4.3.2.1. Vị trí
- Địa điểm: Công trình thuỷ điện Suối Sập I đƣợc xây dựng trên suối Sập, thuộc địa phận xã Tà Xùa - huyện Bắc Yên và xã Suối Tọ - huyện Phù Yên, tỉnh Sơn La.
- Tọa độ (theo hệ tọa độ VN2000) các hạng mục công trình chính:
Bảng 4.10. Tọa độ các hạng mục công trình chính của công trình
TT Hạng mục Tọa độ X Tọa độ Y
1 Tim đập 555915,87 2352603,94
2 Cửa nhận nƣớc 555981,27 2352639,15
3 Nhà máy 555427,11 2351531,24
4.3.2.2. Các hạng mục và phương thức khai thác sử dụng nước
- Loại hình công trình: Thủy điện Suối Sập I khai thác nguồn nƣớc theo kiểu đƣờng dẫn bao gồm: Cụm công trình đầu mối: tuyến đập chính kết hợp tràn tự do; Tuyến năng lƣợng gồm: cửa lấy nƣớc, đƣờng ống thép hở, đƣờng hầm áp lực, tháp điều áp, nhà máy thủy điện, kênh xả.
- Phƣơng thức khai thác, sử dụng nƣớc: Thủy điện Suối Sập I khai thác nguồn nƣớc theo kiểu đƣờng dẫn gồm: Tuyến đập kết hợp tràn tự do đƣợc xây dựng trên Suối Sập tạo thành hồ chứa; Nƣớc từ hồ đƣợc dẫn qua đƣờng cửa lấy nƣớc, đƣờng ống thép hở, đƣờng ống áp lực vào tháp điều áp sau đó đƣợc dẫn về nhà máy để phát điện, nƣớc sau khi phát điện đƣợc xả trả lại Suối Sập tại vị trí cách tuyến đập Suối Sập khoảng 1,3 km đƣờng suối.
- Mô tả các hạng mục chính của công trình: Công trình đƣợc thiết kế theo tiêu chuẩn TCXDVN 285-2002 là công trình cấp II.
- Tuyến đập:
+ Đập dâng: Kết cấu bê tông trọng lực, chiều cao lớn nhất mặt cắt đập không tràn là 59,0 m; chiều dài 125,90 m;
+ Đập tràn: Kết cấu bê tông trọng lực, hình thức tràn Ofixerov xả tự do, cao trình ngƣỡng tràn 560 m, bề rộng khoang tràn 40 m.
- Cửa lấy nƣớc: Cửa lấy nƣớc đƣợc bố trí bên bờ phải tuyến đập chính, kết cấu bê tông cốt thép M200. Phía trƣớc cửa lấy nƣớc đào đoạn kênh dẫn vào. Kích thƣớc các chi tiết kết cấu cửa lấy nƣớc nhƣ sau:
+ Kênh dẫn vào: Kênh dẫn vào có chiều dài 25,5 m; cao trình đáy kênh 522,0 m;
+ Cửa lấy nƣớc: Cửa lấy nƣớc đƣợc bố trí nhô về phía thƣợng lƣu mặt đập với chiều dài 8,35 m. Mặt cắt ngang hình chữ nhật, kích thƣớc giảm dần BxH = 4x4.53,0x3,0 m. Lƣu tốc dòng chảy tại lƣới chắn rác đƣợc khống chế v < 1,2 m/s.
- Đƣờng ống ngầm trong thân đập: Nối tiếp sau cửa lấy nƣớc là đoạn ống ngầm trong thân đập có chiều dài 29.0 m, mặt cắt ngang dạng cống hộp, kích thƣớc thông thuỷ bxh = 3,0x3,0 m, kết cấu bêtông cốt thép M200 dày 1,5 m.
- Đƣờng ống thép hở: Đƣờng ống dẫn nƣớc nối từ cửa nhận nƣớc vào hầm đƣợc làm bằng ống thép hở có đƣờng kính 3,0 m, dày 12-:-14 mm. Tổng chiều dài 80,0 m, độ dốc đáy ống: 25,9%.
