3.3.2.5 Nhận xét, đánh giá kết quả tính tốn
Qua kết quả tính tốn phối hợp vận hành điều tiết hệ thống liên hồ chứa giảm lũ cho hạ du trình bày ở trên, có thể thấy:
(i) Với trận lũ trên lưu vực có dạng lũ 1993, 1988 (lũ lớn ở hạ du):
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ Q=26.500 m3/s (tương ứng với tần suất xuất hiện p=1%) tại Củng Sơn: sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể giữ mực nước tại An Khê ở mức 404,45404,81 m (xấp xỉ BĐ I và dưới BĐ II) nhưng chỉ có thể khống chế mực nước tại Ayun Pa ở mức 157,01157,2 m, cao hơn khoảng 1,011,20 cm so với BĐ III (156,0 m). Phía dưới hạ du, sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sông Hinh phối hợp cắt lũ cũng chỉ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 5,165,20 m, cao hơn 1,461,50 m so với BĐ III (3,70 m).
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ Q=18.500 m3/s (tương ứng với tần suất p=5%) tại Củng Sơn: sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể giữ mực nước tại An Khê ở mức 403,65404,12 m (dưới BĐ I) nhưng chỉ có thể khống chế mực nước tại Ayun Pa ở mức 156,22156,74 m, cao hơn khoảng 2274 cm so với BĐ III (156,0 m). Phía dưới hạ du, sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sơng Hinh phối hợp cắt lũ cũng chỉ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 4,764,87 m, cao hơn 1,061,17 m so với BĐ III (3,70 m).
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ Q=15.500 m3/s (tương ứng với tần suất p=10%) tại Củng Sơn: sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể giữ mực nước tại An Khê ở dưới BĐ I, nhưng chỉ có thể khống chế mực nước tại Ayun Pa ở mức 155,45156,28 m, so với BĐ III là 156,0 m. Phía dưới hạ du, sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sông Hinh phối hợp cắt lũ cũng chỉ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 4,424,59 m, cao hơn 0,720,89 m so với BĐ III (3,70 m).
(ii) Với trận lũ trên lưu vực có dạng lũ 1981 (lũ lớn ở thượng du):
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ rất lớn Q= 2648,3 m3/s tại Ka Nak (tần suất p = 1%), tương ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q= 4253 m3/s tại An Khê, sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể khống chế mực nước lũ tại TV An Khê ở mức 408,24 m, cao hơn 1,74 cm so với BĐ III (406,5 m), mực nước tại Ayun Pa ở mức 157,28 m, cao hơn BĐ III (156,0 m) khoảng 1,28 cm. Phía dưới hạ du, trận lũ này có lưu lượng đỉnh lũ tại Củng Sơn (khi các hồ không tham gia cắt lũ) vào khoảng 17.780 m3/s (p6%), sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sơng Hinh phối hợp cắt lũ cũng chỉ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 4,79 m, cao hơn 1,1 m so với BĐ III (3,70 m).
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ rất lớn Q=1780 m3/s tại Ka Nak (tần suất p = 5%), tương ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q=2859 m3/s tại An Khê, sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể khống chế mực nước lũ tại TV An Khê ở mức 406,56 m, cao hơn 6 cm so với BĐ III (406,5 m), mực nước tại Ayun Pa ở mức 156,88 m, cao hơn khoảng 88 cm so với BĐ III (156,0 m). Phía dưới hạ du, trận lũ này có lưu lượng đỉnh lũ tại Củng Sơn (khi các hồ không tham gia cắt lũ) vào khoảng 11.950 m3/s (p17%), sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sông Hinh phối hợp cắt lũ cũng chỉ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 3,99 m, cao hơn 29 cm so với BĐ III (3,70 m).
- Đối với những trận lũ đến có lưu lượng đỉnh lũ lớn Q=1420 m3/s tại Ka Nak (tần suất p = 10%), tương ứng với lưu lượng đỉnh lũ Q=2280 m3/s tại An Khê, sau khi điều tiết hồ Ka Nak, Ayun Hạ có thể khống chế mực nước lũ tại TV An Khê ở mức 405,89 m, thấp hơn 61 cm so với BĐ III (406,5 m), mực nước tại Ayun Pa ở
mức 156,46 m, cao hơn khoảng 46 cm so với BĐ III (156,0 m). Phía dưới hạ du, trận lũ này có lưu lượng đỉnh lũ tại Củng Sơn (khi các hồ không tham gia cắt lũ) vào khoảng 9.530 m3/s,sau khi cả 3 hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sông Hinh phối hợp cắt lũ có thể khống chế mực nước đỉnh lũ tại Phú Lâm ở mức 3,46 m, thấp hơn 24 cm so với BĐ III (3,70 m).
