9.1.1 Mực nước dõng bỡnh thường ảnh hưởng quyết định đến dung tớch hồ chứa, cột nước, lưu lượng điều tiết, cụng suất đảm bảo và điện lượng hàng năm của nhà mỏy thủy điện. Tại một vị trớ tuyến xõy dựng cụng trỡnh đó xỏc định, mực nước dõng bỡnh thường càng cao thỡ dung tớch hồ chứa, khả năng phỏt điện và cung cấp nước cho khu vực hạ lưu càng lớn, nhưng quy mụ cụng trỡnh đầu mối cũng càng lớn, phạm vi vựng ngập của lũng hồ, mức độ thiệt hại về kinh tế - xó hội và mức độ ảnh hưởng đến an ninh quốc phũng do ngập lụt gõy ra càng nhiều. Việc nõng cao mực nước dõng bỡnh thường cũng chỉ cú giới hạn do bị phụ thuộc vào điều kiện địa hỡnh, địa chất khu vực xõy dựng cụng trỡnh đầu mối và lũng hồ. Nếu cụng trỡnh xõy dựng trờn một dũng sụng mà ngoài nú ra cũn cú một vài cụng trỡnh khỏc đó xõy dựng hoặc dự kiến sẽ xõy dựng ở phớa thượng lưu thỡ khi nõng cao mực nước dõng bỡnh thường cú thể sẽ gõy ra ngập lụt chõn cụng trỡnh ở phớa trờn, làm thay đổi theo hướng bất lợi đối với chế độ khai thỏc và điều kiện vận hành an toàn, ổn định của cỏc cụng trỡnh phớa trờn.
9.1.2 Phải tớnh toỏn thủy năng để xỏc định mực nước dõng bỡnh thường của hồ chứa phỏt điện. Nguyờn lý chung của tớnh toỏn thủy năng đó nờu tại 7.4.2. Căn cứ vào điều kiện cụ thể của cụng trỡnh mà đề xuất một số phương ỏn mực nước dõng bỡnh thường chờnh lệch nhau một trị số Z nào đú, sau đú tớnh toỏn so sỏnh cỏc chỉ tiờu kinh tế - kỹ thuật của từng phương ỏn để lựa chọn trị số mực nước dõng bỡnh thường phự hợp.
9.1.3 Phương phỏp tớnh toỏn nờu tại 9.2 và 9.3 ỏp dụng cho cỏc hồ chứa của nhà mỏy thủy điện vận hành theo chế độ điều tiết năm và điều tiết ngày.
9.2 Hồ chứa của nhà mỏy thủy điện điều tiết năm
9.2.1 Đối với hồ cú nhiệm vụ chủ yếu là phỏt điện, tương ứng với một phương ỏn về mực nước dõng bỡnh thường cần phải xỏc định được độ sõu cụng tỏc cú lợi nhất. Phương phỏp xỏc định như sau: a) Tương ứng với một phương ỏn mực nước dõng bỡnh thường đó đề xuất, giả thiết một số độ sõu cụng tỏc (hcti) nhưng phải đảm bảo mực nước chết khụng thấp hơn mực nước chết xỏc định theo điều kiện bồi lắng. Dựa vào đường đặc tớnh dung tớch (đường quan hệ Z V) của hồ chứa để xỏc định dung tớch chết (Vci) và dung tớch hữu ớch tương ứng (Vhi);
b) Căn cứ vào dung tớch Vhi của mỗi hcti để tớnh toỏn điều tiết cho năm nước kiệt thiết kế. Giả thiết trong mựa kiệt nhà mỏy phỏt điện với lưu lượng Qđt khụng đổi. Cụng suất phỏt điện và sản lượng điện cú thể phỏt được trong mựa kiệt tương ứng với độ sõu cụng tỏc hcti xỏc định theo cỏc cụng thức sau đõy:
Nk = 9,81 x x Qđt x H (39)
Emuakiet = Nk x T (40)
trong đú:
Nk là cụng suất phỏt điện trong mựa kiệt, kW;
Qđt là lưu lượng điều tiết hồ chứa thỏo qua tuốc bin để phỏt điện, m3/s; H là cột nước phỏt điện, m:
H = ZT – ZH - H (41)
ZT là mực nước trong hồ chứa tương ứng với dung tớch trung bỡnh Vc + 0,5 x Vhi, xỏc định theo đường quan hệ Z V của hồ chứa, m;
ZH là mực nước hạ lưu tương ứng với lưu lượng điều tiết Qđt, m;
H là tổn thất cột nước trong quỏ trỡnh đưa nước từ thượng lưu về hạ lưu để quay tuốc bin, m; là hiệu suất của nhà mỏy thủy điện, xỏc định theo cụng thức (4), xem 3.29;
Emuakiet là điện lượng phỏt được trong mựa kiệt, kWh; T là thời gian phỏt điện trong mựa kiệt, h;
c) Vẽ đường quan hệ giữa độ sõu cụng tỏc với điện lượng mựa kiệt cú thể phỏt được (đường quan hệ E = f(hct)) như hỡnh 4. Từ hỡnh 4 cú thể tỡm được trị số độ sõu cụng tỏc cú lợi nhất của một phương ỏn về mực nước dõng bỡnh thường (tương ứng với trị số hcti cú Emuakiet đạt trị số lớn nhất);
Hỡnh 4 – Quan hệ giữa độ sõu cụng tỏc với điện lượng cú thể phỏt ra được
d) Tớnh toỏn hiệu quả kinh tế cho từng phương ỏn mực nước dõng bỡnh thường đó đề xuất để lựa chọn trị số mực nước dõng bỡnh thường phự hợp, đỏp ứng được cỏc yờu cầu về kinh tế và kỹ thuật; e) Trường hợp đường quan hệ E = f(hct) khụng cú điểm cực trị (trường hợp độ sõu cụng tỏc càng tăng thỡ điện lượng phỏt ra càng lớn) thỡ việc lựa chọn hct phải dựa trờn cỏc yờu cầu sau đõy:
- Đảm bảo cho hồ cú dung tớch chết đủ chứa hết bựn cỏt lắng đọng trong suốt thời kỳ vận hành, khai thỏc phự hợp với tuổi thọ của hồ chứa nước;
- Đảm bảo cột nước cụng tỏc cho phộp của tuốc bin vận hành an toàn, ổn định và nằm trong vựng cú hiệu suất cao;
- Trong quỏ trỡnh vận hành phỏt điện khụng kộo theo bựn cỏt lắng đọng trong hồ vào tuốc bin.