- Đƣờng hầm dẫn nƣớc (đƣờng hầm áp lực): Tổng chiều dài 1.108,15 m; đƣờng kính trong 3,0 m; Trƣớc khi dẫn nƣớc vào turbine, đƣờng ống đƣợc chia thành 2 nhánh vào 2 tổ máy, đƣờng kính các ống nhánh D = 1,6 m.
- Tháp điều áp: Tháp điều áp kiểu viên trụ, đƣợc bố trí tại vị trí cách nhà máy khoảng 70 m về phía thƣợng lƣu. Các thông số nhƣ sau:
+ Đƣờng kính thông thuỷ : 6,0 m; + Cao trình đỉnh tháp: 578,0 m; + Cao trình đáy: 559,0 m;
+ Cao trình mực nƣớc max: 577,42 m;
+ Cao trình tim hầm tại vị trí TĐA: 451,17 m.
Toàn bộ phần thân tháp đƣợc bố trí nửa nổi nửa ngầm, chiều cao phần tháp nổi là 12,0 m, phần ngầm là 7,0 m. Kết cấu vỏ tháp là BTCT M250.
- Nhà máy: Nhà máy thủy điện kiểu đƣờng dẫn đƣợc bố trí ở bờ trái Suối Sập. Gồm 2 tổ máy, turbine Francis trục ngang, cao trình lắp máy 448,24 m, cao trình sàn máy phát 462 m. Kích thƣớc mặt bằng nhà máy 23,35 m x 39,25 m. Nƣớc cấp cho các tổ máy đƣợc dẫn theo các đƣờng ống áp lực rẽ nhánh từ đƣờng hầm dẫn nƣớc. Trƣớc phần tiếp xúc với đoạn ống phân phối buồng xoắn, ở mỗi đƣờng ống có lắp van đĩa, các van đĩa đƣợc bố trí trong các buồng ở cao độ 449,70 m phía thƣợng lƣu.
Các thông số chính của nhà máy:
+ Lƣu lƣợng lớn nhất qua nhà máy: 22,47 m3 /s;
+ Công suất lắp máy: 19,5 MW; + Công suất đảm bảo: 6,25 MW;
+ Số giờ chạy công suất lắp máy: 3135 h; + Đƣờng kính bánh xe công tác: 1,25 m.
- Kênh xả: Có chiều dài 8,4 m, chiều rộng 13,4 m. Đáy kênh có độ dốc ngƣợc 52%, cao trình đáy kênh từ 446,28-:-449,40.
4.3.2.3. Tình hình hoạt động
Công trình thủy điện Suối Sập I đi vào vận hành từ tháng 12/2011. Nhà máy thủy điện Suối Sập I lắp đặt 02 tuabin Francis với công suất 9,75 MW mỗi tổ, lƣu lƣợng lớn nhất của hai tổ máy là 22,47 m3/s, điện lƣợng bình quân năm là 63,89 triệu kWh.
- Mùa lũ: Từ tháng VI đến tháng X, lƣu lƣợng lũ vào hồ đƣợc ƣu tiên sử dụng để phát công suất tối đa có thể của nhà máy với Qpđmax = 22,47 m3/s. Phần lƣu lƣợng còn lại đƣợc tích vào hồ và phần lƣu lƣợng còn lại đƣợc xả qua tràn tự do xuống hạ lƣu khi mực nƣớc trong hồ vƣợt qua cao độ của ngƣỡng tràn tự do 560 m. Thời kỳ này thủy điện Suối Sập I có những ngày chạy máy 24/24 giờ với công suất tối đa có thể, và trong thời gian này thủy điện còn chạy vƣợt công suất thiết kế (Nmax = 22,6 kWh > Nlm = 19,5 kWh) để tận dụng nguồn nƣớc về.
- Mùa kiệt: từ tháng XI đến tháng V năm sau, với lƣu lƣợng đến hồ Q ≥ 1,3 m3/s, tích nƣớc vào hồ để chạy 1 tổ máy phát điện vào giờ cao điểm trong ngày. Mùa kiệt bắt buộc nhà máy phải ngừng hoạt động trong thời gian nhất định vào giờ thấp điểm để tích nƣớc vào hồ.
