vu Gia – Thu Bồn 21 2.2.4 Phân kỳ lũ lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn .26 2.2.5 Phân tích tổ hợp lũ lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn 28 2.3 PHÂN VÙNG TÍNH TỐN 32 2.3.1 Sông Vu Gia : 32 2.3.2 Sông Thu Bồn 33 2.3.3 Lưu vực tính đến cơng trình thủy điện .33 2.3.4 Các nhập lưu khu nhỏ khác : 33 2.4 TÍNH TỐN THỦY VĂN PHỤC VỤ LẬP QUY TRÌNH VẬN HÀNH 34 2.4.1 Giới thiệu mơ hình tính tốn mưa – dịng chảy MIKE NAM 34 2.4.2 Các liệu dùng tính tốn .37 2.4.3 Kiểm định mơ hình .38 2.4.4 Tính tốn thuỷ văn phục vụ xây dựng quy trình vận hành 42 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T CHƯƠNG III: XÂY DỰNG QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG LIÊN HỒ CHỨA TRÊN SÔNG VU GIA – THU BỒN ĐẢM BẢO CHỐNG LŨ VÀ SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG .50 T T 3.1 MƠ HÌNH MƠ PHỎNG VẬN HÀNH LIÊN HỒ CHỨA .50 3.1.1 Ngun lý tính tốn mơ hình .50 T T T T 3.1.2 Cấu trúc mơ hình .63 3.2 PHÂN TÍCH TỐI ƯU ĐA MỤC TIÊU PHỤC VỤ VIỆC XÂY DỰNG QUY TRÌNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG LIÊN HỒ CHỨA 66 3.2.1 Xây dựng hàm mục tiêu 66 3.3.2 Các điều kiện ràng buộc 67 3.3.3 Tính tốn phân tích tối ưu cho hệ thống hồ chứa có A Vương, Đăk Mi Sơng Tranh 69 T T T T T T T T T T KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 T T KẾT LUẬN 101 T T DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Tần suất lưu lượng đỉnh lũ lớn trạm Bảng 2.2 Đỉnh lũ lớn quan trắc trạm Bảng 2.3 Kết phân kỳ lũ số trạm thủy văn Bảng 2.4 Giá trị lưu lượng dạng lũ vị trí nhánh Vu Gia Bảng 2.5 Giá trị lưu lượng dạng lũ vị trí nhánh Thu Bồn Bảng 2.6 : Sự đồng lũ trạm Nông Sơn Thành Mỹ Bảng 2.7 : Sự xuất đồng thời lũ nhánh Vu Gia Thu Bồn Bảng 2.8: Các thông số tiểu lưu vực Bảng 2.9 : Diện tích tiểu lưu vực Bảng 2.10: Dịng chảy bình qn lớn chuỗi năm tính tốn 1998-2008 Bảng 2.11: Lưu lượng ứng với tần suất lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Bảng 3.1: Các thông số hồ chứa Bảng 3.2: Mực nước dung tích đón lũ theo QĐ 1880 Bảng 3.3: Mực nước đón lũ theo phương án vận hành Bảng 3.4: Dung tích đón lũ phương án vận hành Bảng 3.5: Lưu lượng lớn nhất năm tại Hợi Khách theo từng phương án t ính toán Bảng 3.6: Lưu lượng lớn nhất năm tại Nông Sơn theo từng phương án tính toán Bảng 3.7: Mực nước lớn nhất năm tại Ái Nghĩa theo từng phương án tính toán Bảng 3.8: Mực nước lớn nhất năm tại Câu Lâu theo từng phương án t ính toán Bảng 3.9: Khả cắt giảm lũ hạ du tính trung bình cho 10 năm tính tốn Bảng 3.10: Khả cắt giảm lũ hạ du năm lũ lớn 2007 Bảng 3.11: Mực nước cuối mùa lũ hồ A Vương theo phương án vận hành Bảng 3.12: Mực nước cuối mùa lũ hồ Đăk Mi theo phương án vận hành Bảng 3.13: Mực nước cuối mùa lũ hồ Sông Tranh theo phương án vận hành Bảng 3.14: Độ thiếu hụt dung tích cuối mùa lũ phương án so với PA00 (bình qn 10 năm) Bảng 3.15: Tởng cơng suất phá t điện bình quân năm của nhà