Luận án tiến sĩ Nông nghiệp: Xây dựng mô hình toán vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu thời kỳ mùa kiệt cho lưu vực sông Ba

LỜI CẢM ƠN

Luận án được khởi thảo, tiến hành và hoàn thiện tại trường Đại học Bách

khoa, Đại học Đà Nẵng.

Đầu tiên, Tác giả à t ng k nh trọng và iết ơn sâu sắc đến các hướng

dẫn khoa học TS. Lê Hùng và GS.TS. Hà Văn Khối đã tận t nh hướng ẫn Tác giả

trong suốt quá tr nh nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.

Tác giả xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, Khoa

Xâ ựng Thủy lợi - Thủ điện, Ph ng Quản ý Sau đại học trường Đại học Bách

Khoa, Ban quản ý các ự án đầu tư xâ ựng tỉnh Phú Yên đã tạo điều kiện thuận

lợi cho Tác giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành Luận án.

Tác giả xin à t ng iết ơn đến quý thầ cô và các ạn đồng nghiệp đã

đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để Tác giả hoàn thiện luận án.

Cuối cùng Tác giả không thể nào quên sự lo lắng, gánh vác việc nhà và nuôi

dạ con cái của người Vợ, sự quan tâm và động viên của Cha-Mẹ và gia đ nh.

Luận án có nội dung về quản ý vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu ưu

vực sông Ba trong bối cảnh biến đổi kh hậu, đâ à một vấn đề rộng lớn và phức

tạp, luận án không thể tránh kh i sai sót. Tác giả mong nhận được ý kiến đóng góp

của quý thầ , cô, đồng nghiệp, bạn è về luận án để sửa chữa những sai sót.

Xin trân trọng cảm ơn

TÁC GIẢ

Cao Đình Huy

LỜI CAM ĐOAN

Tôi à Cao Đ nh Hu . Tôi xin cam đoan đâ à công tr nh nghiên cứu của

riêng tôi. Các nội ung và kết quả nghiên cứu trong Luận án à trung thực và chưa

được ai công ố trong bất kỳ công tr nh khoa học nào.

TÁC GIẢ

Cao Đình Huy

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii

MỤC LỤC ................................................................................................................. iii

DANH SÁCH BẢNG BIỂU .................................................................................... vii

DANH SÁCH HÌNH VẼ .......................................................................................... ix

DANH SÁCH KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. xi

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

1. T nh cấp thiết của đề tài ....................................................................................... 1

2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................ 2

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................... 2

4. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 2

5. Ý nghĩa khoa học và thực ti n của luận án .......................................................... 3

5.1. Ý nghĩa khoa học .......................................................................................... 3

5.2. Ý nghĩa thực ti n ........................................................................................... 3

6. Phương pháp tiếp cận .......................................................................................... 4

7. Những đóng góp mới của luận án ........................................................................ 4

8. Cấu trúc uận án ................................................................................................... 5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA THỜI KỲ MÙA KIỆT ................................................................................... 6

1.1. Vai tr hệ thống hồ chứa trong cân ằng nước ................................................ 6

1.2. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa .................................................. 8

1.2.1. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa trên thế giới ....................... 8

1.2.2. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa trong nước ....................... 15

1.2.3. Các nghiên cứu trên ưu vực sông Ba ...................................................... 17

1.3. Nhận xét chung về các nghiên cứu trong và ngoài nước, xác định hướng nghiên cứu của luận án .......................................................................................... 21

1.3.1. Về phương pháp uận ............................................................................... 21

1.3.2. Về thực trạng nghiên cứu vận hành hồ chứa ở ưu vực sông Ba ............. 22

1.3.3. Định hướng nghiên cứu của luận án ........................................................ 22

iii

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN THIẾT LẬP BÀI TOÁN VẬN HÀNH HỒ CHỨA TRÊN SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT ...................... 25

2.1. Giới hạn địa ý ưu vực sông Ba ..................................................................... 25

2.2. Đặc điểm sông ng i ........................................................................................ 25

2.3. Phân t ch đặc điểm kh hậu và ng chả sông ảnh hưởng đến chế độ vận hành các hồ chứa thời kỳ mùa kiệt ........................................................................ 27

2.3.1. Đặc điểm kh hậu ..................................................................................... 27

2.3.2. Đặc điểm chế độ mưa theo mùa ............................................................... 28

2.3.3. Đặc điểm chế độ ng chả sông ng i .................................................... 33

2.3.4. Đặc điểm đường quá tr nh rút nước thời kỳ mùa kiệt .............................. 38

2.4. Hiện trạng hệ thống công tr nh thủy lợi và nhu cầu sử dụng nước ................ 41

2.4.1. Hệ thống công tr nh thủy lợi .................................................................... 41

2.4.2. Hệ thống hồ chứa thủ điện lớn trên sông Ba .......................................... 43

2.4.3. Hệ thống các trạm ơm cấp nước trên sông ch nh ................................... 45

2.5. Nhiệm vụ vận hành điều tiết hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa kiệt ................... 46

2.5.1. Nhiệm vụ vận hành điều tiết cấp nước của hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa kiệt ...................................................................................................................... 46

2.5.2. Thực trạng vận hành các hồ chứa thủ điện, khó khăn và tồn tại ............ 48

2.6. Thiết lập ài toán vận hành điều tiết hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt ..................................................................................................... 52

2.6.1. Xác định nhiệm vụ và nội ung nghiên cứu ài toán vận hành hồ chứa ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt ...................................................................... 52

2.6.2. Mô tả ài toán vận hành hồ chứa trên ưu vực sông Ba theo thời gian thực thời kỳ mùa kiệt .................................................................................................. 54

2.6.3. Những khó khăn khi ập và vận hành hệ thống hồ chứa ưu vực sông Ba theo thời gian thực và hướng giải quyết ............................................................. 57

2.7. Kết luận chương 2........................................................................................... 59

CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG, XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ RÚT NƯỚC TIỀM NĂNG PHỤC VỤ VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT THEO THỜI GIAN THỰC................................................. 62

3.1. Giới thiệu chung về các mô h nh mô ph ng trong quy hoạch và quản ý tài ngu ên nước .......................................................................................................... 62

3.2. Xâ ựng mô h nh mô ph ng Ba-Model phục vụ ài toán quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba .................................................. 66

3.2.1. Yêu cầu về thiết lập mô h nh ................................................................... 66

3.2.2. Cấu trúc của mô h nh ............................................................................... 66

3.2.3. Mô ph ng ................................................................................................. 69

3.3. Xâ ựng thuật toán và ập chương tr nh t nh toán cho mô h nh Ba-Model .. 72

3.3.1. Thuật toán t nh điều tiết hồ chứa .............................................................. 72

3.3.2. Giới thiệu cơ sở ý thu ết mô h nh NAM ................................................ 76

3.3.3. Thuật toán t nh ưu ượng tại các nút nhập ưu theo mô h nh NAM ....... 81

3.3.4. Dữ liệu sử dụng cho t nh toán .................................................................. 82

3.3.5. Lập chương tr nh t nh toán ....................................................................... 83

3.4. Xác định bộ thông số mô h nh NAM của Ba-Mo e ưu vực sông Ba .......... 83

3.4.1. Xác định các tiểu ưu vực phục vụ t nh toán nước đến các nút hồ chứa .. 83

3.4.2. T ch hợp các mô h nh thành phần khi xác định các tham số mô h nh NAM................................................................................................................... 86

3.4.3. Xác định bộ thông số mô h nh NAM ....................................................... 87

3.5. Xâ ựng đường rút nước tiềm năng ứng dụng trong nhận dạng ng chảy mùa kiệt ................................................................................................................. 92

3.5.1. Xâ ựng biểu đồ rút nước tiềm năng ...................................................... 92

3.5.2. Nhận dạng ng chả mùa kiệt theo biểu đồ rút nước tiềm năng ........... 96

3.6. Kết luận ........................................................................................................... 96

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BA-MODEL VÀO VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT .......... 98

4.1. Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu .................................................................. 98

4.2. T nh toán kiểm tra khả năng đáp ứng êu cầu điều tiết cấp nước cho hạ du theo qu tr nh vận hành iên hồ của các hồ chứa lớn trên ưu vực sông Ba .......... 98

4.2.1. Mục đ ch t nh toán ................................................................................... 98

4.2.2. Thiết lập mạng sông ................................................................................. 99

4.2.3. Phương pháp t nh toán nước đến các nút hồ chứa và nhập ưu ............. 100

4.2.4. Phương thức vận hành hồ chứa trong quá tr nh t nh toán kiểm tra ........ 105

4.2.5. Tài iệu sử dụng t nh toán ....................................................................... 107

4.2.6. Kết quả t nh toán kiểm tra êu cầu điều tiết cấp nước hạ u qu định trong qu tr nh iên hồ chứa 878/QĐ-TTG ...................................................... 108

4.2.7. Đề xuất một phương án điều tiết cấp nước hạ du thời kỳ mùa kiệt cho các hồ chứa Krông H’Năng, Ba Hạ và Sông Hinh ................................................. 116

4.3. T nh toán thử nghiệm dự áo khả năng đảm bảo êu cầu cấp nước cho hạ du mùa kiệt năm 2018-2019 theo mô h nh Ba-Model ............................................. 122

4.3.1. Dữ liệu sử dụng trong t nh toán ............................................................. 122

4.3.2. Kết quả t nh toán .................................................................................... 122

4.3.3. Nhận xét kết quả t nh toán ..................................................................... 123

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 131

1. Những kết quả đạt được của luận án ............................................................... 131

2. Những hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo ............................................... 132

3. Kiến nghị ......................................................................................................... 132

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ........................................................ 134

TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 135

PHỤ LỤC

DANH SÁCH BẢNG BIỂU

Bảng 2.1. D ng chảy kiệt đo tại các trạm đo thủ văn ưu vực sông Ba .................. 37

Bảng 2.2: Sơ đồ nút giai đoạn hiện trạng ưu vực sông Ba....................................... 41

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các hồ chứa lớn trên sông Ba ................. 44

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các thủ điện nh trên sông Ba .............. 45

Bảng 2.5: Thống kê công suất phát điện nh quân tháng thủ điện Sông Hinh (đơn vị : MW) .................................................................................................................... 49

Bảng 3.1: Các thông số ch nh trong mô h nh NAM ................................................. 80

Bảng 3.2: Mô tả giới hạn các tiểu ưu vực được phân chia ...................................... 85

Bảng 3.3: Trạm đo mưa và ốc hơi sử dụng trong mô h nh NAM ........................... 88

Bảng 3.4: Đánh giá mức độ mô ph ng của mô h nh tương ứng với chỉ số Nash-

Sutcliffe (Theo Moriasi, 2007) .................................................................................. 91

Bảng 3.5: Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan (Theo Moriasi, 2007) .................. 91

Bảng 3.6: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô h nh tại trạm An Khê và Củng Sơn ... 91

Bảng 3.7: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô h nh NAM trên ưu vực sông Hinh .. 92

Bảng 3.8: Bộ thông số mô h nh NAM sau khi hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh .... 92

Bảng 4.1: Nhu cầu nước giai đoạn hiện trạng tại các nút sử dụng nước (Lưu ượng m3/s) ........................................................................................................................ 102

Bảng 4.2: Qu định ưu ượng điều tiết xuống hạ u theo Qu tr nh iên hồ chứa ưu

vực sông Ba ............................................................................................................. 106

Bảng 4.3: Tổng hợp kết quả đánh giá sự đảm bảo êu cầu điều tiết nước cho hạ du

theo Qu tr nh 878/QĐ-TTg. .................................................................................. 112

Bảng 4.4: Phương án điều tiết đề xuất .................................................................... 116

Bảng 4.5: Tổng hợp kết quả t nh toán theo phương án đề xuất .............................. 118

Bảng 4.6: Bảng ưu ượng nh quân tháng tổng hợp theo kết quả t nh toán ưu ượng nh quân ngà theo mô h nh NAM năm 2018-2019 của 14 tiểu ưu ực sông Ba ............................................................................................................................ 124

vii

Bảng 4.7: Bảng thống kê t nh trạng thiếu nước tại các nút cấp nước tưới năm 2018-

2019 từ kết quả t nh toán cân ằng nước theo mô h nh Ba-Model ........................ 124

Bảng 4.8: Bảng t nh toán kiểm tra khả năng điều tiết cấp nước năm 2018-2019 ... 128

Bảng 4.9: Vị tr giá trị ưu ượng trên iểu đồ rút nước tiềm năm tại thời điểm ngà

15/12/2018 ............................................................................................................... 130

viii

DANH SÁCH HÌNH VẼ

H nh 2.1: Bản đồ vùng nghiên cứu (Nguồn [1]) ....................................................... 26

H nh 2.2a: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm tại Pơ Mơ Rê ....... 29

H nh 2.2 : Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm ............................. 30

H nh 2.2c: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm ............................. 30

H nh 2.2 : Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa hàng tháng nh quân nhiều năm .................... 31

H nh 2.2e: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm tại ........................ 31

H nh 2.2f: Bản đồ đẳng trị tổng ượng mưa năm trung nh nhiều năm ưu vực sông Ba và vùng phụ cận (Nguồn [1]) ............................................................................... 32

H nh 2.3a: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm tại Ayun Hạ ............................................................................................................... 34

H nh 2.3 : Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm tại Krông H’Năng (tài iệu đo 2003-2008) ................................................................ 34