Sau 8 năm đi vào vận hành công trình chƣa có bất kỳ thay đổi gì về thông số kỹ thuật. Hiện nay, công tác điều tiết nƣớc phát điện của nhà máy Suối Sập I rất tốt, thể hiện ở quá trình điều tiết mực nƣớc hồ và sản lƣợng điện đạt đƣợc qua 8 năm sẽ đƣợc phân tích kỹ ở mục “Tình hình khai thác sử dụng nƣớc của công trình” dƣới.
4.3.2.4. Tình hình khai thác sử dụng nước
a. Lượng nước khai thác, sử dụng trong suốt thời gian vận hành công trình
Nhà máy thủy điện Suối Sập đi vào vận hành từ tháng 12/2011 đến 2018 thì tổng sản lƣợng điện đạt đƣợc là 401.536 triệu kWh, với lƣu lƣợng phát điện lớn nhất Qmax = 22,47 m3/s, lƣu lƣợng phát điện đảm bảo Qđb = 6,25 m3/s.
Biểu đồ 4.6. Đƣờng quá trình mực nƣớc hồ năm 2014
Hồ thủy điện Suối Sập 1 mặc dù chỉ là hồ điều tiết ngày với dung tích hữu ích tƣơng đối lớn (Vhi = 4,79 triệu m3), theo tính toán hồ có khả năng điều tiết nƣớc để phát điện từ 2 - 3 ngày (nếu phát điện 24/24 h) và từ 11 - 12 ngày (nếu hồ chỉ phát điện vào giờ cao điểm 5/24 h). Tuy nhiên, từ các đƣờng quá trình mực nƣớc hồ từ năm 2012 - 2015 ở trên có thể thấy công tác điều tiết nƣớc phát điện của công trình khá tốt. Năm 2012 công trình bắt đầu đi vào vận hành, trong năm này hồ vừa phát điện kết hợp tích nƣớc vào hồ và đến tháng 10/2012 hồ đã tích đến sấp sỉ mực nƣớc dâng bình thƣờng (560 m), và mực nƣớc này đƣợc duy trì đến tháng 2/2013. Sau 6 năm vận hành (2012 - 2017) thì chƣa có năm nào mực nƣớc hồ xuống dƣới mực nƣớc chết (545 m).
Bảng 4.11. Thống kê mực nƣớc hồ trong tháng tại tuyến đập Suối Sập I
Tháng
Năm 2012 Năm 2013 Năm 2014 Năm 2015 Năm 2016 Năm 2017
Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) Htb (m) Hmin (m) Hmax (m) I 545,98 545,08 564,82 559,18 549,58 559,98 559,36 558,38 559,99 559,03 558,02 560,99 558,12 558,05 561,49 559,15 558,81 560,24 II 546,60 545,91 546,98 558,98 557,93 559,96 556,58 554,58 558,59 559,53 559,00 559,99 558,62 557,10 560,84 556,25 553,28 559,09 III 546,77 545,80 548,50 558,02 555,75 559,66 552,75 551,12 557,38 559,02 557,60 559,99 559,00 557,24 560,59 552,01 554,23 558,45 IV 547,64 545,50 549,95 556,50 554,48 557,90 549,77 547,89 552,32 555,55 552,31 557,74 554,35 552,45 558,54 550,27 548,47 553,32 V 549,36 547,56 551,06 552,36 548,16 555,06 548,57 546,64 550,25 550,99 548,58 557,59 550,44 548,95 558,69 549,57 547,48 551,51 VI 548,77 546,05 557,78 550,49 546,12 554,08 549,68 547,01 554,11 548,50 545,97 551,88 551,25 545,99 552,84 549,88 549,01 555,01 VII 550,35 545,55 556,43 553,65 546,41 559,95 552,69 546,65 558,54 548,50 547,01 550,12 550,50 548,78 551,72 553,07 548,59 559,44 VIII 554,94 547,87 555,33 558,45 551,34 559,99 552,59 548,97 558,91 556,11 