Từ khi các hồ chứa nước lớn ở Việt Nam đi vào hoạt động, đặc biệt là hồ Hoà Bình, dự báo lũ đã trở thành một nhiệm vụ quan trọng phục vụ việc điều hành chống lũ cho hạ du và sản xuất điện, cấp nước v.v…Đây là vấn đề hết sức phức tạp
được nhiều nhà nghiên cứu trong nước quan tâm. Nghiên cứu dự báo lũở Việt Nam thường được thực hiện theo hai hướng chính:
Hướng nhận dạng lũ: Các nghiên cứu tập trung phân tích rõ tính chất phân kỳ lũ, tổ
hợp lũ và những dấu hiệu nhận biết về quy mô lũ trên hệ thống sông. Các nghiên cứu theo hướng này bao gồm:
- Nghiên cứu công nghệ nhận dạng lũ trong điều hành hồ Hoà Bình chống lũ hạ
nước, Bộ KH - CN MT) do các nhà khoa học của trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 1992.
- Xây dựng công nghệ nhận dạng lũ thượng lưu sông Hồng phục vụđiều hành hồ
Hoà Bình chống lũ hạ du - Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường (cũ), do Trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 1994 [7].
- Đánh giá tình hình thời tiết sinh lũ phục vụ cảnh báo và dự báo lũ trên hệ thống sông Hồng, Đại học Thủy lợi, Trung tâm Dự báo KTTVQG, 2002 [7].
Hướng dự báo dòng chảy lũ: Các nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng các phương pháp dự báo thủy văn vào dự báo dòng chảy lũ. Các nghiên cứu theo hướng này bao gồm:
- Đề tài nghiên cứu xây dựng công cụ dự báo lũ thượng lưu hệ thống sông Hồng do Trung tâm DBKTTVQG thực hiện 1995 – 1997 [47].
- Đề tài xây dựng công cụ mô phỏng số phục vụ cho đề xuất, đánh giá và điều hành các phương án phòng chống lũ sông Hồng – Thái Bình do Viện cơ học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Thực hiện [50].
- Chương trình cấp Nhà nước về Phòng chống lũ sông Hồng - Thái Bình do Cục Quản lý đê điều và Phòng chống lụt bão thực hiện giai đoạn 1999-2002.
- Tuyển tập báo cáo “Khoa học công nghệ dự báo và phục vụ dự báo khí tượng thủy văn” Hà nội, 26-27 /12/2000, Trung tâm Dự báo KTTVQG [47].
- Qui trình vận hành hồ chứa thủy điện Hòa Bình và các công trình cắt giảm lũ
sông Hồng trong mùa lũ hàng năm (gọi tắt là Quy trình vận hành 2005) – Quyết
định số 103/PCLBTW ngày 16/6/2005, do các chuyên gia Đại học Thủy lợi thực hiện 2004-2005.
- Quy hoạch phòng chống lũ hệ thống sông Hồng, sông Thái Bình theo quyết định số 92/2007/QĐ-TTg ngày 21/06/2007.
Từ việc nghiên cứu các kết quảđạt được của các đề tài NCKH theo 2 hướng nghiên cứu trên, tình hình nghiên cứu dự báo lũ ở Việt Nam hiện nay có thể được tổng kết tóm tắt như sau:
Dự báo dòng chảy ngắn hạn thường sử dụng các biểu đồ kinh nghiệm, mô hình SSARR dạng thu gọn, mô hình diễn toán lũ trong sông, quan hệ mưa rào dòng chảy, phương pháp mực nước tương ứng. Mức bảo đảm của dự báo thuỷ văn đạt mức 80% - 85% với thời gian dự nhỏ hơn 24h. Khi tăng thời gian dự kiến thêm 12-24h nữa thì độ chính xác giảm xuống còn 70-75%.
Dự báo dòng chảy trung hạn thường được tiến hành với việc sử dụng các phương pháp sau:
- Các phương pháp thuộc nhóm thống kê như phân tích tương quan đa biến, mô hình ARIMA (p,d,q).
- Các mô hình mưa dòng chảy như TANK, SSARR, HEC-HMS và sự kết hợp giữa mô hình thủy văn với các mô hình thuỷ lực như mô hình VRSAP, KOD01 và hiện nay các mô hình MIKE11, HEC-RAS, MIKE21 đang được thử nghiệm trong dự báo tác nghiệp. Tuy nhiên, chất lượng dự báo phụ thuộc rất nhiều vào dự báo mưa (Ví dụ như Trung tâm Dự báo KTTVTW đã sử dụng bộ công cụ kết hợp giữa NAM-SSARR-MIKE11 để dự báo dòng chảy trên hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình)
- Các mô hình ANN với thuật toán quét ngược (BPNN). Các mô hình loại này mới chỉđược sử dụng để dự báo thử nghiệm thông qua các đề tài NCKH.