(iii) Với trận lũ thực tế năm 2013
Trận lũ thực tế xảy ra từ ngày 04/XI đến ngày 14/XI/2013 là trận lũ có lưu lượng đỉnh thuộc mức độ trung bình. Kết quả tính tốn điều tiết liên hồ có áp dụng Logic mờ cho thấy sau khi điều tiết có thể giảm được mực nước max tại trạm TV An Khê là 1,29 m, tại Phú Lâm là 0,17 m.
Bảng 3.17: Tổng hợp kết quả tính vận hành giảm lũ cho hạ du
Lũ đến Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại An Khê Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại Ayun Pa Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại Phú Lâm Lũ dạng 1993 (1 đỉnh, lũ lớn ở hạ du) Trận lũ có tần suất
p=1% tại Củng Sơn < BĐ I > BĐ III 1,0 m > BĐ III 1,46 m Trận lũ có tần suất
p=5% tại Củng Sơn < BĐ I > BĐ III 0,22 m > BĐ III 1,06 m
Trận lũ có tần suất
p=10% tại Củng Sơn < BĐ I < BĐ III 0,55 m > BĐ III 0,72 m
Lũ dạng 1988 (2 đỉnh, lũ lớn ở hạ du)
Trận lũ có tần suất
p=1% tại Củng Sơn > BĐ I 0,31 m > BĐ III 1,20 m > BĐ III 1,50 m Trận lũ có tần suất
p=5% tại Củng Sơn < BĐ I > BĐ III 0,74 m > BĐ III 1,17 m Trận lũ có tần suất
p=10% tại Củng Sơn < BĐ I > BĐ III 0,28 m > BĐ III 0,89m
Lũ dạng 1981 (1 đỉnh, lũ lớn ở thượng nguồn)
Trận lũ có tần suất
Lũ đến Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại An Khê Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại Ayun Pa Mực nước đỉnh lũ có thể khống chế tại Phú Lâm Trận lũ có tần suất
p=5% tại An Khê > BĐ III 0,06 m > BĐ III 0,88 m > BĐ III 0,29 m Trận lũ có tần suất
p=10% tại An Khê < BĐ III 0,61 m > BĐ III 0,46 m < BĐ III 0,24m
Lũ năm 2013 Trận lũ có tần suất p=36% tại An Khê và p=40% tại Củng Sơn giảm được 1,29 m so với thực đo - giảm được 0,17 m so với thực đo
(iv) Về việc tăng dung tích đón lũ thơng qua hạ mực nước đón lũ của các hồ (so với cao trình đã được quy định trước đây) để giảm mức nước lũ tại Phú Lâm:
- Theo thông số thiết kế của các hồ chứa [39], phần dung tích chưa sử dụng để cắt lũ (tính từ mực nước đón lũ xuống mực nước chết) của các hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ và Sông Hinh lần lượt là 73,75, 32,56 và 168,91 triệu m3.
- Dung tích lũ xả về hạ du của các hồ (tính từ thời điểm kết thúc giai đoạn vận hành hạ mực nước hồ để đón lũ đến thời điểm bắt đầu giai đoạn vận hành đưa mực nước hồ về mực nước cao nhất trước lũ) được trình bày trong bảng 3.18.
Bảng 3.18: Dung tích lũ đến, xả lũ của các hồ. Trận lũ Tổng dung tích (triệu Trận lũ Tổng dung tích (triệu m3) Hồ Krơng H’Năng Hồ Sông Ba Hạ Hồ Sông Hinh Lũ 1993 tần suất p=5% Tổng dung tích đến 380.06 1 631.47 345.72 Tổng dung tích xả 339.23 1 499.87 187.89 Lũ 1988 tần suất p=5% Tổng dung tích đến 585.40 1 870.06 701.52 Tổng dung tích xả 544.48 1 738.80 543.03 Lũ 1981 tần suất p=5% Tổng dung tích đến 358.89 1 326.40 539.16 Tổng dung tích xả 317.76 1 196.48 387.14
Ta thấy phần dung tích chưa sử dụng để cắt lũ của các hồ Krông H’Năng, Sơng Ba Hạ cịn lại là khơng đáng kể so với lượng lũ xả về Củng Sơn. Riêng Hồ Sơng Hinh có phần dung tích chưa sử dụng 169.106 m3 là khá lớn so với lượng lũ
phải xả của bản thân hồ, tuy nhiên với dung tích này cũng khơng đáng kể so với tổng lượng lũ tại Củng Sơn. Vì vậy việc tăng dung tích đón lũ thơng qua hạ mực nước đón lũ của các hồ (so với cao trình được quy định tại Quyết định 1077) không mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc giảm mức nước lũ tại Củng Sơn và Phú Lâm.