548,04 559,98 557,21 549,04 560,94 553,47 549,07 559,00 IX 556,08 548,43 559,51 557,42 547,46 559,62 558,85 555,15 560,00 557,47 554,93 559,27 558,60 554,54 561,27 559,55 555,95 560,90 X 556,48 552,39 559,96 559,19 556,36 559,99 558,46 556,54 559,69 559,04 556,98 559,99 559,21 555,82 560,25 558,98 556,74 560,09 XI 559,55 556,66 559,99 559,34 558,77 560,00 558,95 558,00 560,00 559,25 558,72 559,99 559,35 557,87 561,94 558,95 558,10 560,20 XII 559,30 558,99 559,63 559,47 559,00 561,22 559,57 559,00 559,99 559,19 558,05 559,97 559,68 558,14 561,07 560,02 558,20 561,89
Qua 6 năm vận hành (từ năm 2012 - 2017) của thủy điện Suối Sập I thì 1/3 năm tổng sản lƣợng điện cả năm đều vƣợt sản lƣợng điện thiết kế (Sản lƣợng điện thiết kế Eo = 63,89 triệu kWh): năm 2012 với tổng sản lƣợng cả năm đạt 72,752 triệu kWh, năm 2013 với tổng sản lƣợng cả năm đạt 69,911 triệu kWh, năm 2014 có tổng sản lƣợng điện đạt 70,119 triệu kWh chỉ có duy nhất năm 2015 là tổng sản lƣợng điện chỉ đạt 52,639 triệu kWh không đạt theo sản lƣợng thiết kế do là năm 2015 là năm ít nƣớc dòng chảy đến nhỏ, ngoài ra do thủy điện Háng Đồng A vừa đi vào vận hành nên việc Háng Đồng A tích nƣớc vào hồ một phần gây ảnh hƣởng đến sản lƣợng điện của thủy điện Suối Sập I, vì vậy sản lƣợng điện của năm chƣa cao. Năm 2016, 2017 lƣợng mƣa tăng nên lƣợng nƣớc về lòng hồ Suối Sập I tăng đảm bảo đủ nƣớc cho công suất phát điện của nhà máy. Tƣơng ứng với sản lƣợng điện hàng năm thì có thể thấy tổng số giờ phát điện của 3 năm đầu và 2 năm gần đây nhất (2016, 2017) đều lớn hơn số giờ phát điện thiết kế (3.276 h), chỉ riêng năm 2015 tổng số giờ phát điện không đạt theo thiết kế. Nhƣ vậy, sau 6 năm vận hành có thể thấy nguồn nƣớc đến tuyến đập Suối Sập I khá dồi dào.
4.3.2.5. Tình hình xả dòng chảy tối thiểu
Từ khi công trình đi vào vận hành tháng 12/2011 đến trƣớc ngày 22/12/2012 thì để đảm bảo duy trì dòng chảy cho các công trình thủy lợi ở hạ du thủy điện Suối Sập I lấy đủ nƣớc thì nhà máy phải phát tối thiểu 5 h/ngày.
Ngày 22/12/2012 đã diễn ra cuộc họp giữa UBND huyện Phù Yên, Nhà máy thủy điện Suối Sập I và nhà máy thủy điện Suối Sập 2 về “Thống nhất phƣơng án vận hành phát điện Nhà máy thủy điện Suối Sập I và thủy điện Suối Sập 2 để phục vụ mục đích tƣới tiêu cho sản xuất nông nghiệp huyện Phù Yên” thì ngoài những giờ phát điện nhà máy thủy điện Suối Sập I phải duy trì dòng chảy tối thiểu về hạ du không nhỏ hơn 1 m3/s.
Bảng 4.12. Chế độ xả dòng chảy tối thiểu hàng năm
Tháng XI XII I II III IV V
Qtt (m3/s) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 Nhƣ vậy, nhà máy thủy điện Suối Sập đã duy trì dòng chảy tối thiểu đúng theo ĐTM đã đƣợc phê duyệt.