Luận án đã tổng hợp, phân tích tình hình nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa trên thế giới cũng như tại Việt Nam, các phương pháp, mơ hình tốn áp dụng phổ biến trong nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa, quy trình vận hành hệ thống liên hồ chứa tham gia cắt giảm lũ đang được áp dụng trên lưu vực sơng Ba.
Bài tốn vận hành hệ thống liên hồ chứa là bài toán phức tạp, đã được nhiều cơ quan chức năng và nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Cách tiếp cận trong xây dựng quy trình vận hành hồ chứa là sử dụng phương pháp mô phỏng, kết hợp áp dụng các thuật toán tối ưu như quy hoạch tuyến tính, quy hoạch động, thuật tốn tiến hóa, đây cũng là cách tiếp cận mà các nước trên thế giới thường dùng. Với cách tiếp cận này, q trình giải quyết bài tốn thường theo các bước: (i) Xây dựng các kịch bản lũ đến, mực nước đón lũ của các hồ, (ii) đưa ra các quy tắc vận hành và nguyên tắc phối hợp giữa các hồ, (iii) sau đó tiến hành tính tốn mơ phỏng vận hành
theo các kịch bản và quy tắc đã đề ra, từ đó rút ra quy trình vận hành cho hệ thống liên hồ.
Vấn đề vận hành hồ chứa theo thời gian thực cũng đang được các nhà khoa học trên thế giới và trong nước quan tâm nghiên cứu, hướng tới quá trình ra quyết định được thực hiện đồng thời, dựa trên các kết quả phân tích số liệu trực tuyến của hệ thống và các phản hồi từ hệ thống. Trong vận hành hồ chứa chống lũ thời gian thực, quyết định tích, xả lũ của hồ chứa được thực hiện dựa trên các thông tin về trạng thái tức thời của hồ chứa như dung tích hay mực nước hồ, lưu lượng lũ đến hồ và yêu cầu khống chế mực nước ở hạ du. Các quyết định được thay đổi khi các thông tin mới về trạng thái hồ chứa, dự báo lũ được cập nhật.
Phương pháp ứng dụng Logic mờ là phương pháp có nhiều điểm mạnh trong xử lý các bài tốn có yếu tố đầu vào khơng chắc chắn, vì vậy rất phù hợp cho bài toán vận hành hệ thống liên hồ chứa. Đã có một số nghiên cứu ứng dụng Logic mờ trong vận hành hồ chứa trên thế giới, tuy nhiên trong lĩnh vực quản lý nguồn nước, đặc biệt là vận hành hệ thống hồ chứa kiểm soát lũ ở Việt Nam thì chưa có các nghiên cứu sâu về vấn đề này.
Từ những vấn đề nêu trên, Luận án đã xây dựng hướng tiếp cận nghiên cứu, trong đó sẽ tập trung vào các vấn đề sau:
- Nghiên cứu ứng dụng Logic mờ trong vận hành điều tiết lũ qua hồ chứa và thiết lập mơ hình tính tốn điều tiết hệ thống hồ chứa chống lũ lưu vực sông Ba, làm cơ sở cho việc hướng tới vận hành hệ thống liên hồ chứa theo thời gian thực.
- Xem xét sự phối hợp vận hành của toàn hệ thống để nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống cho vùng hạ du chung và riêng của từng hồ.
- Xem xét việc hạ thấp mực nước trước lũ của hồ chứa đến cao trình hợp lý. giúp sử dụng hiệu quả dung tích của từng hồ chứa để vừa cắt giảm lũ tối đa cho hạ du vừa bảo đảm an toàn hồ chứa, an toàn phát điện.
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THIẾT LẬP BÀI TOÁN VẬN HÀNH HỆ THỐNG LIÊN HỒ CHỨA CHỐNG LŨ HẠ DU THEO LOGIC MỜ
Các bài toán trong lĩnh vực tài nguyên nước, đặc biệt là các bài toán về vận hành hồ chứa thường là bài tốn đa mục tiêu, có sự ràng buộc và tương tác giữa các yếu tố xã hội, kinh tế, tài nguyên và môi trường, Trong thực tế, các yếu tố này ln mang tính bất định. Với khả năng xử lý những bài tốn có yếu tố đầu vào không chắc chắn, phương pháp Logic mờ thể hiện được sự phù hợp, tính ưu việt trong vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực. Phần sau đây trình bày về Logic mờ và cách ứng dụng Logic mờ để thiết lập bài toán vận hành hệ thống liên hồ chứa chống lũ cho hạ du.