3.3.3 Vận hành đưa mực nước hồ về mực nước cao nhất trước lũ
3.3.3.1 Nguyên tắc điều hành
Sau khi tham gia cắt giảm lũ cho hạ du, việc vận hành đưa mực nước hồ về mực nước cao nhất trước lũ được thực hiện theo các nguyên tắc:
(i) Quy định tại quyết định 1077/QĐ-TTg: khi mực nước tại Trạm thủy văn khống chế ở hạ du hồ (An Khê, Ayun Pa, Phú Lâm) xuống dưới mức BĐ I, thì vận hành điều tiết với lưu lượng xả lớn hơn lưu lượng đến hồ để đưa dần mực nước hồ về mực nước cao nhất trước lũ của các hồ trong mùa lũ. Trong quá trình vận hành, nếu mực nước tại Trạm thủy văn hạ du đạt BĐ II thì vận hành điều tiết để duy trì mực nước hiện tại của hồ.
(ii) Đồng thời, trong tính tốn cịn đưa thêm vào nguyên tắc: đến một thời điểm nhất định (ví dụ: 03 ngày sau khi xuất hiện đỉnh lũ), nếu mực nước tại trạm thủy văn khống chế ở hạ du chưa xuống đến BĐ I vẫn tiến hành xả để hạ mực nước hồ nhưng phải đảm bảo mực nước hạ du không vượt mức BĐ II.
- Phối hợp vận hành của hệ thống liên hồ: Lưu lượng xả của hồ Ayun Hạ phụ thuộc tình trạng hiện tại của bản thân hồ (mực nước hồ, lưu lượng lũ đến), lưu lượng xả của cụm hồ An Khê – Ka Nak và mực nước trạm thủy văn Ayun Pa tại thời điểm xả. Lưu lượng xả của các hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ, Sơng Hinh phụ thuộc tình trạng hiện tại của bản thân hồ (mực nước hồ, lưu lượng lũ đến) và mực nước trạm thủy văn Phú Lâm.
Các hình minh họa kết quả tính tốn được trình bày chi tiết trong Phụ lục C.
3.3.3.2 Nhận xét, đánh giá kết quả tính tốn
a. Đối với hồ Ka Nak:
Trong các trường hợp tính tốn lũ năm 1993 và 1988, mực nước giai đoạn lũ rút sau khi xuất hiện đỉnh lũ tại TV An Khê thường nhỏ dưới BĐ I, việc vận hành
đưa mực nước hồ Ka Nak về mực nước cao nhất trước lũ theo quy định hiện hành khơng gặp khó khăn. Trường hợp này người điều hành có thể tùy chọn thời điểm xả giúp duy trì mức nước hồ, nâng cao hiệu quả phát điện.
Riêng đối với trường hợp lũ lớn năm 1981, theo nguyên tắc vận hành đã nêu ở trên, hồ Ka Nak sẽ bắt đầu xả khi mực nước TV An Khê vừa xuống dưới BĐ I, ở thời điểm 72 giờ (lũ 1%) hoặc 48 giờ (lũ 5%) sau khi xuất hiện đỉnh lũ.
b. Đối với hồ Ayun Hạ:
Trong hầu hết các trường hợp tính tốn, việc vận hành đưa mực nước hồ Ayun Hạ về mực nước cao nhất trước lũ theo quy định hiện hành khơng gặp khó khăn. Riêng đối với trường hợp lũ lớn tần suất p=1% dạng lũ năm 1981, do lũ bên nhánh An Khê-Ka Nak lớn nên đến cuối thời đoạn tính tốn mực nước tại TV Ayun Pa chưa hạ xuống BĐ I để có thể thực hiện xả hồ Ayun Hạ theo quy trình hiện hành, trong tính tốn đã thử nghiệm mơ phỏng theo nguyên tắc vẫn tiến hành xả để hạ mực nước hồ Ayun Hạ nhưng phải đảm bảo mực nước tại TV Ayun Pa không vượt mức BĐ II, kết quả cho thấy cũng chỉ có thể hạ mực nước hồ xuống đến cao trình 203,28 m (cao hơn so với quy định 0,28 m).
c. Đối với các hồ Krông H’Năng, Sông Ba Hạ, Sông Hinh
Trong các trường hợp tính tốn lũ 1993 và lũ thực đo 1988, việc vận hành đưa mực nước các hồ về mực nước cao nhất trước lũ theo quy định hiện hành không gặp khó khăn.
Trong các trường hợp tính tốn lũ 1988, với lũ tần suất p=1% và 5%, đến cuối thời đoạn tính tốn mực nước tại TV Phú Lâm chưa hạ xuống đến BĐ I để có thể thực hiện xả các hồ theo quy trình hiện hành.
