8. Cấu trúc luận án:
1.3. xuất hướng nghiên cứu
Có thể nói, cho đến nay các nghiên cứu về phương pháp vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực ở Việt Nam còn rất hạn chế. Chỉ có lưu vực sông Hồng đã áp dụng rõ rệt phương pháp này cho vận hành hệ thống hồ chứa chống lũ hạ du nhưng nói chung còn nhiều tồn tại, đặc biệt là việc giải quyết mâu thuẫn giữa phòng lũ hạ du và tích nước hồ chứa cho đến nay vẫn còn chưa giải quyết được.
Tổng quan tình hình nghiên cứu thế giới cho thấy trong thời gian qua đã phát triển mạnh về công cụ tính toán cũng như các công trình nghiên cứu, nhưng do hệ thống sông mỗi lưu vực có đặc thù riêng, trong hệ thống hồ chứa, mỗi hồ chứa có những mục tiêu khác nhau, do đó cách tiếp cận mỗi nơi đều khác nhau, và bài toán vận hành hệ thống hồ chứa thời gian thực nhìn chung phụ thuộc vào đặc điểm địa hình, địa chất khí hậu của từng lưu vực sông, các mục tiêu khác nhau của hệ thống hồ chứa trên lưu vực đó, điều kiện về số liệu đo đạc....từ đó mới có thể đưa ra sách lược vận hành cụ thể phù hợp cho mỗi lưu vực khác nhau. Các lưu vực miền Trung bên cạnh có đặc điểm chung là lũ lên nhanh xuống nhanh, nhưng tính chất ngập lụt ở mỗi vùng khác nhau điển hình như Vu Gia – Thu Bồn và sông Hương. Hệ thống sông Hương tuy thượng nguồn có đặc điểm giống Vu Gia - Thu Bồn nhưng hạ lưu
sông Hương tiếp giáp trực tiếp với vùng đầm phá, nên nội thành phố Huế thường ngập lớn về mùa lũ.
Nói chung có rất nhiều cách tiếp cận khác nhau cho bài toán thời gian thực, bởi vì mỗi lưu vực có đặc thù khác nhau, các mục tiêu đặt ra của mỗi bài toán cũng khác nhau nên rất khó đưa ra một hướng nghiên cứu tổng quát nào.
Với bài toán vận hành theo thời gian thực, mỗi tác giả xây dựng mô hình tính ứng dụng cho một công trình cụ thể, mỗi hệ thống lại đưa ra các mô hình tính khác nhau, do đó không mang tính tổng quát.
Xuất phát từ những phân tích tên tác giả đề xuất hướng nghiên cứu xây dựng quy trình vận hành hệ thống hồ chứa trên thượng du sông Vu Gia – Thu Bồn sao cho ảnh hưởng ngập lụt của hệ thống là thấp nhất, và lợi ích điện năng đạt được của các hồ chứa này vẫn được đảm bảo.
Hiện nay, các nghiên cứu về chế độ vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực được phát triển theo 3 hướng chính sau đây: Phương pháp tối ưu hóa; Phương pháp sử dụng mô hình mô phỏng; Sự kết hợp giữa tối ưu hóa và phương pháp mô phỏng. Việc chọn phương pháp nào để nghiên cứu cho một lưu vực cụ thể còn tùy thuộc vào đặc điểm của hệ thống, mục tiêu cần hướng tới và bài toán cần được giải quyết được đặt ra như thế nào. Đối với bài toán vận hành hồ chứa thời kỳ mùa kiệt thì phương pháp tối ưu hóa được coi là lựa chọn tốt nhất. Đối với bài toán vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu thời kỳ mùa lũ có thể lựa chọn theo cả 3 phương pháp và tùy thuộc vào đặc điểm của hệ thống, cụ thể như sau:
+ Nếu mục tiêu chống lũ hạ du đã rõ ràng và là nhiệm vụ chính thời kỳ mùa lũ, thì phương pháp tối ưu được lựa chọn cho mục tiêu cấp nước hoặc phát điện;
+ Đối với hệ thống hồ chứa mà nhiệm vụ phòng lũ hạ du không phải là nhiệm vụ chính (kết hợp phòng lũ) thì phương pháp mô phỏng là lựa chọn chính và có thể kết hợp với phương pháp tối ưu hóa khi xem xét hiệu quả cắt giảm lũ cần đạt được ở mức tối đa và không gây ra tác động tiêu cực đối với vùng hạ du. Trong trường hợp này cần giải quyết mâu thuẫn giữa nhiệm vụ cấp nước và phát điện với nhiệm vụ phòng lũ. Nói chung, nghiệm tối ưu cho trường hợp này khó được chấp
nhận vì thiệt hại cho mục đích cấp nước, phát điện sẽ rất lớn so với nhiệm vụ thiết kế đã được duyệt trước khi xây dựng công trình. Trong trường hợp này người ta hướng tới một sự thỏa hiệp có thể chấp nhận được và được gọi là phương án “hợp lý”.
Theo phân tích trên, với bài toán đặt ra cho hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia- Thu Bồn, luận án sẽ nghiên cứu giải quyết bài toán theo hướng xây dựng phương án vận hành “hợp lý”. Phương pháp mô phỏng hệ thống và mô hình vận hành theo thời gian thực sẽ là nội dung cốt lõi được vận dụng, áp dụng cho luận án. Phương án vận hành gọi là hợp lý nhằm nâng cao hiệu quả cắt giảm lũ hạ du được xem xét trên cơ sở nghiên cứu khả năng huy động phần dung tích hiệu dụng của các hồ chứa cho nhiệm vụ cắt giảm lũ hạ du sao cho những thiệt hại về
điện năng ở mức chấp nhận được.
Xác định chế độ vận hành theo thời gian thực thời kỳ mùa lũ đối với hệ thống hồ chứa có thể được mô tả với những nội dung chính như sau:
1. Xây dựng mô hình dự báo/cảnh báo lũ từ mưa, trong đó mưa gây lũ nhận được từ các cơ quan dự báo Quốc gia hoặc địa phương. Các vị trí dự báo gồm các nút hồ chứa và nút sông (nhập lưu).
2. Mô hình tính toán điều tiết lũ được liên kết trong mô hình mô phỏng hệ thống theo thời gian thực.
3. Các phần mềm về diễn toán lũ trong hệ thống sông.
4. Ứng dụng mô hình mô phỏng đã xây dựng được ở đây áp dụng cho bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo các kịch bản vận hành hệ thống hồ chứa đã được xây dựng trong luận án. Các kịch bản vận hành hệ thống được lựa chọn trên cơ sở xác định chế độ vận hành “hợp lý” khi giải quyết thỏa đáng mâu thuẫn giữa phát điện và nhiệm vụ cắt giảm lũ hạ du.
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN THIẾT LẬP BÀI TOÁN VẬN HÀNH HỒ CHỨA THEO THỜI GIAN THỰC THỜI KỲ MÙA LŨ CHO HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN SÔNG VU GIA-THU BỒN