máy Bảng 3.16: Hiệu sản xuất điện phương án Bảng 3.17: Hiệu phòng chống lũ sản xuất điện PA-TS PA-TD DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1: Sơ đồ phạm vi vùng thực Hình 2.1: Bản đồ mạng lưới trạm KTTV lưu vực sơng Vu Gia - Thu Bồn Hình 2.2: Lượng mưa mùa cạn, mùa lũ mưa năm trạm Hình 2.3: Quan hệ lưu lượng lũ trạm Nông Sơn mực nước lũ trạm Câu Lâu Hình 2.4: Quan hệ lưu lượng lũ trạm Thành Mỹ mực nước lũ trạm Ái Nghĩa Hình 2.5: Phân vùng tính tốn thủy văn lưu vực Vu Gia – Thu Bồn Hình 2.6: Cấu trúc mơ hình mưa dịng chảy NAM Hình 2.7: Mạng lưới trạm khí tượng đo mưa lưu vực Hình 2.8: Đường trình lũ tính tốn thực đo trạm Nơng Sơn, lũ 11/2007 Hình 2.9: Đường q trình lũ tính toán thực đo trạm Thành Mỹ, lũ 11/2007 Hình 2.10: Lưu lượng tính tốn từ tiêu lưu vực từ 1998-2008 Hình 2.11: Phân chia tiểu lưu vực tính tốn thủy văn Hình 2.12: Dịng chảy tính tốn tiểu lưu vực Sơng Tranh Hình 3.1: Hệ thống hồ chứa nối tiếp Hình 3.2: Cân dung tích theo phương pháp ẩn Hình 3.3: Minh họa cân dung tích theo phương pháp ẩn Hình 3.4: Cân dung tích theo phương pháp Hình 3.5: Minh họa cân dung tích theo phương pháp Hình 3.6: Cấu trúc mơ hình vận hành hồ chứa Hec-ressim Hình 3.7: Vị trí hồ chứa A Vương, Đăk Mi Sông Tranh lưu vực sơng Vu Gia – Thu Bồn Hình 3.8: Sơ đồ hệ thống hồ chứa A Vương, Sông Tranh Đăk Mi Hình 3.9: Kết hiệu chỉnh trạm Nơng Sơn, lũ năm 1998 Hình 3.10: Kết hiệu chỉnh trạm Thành Mỹ, lũ năm 1998 Hình 3.11: Kết kiểm định trạm Nông Sơn, lũ năm 2007 Hình 3.12: Kết kiểm định trạm Thành Mỹ, lũ năm 2007 Hình 3.13: Quy trình vận hành hồ chứa năm Hình 3.14: Tương quan phịng chống lũ phát điện Hình 3.15: Quy trình vận hành trường hợp tích nước sớm Hình 3.16: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa Sơng Tranh (lũ lớn năm 2007) Hình 3.17: Khả cắt giảm lũ Nông Sơn sơng Thu Bồn (lũ lớn năm 2007) Hình 3.18: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa Đăk Mi (lũ lớn năm 2007) Hình 3.19: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa A Vương (lũ lớn năm 2007) Hình 3.20: Khả cắt giảm lũ Thành Mỹ sông Vu Gia (lũ lớn năm 2007) Hình 3.21: Khả cắt giảm lũ Hội Khách sông Vu Gia (lũ lớn năm 2007) MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI “Xây dựng đạo thực chiến lược, quy hoạch, kế hoạch, sách bảo vệ, khai thác, sử dụng, phát triển tài nguyên nước; phòng, chống khắc phục hậu tác hại nước gây ra"( 1) nội dung F P P quản lý nhà nước tài nguyên nước thống từ trung ương đến địa phương Hệ thống sông Vu Gia - Thu Bồn hệ thống sông lớn vùng Duyên Hải Trung Trung bắt nguồn từ địa bàn tỉnh Kon Tum chảy qua tỉnh Quảng Nam, Thành phố Đà Nẵng đổ biển Đông Cửa Đại Cửa Hàn Toàn lưu vực nằm sườn Đơng Trường Sơn có tiềm lớn đất đai, tài nguyên nước, thuỷ rừng Diện tích lưu vực 10.350 km2 Lượng mưa hàng năm lưu vực từ 2.000 ÷ 4.000 mm phân bố không đồng theo không gian thời gian Sự phân bố không đồng theo không gian