H nh 2.3c: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm tại thủ văn Sông Hinh .............................................................................................. 35

H nh 2.3 : Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm tại An Khê ................................................................................................................. 36

H nh 2.3e: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm tại trạm thủ văn Củng Sơn....................................................................................... 36

H nh 2.4a: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại hồ An Khê ............................... 39

H nh 2.4 : Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủ văn Sông Hinh ........ 40

H nh 2.4c: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủ văn Krông H’Năng (tại hồ thủ điện) ....................................................................................................... 40

H nh 2.4 : Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủ văn A un Hạ ........... 41

H nh 2.5: Vị tr các hồ chứa lớn xâ ựng qu tr nh iên hồ trong mùa kiệt ............ 44

H nh 2.6: Các công tr nh sử dụng nước từ đập An Khê đến Krông Chro ................ 46

H nh 2.7: Các trạm ơm ấ nước từ sông ch nh ...................................................... 46

H nh 2.8: Sơ đồ ngu ên ý thiết lập ài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực .................................................................................................................... 55

H nh 2.9: Sơ đồ tổng quát quá tr nh ra qu ết định khi vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực ..................................................................................................... 56

H nh 2.10: Sơ đồ các ước xác định quyết định quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa trên sông Ba thời kỳ mùa kiệt ...................................................................... 59

H nh 3.1: Sơ đồ một số nút nhập ưu đặc trưng của hệ thống ................................... 67

H nh 3.2: Sơ đồ vị tr các nút ch nh khu vực sông Hinh, sông Ba Hạ đến Đồng Cam ................................................................................................................................... 68

H nh 3.3. Sơ đồ mô ph ng cân ằng nước trên ưu vực sông Ba ............................. 73

H nh 3.4: Sơ đồ t nh toán điều tiết hồ chứa cấp nước ............................................... 74

H nh 3.5: Sơ đồ t nh điều tiết cho hồ chứa phát điện độc lập ................................... 75

H nh 3.6: Sơ đồ t nh điều tiết cho hồ chứa phát điện nằm trong hệ thống hồ chứa bậc thang ................................................................................................................... 76

H nh 3.7: Cấu trúc mô h nh NAM ............................................................................ 77

H nh 3.8: Sơ đồ t nh toán quá tr nh ưu ượng Q~t bằng mô h nh NAM cho một ưu vực nhập ưu có N thời đoạn t nh toán ...................................................................... 81

H nh 3.9: Sơ đồ phân chia các tiểu ưu vực để mô ph ng theo mô h nh NAM ........ 84

H nh 3.10: Các ước t nh toán trong mô h nh Ba –Model ........................................ 86

H nh 3.11a: Sơ đồ xác định thông số của mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Model 89

H nh 3.11 : Sơ đồ kiểm định mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Model ................... 90

H nh 3.12a: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Sông Hinh ................. 94

H nh 3.12 : Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Ayun Hạ ................... 94

H nh 3.12c: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực trạm thủ văn An Khê ............ 95

H nh 3.12 : Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Krông H’Năng ......... 95

H nh 4.1: Sơ đồ hệ thống cân ằng nước sông Ba .................................................. 101

DANH SÁCH KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

VHHC – Vận hành hồ chứa

SI - Chỉ số thiếu hụt nước

(genetic algorithm – GA) - Thuật toán i tru ền

LP - Quy hoạch tuyến t nh

(Artificial Neural Networks – ANN) - Mạng tr tuệ nhân tạo

(BPNN) - Thuật toán quét ngược

TNN – Tài ngu ên nước

KTXH – Kinh tế xã hội

KTTV và MT – Kh tượng thủ văn và môi trường

TN&MT – Tài ngu ên và môi trường

VHHTLHC – Vận hành hệ thống iên hồ chứa

CBN - Cân ằng nước

MNDBT – Mực nước âng nh thường

TKMK - Thời kỳ mùa kiệt

TGT - Thời gian thực

KTTV - Kh tượng thủ văn

KHKT – Khoa học kỹ thuật.

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong những thập kỷ gần đâ , một số ượng lớn các hồ chứa được xâ ựng

trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam. Ở Việt Nam, trong những năm gần đâ , có

hàng oạt các hồ chứa lớn được xâ ựng trên hầu hết các sông suối khắp cả nước.

Do vậy, việc quản ý nước và vận hành hợp ý hệ thống iên hồ chứa nhằm nâng cao

hiệu quả khai thác và giảm thiểu những tác động tiêu cực à rất cần thiết. Đã có

nhiều dự án và đề tài nghiên cứu về vận hành hệ thống hồ chứa lợi dụng tổng hợp.

Tu nhiên, kết quả nghiên cứu c n hạn chế, đặc biệt à chế độ vận hành hồ chứa

thời kỳ mùa kiệt đối với hệ thống hồ chứa đa mục tiêu. Do vậy, việc vận hành hệ

thống hồ chứa đa mục tiêu vẫn đang à đối tượng của nhiều đề tài nghiên cứu trên

thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng.

Hiện na có hai xu hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả vận hành các

hệ thống hồ chứa đa mục tiêu: Phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô ph ng.

Mô h nh toán mô ph ng hệ thống cân ằng nước, trong đó có mô ph ng chế độ vận

hành của các hồ chứa đóng vai tr qu ết định trong các nghiên cứu về quản ý nước

và vận hành hệ thống hồ chứa, bất luận nghiên cứu đó à phương pháp tối ưu hóa

ha phương pháp mô ph ng. Ch nh v vậ , đã có nhiều nghiên cứu phát triển các

mô h nh mô ph ng iên quan đến t nh toán cân ằng nước, quản ý nước và vận

hành hệ thống hồ chứa trên ưu vực, trong đó các mô h nh MIKE-BASIN, HEC-

RESSIM, WEAP, MIKE HYDRO,… à những mô h nh điển h nh được sử dụng

rộng rãi trên thế giới. Các mô h nh nà cũng đã được nghiên cứu trong quy hoạch,

quản ý nước cho các ưu vực sông ở Việt Nam, trong đó có ưu vực sông Ba.

Mỗi mô h nh có những ưu điểm riêng và cũng có những hạn chế nhất định

nên hiện na các nhà nghiên cứu vẫn tiếp tục phát triển và hoàn thiện mô h nh. V

vậy, đã có những nghiên cứu xâ ựng các mô h nh riêng phù hợp với điều kiện cụ

thể của ưu vực, phù hợp và thuận lợi cho nghiên cứu đối với ài toán được đặt ra.

Cũng ch nh v ý o trên, để nghiên cứu chế độ vận hành các hồ chứa lớn trên ưu

vực sông Ba, tác giả luận án có ý định xâ ựng một mô h nh riêng phục vụ cho

nghiên cứu và chọn đề tài nghiên cứu: “Xây dựng mô hình toán vận hành hệ

thống hồ chứa đa mục tiêu thời kỳ mùa kiệt cho lưu vực sông Ba”.

Mô h nh toán được xâ ựng nhằm hỗ trợ ra quyết định trong quá tr nh vận

hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu, ưu vực sông Ba trong thời kỳ mùa kiệt

(TKMK).

2. Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở kế thừa phương pháp uận của các mô h nh có sẵn, phát triển một

mô h nh mô ph ng cân ằng nước và vận hành hệ thống iên hồ chứa có nhiệm vụ

cấp nước và phát điện, phục vụ cho ài toán quản ý nước và vận hành hệ thống iên

hồ chứa ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Mô h nh mô ph ng được xâ ựng đối với ài toán

cân ằng nước (CBN) trên ưu vực sông và vận hành hệ thống hồ chứa có nhiệm vụ

cấp nước và phát điện đối với vùng sông không bị ảnh hưởng của thủy triều.

Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu được tiến hành đối với hệ thống hồ chứa

đa mục tiêu trên ưu vực sông Ba, bao gồm tất cả các hồ chứa thủy lợi và thủ điện.

Do mô h nh không thể ứng dụng vùng sông bị ảnh hưởng triều nên phạm vi nghiên

cứu được áp ụng cho ưu vực sông Ba t nh đến vị trị đập Đồng Cam. Nghiên cứu

chế độ vận hành được thực hiện đối với các hồ chứa lớn trên ng ch nh có t nh đến

điều tiết cấp nước tưới của tất cả các hồ chứa nh trên hệ thống. Các hồ chứa lớn

được chọn để nghiên cứu chế độ vận hành à các hồ Ka Nak, An Khê, Sông Hinh,

Ba Hạ và Krông H’Năng và A un Hạ.

4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu tiếp thu và kế thừa có chọn lọc các kết

quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, các nghiên cứu về CBN và vận

hành hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba. Kế thừa phương pháp uận của các mô

h nh đã có, đặc biệt à mô h nh HEC-RESSIM.

Phương pháp mô hình toán: Đề tài nghiên cứu xâ ựng một mô h nh vận

hành hệ thống hồ chứa theo hướng mô h nh mô ph ng ưu vực sông phục vụ cho

vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa kiệt, có t nh năng sử dụng tiếp cận được với

những mô h nh có sẵn trên thế giới có mô ph ng tương tự.

Phương pháp thực nghiệm: Mô h nh phải được kiểm định cho ưu vực sông

Ba và được đối chiếu với kết quả t nh toán theo các mô h nh khác của những nghiên

cứu có mô ph ng tương tự.

Phương pháp phân tích: Phân t ch đặc điểm chế độ mưa, ng chả ưu vực

sông Ba, đặc điểm đường rút nước thời kỳ mùa kiệt àm cơ sở khoa học cho t nh

toán, ự áo và nhận dạng ng chả mùa kiệt, phục vụ đánh giá những hạn chế và

đề xuất chế độ vận hành hợp ý theo thời gian thực các hồ chứa trên sông Ba.

5. Ý nghĩa khoa học và thực ti n của luận án

5.1. Ý nghĩa khoa học

Đề tài nghiên cứu của luận án “Xây dựng mô hình toán vận hành hệ thống hồ

chứa đa mục tiêu thời kỳ mùa kiệt cho lưu vực sông Ba” đã phát triển một mô h nh

mô ph ng có sự t ch hợp mô h nh mưa – ng chả , có khả năng t nh toán và ự

áo ng chả đến trong vận hành hệ thống hồ chứa. Đâ à đóng góp mới, góp

phần phát triển phương pháp uận trong nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa đa

mục tiêu. Nếu được hoàn thiện sẽ mở ra hướng mới trong nghiên cứu vận hành các

hệ thống hồ chứa có nhiệm vụ cấp nước và phát điện thời kỳ mùa kiệt.

5.2. Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài nà định hướng về giải pháp kỹ thuật với mục tiêu cụ thể à xâ ựng

chương tr nh t nh có khả năng hỗ trợ ra quyết định trong việc vận hành hệ thống hồ

chứa TKMK. Nghiên cứu ài toán vận hành theo thời gian thực TKMK đối với

sông Ba sẽ à cơ sở khoa học cho việc bổ sung các qu tr nh vận hành đã có và cũng

à nghiên cứu điển h nh có thể xem xét áp ụng cho những ưu vực sông khác thuộc

khu vực miền Trung. Mô h nh mô ph ng mà tác giả xâ ựng có thể áp ụng cho

công tác ự áo ng chả và vận hành an toàn các hồ chứa TKMK trên ưu vực

sông Ba.

6. Phương pháp tiếp cận

Trên cơ sở phân t ch trên đâ , uận án tiếp cận theo hướng xâ ựng một mô

h nh vận hành hệ thống iên hồ chứa (VHHTLHC) thời kỳ mùa kiệt có khả năng hỗ

trợ ra quyết định vận hành, áp ụng cho ưu vực sông Ba àm ưu vực nghiên cứu

điển h nh. Mô h nh sẽ được xâ ựng trên cơ sở kế thừa phương pháp uận của các

mô h nh đã có và khắc phục những hạn chế gâ khó khăn khi sử dụng của các mô

h nh nà trong VHHTLHC.

1) Trên cơ sở mô h nh cân ằng nước được thiết lập cho ưu vực sông Ba. Từ

đó xem xét các kịch bản vận hành hệ thống hồ chứa để khắc phục những hạn

chế của qu tr nh vận hành iên hồ chứa đã an hành o hạn chế về dự áo

ng chảy.

2) Với công cụ mô h nh mô ph ng đã thiết lập, xâ ựng một qu tr nh vận

hành theo thời gian thực nhằm đảm bảo an toàn t ch nước cho nhiệm vụ phát

điện và cấp nước hạ du.

7. Những đóng góp mới của luận án

1) Xâ ựng biểu đồ rút nước tiềm năng thời kỳ mùa kiệt cho các nút hồ chứa

ch nh trên ưu vực sông Ba àm cơ sở nhận dạng ng chả mùa kiệt. Từ đó,

lập kế hoạch sử dụng nước và vận hành hệ thống hồ chứa có nhiệm vụ điều

tiết cấp nước cho hạ du.

2) Phát triển mô h nh mô ph ng Ba-Mo e t ch hợp được mô h nh mưa - ng

chả , mô h nh cân ằng nước và điều tiết hồ chứa, phục vụ quản ý nước và

ra quyết định vận hành các hồ chứa trên ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt.