Trong các trường hợp tính tốn lũ 1981, đến cuối thời đoạn tính tốn mực nước tại TV Phú Lâm chưa hạ xuống đến BĐ I để có thể thực hiện xả các hồ theo quy trình hiện hành.
3.4 Kết luận Chương 3
- Trong chương này đã trình bày tóm tắt các đặc điểm tự nhiên, mưa lũ, quy luật mưa và hướng mưa theo từng loại hình thời tiết, vùng địa lý; đặc điểm hiện trạng lưu vực sông Ba.
- Đã thiết lập mơ hình tính tốn ứng dụng Logic mờ điều tiết hệ thống hồ chứa chống lũ lưu vực sơng Ba, trong đó: (i) xây dựng Module vận hành điều tiết lũ qua hồ chứa trên cơ sở ứng dụng Logic mờ, (ii) xây dựng Module diễn tốn dịng chảy lũ trên các đoạn sơng, có xét đến lượng nhập lưu từ các khu giữa trên cơ sở phương pháp diễn toán Muskingum–Cunge.
- Việc hiệu chỉnh và kiểm định mơ hình được thực hiện với các trận lũ tháng XI/1981, XI/1988 và trận lũ tháng X/1993, đây là những trận lũ có tính điển hình cả về độ lớn và dạng lũ. Kết quả hiệu chỉnh, kiểm định mơ hình cho thấy có thể sử dụng mơ hình phục vụ nghiên cứu vận hành hệ thống liên hồ chứa trên lưu vực.
- Kết quả tính tốn điều tiết liên hồ có áp dụng Logic mờ cho trận lũ thực tế XI/2013 cho thấy sau khi điều tiết có thể giảm được mực nước max tại trạm TV An Khê là 1,29 m, tại Phú Lâm là 0,17 m.
Từ kết quả tính tốn cũng cho thấy:
- Logic mờ có thể được ứng dụng tốt trong vận hành hồ chứa, cụ thể trong trường hợp này là Logic mờ giúp quyết định lưu lượng xả cần thiết căn cứ vào lưu lượng đến hồ, mực nước hiện tại của hồ và yêu cầu khống chế mực nước lũ ở hạ du. Khác biệt chủ yếu nhất của phương pháp nghiên cứu so với các phương pháp khác là: trong khi các phương pháp khác phải tính thử dần theo các kịch bản điều tiết lũ của từng hồ/hệ thống hồ đề tìm ra kết quả phối hợp điều tiết phù hợp nhất thì với phương pháp áp dụng Logic mờ sẽ nhận được kết quả phối hợp điều tiết phù hợp mà khơng cần tính thử dần theo các kịch bản.
Với hệ suy diễn mờ được xây dựng cho mỗi hồ, việc ra quyết định điều hành trở nên dễ dàng, linh hoạt hơn do người ra quyết định có thể xác định cụ thể giá trị lưu lượng cần xả và điều hành phối hợp tích, xả lũ giữa các hồ.
-Về việc hạ mực nước các hồ đề đón lũ:
+ Quy định hiện hành (QĐ1077) về việc khi dự báo có lũ phải hạ mực nước hồ Ka Nak xuống mực nước đón lũ 506 m là chưa thật sự hợp lý, có thể gây lũ nhân tạo cho hạ du. Để năng cao hiệu ích điện năng mà vẫn đáp ứng yêu cầu giảm lũ cho hạ du, có thể căn cứ vào kết quả dự báo quá trình lũ đến mà xem xét vận hành hạ mực nước hồ Ka Nak xuống một cao trình phù hợp để đón lũ.
+ Với trường hợp lũ đặc biệt lớn ở thượng lưu (lũ dạng 1981, tần suất tính tốn p=1%), để đảm bảo khống chế mực nước tại Ayun Pa, Phú Lâm khơng vượt BĐ II thì phải hạn chế xả các hồ Ayun Hạ, Krông H’Năng, Sông Hinh và Sông Ba Hạ. Trường hợp này sẽ không thể đưa mực nước các hồ về mực nước đón lũ theo quy định.
- Về việc vận hành giảm lũ cho hạ du:
+ Có thể căn cứ vào kết quả dự báo q trình lũ đến, tình trạng dung tích cịn trống của các hồ để quyết định về ngưỡng giá trị lưu lượng và thời điểm bắt đầu vận hành cắt giảm lũ cho hạ du, không cần phải đợi đến khi mực nước tại các trạm thủy văn ở hạ du vượt ngưỡng giá trị cho phép mới bắt đầu vận hành cắt giảm lũ như quy định hiện hành (406 m đối với trạm An Khê, 155.3 m đối với trạm Ayun Pa, 3.2 m