thời gian địa hình dốc ngun nhân tình trạng lũ lụt khơ hạn lưu vực Trong vịng 50 năm gần có tới 10 trận lũ lớn lũ năm 1964, 1972, 1978, 1983, 1991, 1996, 1998 1999, 2003, 2007 Theo số liệu đo đạc trạm thuỷ văn Giao Thuỷ (sông Thu Bồn) trạm thuỷ văn Ái Nghĩa (sông Vu Gia), trung bình hàng năm có khoảng lũ đạt mức báo động I trở lên, năm nhiều xảy 5÷ trận Tính số lũ đạt mức báo động II trở lên, trung bình năm có 0,6 ÷ trận, năm nhiều xảy ÷ trận Mưa lũ gây ngập lụt thiệt hại người tài sản cho vùng Thiệt hại lũ lụt gây có xu hướng tăng lên năm gần đây: • Năm 1996: số người chết 99 người, tổng thiệt hại 220 tỷ đồng • Năm 1998: số người chết 55 người, tổng thiệt hại 563,7 tỷ đồng • Năm 1998: số người chết 115 người, tổng thiệt hại 757,9 tỷ đồng Luật tài nguyên nước • Năm 1999: Thiệt hại lũ gây khoảng 758 tỷ đồng, trận lũ tháng XI thiệt hại 392 tỷ trận tháng XII thiệt hại 366 tỷ, chưa kể tác động xấu đến mơi trường tự nhiên, nhiễm nguồn nước • Năm 2007: Số người chết 26 người, tổng thiệt hại khoảng 1.500 tỷ đồng Xây dựng cơng trình thủy lợi lớn phục vụ đa mục tiêu lưu vực sông giải vấn đề lũ, cấp nước, phát điện v.v… phục vụ kinh tế Tuy nhiên kinh nghiệm cho thấy hiệu việc đầu tư xây dựng cơng trình khơng cao quản lý, vận hành khai thác không hợp lý Hiện lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, có nhiều hồ chứa xây dựng để phục vụ cấp nước, phát điện phòng chống lũ Tuy nhiên với quy mô hồ chứa có có hồ chứa có dung tích đáng kể để chống lũ là: A Vương, Đăk Mi 4, Sông Tranh Sau xây dựng hệ thống hồ chứa lớn phối hợp vận hành hồ để vừa bảo đảm an toàn cho hồ mùa lũ vừa chống lũ cho hạ du phát điện theo mục tiêu hệ thống cần thiết khó khăn Bởi thơng thường để đảm bảo mục tiêu phịng lũ hồ chứa thường giữ mực nước hồ thấp để đón chứa lượng nước lũ đổ tương lai điều gây thiệt hại lớn cho ngành điện dẫn đến khả hồ khơng tích đầy nước sau mùa lũ để phục vụ cấp nước cho mùa khô năm sau phục vụ nhu cầu cấp nước phát điện, nước sinh hoạt, tưới, dịng chảy mơi trường v.v Ngược lại giữ hồ nhiều nước nâng cao sản lượng điện phát ra, lũ gây an tồn cho hồ chứa khơng cắt nhiều lũ cho hạ du Nghiên cứu đề tài hướng đến mục tiêu xây dựng quy trình vận hành hồ chứa/liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện Để giải vấn đề vận hành liên hồ chứa thỏa mãn nhu cầu mang tính cạnh tranh giảm lũ hạ du phát điện lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sơng Vu 93 Dung tích hồ chứa thời điểm cuối mùa lũ (tính bình qn cho 10 năm tính tốn) thấp tổng dung tích hữu ích hồ chứa 3,24% cho PA08 4,58% cho PA10 3.3.3.4 Ảnh hưởng việc tích nước sớm đến MNĐL thời kỳ lũ sớm tích nước đến MNDBT sau thời kỳ lũ vụ Các phương án vận hành hồ chứa xem xét phần tiến hành tích dần nước từ MNC đến MNĐL thời kỳ lũ sớm từ 1/X đến 30/X Như vậy, khoảng thời gian lượng nước đến dồi hồ chứa chưa tích đến MNĐL Trường hợp xem xét, ảnh hưởng việc tích