3) Xâ ựng phương pháp vận hành hồ chứa theo hướng vận hành theo thời

gian thực cho hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba trên cơ sở phân t ch,

t nh toán ượng trữ nước trên ưu vực thời điểm cuối mùa ũ và qu uật rút

nước ng chả trong sông thời kỳ mùa kiệt. Đồng thời đề xuất chế độ vận

hành hợp ý nhằm đảm bảo an toàn theo nhiệm vụ cấp nước hạ du và nâng

cao hiệu quả vận hành hồ chứa trong thời kỳ mùa kiệt. Từ đó, àm cơ sở cho

việc nghiên cứu bổ sung qu tr nh iên hồ chứa đã được phê u ệt.

8. Cấu trúc luận án

Ngoài phần mở đầu và phần kết luận và kiến nghị, luận án gồm có 4 chương:

- Chương 1. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ

mùa kiệt.

- Chương 2. Cơ sở khoa học và thực ti n thiết lập ài toán vận hành hồ chứa

trên sông Ba thời kỳ mùa kiệt.

- Chương 3. Thiết lập mô h nh mô ph ng, xâ ựng biểu đồ rút nước tiềm

năng phục vụ vận hành hệ thống hồ chứa sông Ba thời kỳ mùa kiệt theo thời

gian thực.

- Chương 4. Ứng dụng mô h nh Ba-Model vào vận hành hệ thống hồ chứa trên

ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH

HỆ THỐNG HỒ CHỨA THỜI KỲ MÙA KIỆT

1.1. Vai trò hệ thống hồ chứa trong cân bằng nước

Hồ chứa có thể coi à iện pháp ch nh trong qu hoạch phát triển nguồn nước

mặt. Với những hồ chứa nhân tạo được xâ ựng trên các hệ thống sông, đặc biệt à

các sông ớn, có thể àm tha đổi căn bản chế độ ng chả sông ng i. Hồ chứa àm

tha đổi trạng thái tự nhiên của nguồn nước tạo điều kiện có ợi cho các hoạt động

ân sinh kinh tế vùng hạ ưu công tr nh. Hiện nay, ở Việt Nam đã h nh thành những

hệ thống hồ chứa lớn trên hệ thống Sông Hồng, sông Đồng Nai, sông Sê San, sông

Ba, Sông Vu Gia Thu Bồn đã àm tha đổi đáng kể CBN trên các ưu vực sông đó.

Khi lập các ự án qu hoạch và quản ý nguồn nước, hệ thống nguồn nước

thường được mô tả bởi hệ thống các sơ đồ, bao gồm hệ thống các nút và các quá

tr nh trao đổi nước giữa chúng. Sự trao đổi nước giữa các nút trong hệ thống được

mô tả bằng hệ các phương tr nh CBN và phương tr nh động lực. Tù thuộc vào t nh

chất của các nút và đặc điểm của ài toán mà sự mô tả đó có thể khác nhau.

Các hồ chứa trong hệ thống được coi à một nút của hệ thống, được xâ ựng

với mục đ ch àm tha đổi quá tr nh ng chả trên hệ thống sao cho phù hợp với

nhiệm vụ khai thác nguồn nước.

Vận hành hồ chứa à một trong những vấn đề được quan tâm nhiều trong

công tác qu hoạch, quản ý hệ thống nguồn nước.

Trong khi vận hành hồ chứa phải th a mãn nhiều mục đ ch khác nhau, tu

nhiên ại xuất hiện sự mâu thuẫn giữa các êu cầu cho các mục đ ch đó. Các mâu

thuẫn xuất hiện trong khi vận hành hồ chứa nhiều mục đ ch có thể chỉ ra như sau:

 Mâu thuẫn trong không gian hồ chứa

Mâu thuẫn nà xuất hiện khi hồ chứa (hoặc ung t ch giới hạn) được êu cầu

th a mãn phân chia nhiều mục đ ch khác nhau như ảo toàn nước và điều tiết ũ.

Nếu các điều kiện địa chất, địa h nh, thủ văn tại vị tr xâ ựng đập và kho ự trữ

cho phép xâ ựng đập đủ cao để sử dụng rõ ràng các mục đ ch, th thường không

có sự mâu thuẫn về không gian hồ chứa. Tu nhiên, hiếm khi người ta àm như vậy.

Các hồ chứa được xâ ựng nhiều mục đ ch với không gian chia sẻ th a mãn các

êu cầu đảm bảo nhiều mục đ ch và k ch thước thường được sử dụng à nh nhất.

Trong khi đó, mục đ ch ph ng ũ tốt nhất đạt được khi đủ không gian trống có thể

chứa ung t ch ph ng ũ sử dụng được trong hồ chứa. Do vậy, trong khi quy tắc

điều tiết hồ chứa chủ yếu ra quyết định à được t ch đầ ha không t ch đầy hồ

chứa. Hồ chứa t ch đầ cho phép đạt được lợi ch cao ởi th a mãn các mục đ ch

bảo toàn, nhưng ại mang t nh rủi ro cao khi cắt giảm ũ ở hạ ưu. Mặt khác, hồ chứa

trống có thể điều tiết ũ hiệu quả hơn nhưng nếu ng chảy không t ch đầ đến thể

t ch mong chờ, th có thể các mục đ ch khác sẽ thiếu.

 Mâu thuẫn ên trong các mục đ ch giống nhau

Thiếu hụt nước có thể được phân ố theo thời gian và theo các hướng khác

nhau. V ụ như mục đ ch phát điện, để đạt được sản ượng điện cả năm ớn nhất th

trong một số thời đoạn ta phải chấp nhận phát điện với sản ượng thấp, sẽ gâ ra

thiếu hụt điện để u tr cột nước cao sao cho tổng sản ượng điện à ớn nhất. Tuy

nhiên việc phát được sản ượng điện thấp ở những tháng cao điểm, nhiều khi sẽ gâ

thiệt hại về kinh tế lớn hơn. Cùng mục đ ch cấp nước có thể sẽ ảnh hưởng theo các

hướng khác nhau, như nước sử dụng cấp nước sinh hoạt sẽ khác nước sử dụng cho

mục đ ch tưới.

 Mâu thuẫn giữa các mục đ ch

Các mâu thuẫn có thể xuất hiện khi sử dụng nước với các mục đ ch khác

nhau và êu cầu không gian ung t ch hồ chứa cho các mục đ ch à khác nhau. Với

mục đ ch cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp, phát điện v.v... th hồ chứa được

càng nhiều nước càng tốt nhưng nó lại bất lợi cho nhiệm vụ ph ng ũ.

Mâu thuẫn điển h nh nhất à mâu thuẫn giữa mục tiêu phát điện và mục tiêu

cấp nước hạ u trong mùa kiệt, nảy sinh khi nhu cầu cấp nước cho mỗi ngành khác

nhau theo thời gian và không gian. Nước cấp cho nông nghiệp được phân phối dựa

trên tập quán, thời vụ, thời kỳ cần nước khẩn trương, mùa ha t nh h nh thời tiết.

Trong khi đó, êu cầu phát điện đ i h i hồ chứa vận hành ựa trên nhu cầu điện

phục vụ ân sinh và phát triển kinh tế xã hội tha đổi theo giờ, ngà , tuần hay mùa,

đặc biệt trong thời gian giờ cao điểm.

Để điều h a các mâu thuẫn cũng như đem ại hiệu quả trong quá tr nh vận

hành hồ chứa th một trong những phương pháp hiệu quả à xâ ựng Qu tr nh vận

hành iên hồ chứa. Xâ ựng qu tr nh vận hành à ài toán phức tạp iên ngành,

cần có cơ sở khoa học và thực ti n để hài h a giữa các mục tiêu.

1.2. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa

1.2.1. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa trên thế giới

Những năm gần đâ , trên thế giới cũng như Việt Nam đã xâ ựng rất nhiều

hồ chứa, đặc biệt à các hồ chứa lợi dụng tổng hợp. Những hồ chứa nà đóng vai tr

quan trọng trong nền kinh tế quốc ân và sự phát triển của đất nước. Hầu hết các hồ

chứa đều đa mục tiêu ao gồm ph ng ũ, phát điện và cấp nước tưới. Mặc ù khi

xâ ựng bất kỳ hồ chứa nào th qu tr nh vận hành hồ đều được t nh toán đưa ra

ngay từ giai đoạn thiết kế. Tu nhiên, trong nhiều trường hợp, mục tiêu phát điện và

ph ng ũ ại có những mâu thuẫn trong thực ti n vận hành hồ chứa. Đâ cũng à

ngu ên nhân mà các hồ chứa không phát hu được những lợi ch như đánh giá trong

quá tr nh ập dự án. VHHC à một vấn đề phức tạp iên quan đến nhiều biến số

quyết định, nhiều mục tiêu cũng như rủi ro đáng kể và không chắc chắn (Oliveira, R

and loucks, D.P, 1997) [48]. Từ nhiều thế kỷ na , nghiên cứu quản ý và vận hành

hồ chứa uôn phát triển theo thời gian, đáp ứng sự phát triển nhu cầu của xã hội. Từ

các nghiên cứu đơn giản ượng trữ cấp nước (Ripp , 1883) [50] đến các nghiên cứu

phức tạp gần đâ vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa theo TGT phục vụ đa mục tiêu

(E Fallah-Meh ipour, O Bozorg Ha a , MA Mariño, 2012) [38].

Các nghiên cứu trên thế giới giải quyết ài toán vận hành hồ chứa độc lập

cũng như hệ thống hồ rất đa ạng được nhiều chu ên gia ứng dụng những thuật

toán điều khiển khác nhau; có thể chia ra thành 2 hướng ch nh, đó à phương pháp

tối ưu hóa và phương pháp mô ph ng.

a. Phương pháp tối ưu hóa

Phương pháp tối ưu được nghiên cứu khá phổ biến đối với hệ thống hồ chứa

đa mục tiêu, đặc biệt à các hồ chứa cấp nước phát điện. Mục tiêu của ứng dụng mô

h nh tối ưu à xác định hành ang và các giới hạn vận hành của hồ chứa để kết quả

vận hành à tối ưu. Kết quả nghiên cứu của các mô h nh tối ưu được sử dụng để lập

biểu đồ điều phối tối ưu. Đồng thời àm cơ sở cho việc qu định những giới hạn vận

hành trong qu tr nh vận hành nhằm đạt được mục tiêu tối ưu và ra qu ết định trong

vùng th a hiệp của các mục tiêu tranh chấp.

Có nhiều phương pháp tối ưu được áp ụng trong nghiên cứu vận hành hồ

chứa, tu nhiên, chỉ có một số phương pháp phù hợp khi giải các ài toán vận hành

tối ưu hệ thống hồ chứa.

Phương pháp phổ biến và hiệu quả để thiết kế và quản ý vận hành hồ chứa

độc lập à qu hoạch động ngẫu nhiên, Stochastic D namic Programming (SDP),

(Bellman, R. E., and Dreyfus, S. E, 1962) [35]. Phương pháp nà cho phép giải

quyết những t nh toán phi tu ến và ngẫu nhiên, tối ưu hóa hệ thống động với những

biến đầu vào ngẫu nhiên (Yakowitz, 1982) (Yeh, 1985). Một hạn chế của phương

pháp nà à không thể giải quyết dứt điểm những thông tin ên ngoài như à ượng

mưa trung nh ngà ha nhiệt độ trung nh ưu vực trừ khi thiết lập một mô h nh

toán miêu tả quá tr nh đó. Đâ cũng à một hạn chế quan trọng khi bổ sung những

dữ liệu thủ văn hiện có vào hệ thống.

Đối với ài toán hệ thống nhiều hồ chứa à một ài toán phức tạp - ài toán

không chỉ xem xét “chiều thời gian” mà c n t nh đến “chiều không gian”. Mặc ù

có nhiều phương pháp được các nhà nghiên cứu ứng dụng giải quyết, tu nhiên, vẫn

chưa ựa chọn được phương pháp nào thực sự ưu việt hơn để xử ý “chiều không

gian”. Ch nh v thế, việc lựa chọn phương pháp t nh toán ài toán hệ thống hồ chứa

à rất quan trọng, phải xem xét giữa độ tin cậy của lời giải tối ưu với độ khó của

phương pháp.

Nghiên cứu ài toán tối ưu hóa vận hành hệ thống gồm 4 hồ chứa giả tưởng,

các nhà nghiên cứu trên thế giới ứng dụng phương pháp qu hoạch động khác nhau

để giải quyết: Quy hoạch động xấp xỉ iên tục (Dynamic Programming Successive

Approximation- DPSA)- (A.J. Korsak, R.E. Larson, 1970) [34]; Phương pháp qu

hoạch động sai phân (Discrete Differentia D namic Programming - DDDP)-

(Heidari, 1971) [43].

Việc phân t ch đa mục tiêu trong vận hành quản ý hồ chứa à rất quan trọng.

Để phát hu hiệu quả khai thác vận hành cần lựa chọn phương pháp vận hành tối ưu

hóa ợi ch của hệ thống như tối đa ượng điện năng, giảm tối thiểu ượng nước

thiếu (Raju và Kumar, 1999). Năm 2007, giáo sư Kumar, Ấn độ (Kumar, D. N and

Reddy, M, J , 2007) [40], ứng dụng thuật toán tối ưu SWARM - tối ưu đàn kiến t m

sách ược giải quyết ài toán hệ thống 4 hồ giả tưởng. Sau đó, ông đã thử nghiệm

thành công cho hệ thống hồ đa mục tiêu (thủy lợi và thủ điện) Bhadra của Ấn Độ.