1) Nếu trờn cựng một hệ thống sụng cú một số nhà mỏy thủy điện đó xõy dựng hoặc sẽ được xõy dựng, ứng với một trị số mực nước dõng bỡnh thường khụng phải chỉ cú một điểm mà là cú cả một vựng xỏc định độ sõu cụng tỏc cú lợi nhất. Do vậy, trị số cuối cựng của độ sõu cụng tỏc cú lợi cần được xỏc định trờn cơ sở tớnh toỏn cỏc chỉ tiờu về kinh tế, kỹ thuật trong đú xột tới mọi ảnh hưởng của sự biến đổi độ sõu cụng tỏc ở nhà mỏy thủy điện thiết kế và cỏc nhà mỏy thủy điện khỏc trong cựng một bậc thang khai thỏc. Trong tớnh toỏn sơ bộ, cú thể chọn hct cú lợi nhất ứng với Emuakiet lớn nhất hoặc cụng suất đảm bảo mựa kiệt lớn nhất;
2) Cú thể tham khảo phương phỏp tớnh toỏn cụng suất đảm bảo của nhà mỏy thủy điện trong phụ lục D.
9.2.2 Nếu hồ chứa của nhà mỏy thủy điện là hồ chứa lợi dụng tổng hợp thỡ việc xỏc định độ sõu cụng tỏc cú lợi phải thụng qua tớnh toỏn cõn bằng lưu lượng cấp nước cũng như cõn đối mực nước tối thiểu ở thượng lưu và hạ lưu cụng trỡnh. Khi gặp trường hợp này cần lưu ý cỏc yờu cầu sau đõy: a) Đối với cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp và cỏc ngành dựng nước khỏc, một mặt phải đảm bảo cấp lưu lượng cần thiết theo quy trỡnh sản xuất, mặt khỏc lưu lượng xả xuống hạ lưu phải đảm bảo mực nước ở hạ lưu cú cao trỡnh phự hợp với yờu cầu lấy nước của cỏc cụng trỡnh đó cú, hoặc phải đảm bảo lưu lượng tối thiểu để hạn chế nước mặn xõm nhập;
b) Đối với giao thụng vận tải thủy ở hạ lưu phải đảm bảo đủ chiều sõu mớn nước của cỏc loại phương tiện vận tải thủy hoạt động đó được quy định cho từng tuyến đường thủy theo quy hoạch phỏt triển giao thụng;
c) Khi tớnh toỏn điều tiết cõn bằng nước cho cỏc ngành, nếu cú những yờu cầu mà khả năng nguồn nước cũng như dung tớch hồ khụng thể đảm bảo thỡ phải giảm bớt yờu cầu của một vài ngành (kể cả giảm bớt sản lượng điện) trờn cơ sở tớnh toỏn hiệu ớch kinh tế, đảm bảo cỏc yờu cầu chớnh trị - xó hội và mụi trường.
9.2.2 Hồ chứa của nhà mỏy thủy điện điều tiết ngày
9.2.2.1 Nguyờn tắc chung khi tớnh toỏn chọn độ sõu cụng tỏc và dung tớch điều tiết hồ chứa nước của nhà mỏy thủy điện điều tiết ngày phải bắt đầu từ việc xỏc định mực nước chết, từ đú tớnh ra mực nước thượng lưu cao nhất trong điều kiện làm việc bỡnh thường. Nờn chọn mực nước chết và cao trỡnh ngưỡng cửa lấy nước thấp.
9.2.2.2 Dung tớch điều tiết của hồ điều tiết ngày Vh, m3, xỏc định theo cụng thức sau: Vh = TPĐ x 3 600 x (QPĐ – QĐB) (42)
trong đú:
TPĐ là thời gian phỏt điện trong một ngày, h;
QPĐ là lưu lượng phỏt điện, m3/s; QĐB là lưu lượng đảm bảo, m3/s.
9.2.2.3 Căn cứ vào dung tớch điều tiết Vh và dung tớch chết Vc của hồ điều tiết ngày đó biết, sử dụng đường quan hệ Z V của hồ chứa để xỏc định mực nước dõng bỡnh thường.
CHÚ THÍCH:Cỏc thụng số về độ sõu cụng tỏc, dung tớch hồ điều tiết ngày và cụng suất lắp mỏy hoàn toàn phụ thuộc lẫn nhau, khụng thụng số nào cú thể xỏc định trước một cỏch độc lập. Cỏc thụng số này thường được xỏc định đồng thời thụng qua nhiều phương ỏn tớnh thử dần và so sỏnh hiệu quả kinh tế;