nước sớm (tích đến MNĐL) đến khả PCL sản xuất điện hệ thống thời kỳ lũ sớm Tương tự vậy, sau thời kỳ lũ vụ phương án vận hành hồ chứa xem xét phần tiến hành tích dần nước từ MNĐL đến MNDBT sau ngày 15/XII hàng năm đến hết 31/I năm sau Như vậy, khoảng thời gian từ 15/XII đến 31/I lượng nước đến dồi hồ chứa chưa tích đầy Tuy nhiên, theo thống kê lưu vực nghiên cứu sau thời kỳ lũ vụ, lưu vực xảy vài trận lũ nhỏ mà thơi Do dịng chảy đến đảm bảo mà khơng tích đầy hồ thì rủi ro việc hồ khơng tích đầy nước xảy Để giảm thiểu rủi ro điện phần xem xét phương án vận hành theo quy trình sau: Cho phép hồ tích nước đến MNĐL thời kỳ lũ sớm đầy đến MNDBT lượng nước đến đảm bảo 94 Quy trình vận hành trường hợp sau: 15/XI 1/IX 1/X I 31/I 1/IX MNDB T MNĐ L MNC MNC Hình 3.15: Quy trình vận hành trường hợp tích nước sớm Tính tốn so sánh hai trường hợp với MNĐL hồ chứa cụ thể là: A Vương 372m; Đăk Mi : 248m, Sơng Tranh 2: 267m, quy trình vận hành khác (tích sớm tích dần từ từ) Ký hiệu phương án vận hành PA-TS PA-TD Hiệu chống lũ sản xuất điện phương án PA-TS PA-TD nhưu sau: 95 Bảng 3.17: Hiệu phòng chống lũ sản xuất điện PA-TS PA-TD Hạng mục TT Hiệu cắt lũ bình quân 10 năm Câu Đơn vị PA-TD PA-TS m 0,23 0,23 Hiệu cắt lũ lớn năm 2007 Câu Lâu m 0,31 0,31 Hiệu cắt lũ bình quân 10 năm Ái m 0,16 0,16 m 0,20 0,20 MW 213,2 214,6 tỷ đồng 1868 1880 % 6,27 6,27 % 2,0 1,1 Lâu Nghĩa Hiệu cắt lũ lớn năm 2007 Ái Nghĩa Công suất phát điện Giá trị sản xuất điện Độ thiếu hụt dung tích hồ chứa cuối mùa lũ so với dung tích hữu ích Tổn thất điện hệ thống Như vậy, với quy trình vận hành tích nước sớm cải thiện đáng kể khả sản xuất điện so với quy trình tích nước từ từ Trong hiệu chống lũ vụ không thay đổi Với lũ muộn sau 15/XII hàng năm, 10 năm tính tốn có năm xuất lũ khơng có năm xuất lũ lớn vượt báo động III thời kỳ lũ muộn sau 15/XII hàng năm Qua phân tích thủy văn trạm Nông Sơn Thành Mỹ 32 năm từ 1976 đến 2008 lưu vực Vu Gia – Thu Bồn có hai năm 1996 2005 hai năm gây lũ xấp xỉ báo động II, cịn lại lũ nhỏ Vì vậy, nghiên cứu đề xuất quy trình tích nước đầy hồ có lũ sau 15/XII hàng năm để giảm thiểu rủi ro tiềm phát điện Với lũ sớm từ 1/IX đến 30/IX hàng năm, 10 năm tính tốn khơng có năm xuất lũ vượt báo động II lưu vực Từ tài liệu quan trắc lưu lượng Nông Sơn Thành Mỹ 30 năm từ 1976-2008, có năm 1997 xuất lũ sớm lớn lưu vực xấp xỉ báo động III Tuy nhiên với dung tích phịng 96 chống lũ đề xuất phương án vận hành PA-TD PA-TS hồ chứa có khả cắt lũ sớm, kể lũ năm 1997 Do vậy, nghiên cứu đề xuất quy trình vận hành thời kỳ lũ sớm (1/IX-30/IX) tiến hành tích nước đến MNĐL có lũ 3.3.3.5 Phương án đề nghị với sơ đồ hồ Từ kết tính tốn hiệu cắt lũ, sản lượng điện, mực nước hồ vào thời điểm cuối mùa lũ phương án tính tốn, nghiên cứu đề nghị chọn quy trình vận hành PA-TS với MNĐL cho hồ sau: - Hồ A Vương 372m, thấp MNDBT 8m, dung tích PCL 69,7 triệu m3 P P - Hồ Đăk Mi 4, 248m, thấp