Trong nghiên cứu nà , kỹ thuật tối ưu đàn kiến được áp ụng cho một năm điển

h nh, sau đó các mô h nh tương tự được áp ụng cho thời gian ài hơn 15 năm. Mô

h nh phát triển ứng dụng cho vận hành hàng tháng, ao gồm hai mô h nh vận hành

thời gian ngắn và vận hành thời gian ài. Kết quả của nghiên cứu nà chứng minh

rằng phương pháp ứng dụng thuật toán tối ưu SWARM giải quyết tốt ài toán vận

hành iên hồ chứa hơn thuật toán giải đoán gen, có thể được sử dụng hiệu quả để

giải quyết ài toán vận hành hồ chứa, nhất à trong trường hợp vận hành với thời

gian ài.

Năm 2007 (Wei, C. C. an Hsu, N. S., 2007) [51], thiết lập bộ quy tắc vận

hành tối ưu ựa trên qu tắc nhánh câ để kiểm soát ũ theo TGT thử nghiệm đối

với hệ thống hồ chứa Tanshui, Đài Loan, với các quá tr nh ự áo thời đoạn 6h và 3

trận ão ịch sử, bao gồm cả Aere, Haima và Nock-ten năm 2004. Kết quả cho thấy

giải pháp sử dụng kỹ thuật tối ưu nà đem ại hiệu quả cắt ũ cao và cho phép u

tr được mực nước cao ở thời kỳ cuối mùa ũ, đảm bảo ung t ch hồ cho cấp nước

mùa kiệt.

Thuật toán tiến hóa (Evo utionar a gorithms) được ứng dụng rộng rãi trong

ài toán tối ưu vận hành hồ chứa đa mục tiêu. Nhiều thuật toán đã được kiểm tra

bằng các mô h nh khác nhau để giải phi tuyến, tuyến t nh ồi và vấn đề hồ chứa đa

chiều. (Chang, L. C. an Chang, F. J, 2009) [36] đã sử dụng thuật toán tiến hóa đa

mục tiêu, (NSGA –II) vào vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu ở Đài Loan (gồm

hai hồ Shihmen và Feitsui), thiết lập một mô h nh mô ph ng và vận hành hồ chứa

theo thời đoạn ngà và t nh toán chỉ số thiếu hụt nước (Shortages Indices –SI) trong

suốt thời gian mô ph ng. Mục tiêu của việc ứng dụng thuật toán à để àm giảm chỉ

số SI thông qua sách ược vận hành tối ưu hệ thống hồ.

Trong một nghiên cứu khác, Chang, L.C ứng dụng thuật GA đề xuất vận

hành kiểm soát ũ TGT của một hồ chứa đa mục tiêu (Chaves, P. an Chang F. J.,

2008) [37]. Tác giả sử dụng GA như một công cụ t m kiếm để tối ưu hóa nhằm xâ

dựng quy tắc vận hành hồ chứa khi có ũ. Moh Sharif và Ro in War aw tiến hành

ứng dụng thuật toán i tru ền (genetic algorithm – GA) vào vận hành tối ưu hệ

thống hồ chứa đa mục tiêu. Nghiên cứu điển h nh cho một hệ thống hồ chứa ở

Indonesia bằng xem xét trạng thái ưu vực hiện tại và hai kịch bản phát triển trong

tương ai. Nghiên cứu đề xuất một mô h nh GA chung cho bất kỳ hệ thống hồ chứa

nào. Đối với mỗi trường hợp được xem xét trong nghiên cứu nà , các kết quả thuật

toán i tru ền à rất gần với tối ưu và kỹ thuật nà ường như à mạnh mẽ, trái

ngược với phương pháp ựa trên ập tr nh động, rời rạc của các iến trạng thái à

không cần thiết. Hơn nữa, không có êu cầu đối với quỹ đạo pha thử nghiệm để bắt

đầu t m kiếm bằng cách sử dụng một thuật toán i tru ền. Tu nhiên vấn đề phân

t ch độ nhạy của các iến à một nhược điểm của phương pháp nà cần được xem

xét giải quyết.

Phương pháp kết hợp thuật toán GA với quy hoạch tuyến t nh (LP) được L.

F. R. Reis [41], giới thiệu để t m sách ược vận hành tối ưu cho hệ thống hồ chứa

phát điện trong giai đoạn lập dự án với nhiều điều kiện ng chảy ngẫu nhiên (L. F.

R. Reis, G. A. Wa ters, D. Savic an F. H. Chau hr , 2005). Phương pháp nà cho

phép ược giảm các tham số nhờ GA và ằng LP giảm số ượng biến. Thuật toán

nà được coi như à qu hoạch động xấp xỉ ngẫu nhiên cho vận hành đa hồ thủy

điện, với nhiều lợi thế như à ứng dụng đơn giản, lựa chọn được những thông số

hữu ch cho việc vận hành trong tương ai. Các thuật toán được đề xuất à một xấp

xỉ ngẫu nhiên để hệ thống hoạt động, với những lợi thế như thực hiện đơn giản và

khả năng tr ch xuất các thông số hữu ch cho các qu ết định hoạt động trong tương

lai. Kết quả ứng dụng phương pháp nà cho một hệ thống thủ điện giả giống như

phương pháp qu hoạch động ngẫu nhiên kép (Stochastic Dua D namic

Programming – SDDP) mà (Pereira, M.V.F, Pinto, L.M.V.G, 1985) [49] đã gợi ý

trước đâ cho thấ phương pháp kết hợp GA –LP tốt hơn nhiều so với SDDP.

Kerachian và Karamouz nghiên cứu phát triển một mô h nh từ sự iên kết

giữa mô h nh tối ưu hóa GA và mô h nh chất ượng nước hồ chứa, dựa trên hàm

mục tiêu của mô h nh tối ưu theo ý thu ết Nash để tối đa hóa độ tin cậy của nguồn

nhu cầu cấp hạ u và êu cầu chất ượng nước (Kerachian, R and Karamouz, M,

2007) [39]. Kết quả mô h nh tối ưu GA được ứng dụng xâ ựng qu tr nh vận

hành cho các hồ chứa Satarkhan ở Iran có xem xét đến chất ượng nước và ượng

nước êu cầu. Ma ekmohamma i và nnk giới thiệu mạng Ba esian (BN) để t m ra

các qu tắc vận hành cho một hệ thống hồ chứa đa mục tiêu (tưới tiêu và ph ng ũ),

với tài iệu thủ văn đầu vào theo thời đoạn tháng, mực nước hồ chứa hàng tháng và

êu cầu nước hạ du (Manoutchehr Heidari, Ven Te Chow, Dale D. Meredith, Petar

V. Kokotović, 1971) [43]. Các mô h nh tối ưu chế độ vận hành ài hạn (theo tháng)

được xâ ựng nhằm mục đ ch giảm thiểu thiệt hại o ũ ụt và thiếu hụt nước cho

nông nghiệp. Một mô h nh tối ưu thời đoạn ngắn (theo giờ) kết hợp với mô h nh

ước t nh thiệt hại ũ ụt.

Mạng tr tuệ nhân tạo (Artificial Neural Networks – ANN) được Chaves, P

và Chang, F.C đề xuất ứng dụng xâ ựng quy tắc vận hành hồ chứa Shihmen (với

5 biến ra quyết định) ở Đài Loan để xem xét t nh ứng dụng và khả thi của nó. Với

ưu điểm d àng xử ý các iến điều kiển và t thông số, ANN đem ại hiệu quả vận

hành của hồ chứa cao hơn khi so sánh với các qu tắc hoạt động hiện tại. Kết quả

nghiên cứu cũng chứng minh rằng mạng ANN hoàn toàn có khả năng giải quyết ài

toán vận hành hồ chứa đa mục tiêu (Chaves, P. an Chang F. J., 2008) [37].

E ferchichi và nnk tr nh à một phương pháp phân t ch đầ đủ về sự khác

biệt giữa cung và cầu. Các hoạt động của hồ chứa trong một hệ thống thủy lợi theo

êu cầu sử dụng một phương pháp ngẫu nhiên ựa trên thuật toán GA (E ferchichi,

2009) [46]. Mô h nh xác định đầ đủ đường quá tr nh ng chả để đảm bảo các

qu định tối ưu các hồ chứa trong thời gian cao điểm. Mô h nh nà đã được áp ụng

và thử nghiệm trên các hệ thống tưới Sinista Ofanto (Foggia, Italy).

Một kỹ thuật tối ưu hóa được gọi à mật ong-ong giao phối đã được tr nh à

bởi Afshar và nnk trong việc xử ý các hồ chứa duy nhất các vấn đề tối ưu hóa hoạt

động (Afshar, 2007) [45]. Quá tr nh giao phối mật ong-ong đã được coi à một

phương pháp tiếp cận dựa trên đặc trưng ầ để tối ưu hóa trong đó các thuật toán

t m kiếm được lấy cảm hứng từ quá tr nh thực giao phối mật ong-ong. Kết quả của

họ có thể so sánh với kết quả của quy hoạch tuyến t nh tru ền thống phát triển tốt

(LP) giải quyết như LINGO 8.0.

b. Phương pháp mô phỏng

Phương pháp tối ưu và phương pháp mô ph ng thường được kết hợp để phân

t ch ời giải tối ưu của ài toán đặt ra. Phương pháp tối ưu mặc ù có ưu điểm à t m

ra được phương thức khai thác tối ưu hệ thống tài ngu ên nước trong quy hoạch và

vận hành hệ thống. Tu nhiên, không phải ài toán nào cũng có thể giải được bằng

phương pháp tối ưu hóa. Trong hầu hết các ài toán hệ thống tài ngu ên nước, khi

ứng dụng phương pháp tối ưu hóa cần thiết phải giản hóa các quá tr nh của hệ

thống, bởi vậy, nghiệm tối ưu t m được có thể không phải à toàn cục. Trong trường

hợp đó, phương pháp mô ph ng à phương pháp th ch hợp cần được áp ụng để t m

ra phương án tốt nhất trong các phương án có thể. Do đó, phương pháp mô ph ng

c n à công cụ kiểm tra nghiệm tối ưu khi áp ụng các phương pháp tối ưu.

Phương pháp mô ph ng à phương pháp sử dụng các mô h nh mô ph ng để

đánh giá chất ượng của hệ thống khi thiết kế và điều khiển nó. Sự phân t ch chất

ượng của hệ thống được tiến hành ằng cách đưa ra tất cả những t nh huống hoặc

phương án có thể và phân t ch tất cả phản ứng của hệ thống mà ta quan tâm tương

ứng với các t nh huống đã đặt ra. Theo sự phân t ch đó người nghiên cứu lựa chọn

nghiệm của ài toán trong số các t nh huống đã đặt ra.

Mô h nh mô ph ng giúp cho người nghiên cứu phát hiện các qu uật vận

động của hệ thống khi cần quyết định những tác động cần thiết ên hệ thống theo

mục tiêu khai thác của m nh.

Quản ý hệ thống hồ chứa theo các mô h nh vận hành ằng mô h nh mô

ph ng à hướng phát triển hiện đại được nghiên cứu nhiều trong những năm gần đâ

và ngà càng được hoàn thiện. Có các mô h nh phổ biến như mô h nh HEC-3, HEC-

5, HEC-RESSim, MIKE11, MIKE-BASIN, WEAP, HEC-HMS … à những mô

h nh điển h nh được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong đó HEC-RESsim và

MIKE11 à hai mô h nh có mô ph ng vận hành hệ thống hồ chứa lợi dụng tổng hợp

nên có thể áp ụng cho các ài toán vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu. Mô

h nh MIKE 11 cho phép mô ph ng ài toán vận hành hố chứa mùa ũ, tu nhiên

việc mô ph ng vân hành hồ chứa trong thời kỳ mùa kết vẫn chưa được t ch hợp. Mô

hình HEC-RESSIM à ạng mô h nh mô ph ng hệ thống di n toán ng chả sông

ng i theo tr nh tự từ thượng ưu xuống hạ ưu. Mô h nh có thể mô ph ng một hoặc

nhiều hồ chứa àm nhiệm vụ ph ng ũ, cấp nước, phát điện, v.v... Các êu cầu về

nước có thể được chỉ định tại hồ và tại vị tr ở hạ du (gọi à các điểm kiểm soát). Mô

h nh HEC-RESSIM cũng như mô h nh MIKE 11 có nhược điểm à không thể ùng

để dự áo ng chả đến.

Mặc ù các phần mềm trên à các phần mềm thương mại đã được sử dụng

rộng rãi trên thế giới nhưng vẫn gặp khó khăn trong ứng dụng cho một số ài toán

về quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa. Ch nh v vậy, nhiều nghiên cứu đã

hướng tới sự phát triển các mô h nh riêng để giải quyết các ài toán được đặt ra.

Gần đâ nhất có thể kể đến các nghiên cứu của Bosona T.G, Cheng Chun-tian và

Kim SeungKwn.

Bosona T.G [52] đã phát triển mô h nh mô ph ng Powersim ứng dụng cho hệ

thống thủ điện Me ka Wakana Nhà má ở Ethiopia. Các kết quả phân t ch mô

ph ng chỉ ra rằng việc sản xuất năng ượng hàng năm đã tăng 5,67%. Cheng Chun-

tian [53] xâ ựng mô h nh mô ph ng nhằm trợ giúp ra qu ết định trong vận hành

hệ thống các hồ chứa thủ điện của Trung Quốc. Kim SeungKwn [54] đã phát triển

mô h nh mô ph ng vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa ũ theo TGT tại ưu vực

sông Hàn, Hàn Quốc.