- Các phương pháp dựa vào nguyên lý cân bằng nước, thiết lập phương trình cân bằng nước viết cho thời gian dự kiến lớn hơn thời gian chảy truyền của lưu vực Ngoài các mô hình thủy văn có thông số gộp đã nêu trên đây, gần đây các mô hình thủy văn thông số phân bố cũng đã được áp dụng như:
- Mô hình Marine của Viện Cơ học chất lỏng Toulouse (Pháp) xây dựng. Mô hình này đang được Viện Cơ học Việt nam và Trung tâm Dự báo KTTVTW nghiên cứu và áp dụng để dự báo dòng chảy sông Hồng và sông Thái Bình trong một đề tài NCKH cấp Bộ [47].
- Mô hình DIMOSOP do Trường Đại học Bách khoa Milano và Brescia (Italia) phát triển và hoàn thiện. Mô hình này đã được trường Đại học Thủy lợi và nhóm chuyên gia của Italia do GS. TS. Ranzi, tác giả của mô hình ứng dụng để mô phỏng để dự báo lũ trung hạn cho hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình [5]. Mô hình đã được chuyển giao cho Trường ĐH Thủy lợi và Trung tâm Dự báo KTTVTW tiếp tục thử nghiệm, nâng cấp để đưa vào dự báo tác nghiệp. Điểm nổi bật của mô hình DIMOSOP so với các mô hình thủy văn thông số tập trung là khả năng sử dụng thông tin toàn cầu như bản đồ đất, hiện trạng sử dụng đất,
ảnh vệ tinh để mô phỏng lưu vực, đặc biệt hữu ích cho các lưu vực liên quốc gia như lưu vực hệ thống sông Hồng và Thái Bình, khi mà thông tin phần lưu vực
thuộc Trung Quốc hầu như không có. Mô hình DIMOSOP được mô phỏng cho lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình với kích thước ô lưới là 1km x 1km. Mô hình này được kết nối với mô hình khí tượng BOLAM để đưa ngay kết quả dự
báo mưa vào dự báo dòng chảy với thời gian dự kiến là 5 ngày.
Nhìn chung mức bảo đảm dự báo thủy văn trung hạn (trước 3 ngày và 5 ngày vào mùa lũ) mới chỉ đạt khoảng 70%, trong trường hợp lũ lớn thì đạt được dưới 60%.
1.2.3. Vận hành hệ thống hồ chứa
Vận hành hệ thống hồ chứa đã được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm nghiên cứu vì tính quan trọng cũng như sự cấp thiết của nó. Các nghiên cứu do các cơ quan của Bộ Nông nghiệp và PTNT, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Công thương tiến hành chủ yếu tập trung vào nhiệm vụ chống lũ, xây dựng các qui trình vận hành các hồ chứa trong mùa lũ. Đã có một số nghiên cứu vận hành hồđiều tiết cấp nước trong mùa cạn, nhưng chưa hoàn chỉnh và chưa gắn quá trình vận hành mùa lũ với mùa cạn thành qui trình cho cả năm, đặc biệt chưa có các nghiên cứu liên hồ, đa mục tiêu sử dụng. Một số nghiên cứu có thể kểđến như:
- Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vựu sông Hồng và sông Thái Bình gồm 2 hồ chứa (Hòa Bình và Thác Bà) năm 1997 do Bộ
Nông nghiệp và PTNT chủ trì và Ban Chỉđạo PCLBTW phê duyệt.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Hồng và sông Thái Bình gồm 3 hồ chứa (Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà) năm 2005 do Ban Chỉđạo PCLBTW phê duyệt.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vựu sông Hồng và sông Thái Bình gồm 3 hồ chứa (Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà) năm 2007 do Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trì và Ban Chỉ đạo PCLBTW phê duyệt.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vựu sông Hồng và sông Thái Bình gồm 4 hồ chứa (Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà, và Sơn La) do Bộ Nông nghiệp và PTNT chủ trì chưa được phê duyệt.
- Nghiên cứu vận hành hệ thống liên hồ chứa cho hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình mùa cạn để giải quyết vấn đề cấp nước của Viện Quy hoạch Thủy lợi .
- Đề tài NCKH cấp Nhà nước Nghiên cứu cơ sở khoa học cấp nước mùa cạn lưu vực hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình do Trường Đại học Thủy lợi thực hiện năm 2007.
- Hiện nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường đang chủ trì xây dựng Qui trình vận hành hệ thống 4 hồ chứa trên hệ thống sông Hồng và sông Thái Bình (Hòa Bình, Tuyên Quang, Sơn La, Thác Bà) để trình Chính Phủ phê duyệt trong năm 2010.