MNDBT 10m, dung tích PCL 95,2 triệu m3 P P - Hồ Sơng Tranh 2, 267m, thấp MNDBT 8m, dung tích PCL 157,5 triệu m3 P P Tổng dung tích phịng chống lũ đề nghị 318 triệu m3 P P Với phương án đề nghị, gặp lũ thiêt kế với tần suất 10% khả cắt giảm lũ đạt 0,31m, hạ mực nước Câu Lâu từ 4,75m xuống 4,44m, cao BĐIII 0,44m Hiệu phòng chống lũ phương án đề nghị lũ đặc biệt lớn năm 2007 thể hình vẽ sau: 97 Hình 3.16: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa Sông Tranh (lũ lớn 2007) Hình 3.17: Khả cắt giảm lũ Nơng Sơn sơng Thu Bồn (lũ lớn 2007) 98 Hình 3.18: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa Đăk Mi (lũ lớn năm 2007) Hình 3.19: Khả cắt giảm lũ hạ lưu hồ chứa A Vương (lũ lớn năm 2007) 99 Hình 3.20: Khả cắt giảm lũ Thành Mỹ sông Vu Gia (lũ lớn 2007) Hình 3.21: Khả cắt giảm lũ Hội Khách sông Vu Gia (lũ lớn 2007) Chi tiết quy trình vận hành sau: - Thời kỳ lũ sớm (1/IX-30/IX), tiến hành tích nước đến mực nước đón lũ (MNĐL) có lũ sớm 100 - Thời kỳ lũ vụ (1/X-15/XII), trì mực nước hồ MNĐL, có lũ tiến hành cắt lũ, sau lũ đưa mực nước hồ MNĐL - Thời kỳ lũ muộn (15/XII-31/I) năm sau, tiến hành tích nước đến MNDBT có lũ - Thời kỳ mùa kiệt từ 31/I đến 31/VIII hàng năm xả dần nước từ MNDBT đến MNC (với hồ chứa A Vương Đăk Mi 4) MNXHN với hồ Sông Tranh (mực nước xả hàng năm) Trong năm, lưu lượng đến hồ Sông Tranh không đáp ứng cơng suất đảm bảo, sử dụng dung tích từ MNXHN đến MNC để sản xuất điện với CSĐB 101 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài “Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phịng chống lũ sản xuất điện năng” Có nội dung bao gồm sáu phần sau: (1) Đánh giá tổng quan nghiên cứu vận hành hồ chứa giới Việt Nam, tóm tắt khoa học cơng nghệ sử dụng cơng tác vận hành hồ chứa để từ xác định phương pháp luận áp dụng nghiên cứu đề tài bao gồm cơng nghệ tính tốn mưa – dịng chảy, cơng nghệ tính tốn thủy lực chiều chiều hệ thống sông vùng bãi tràn, công nghệ vận hành hệ thống hồ chứa cơng nghệ tính tốn kinh tế lũ (2) Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội lưu vực trạng định hướng xây dựng cơng trình hồ chứa lớn lưu vực (3) Phân tích điều kiện khí tượng thủy văn, đặc điểm mưa, lũ lưu vực; Tính tốn thủy văn phục vụ cơng tác xây dựng quy trình vận hành hồ chứa lưu vực (4) Phân tích đa mục tiêu phòng chống lũ phát điện phục vụ việc xây dựng quy trình vận hành lưu vực; (5) Tính tốn thủy lực chiều, chiều vùng hạ du lưu vực nhằm xác định mức độ ngập lụt phục vụ tốn phân tích kinh tế lũ làm sở cho việc điều chỉnh quy trình vận hành sơ đề xuất (6) Phân tích kinh tế lũ vùng hạ du lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn làm sở cho việc lựa chọn quy trình vận hành phù hợp đảm bảo mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện Đề tài nghiên cứu phân tích đề xuất quy trình vận hành hệ thống hồ chứa lưu vực cho giai đoạn có hồ đưa vào xem xét A Vương, Đăk Mi Sông Tranh