1.2.2. Tổng quan các nghiên cứu vận hành hồ chứa trong nước

T m kiếm lời giải cho ài toán vận hành các hồ chứa đa mục tiêu đang được

nhiều nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu bởi những mâu thuẫn lợi ch

vốn có của nó. Hiện na , các hồ chứa đều đang vận hành theo iểu đồ điều phối với

giả thiết coi ng chả có t nh chu kỳ, ng chả tương ai sẽ lặp lại như đã xảy ra

trong quá khứ để xâ ựng các đường quy tắc vận hành. Việc nghiên cứu xâ ựng

qu tr nh vận hành thường do Bộ Công thương, Bộ Tài ngu ên và Môi trường hay

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn chủ tr . Đã có rất nhiều nhà khoa học Việt

Nam nghiên cứu đưa ra các giải pháp vận hành hồ chứa đơn và đa mục tiêu khác

nhau àm cơ sở khoa học và thực ti n giúp các nhà ch nh sách đưa ra các qu tr nh

vận hành hồ chứa.

Long, N.L và nnk (2007) [44] đưa ra các qu tắc vận hành tối ưu hồ chứa

H a B nh với mục tiêu tối đa hóa phát điện và ph ng ũ cho vùng đồng bằng hạ du

(Long, N. L, Ma sen, H., an Ros jerg, D., 2007). Xung đột giữa mục đ ch phát

điện và ph ng ũ xả ra trong quá tr nh t m kiếm quy tắc vận hành đặc biệt vào thời

kỳ chuyển tiếp cuối mùa ũ đầu mùa kiệt. Sử dụng kết hợp mô h nh mô ph ng

MIKE 11 và mô h nh tối ưu SEC (shuff e comp ex evo ution), các tác giả đã đưa

ra đề xuất phương án giải quyết mâu thuẫn trong thời kỳ nà t m ra quỹ đạo tối ưu

(parato) điều khiển vận hành hồ H a B nh.

Nguy n Thế Hùng, Lê Hùng (2011) [14] nghiên cứu lập chương tr nh t nh để

giải ài toán tối ưu vận hành hồ chứa đa mục tiêu (ph ng ũ, cấp nước và phát điện

…) ựa trên các mô h nh có sẵn và ứng dụng kỹ thuật tối ưu qu hoạch động

(QHĐ). Nghiên cứu ứng dụng cụ thể cho hai hồ chứa đa mục tiêu à hồ Định B nh

và hồ A Vương, với a trường hợp ưu tiên khác nhau.

Hà Ngọc Hiến và nnk (2010) [13] nghiên cứu phương pháp vận hành chống

ũ cho hệ thống hồ chứa trên sông Đà và sông Lô theo thời gian thực (Hà Ngọc

Hiến, Nguy n Hồng Phong, Trần Thị Hương, 2010). Với a tiêu ch à tối đa tổng

ung t ch chống ũ c n ại của các hồ, mực nước hồ âng đều; tối đa tổng ung t ch

chống ũ c n ại của các hồ và mực nước hạ du; tổng ung t ch chống ũ c n ại của

các hồ chứa đi theo một quỹ đạo đã xác định. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự ưu

việt của vận hành hệ thống hồ theo TGT cho hiệu quả cao.

Hoàng Thanh Tùng (2012) [28] đã nghiên cứu xâ ựng phương án t ch hợp

mô h nh ự áo mưa ũ và mô h nh vận hành hành hệ thống hồ chứa để giải quyết

ài toán vận hành phối hợp các hồ chứa ph ng ũ theo TGT, nghiên cứu ứng dụng

cho ưu vực điển h nh à ưu vực sông Cả. Đưa ra phương pháp áp ụng hiệu quả

mạng ANN với thuật toán quét ngược (BPNN) bằng việc sử dụng thuật toán giải

đoán ghen GA trong quá tr nh t m cấu trúc mạng tối ưu. Với nghiên cứu vận hành

hệ thống hồ chứa, tác giả đã ựa chọn hướng tiếp cận kết hợp giữa mô h nh mô

ph ng (HEC-HMS, HEC-ResSim) với mô h nh điều khiển hệ thống trong đó sử

dụng cả hai phương pháp ”Ẩn” và ”Hiện” để xác định các ưu tiên vận hành cho

từng hồ trong hệ thống.

Tô Thú Nga, (2013) [18] đã nghiên cứu thiết lập chương tr nh t nh toán mô

ph ng ũ từ việc t ch hợp a mô h nh: mô h nh mưa ng chả , mô h nh vận hành

hồ chứa và i n toán ũ trong sông cho vùng thượng u sông Vu Gia – Thu Bồn

phục vụ cho dự áo ũ với thời gian dự kiến từ 3 đến 5 ngà àm cơ sở cho việc xác

định chế độ vận hành hồ chứa theo TGT. Với công cụ mô h nh mô ph ng đã thiết

lập, xâ ựng một qu tr nh vận hành theo TGT nhằm nâng cao hiệu quả cắt giảm

ũ, xả ũ an toàn và đảm bảo an toàn t ch nước cho nhiệm vụ phát điện và cấp nước

hạ du. Kết quả nghiên cứu chứng minh rằng mô h nh mô ph ng mà tác giả xâ ựng

có thể áp ụng cho công tác ự áo ũ và vận hành an toàn các hồ chứa ph ng ũ

trên ưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn.

Hà Văn Khối, Hồ Ngọc Dung (2013) [11] đã xâ ựng mô h nh t nh điều tiết

phát điện và cấp nước cho hệ thống hồ chứa lợi dụng tổng hợp. Tu nhiên mô h nh

nà mới chỉ áp ụng cho hệ thống hồ bậc thang với mục đ ch phát điện à chủ yếu.

Hoàng Thanh Tùng, Hà Văn Khối, Nguy n Thanh Hải (2013) [27], đã ứng

dụng Cr sta a t nh chế độ vận hành tối ưu phát điện cho hồ chứa Thác Bà, Tu ên

Quang và ậc thang hồ chứa Sơn La, H a B nh có t nh đến êu cầu cấp nước hạ du.

Hồ Ngọc Dung (2017) [4], Nghiên cứu đã phát triển thuật toán qu hoạch

động 2 chiều áp ụng cho ài toán vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa bậc thang thủy

điện. Xâ ựng mô h nh và phát triển phần mềm t nh toán tối ưu vận hành hệ thống

hồ chứa thủ điện có cấu trúc ậc thang đơn, ước đầu đã áp dụng thành công trong

hệ thống hồ chứa Sơn La – H a B nh trên sông Đà. Đưa ra tiêu chuẩn lợi ch điện

năng có xét đến chế độ àm việc của các trạm thủ điện trong cân ằng phụ tải của

hệ thống điện vào mô h nh ài toán tối ưu chế độ vận hành hệ thống bậc thang trong

mùa cạn mang lại t nh hợp ý và hiệu quả của việc vận hành tối ưu.

1.2.3. Các nghiên cứu trên lưu vực sông Ba

Lưu vực sông Ba à một trong những ưu vực nội địa lớn nhất Việt Nam. Lưu vực sông Ba rộng khoảng 13.900km2 thuộc các tỉnh Gia Lai, Đăk Lăk, Phú Yên và

một phần nh thuộc tỉnh Kon Tum. Đặc điểm kh hậu và địa h nh ở ưu vực sông Ba

rất đặc biệt o địa h nh ị chia cắt mạnh của ã Trường Sơn tạo ra. Trên sông Ba

đã xâ ựng nhiều hồ chứa lớn như hồ Sông Hinh, hồ Ayun Hạ, hồ Sông Ba Hạ, hồ

Krông H’Năng và cụm hồ An Khê-KaNak. Ngoài ra, c n có hàng chục các hồ chứa

nh được xâ ựng và các cụm trạm ơm tưới dọc các sông ch nh cấp nước cho

công nghiệp và sinh hoạt. Vấn đề quản ý và sử dụng nước hợp ý ưu vực sông Ba

à ài toán phức tạp nên đã có nhiều dự án và đề tài nghiên cứu được thực hiện.

Đề tài “Nghiên cứu giải pháp tổng thể sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ

môi trường lưu vực sông Ba và sông Kône” do Nguy n Văn Cư [2] chủ tr . Đề tài

đã xâ ựng và đề xuất mô h nh quản ý tổng hợp ưu vực sông Ba và sông Côn,

đưa ra định hướng quy hoạch sử dụng hợp ý đối với từng loại tài ngu ên trong đó

có tài ngu ên nước.

Đề tài “Đánh giá tổng hợp tài nguyên nước và quy hoạch thủy lợi - thủy điện

lưu vực sông Côn - sông Ba đến năm 2010 – 2020” thuộc đề tài: Nghiên cứu giải

pháp tổng thể sử dụng hợp ý tài ngu ên và ảo vệ môi trường ưu vực sông Ba và

sông Côn o GS.TS Ngô Đ nh Tuấn [29] chủ tr . Đã đánh giá tổng hợp toàn ộ

TNN cũng như qu hoạch thủy lợi - Thủ điện trên ưu vực sông Ba và sông Côn

năm 2010 – 2020, đã tiến hành t nh toán CBN trên ưu vực hai sông và phân t ch

một số vấn đề cần ưu ý trong việc quy hoạch, đồng thời đưa ra các giải pháp để

quản ý tài ngu ên nước.

Đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp tính toán ngưỡng khai

thác sử dụng nguồn và dòng chảy môi trường, ứng dụng cho lưu vực sông Ba và

sông Trà Khúc” thuộc chương tr nh quản ý tài ngu ên, ảo vệ môi trường và

ph ng chống thiên tai o Ngu n Văn Thắng [23] chủ tr . Đề tài đã tiến hành xâ

dựng cơ sở khoa học và phương pháp t nh toán ng chả môi trường và ngưỡng

khai thác sử dụng nguồn nước của ưu vực.

Đề tài “Nghiên cứu xây dựng hệ thống hỗ trợ kỹ thuật giải quyết tranh chấp

tài nguyên nước lưu vực sông Ba” do Huỳnh Thị Lan Hương [15] chủ tr . Đề tài đã

điều tra, thu thập, tổng hợp, phân t ch các thông tin, số liệu về điều kiện tự nhiên,

KTXH hiện trạng, bảo vệ, khai thác tài ngu ên nước và t nh h nh quản ý, ảo vệ tài

ngu ên nước trong phạm vi ưu vực sông Ba. Nghiên cứu đã xâ ựng một công cụ

hữu ch cho việc thiết lập hệ thống phân ổ nguồn nước, góp phần trong công tác

quản ý tài ngu ên nước cho ưu vực sông Ba, tạo cơ sở cho việc phát triển mở rộng

các ưu vực khác của Việt Nam nói chung.

Đề tài “Phân tích hệ thống tài nguyên nước và đề xuất các giải pháp phân

bổ hợp lý nguồn nước lưu vực sông Ba” o Vũ Thành Tâm, Đỗ Tiến Hùng, Trần

Thành Lê [21] àm chủ nhiệm. Đề tài đã sử dụng mô h nh Qu hoạch và Đánh giá

tài ngu ên nước, sử dụng mô h nh WEAP mô ph ng và phân t ch hoạt động của

một số thành phần thuộc hệ thống tài ngu ên nước ưu vực sông Ba. Đề tài đã đưa

ra các giải pháp nhằm tăng khả năng đáp ứng nhu cầu ùng nước của các đối tượng,

các địa phương trên ưu vực giai đoạn 2011 – 2020 mà không àm tha đổi, điều

chỉnh cơ sở hạ tầng cung ứng nước hiện có trên ưu vực.

Đề tài “Phân tích hệ thống tài nguyên nước và đề xuất các giải pháp phân

bổ hợp lý nguồn nước lưu vực sông Ba” do Nguy n Hữu Khải [23] àm chủ nhiệm.

Đề tài đã nghiên cứu đưa ra đề xuất qu tr nh vận hành iên hồ chứa trên ưu vực

sông Ba mùa kiệt và mùa ũ. Nghiên cứu đã ứng dụng bộ công nghệ điều hành hệ

thống MIKE và HEC-RESSIM mô ph ng t nh toán để đưa ra ngu ên tắc vận hành

iên hồ chứa trên ưu vực sông Ba.

Dự án “Đánh giá tác động của BĐKH đến TNN và đề xuất giải pháp thích

ứng” do Viện Khoa học KTTV và MT – Bộ TN&MT chủ tr thực hiện. Dự án đã

xâ ựng cơ sở dữ liệu về tài ngu ên nước (TNN), xâ ựng các kịch bản BĐKH

cho các khu vực trên cả nước, xâ ựng phương pháp đánh giá tác động BĐKH đến

TNN và cơ sở khoa học xác định giải pháp ứng phó với BĐKH trong ĩnh vực TNN.

Kết quả nghiên cứu của dự án à nguồn tư iệu tham khảo vô cùng quý giá giúp tác

giả đi thẳng vào vấn đề nghiên cứu. Ngoài các nghiên cứu trên, c n nhiều đề tài

nghiên cứu về TNN ưu vực sông Ba.