Với sơ đồ hồ chứa trạng gồm A Vương, Đăk Mi Sông Tranh hồ chứa thủy điện xây dựng lưu vực Kết nghiên cứu đề tài cho thấy để có hiệu phòng chống lũ lưu vực với sơ đồ trạng hệ thống cần dành khoảng 318 triệu m3 để phòng chống lũ Với hệ thống hồ chứa hiệu chống lũ bên lưu vực sông Thu Bồn cao bên lưu vực 102 sơng Vu Gia, cụ thể với dung tích phịng chống lũ đề nghị khả cắt giảm lũ hệ thống Câu Lâu 31cm Ái Nghĩa 20cm ứng với lũ có tần suất xấp xỉ 10% Với phương án đề nghị cho hồ chứa mức thiếu hụt dung tích hồ chứa vào cuối mùa lũ hồ chứa trung bình 10 năm tính tốn 6,27% Tổn thất điện hệ thống hồ chứa bình quân 1,1% so với trường hợp không dành dung tích phịng chống lũ nay, tương ứng năm thiệt hại điện 32 tỷ đồng Từ việc tính tốn, phân tích khả phịng chống lũ, sản xuât điện kinh tế lũ, đề tài kiến nghị đề xuất quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn sau: - Hồ A Vương 372m, thấp MNDBT 8m, dung tích PCL 69,7 triệu m3 - Hồ Đăk Mi 4, 248m, thấp MNDBT 10m, dung tích PCL 95,2 triệu m3 - Hồ Sơng Tranh 2, 267m, thấp MNDBT 8m, dung tích PCL 157,5 triệu m3 Tổng dung tích phịng chống lũ đề nghị 318 triệu m3 Với phương án đề nghị, gặp lũ thiêt kế với tần suất 10% khả cắt giảm lũ Câu Lâu 0,31m (từ 4,75m xuống 4,44m), Ái Nghĩa 0,20m (từ 9,04m xuống 8,84m) Chi tiết quy trình vận hành sau: - Thời kỳ lũ sớm (1/IX-30/IX), tiến hành tích nước đến mực nước đón lũ (MNĐL) có lũ sớm - Thời kỳ lũ vụ (1/X-15/XII), trì mực nước hồ MNĐL, có lũ tiến hành cắt lũ, sau lũ đưa mực nước hồ MNĐL - Thời kỳ lũ muộn (15/XII-31/I) năm sau, tiến hành tích nước đến MNDBT có lũ - Thời kỳ mùa kiệt từ 31/I đến 31/VIII hàng năm xả dần nước từ MNDBT đến MNC (với hồ chứa A Vương Đăk Mi 4) MNXHN với hồ Sông Tranh (mực nước xả hàng năm) Trong năm, lưu lượng đến hồ Sông Tranh không đáp ứng cơng suất đảm bảo, sử dụng dung tích từ MNXHN đến MNC để sản xuất điện với CSĐB 103 KIẾN NGHỊ Lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn với diện tích 10.000 km2, có trạm đo lưu lượng Nơng Sơn Thành Mỹ Để kết tính tốn có tính xác cao hơn, phản ánh đặc điểm lũ tiểu lưu vực, hồ chứa, đề nghị cần mở rộng mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn, phạm vi lưu vực hồ chứa, cần bố trí trạm đo lưu lượng Số lượng trạm đo mưa cần bố trí nhiều hơn, dựa vào diện tích tiểu lưu vực Cách tiếp cận tính tốn đề tài phần sản xuất điện tiếp cận theo hướng cung, cụ thể hiệu sản xuất điện tính tốn dựa vào khả sản xuất điện nhà máy thủy điện, có nước nhà máy sản xuất điện, không xem xét đến nhu cầu tiêu thụ điện phụ tải Để đề tài mang tính thực tiễn cao cần tính tốn, xem xét theo hướng cầu, cụ thể nhà máy sản xuất điện phụ tải có nhu cầu Để đạt u cầu cần tính tốn u cầu dùng điện nhà máy cho thời điểm khác năm Yêu cầu điện cần tính toán theo tuần cho ngày năm Với phương án vận hành đề nghị đề tài cho sơ đồ điện so với phương án vận hành khơng nhiều hồ, tổn thất Song khả phòng chống lũ tăng lên đáng kể Với sự phát triển về kinh tế xã hộ i nhanh và mạnh ở vùng hạ du của lưu vực Vu Gia – Thu Bồn, nhiệm vụ phòng chống lũ cần được ưu tiên 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo đầu tư dự án Thủy điện Đăk Mi 1, Công ty Cổ phần Tư Vấn xây dựng Điện 3, 2011 Báo cáo tổng hợp xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực Vu Gia – Thu Bồn, Bộ TN&MT, 2010 Chiến lược quản lý bền vững tài nguyên môi trường nước lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2005) Đào trọng Tứ, Phát triển thủy điện dịng sơng Mê Công – Thách thức giải pháp cho phát triển bền vững lưu vực, Tạp chí Tài Nguyên nước, số 4, 2011 Hội thảo phòng chống thiên tai Việt Nam, Hà Nội, 2010 Nghĩa, T.T., Nam, L.H., Thủy, N.T., Xuân, Q.T., Tú, P.T., Thắng, Đ.X., 2006 Tối ưu hóa phân bổ nguồn nước vùng Thượng du sơng Thái Bình phục vụ phát triển kinh tế ứng dụng cơng nghệ GAMS Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn số 13, 48-52 Quy hoạch tổng hợp sử dụng nguồn nước lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2002 Quyết định số 1880/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ngày 13/10/2010 Quy trình vận hành liên hồ chứa A Vương, Đăk Mi Sông Tranh mùa lũ hàng năm Quyết định số 1880/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ngày 13/10/2010 Quy trình vận hành liên hồ chứa A Vương, Đăk Mi Sông Tranh mùa lũ hàng năm 10 Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Sơng Tranh 2, Tập đoàn điện lực Việt Nam, 11 Quyết định 3673/QĐ-BCT ngày 27 tháng năm 2008 Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện A Vương 105 12 Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Đăk Mi 4, Tập đoàn điện lực Việt Nam, 13 Quy hoạch Thủy điện lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, Bộ Công Thương, 2007 14 Viện Quy hoạch Thủy lợi, 2008 Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hồ chứa Hịa Bình, Thác Bà, Tun Quang mùa kiệt 15 Viện Quy hoạch Thủy lợi, Viện Khoa học Thủy lợi, 2008 Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hồ chứa Hịa Bình, Thác Bà, Tun Quang mùa lũ 16 Thủ tướng Chính phủ, Quy trình vận hành hồ Hịa Bình, 1991 17 Barros, M.T.L, Tsai, F.T.C., Yang, S.L., Lopes, J.E.G., Yeh, W., W-G, 2003 Optimization of large-scale hydropower system operation Journal of Water Resources Planning and Management, 129(3) 18 Barros, M.T.L, Tsai, F.T.C., Yang, S.L., Lopes, J.E.G., Yeh, W., W-G, 2003 Optimization of large-scale hydropower system operation Journal of Water Resources Planning and Management, 129(3) 19 Chun-Tian Cheng, K.W Chau Flood Control management system for reservoirs Environmental Modeling & Software 19 (2004) 1141-1150 20 Chun-Tian Cheng, K.W Chau Fuzzy iteration methodology for reservoir flood control operation Journal of the American Water Resources Association 37(2001), 1381-1388 21 Cheng, C.T., 1999 Fuzzy optimal model for