Viện quy hoạch thủy lợi 2018 [32] đã ập áo cáo điều chỉnh quy hoạch thủy

lợi ưu vực sông Ba và vùng phụ cận giai đoạn 2025 và tầm nh n 2035, nghiên cứu

nhu cầu tưới, cấp nước nhằm t nh toán xác định các phương án cấp nước cho các

ngành ân sinh, công nghiệp, nông nghiệp, môi trường.

Bộ Tài ngu ên và Môi trường [33] đã xâ ựng qu tr nh vận hành iên hồ

chứa các hồ chứa Sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H'năng, A un Hạ và An Khê -

KaNak trong mùa cạn, 2013 và chỉnh sửa, bổ sung tại Quyết định số 878/QD-TTg

ngà 08/7/2018 của Thủ tướng ch nh phủ, theo đó trong thời gian mùa cạn các hồ

chứa thủ điện phải điều tiết nước xuống hạ u theo các ưu ượng cố định. Tuy

nhiên, vẫn c n nhiều vấn đề gâ tranh cãi và tiếp tục cần được nghiên cứu.

Lương Hữu Dũng 2016 [5] đã thực hiện luận án "Nghiên cứu cơ sở khoa học

phục vụ VHHTLHC kiểm soát lũ lưu vực sông Ba”, đã tập trung vào nghiên cứu xác

định ngu ên tắc VHHTLHC kiểm soát ũ, an toàn hạ u và đảm bảo hiệu quả sử

dụng nước. Thiết lập được ài toán vận hành điều tiết cắt giảm ũ cho hệ thống iên

hồ chứa trên ưu vực sông Ba theo hướng điều chỉnh nhiệm vụ ph ng ũ các hồ

chứa trong hệ thống nhưng vẫn đảm bảo sự hài h a với mục tiêu phát điện và cấp

nước đã được xác định trong giai đoạn thiết kế. Ngoài ra, uận án c n xác ập cơ sở

khoa học cho việc xác định ung t ch trữ ũ, qu tắc phối hợp vận hành cắt giảm ũ

cho hạ du của hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba, đề xuất điều chỉnh nội dung

vận hành của Qu tr nh vận hành iên hồ chứa trong thời kỳ mùa ũ trên ưu vực

sông Ba.

Lê Đức Thường 2016 [24] đã thực hiện luận án "Nghiên cứu quản lý bền

vững tài nguyên nước lưu vực sông Ba trong bối cảnh Biến đổi khí hậu” thực hiện

đã nghiên cứu đánh giá được hiện trạng tài ngu ên nước ưu vực sông Ba, tổng

ượng nước đến và nhu cầu ùng nước của các vùng trên ưu vực, định ượng sự

tha đổi tài ngu ên nước ưới tác động của BĐKH, đánh giá được thực trạng phát

triển tài ngu ên nước và đã xác định chỉ số d tổn thương tài ngu ên nước trên ưu

vực sông Ba và đã xâ ựng qu tr nh t ch hợp vấn đề BĐKH trong công tác quản

ý tổng hợp tài ngu ên nước ưu vực sông àm cơ sở kiến nghị việc lồng ghép các

giải pháp thịch ứng với BĐKH trên ưu vực sông Ba.

Nguy n Thị Thu Nga (2017) [16], Nghiên cứu đã ứng dụng mô h nh tối ưu

trong đánh giá, phân ổ nguồn nước trong ưu vực sông, ượng hóa được quan hệ

giữa thủ văn và kinh tế cho ưu vực sông Ba trong mối ràng uộc về tự nhiên, kết

cấu hạ tầng, môi trường và xã hội. Đánh giá hiệu ch kinh tế của một số ch nh sách

dự kiến trong quy hoạch và quản ý tài ngu ên nước, từ đó đề xuất các iện pháp

tăng cường hiệu quả trong khai thác sử dụng nước trên ưu vực sông Ba.

Lê Ngọc Sơn (2017) [20] Nghiên cứu cơ sở khoa học t ch hợp mô ph ng tối

ưu tr tuệ nhân tạo trong vận hành hệ thống chứa đa mục tiêu, áp ụng vận hành hệ

thống hồ chứa cho ưu vực sông Ba nhằm nâng cao hiệu quả phát điện trong mùa

cạn.

Trên đâ à một số nghiên cứu điển h nh về quản ý, qu hoạch tài ngu ên

nước trên ưu vực sông Ba. Nh n chung, các nghiên cứu nà đã thu được nhiều kết

quả có giá trị về mặt khoa học và thực ti n, đã góp phần không nh vào việc ph ng

chống, giảm nhẹ thiên tai. Các công tr nh khoa học nà sẽ à nguồn tư iệu quý để

phục vụ mục tiêu của luận án.

1.3. Nhận xét chung về các nghiên cứu trong và ngoài nước, xác định

hướng nghiên cứu của luận án

1.3.1. Về phương pháp luận

Tổng quan t nh h nh nghiên cứu thế giới cho thấy trong thời gian qua đã phát

triển mạnh về công cụ t nh toán cũng như các công tr nh nghiên cứu. Do hệ thống

sông mỗi ưu vực có đặc thù riêng, trong hệ thống hồ chứa, mỗi hồ chứa có những

mục tiêu khác nhau, dẫn đến cách tiếp cận mỗi nơi điều khác nhau. Có thể thấy ài

toán vận hành hệ thống hồ chứa nh n chung phụ thuộc vào đặc điểm hệ thống của

từng ưu vực sông, các mục tiêu khác nhau của hệ thống hồ chứa trên ưu vực đó,

điều kiện về số liệu đo đạc... từ đó mới có thể đưa ra sách ược vận hành cụ thể phù

hợp cho mỗi ưu vực khác nhau.

Như trên đã tr nh à , hiện na trên thế giới h nh thành hai hướng nghiên

cứu ch nh về vận hành hồ chứa: phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô ph ng.

Phương pháp tối ưu hóa vẫn đang phát triển theo nhiều hướng khác nhau và việc

ứng dụng trong thực tế vẫn c n hạn chế. Phương pháp mô ph ng hiện tại vẫn được

sử dụng rộng rãi trong quá tr nh ra qu ết định vận hành hệ thống hồ chứa. Tuy

nhiên, những phần mềm có sẵn có thể không phù hợp với điều kiện cụ thể của ưu

vực sông hoặc c n những hạn chế nhất định trong quá tr nh sử dụng.

Hiện na có nhiều mô h nh có sẵn được sử dụng trong quy hoạch, quản ý

nước trên ưu vực sông và vận hành hồ chứa như MIKE11, MIKE-BASIN, HEC-

RESSIM, WEAP... à những mô h nh điển h nh được sử dụng rộng rãi trên thế giới.

Các mô h nh nà cũng đã được nghiên cứu trong quy hoạch, quản ý nước cho các

ưu vực sông ở Việt Nam trong đó có ưu vực sông Ba. Trong các mô h nh đã iệt kê

trên đâ , mô h nh HEC-RESSIM và mô h nh MIKE 11 à 2 mô h nh th ch hợp nhất

cho việc hỗ trợ ra quyết định trong quá tr nh vận hành hệ thống hồ chứa. Bởi vậy,

trên cơ sở ý tưởng mô ph ng của hai mô h nh trên, uận án tập trung nghiên cứu

phát triển một mô h nh riêng th ch hợp cho quản ý nước và vận hành hệ thống hồ

chứa trên ưu vực sông Ba.

1.3.2. Về thực trạng nghiên cứu vận hành hồ chứa ở lưu vực sông Ba

Các nghiên cứu về vận hành hồ chứa ở Việt Nam hiện nay chủ yếu sử dụng

các phần mềm và mô h nh có sẵn để phân t ch và xâ ựng chế độ vận hành hệ

thống hồ chứa. Từ đó xâ ựng qu tr nh vận hành hồ chứa hoặc iên hồ chứa. Rất

t các nghiên cứu vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực. Khi VHHTLHC

trên ưu vực sông, các đơn vị tư vấn cũng đã phát triển mô h nh vận hành cho riêng

m nh. Tu nhiên, trong quá tr nh vận hành vẫn phải có sự hỗ trợ của các phần mềm

khác nữa. Hiện nay, hầu hết các ưu vực sông, trong đó có ưu vực sông Ba, chưa có

mô h nh vận hành hồ chứa để hỗ trợ ra quyết định trong quá tr nh VHHTLHC.

Cho đến nay, vấn đề quản ý nước và vận hành theo thời gian thực thời kỳ

mùa cạn đối với hệ thống công tr nh hồ chứa trên sông Ba chưa được nghiên cứu.

Khó khăn nhất trong công tác vận hành các hồ chứa TKMK à sự hạn chế về dự áo

kiệt trên hệ thống sông. Có thể nói, các ự áo kiệt trên ưu vực sông Ba không đáp

ứng được công tác vận hành các hồ chứa trên sông Ba. Các qu định trong Quyết

định vận hành iên hồ chứa số 878/QĐ-TTg c n nhiều hạn chế và hiệu quả chưa cao

đối với các hồ chứa phát điện.

Do những hạn chế nêu trên, việc nghiên cứu xâ ựng mô h nh toán vận

hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu TKMK cho ưu vực sông Ba có ý nghĩa thực

ti n và cần được nghiên cứu.

1.3.3. Định hướng nghiên cứu của luận án

1. Trên cơ sở phân t ch trên đâ , đề tài tiếp cận theo hướng xâ ựng một mô

h nh mô ph ng có khả năng ự áo nước đến thời kỳ mùa kiệt và hỗ trợ ra quyết

định vận hành, áp ụng cho ưu vực sông Ba àm ưu vực nghiên cứu điển h nh. Mô

h nh sẽ được xâ ựng trên cơ sở kế thừa phương pháp uận của các mô h nh đã có

và khắc phục những hạn chế gâ khó khăn khi sử dụng các mô h nh nà trong

VHHTLHC. Mô h nh được dự kiến được thiết lập có t nh năng như sau:

- Có khả năng t nh toán được ượng trữ của ưu vực tại các nút hồ chứa và

nhập ưu tại thời điểm cuối mùa ũ, àm cơ sở dự áo và đánh giá, nhận dạng

ng chảy thời kỳ mùa kiệt kế tiếp, phục vụ cho lập kế hoạch ùng nước và

vận hành hệ thống hồ chứa trong thời kỳ mùa kiệt.

- Có khả năng hỗ trợ ra quyết định khi vận hành hệ thống hồ chứa cấp nước và

phát điện theo thời gian thực đối với ưu vực sông Ba.

Để đảm bảo êu cầu nà , mô h nh sẽ được xâ ựng trên cơ sở t ch hợp các mô

ph ng cân ằng nước, điều tiết vận hành hệ thống hồ chứa và mô h nh mưa - ng

chả để t nh toán nước đến từ tài iệu đo mưa.

2. Ứng dụng mô h nh đã xâ ựng đánh giá cân ằng nước hệ thống và t nh toán

vận hành hệ thống hồ chứa theo các kịch bản vận hành hồ chứa trên ưu vực sông

Ba.

3. Đề xuất phương thức vận hành theo thời gian thực khi sử dụng mô h nh đã

thiết lập đối với các hồ chứa trên ưu vực sông Ba trong thời kỳ mùa kiệt.

Kết luận chương 1:

1. Quản ý và vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu à một ài toán phức

tạp. Hiện nay, việc nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống hồ chứa được nghiên cứu

theo 2 hướng: phương pháp tối ưu hóa và phương pháp mô ph ng. Mỗi phương

pháp đều có ưu điểm và những hạn chế, theo đó phương pháp mô ph ng hiện đang

được sử dụng phổ biến trong vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực.

2. Hiện na có khá nhiều mô h nh mô ph ng đã được phát triển và ứng dụng

trong thực tế. Tu nhiên, các mô h nh nà phần lớn được ứng dụng trong nghiên

cứu quy hoạch hệ thống tài ngu ên nước. Mỗi mô h nh đều có những hạn chế nhất

định nên việc ứng dụng trong vận hành hệ thống hồ chứa theo th i gian thực gặp

khó khăn. Do đó, các nghiên cứu về phát triển các mô h nh mô ph ng ưu vực sông

vẫn đang được tiếp tục nghiên cứu, đồng thời cũng có xu hướng nghiên cứu phát

triển một mô h nh riêng, phù hợp với điều kiện thực tế và thuận lợi trong quá tr nh

nghiên cứu của ài toán đặt ra. Bởi vậy, định hướng của đề tài uận án về việc xâ

dựng một mô h nh mô ph ng phù hợp với ài toán vận hành hệ thống hồ chứa cấp

nước và phát điện trên ưu vực sông Ba và các ưu vực khác có điều kiện tương tự à

một hướng nghiên cứu hợp ý và cần thiết.

3. Đã nêu được tổng quan về t nh h nh nghiên cứu tài ngu ên nước nói chung

và vận hành điều tiết hồ chứa, đã phân t ch được các ưu, nhược điểm của các

phương pháp nghiên cứu cũng như các mô h nh mô ph ng CBN và điều tiết hồ

chứa hiện nay, từ đó định hướng nghiên cứu của luận án.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

THIẾT LẬP BÀI TOÁN VẬN HÀNH HỒ CHỨA

TRÊN SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT

2.1. Giới hạn địa lý lưu vực sông Ba

Khu vực nghiên cứu thuộc ưu vực sông Ba, bao gồm địa giới hành ch nh của

26 huyện, thị và thành phố. Trong đó có 12 hu ện, thị thuộc tỉnh Gia Lai à thị xã

An Khê, thị xã A un Pa, các hu ện Mang Yang, Phú Thiện, Đăk Pơ, Ia Pa, Chư

Pưh, Kông Chro, Chư Sê, KBang, Đăk Đoa và Krông Pa; 5 huyện thuộc tỉnh Đăk

Lăk à huyện Ea H’ eo, Krông H’Năng, Ea Kar, M’Đrăk và thị xã Buôn Hồ; 9

huyện, thị xã, thành phố thuộc tỉnh Phú Yên à thành phố Tu H a, thị xã Sông

Cầu, các hu ện Sơn Hoà, Phú H a, Tâ H a, Đông H a, Sông Hinh, Đồng Xuân và huyện Tuy An. Diện t ch tự nhiên à 16.471 km2.