the flood control system of the upper and middle reaches of the Yangtze River Hydrological Sciences Journal 44 (4), 573–582 22 DHI, NAM Reference Manual, 2007 23 HEC, HEC-HMS User Manual, 2010 24 HEC-FDA User Manual, 2010 25 HEC-RESSIM User Manual, 2010 106 26 Holy, M., 1990 Nước môi trường Nhà Xuất nông nghiệp Tổ Chức lương thực Nông nghiệp Liên hợp quốc xuất năm 1990 27 Marien, J L (1984) Controllability conditions for reservoir flood control systems with applications Wat Resour Res 20(1), 1477-1488 28 Mays, L.W., 1996 Water Resources Handbook McGraw-Hill Compnanies, Inc United States of America 1632 pp 29 MIKE 11, User Manual, DHI, 2007 30 MIKE 21FM, User Manual, DHI, 2010 [1]Lund, J.R, Guzman J., 1999 Derived P P 31 Lund, J.R, Guzman J., 1999 Derived operating rules for reservoirs in series or in parallel Journal of Water Resources Planning and Management 125(3), 143-153 32 Lund, J.R, Guzman J., 1999 Derived operating rules for reservoirs in series or in parallel Journal of Water Resources Planning and Management 125(3), 143-153 33 Lower Colorado River Authority, 1989 Water Management Plan for the Lower Colorado River Basin 34 Long Le Ngo, 2007, Simulation and Optimisation modelling approach for operation of the Hoa Binh reservoir, Vietnam, Journal of Hydrology, 2007, 336, pp269-281 35 Pedersen C.B 2007, DHI: Real-time optimization of Dam release using multiple objectives Application to Orange-Fish-Sundays River Basin, South Africa.rservoirs 36 Rippl, 1883, The capacity of storage reservoirs for water supply 37 WCD (World Commission on Dam), 2000 Dams and Development: A new Framework for Decision-Making 38 The Management of Lake Como: A Multiobjective Analysis, WATER RESOURCES RESEARCH, VOL 22, NO 2, PP 109-120, 1986 107 [1] Rippl, 1883 Resournning and Management 125(3), 143-153 [3] Báo cáo tổng hợp xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa lưu vực Vu Gia – Thu Bồn, Bộ TN&MT, 2010 [4]Quyết định số 1880/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ngày 13/10/2010 Quy trình vận hành liên hồ chứa A Vương, Đăk Mi Sông Tranh mùa lũ hàng năm [5] Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Sơng Tranh 2, Tập đoàn điện lực Việt Nam, [6] Quyết định 3673/QĐ-BCT ngày 27 tháng năm 2008 Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện A Vương [7]Quy trình vận hành hồ chứa thủy điện Đăk Mi 4, Tập đoàn điện lực Việt Nam, ... giảm lũ hạ du phát điện lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn Cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện. .. tài hướng đến mục tiêu xây dựng quy trình vận hành hồ chứa /liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện Để giải vấn đề vận hành liên hồ chứa thỏa mãn... nghiên cứu đặt đề tài là: xây dựng quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn đáp ứng mục tiêu phòng chống lũ sản xuất điện Quy trình vận hành Chính Phủ duyệt chưa