Có tọa độ địa ý như sau:

- Từ 12°26'05" đến 14°36'38" Vĩ độ Bắc;

- Từ 108°00'28" đến 109°27'12" Kinh độ Đông.

Được giới hạn bởi:

- Ph a Bắc, Tâ Bắc giáp ưu vực sông Sê San (tỉnh Kon Tum) và ưu vực

sông Kôn (tỉnh B nh Định).

- Ph a Tâ , Tâ Nam giáp ưu vực sông Srêpôk (tỉnh Đăk Lăk), ưu vực Cái

Ninh H a (tỉnh Khánh H a).

- Ph a Nam giáp ưu vực sông suối nh huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh H a.

- Ph a Đông giáp iển Đông.

2.2. Đặc điểm sông ngòi

Lưu vực sông Ba có 36 phụ ưu cấp I, 54 phụ ưu cấp II, 14 phụ ưu cấp III.

Trong đó có các ưu vực sông ớn à sông Ia Pi Hao, sông Đak Pô Kô, Ia Yun,

Krông H’Năng và Sông Hinh. Lưu vực sông Kỳ Lộ có 11 phụ ưu cấp I, ưu vực

sông Bàn Thạch (Đà Nông) có 2 phụ ưu cấp I à Suối Thoại và Sông Mới.

a. Sông Iayun

Ia un à một sông nhánh ớn nhất của sông Ba có iện t ch ưu vực à 2.950 km2

và chiều ài sông à 175 km.

Hình 2.1: Bản đồ vùng nghiên cứu (Nguồn [1])

Sông ắt nguồn từ vùng núi cao từ 1500 đến 1700 m, chả theo hướng Bắc -

Nam đến Chư Sê và sau đó chuyển hướng Tâ Bắc - Đông Nam đến Cheo Reo th

nhập vào ờ phải sông Ba. Sông IaYun có ượng mưa năm khoảng 1.600 mm, mô u n ng chả trung nh nhiều năm 18 /s km2 và chiếm khoảng 17,5% tổng

ượng nước đến của ưu vực sông Ba.

b. Sông Krông H’Năng

Krông H’Năng à sông nhánh ớn thứ hai của sông Ba có iện t ch ưu vực à 1.840 km2 và chiều ài sông à 130 km. Sông Krông H’Năng bắt nguồn ở vùng núi

cao trên 1000m thuộc huyện Krông H’Năng của tỉnh Đăk Lăk. Do địa h nh phức tạp

nên hướng chảy của sông nà gần như h nh v ng cung, đoạn đầu theo hướng Bắc-

Nam, sau đó chu ển sang hướng Tâ Bắc- Đông Nam rồi lại chả ngược ên gần

như hướng Nam - Bắc để nhập vào sông Ba. Lượng nước của sông nhánh Krông

H’Năng đổ vào sông Ba chiếm khoảng 12,5% tổng ượng nước của toàn ưu vực

sông Ba.

c. Sông Hinh

Với diện t ch ưu vực à 1.040 km2 và chiều ài sông à 88 km, à sông nhánh

lớn thứ ba của sông Ba. Sông Hinh ắt nguồn từ đỉnh núi Chư Hmú cao 2.051m

chả theo hướng Tâ Nam - Đông Bắc, đến gần thị trấn Củng Sơn th nhập vào ờ

phải sông Ba. Do có địa h nh núi cao chắn gió nên sông Hinh có ượng mưa tương

đối lớn hơn các nhánh sông khác với ượng mưa năm trung nh khoảng 2.600 mm và mô đun ng chả trung nh nhiều năm à khoảng 53 l/s km2. Lượng nước của

sông Hinh chiếm khoảng 17,4% tổng ượng nước của toàn ưu vực sông Ba.

2.3. Phân tích đặc điểm khí hậu và dòng chảy sông ảnh hưởng đến chế độ

vận hành các hồ chứa thời kỳ mùa kiệt

2.3.1. Đặc điểm khí hậu

Đại bộ phận lưu vực sông Ba nằm ở ph a Tâ ã Trường Sơn, chỉ có phần

nh ở hạ ưu nằm ph a sườn Đông Trường Sơn. Do tác ụng của ã Trường Sơn

mà ưu vực sông Ba chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hai kiểu kh hậu gió mùa Đông

Trường Sơn và Tâ Trường Sơn.

 Kh hậu Tâ Trường Sơn

Đặc điểm của kiểu kh hậu nà à o gió mùa Tâ Nam thổi qua vịnh Ben

Gan mang theo hơi ẩm vào hàng năm từ tháng V đến tháng X tạo nên các trận mưa

giông với một ượng mưa khá phong phú, tạo cho hầu hết ưu vực một mùa mưa ẩm

dịu mát. Từ tháng XI đến tháng VI năm sau à một mùa khô t mưa, gâ t nh trạng

thiếu nước nghiêm trọng.

 Kh hậu Đông Trường Sơn

Đặc điểm của kiểu kh hậu nà à sự tác động mạnh mẽ của các nhi u động

thời tiết từ biển Đông vào và kết hợp với gió mùa Đông Bắc. Hàng năm từ tháng IX

đến tháng XII các cơn ão muộn từ biển Đông đổ bộ vào đất liền, gặp ã Trường

Sơn ão ị suy yếu tạo thành vùng áp thấp nhiệt đới kết hợp với gió mùa Đông Bắc

gâ mưa ớn ở phần thượng nguồn trên ng ch nh sông Ba và ảnh hưởng khá mạnh

mẽ cho vùng hạ u sông Ba, trên ưu vực sông Hinh và một phần sông Krông

H’Năng. Phần ưu vực từ thượng nguồn đến An Khê và hạ ưu Sơn Hoà, sông Hinh

trở xuống đến cửa ra. Về mùa Đông, o gió mùa Đông Bắc kết hợp ão muộn từ

biển Đông hoạt động mang hơi ẩm từ biển Đông vào nên ở hai phần ưu vực kể trên

vẫn có mưa nhưng với ượng mưa không nhiều.

Bão thường xuất hiện từ biển Đông. Do tác động chắn gió của dã Trường

Sơn nên hàng năm ưu vực sông Ba phần thượng và trung ưu thường không có ão.

Khi ão từ biển Đông đổ bộ vào gặp dã Trường Sơn àm cho tốc độ gió và tốc độ

di chuyển của ão chậm lại. Bão trở thành vùng áp thấp gâ gió mạnh và mưa ớn

cho toàn ưu vực sông Ba. Riêng phần hạ u ưu vực sông Ba mở ra theo hướng

Đông - Tâ nên thuận tiện cho ão tràn vào gâ gió mạnh và mưa ớn ở hạ ưu.

Do đặc điểm địa h nh và điều kiện kh hậu mà chế độ mưa của ưu vực sông

Ba khá phức tạp so với các ưu vực ân cận. Khi vùng thượng và trung u ưu vực

đã à mùa mưa rồi nhưng vùng hạ du lại đang c n ở thời kỳ khô hạn, khi thượng và

trung u đã kết thúc mùa mưa nhưng vùng hạ du vẫn trong thời kỳ mưa ớn. Mùa

mưa ở vùng thượng và trung u thường đến sớm từ tháng V và kết thúc vào tháng X

hoặc tháng XI, kéo ài trong 6-7 tháng. Trong khi đó mùa mưa vùng hạ u đến

muộn và kết thúc sớm, chỉ kéo ài 3-4 tháng khoảng tháng IX đến tháng XII.

2.3.2. Đặc điểm chế độ mưa theo mùa

Sự phân ố mùa mưa trong năm trên ưu vực sông Ba chịu sự chi phối mạnh

mẽ của kh hậu Tâ và Đông Trường Sơn và đặc điểm địa h nh của ưu vực.

Nếu coi thời gian mùa nhiều mưa ao gồm những tháng có ượng mưa lớn

hơn ượng mưa nh quân tháng trong năm và đạt trên 50% tổng số năm quan trắc

th mùa mưa tại các nơi trên ưu vực sông Ba như sau:

 Khu vực Tâ Trường Sơn

Mùa mưa kéo ài 6 tháng từ tháng V đến tháng X trùng với mùa gió mùa

Tâ Nam hoạt động. Lượng mưa cả mùa xấp xỉ 90% ượng mưa năm. Tháng VIII

và tháng IX thường có ượng mưa tháng ớn nhất và đạt trên 200 mm/tháng ở nơi t

mưa, từ 350 đến 470 mm/tháng ở nơi nhiều mưa. Giữa mùa từ tháng I đến tháng III

có nhiều năm không mưa và nếu có th ượng mưa cũng không đáng kể (chỉ 2-10

mm/tháng) và cũng chỉ mưa trong một vài ngà . Đại diện cho khu vực nà à trạm

P eiku, Pơ Mơ Rê, Chư Sê…

Trên các h nh từ 2.2.a à iểu đồ phân ố ượng mưa hàng tháng so với ượng

mưa năm K = Xtháng/Xnăm của các trạm mưa đại diện Pơ Mơ Rê.

Hình 2.2a: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm tại Pơ Mơ Rê

 Khu vực Đông Trường Sơn

Mùa mưa ngắn chỉ 3-4 tháng, từ tháng IX đến tháng XI hoặc XII hàng năm

cùng với thời kỳ gió mùa Đông Bắc và ão muộn hoạt động trên iển Đông. Lượng

mưa trong mùa mưa ở đâ chiếm 65 – 75% ượng mưa cả năm. Mưa ớn thường

xả ra vào tháng X và tháng XI, tháng có ượng mưa ớn có thể đạt trên 600

mm/tháng, có năm có trạm đạt tới 1920 mm/(XI-81) ở Sông Hinh, 1310 mm/(XI-

90) ở Tu Hoà. Số ngà mưa trong tháng từ 20 – 25 ngà /tháng. Mùa t mưa kéo

ài 8-9 tháng (từ tháng I đến tháng VIII hoặc IX) ượng mưa trong mùa t mưa

chiếm 30 – 35% ượng mưa cả năm. Tháng II đến tháng III thường có ượng mưa

nh nhất và chỉ đạt 20 - 30 mm/tháng đối với vùng cao, ưới 20 mm/tháng đối với

vùng thấp. Khu vực nà thường có đỉnh mưa từ tháng V đến tháng VI hàng năm.

Tháng VII và tháng VIII ượng mưa ại giảm đi. Đại diện cho vùng nà à các trạm

Sông Hinh, Sơn Thành, Tu Hoà (xem h nh 2.2 và 2.2c).

Hình 2.2b: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm

K = Xtháng/Xnămtại Sông Hinh

Hình 2.2c: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm

K = Xtháng/Xnăm tại Sơn Thành

 Khu vực trung gian: chịu tác động qua lại của kh hậu Tâ và Đông Trường

Sơn. Mùa mưa ở đâ kéo ài 7 tháng từ tháng V đến tháng XI. Lượng mưa ùng

hàng năm chiếm khoảng 85–93% ượng mưa năm. Số ngà mưa trong mùa mưa

khoảng 15–20 ngà mưa trong một tháng. Tháng IX và tháng X thường có ượng

mưa tháng ớn nhất đạt khoảng 250 – 350 mm/tháng xấp xỉ 20% ượng mưa năm.

Mùa t mưa kéo ài 5 tháng từ tháng XII đến tháng IV năm sau, trong đó tháng I và

tháng II à tháng t mưa nhất, ượng mưa trong 2 tháng nà có nhiều năm ằng 0 và

nếu có mưa th cũng chỉ đạt 2 – 10 mm/tháng và cũng chỉ mưa trong vài ngà .

Hình 2.2d: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa hàng tháng nh quân nhiều năm

K = Xtháng/Xnăm tại An Khê

Hình 2.2e: Biểu đồ tỷ lệ ượng mưa tháng nh quân nhiều năm tại

K = Xtháng/Xnăm Krông Pa (Phú Túc)

Khu vực trung gian tu có mùa mưa ài hơn hai ưu vực trên, song ại à khu

vực có ượng mưa t nhất trong ưu vực (vùng thung ũng sông Ba). V vậy, nơi đâ

hàng năm thường bị khô hạn, thiếu nước nghiêm trọng, nhất à từ tháng II đến tháng

IV hàng năm. Đại biểu cho ưu vực nà à các trạm: An Khê, Cheo Reo, Phú Túc,

Krông H’Năng. Riêng vùng An Khê ở vào vị tr địa h nh cao nhất nên hàng năm

vào tháng V và tháng VI thường có một đỉnh mưa phụ với ượng mưa chiếm trên

8% ượng mưa năm. Đặc điểm tỷ lệ phân ố mưa tháng trong năm của khu vực nà

thể hiện trên các 2.2 và 2.2e.

Hình 2.2f: Bản đồ đẳng trị tổng ượng mưa năm trung nh nhiều năm ưu vực sông

Ba và vùng phụ cận (Nguồn [1])

Nếu phân theo khu vực th khu Đông Trường Sơn mưa ớn nhất (Sông Hinh,

Sơn Thành), sau đó à đến Tâ Trường Sơn (Pơ Mơ Rê, Chư Sê), có ượng mưa nh

nhất à khu Trung gian (Cheo Reo, Phú Túc). Điều nà có thể thấ rõ trên ản đồ

đẳng trị mưa h nh 2.2f.

2.3.3. Đặc điểm chế độ dòng chảy sông ngòi

Trên ưu vực sông Ba, sự biến động về mùa ở đâ khá phức tạp. Ngay tại vị

tr một trạm đo có năm mùa ũ đến sớm hơn hoặc muộn hơn hai đến a tháng tạo

nên mùa ũ hàng năm ài ngắn khác nhau, có năm chỉ có 2 -3 tháng mùa ũ, song

cũng có năm tới 5 - 6 tháng mùa ũ, điều nà thể hiện t nh chất mùa không ổn định

trên ưu vực. Với những năm gió mùa Tâ Nam hoạt động mạnh ngay từ đầu mùa

mưa (tháng V hàng năm) mùa ũ trên ưu vực đến sớm. Đến cuối mùa nếu gặp mưa

o ão, áp thấp nhiệt đới từ biển Đông vào th mùa ũ sẽ kéo ài thêm.

Trên ưu vực sông Ba chỉ có sông Hinh và các nhánh sông suối nh khác

vùng hạ ưu sông Ba chịu tác động đơn thuần của kh hậu Đông Trường Sơn nên có

mùa ng chảy ổn định hơn.

 Khu vực Tâ Trường Sơn

Mùa mưa ở đâ ài 6 tháng (V – X). Nhưng o phân phối ượng mưa hàng

tháng có sự khác nhau giữa ph a Bắc và ph a Nam của khu vực kết hợp với điều

kiện đất đai àm cho sự phân phối ng chảy ở phần ph a Bắc và Nam của khu vực

có sự khác nhau.

Khu vực ph a Bắc: Bao gồm toàn ộ nhánh sông A un, mùa ũ kéo ài 5

tháng, từ tháng VII đến tháng XI (mùa ũ đến chậm hơn mùa mưa 2 tháng và kết

thúc chậm hơn 1 tháng), thành phần ng chả mùa ũ chiếm 70 - 75% ượng nước

cả năm. Tháng ớn nhất à tháng VIII - X chiếm 17 khoảng 24% ượng nước cả

năm. Đặc trưng cho chế độ ng chảy của khu vực nà có thể thấy từ tài iệu thực

đo của trạm thủ văn A un Hạ (h nh 2.3a).

Khu vực ph a Nam: Bao gồm thượng nguồn của sông Krông H’Năng về cuối

mùa mưa c n chịu ảnh hưởng của Đông Trường Sơn, kết hợp với điều kiện đất đai

nên mùa ũ đến chậm hơn và kết thúc chậm hơn một tháng. Mùa ũ hàng năm

khoảng 5 tháng, từ tháng VIII đến tháng XII. Thành phần ng chả mùa ũ đạt 65 -

70 % ượng nước cả năm (xem h nh 2.3. ).

Hình 2.3a: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm

tại Ayun Hạ

Hình 2.3b: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm

tại Krông H’Năng (tài iệu đo 2003-2008)

 Khu vực Đông Trường Sơn

Khu vực Đông Trường Sơn gồm toàn ộ phần hạ ưu sông Ba, trong đó có

ưu vực sông Hinh và vùng hạ ưu đập Đồng Cam (xem h nh 2.3.c). Mùa mưa ở đâ

muộn và ngắn từ 3 đến 4 tháng từ tháng IX đến tháng XII. Kết hợp với điều kiện địa

h nh ốc, lớp đất đai và ớp phủ khả năng giữ nước kém nên sự phân phối ng

chả trong năm ở đâ khác hẳn khu vực Tâ Trường Sơn.

Mùa ũ ngắn chỉ 3 tháng, từ tháng X đến tháng XII (chậm hơn mùa mưa 1

tháng) thành phần ượng nước mùa ũ chiếm 65 - 75 % ượng nước cả năm. Tháng

có ượng nước nhiều nhất à tháng XI thành phần ng chả có thể đạt 32 - 36%

ượng nước cả năm.

Hình 2.3c: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm

tại thủ văn Sông Hinh

 Khu vực trung gian

Khu vực nà ao gồm phần lớn ưu vực sông Ba, ọc theo thung ũng sông

Ba, kéo ài đến phần thượng nguồn sông Krông Ana. Toàn ộ vùng nà thể hiện

t nh trung gian của 2 khu vực Tâ và Đông Trường Sơn. Mùa ũ khu vực nà kéo

ài 4 tháng từ tháng IX đến tháng XII chậm hơn so với mùa mưa 4 tháng.

Hình 2.3d: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm

tại An Khê

Hình 2.3e: Biểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả tháng trong năm nh quân nhiều năm

tại trạm thủ văn Củng Sơn

Do đặc điểm địa h nh ị ngăn cách ởi các ã núi cao nên ượng mưa trong khu vực không ớn, cộng với nắng nhiều, nhiệt độ cao, đất đai tơi xốp nên tổn thất qua bốc hơi và thấm rất lớn. V vậ mùa ũ ở đâ chậm nhiều so với mùa mưa và

mùa ũ ở các khu vực khác. Thành phần ượng nước mùa ũ chiếm 70 - 75% ượng nước cả năm. Tháng có ượng nước lớn nhất à tháng XI, ượng nước chiếm 22 -

27% ượng nước cả năm. Đặc điểm chế độ ng chảy khu vực nà có thể nhận thấy

trên các iểu đồ tỷ lệ phân ố ng chả trong năm của trạm đo An Khê và Củng

Sơn (H nh 2.3 và 2.3e).

Có thể thấy chế độ ng chả các khu vực không đồng nhất, v thế quá tr nh

ng chả đến các hồ chứa Ka Nak, An Khê, A un Hạ, Sông Hinh, Sông Ba Hạ và

Krông H’Năng có sự lệch pha. Đặc biệt à ưu vực hồ chứa thủ điện sông Hinh có

thời gian kiệt kéo ài, thời gian kiệt nhất trong năm từ tháng 4 đến tháng 8 trong khi đó các khu vực khác thời kỳ kiệt nhất từ tháng 1 đến tháng 4. Sự lệch pha nà cần

đặc biệt chú ý trong quá tr nh hu động ưu ượng điều tiết xuống hạ du của các hồ

Ba Hạ, Sông Hinh và Krông H’Năng khi có cùng nhiệm vụ điều tiết cấp nước hạ

du.

Đặc điểm dòng chảy kiệt [24]: D ng chảy kiệt nhất trên LVS Ba thường xuất hiện

vào tháng III hoặc IV đối với vùng thượng và trung u, vào tháng IV hoặc VIII đối với vùng hạ u. Mo u e ng chảy kiệt trong các tháng nà từ 25 l/s.km2 đối với vùng thượng và trung u, từ 512 l/s.km2 đối với vùng hạ du.

D ng chảy kiệt ngà thường rơi vào tháng có ng chảy kiệt nhất. Module ng chảy kiệt nhất từ 23 l/s.km2 đối với vùng thượng và trung u, 28 l/s.km2 đối với vùng hạ u. Nh n chung ở những nơi có độ dốc ưu vực lớn, rừng đầu nguồn bị

khai phá nhiều, ượng mưa nh th ng chảy kiệt ở đó nghèo nàn. D ng chảy kiệt

tại các vị tr trạm đo thủ văn thuộc LVS Ba được tr nh à trong Bảng 2.19.

Từ số liệu khảo sát điều tra cho thấ , vào các tháng III, IV hàng năm nhiều

nhánh suối bị khô cạn, có những nhánh suối vài chục km hầu như không có nước.

Bảng 2.1. D ng chả kiệt đo tại các trạm đo thủ văn ưu vực sông Ba

D ng chảy kiệt tháng

D ng chảy kiệt ngà

Trạm

Flv (km2)

Năm

Mtb (l/s.km2)

Mmax (l/s.km2)

Mmin (l/s.km2)

Mtb (l/s.km2)

Mmax (l/s.km2)

Mmin (l/s.km2)

An Khê

1350

5,64

11,0

1997

0,39

1983

3,51

7,85

1999

0,22

1983

Sông Hinh 747

12,27

24,2

1992

4,08

1997

6,67

11,12 1994

1,87

1979

4,22

11,2

1997

0,85

1983

2,32

6,45

1999

0,62

1983

(Nguồn: Tổng hợp từ tài liệu của Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và BĐKH)

Củng Sơn 12410

2.3.4. Đặc điểm đường quá trình rút nước thời kỳ mùa kiệt

2.3.4.1 Đường rút nước thời kỳ mùa kiệt

Gọi quá tr nh giảm dần của ưu ượng khi kết thúc một đợt mưa à đường quá

tr nh rút nước. Nếu thời kỳ tiếp theo không có mưa, đường quá tr nh rút nước sẽ

giảm một cách đều đặn. Tại thời điểm cuối mùa ũ và cũng à thời kỳ đầu mùa kiệt,

à thời điểm kết thúc mùa mưa, ưu ượng nước trong sông ắt đầu giảm dần cho

đến cuối mùa kiệt. Nếu như ượng mưa trong TKMK của ưu vực không ớn, đường

quá tr nh rút nước sẽ có ạng giảm iên tục một cách đều đặn. Đối với các tỉnh miền

Trung, trong thời gian mùa kiệt rất t mưa hoặc mưa ượng mưa không ớn nên

đường cong rút nước thường à đường quá tr nh giảm iên tục cho đến thời điểm

cuối mùa kiệt. Nếu trong mùa kiệt có những đợt mưa vượt thấm, đường quá tr nh

rút nước sẽ có những điểm tăng cục bộ theo thời gian. Tu nhiên, quá tr nh nà

thường xảy ra trong thời gian rất ngắn và đường quá tr nh rút nước nhanh chóng trở

về lại dạng rút nước chung của TKMK v trữ ượng nước ngầm không tăng nhiều.

Điều nà có thể thấ rõ trên iểu đồ rút nước (h nh 2.4a và 2.4b, 2.4c, 2.4d) được vẽ

theo tài iệu quan trắc ưu ượng nh quân ngà tại trạm thủ văn An Khê, sông

Hinh, Krông H’Năng và A un Hạ từ 15/12 đến 30/4 năm sau của một số năm quan

trắc.

Đường nước rút của các hồ An Khê, sông Hinh, Krông H’Năng và A un hạ

được xâ ựng từ các số liệu thực đo của các hồ chứa, Hồ An Khê số liệu thực đo từ

năm (1979-2010), Ayun Hạ (1989-1992), Krông H’Năng (1979,1989, 2003-2008,

2012 - 2018) và sông Hinh (1978-1995, 1999-2014).

2.3.4.2. Nhận xét về đường đường rút nước thời kỳ mùa kiệt

Từ các đồ thị trên các h nh vẽ 2.4 có nhận xét như sau:

- Năm nào mà ưu ượng nước trung nh đầu mùa kiệt lớn th đường rút nước

có khả năng cao hơn những năm có ưu ượng đầu mùa kiệt nh .

- Do ượng mưa mùa kiệt không ớn nên đường rút nước (quá tr nh ưu ượng)

sẽ có điểm tăng đột biến trong thời gian có mưa và nhanh chóng giảm xuống

tiếp cận với đường rút nước theo xu thể giảm dần đến cuối mùa kiệt.

- Từ hai nhận xét trên có thể kết luận, sự tha đổi ưu ượng trong thời gian

mùa kiệt phụ thuộc chủ yếu vào ượng trữ nước trên ưu vực tại thời điểm

cuối mùa ũ (thông qua giá trị nh quân của ưu ượng cuối mùa ũ). Do mưa

mùa kiệt nh nên t tác động đến xu thế chung của quá tr nh rút nước mùa

kiệt.

Nếu đường cong trơn khi qua một số điểm đột biến do ảnh hưởng có mưa

trong mùa kiệt ta nhận được đường cong trơn iên tục giảm theo quy luật rút nước

của ưu vực. Ta gọi đường cong đó à “đường rút nước tiềm năng”. Vẽ đường bao

trên, ao ưới ta được các giới hạn trên, giới hạn ưới của “Biểu đồ rút nước tiềm

năng”, sẽ được tr nh à ở Chương 3. Có thể ùng iểu đồ nà để nhận dạng ng

chả mùa kiệt khi ưu ượng ng chả nh quân tại nút hồ chứa hoặc tại các nút

nhập ưu ở thời điểm cuối mùa ũ (cũng à thời điểm đầu mùa kiệt kế tiếp) cho phép

ta nhận dạng được mức độ cạn kiệt của ng chả trên ưu vực sông trong mùa kiệt.

Do dự áo mưa cho cả thời kỳ mùa kiệt không ớn ta có thể chọn một kịch

bản mưa theo số liệu năm đại biểu của số liệu lịch sử trên cơ sở nhận định về mưa

mùa kiệt của các cơ quan ự áo Kh tượng, Thủ văn.

Hình 2.4a: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại hồ An Khê

Hình 2.4b: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủy văn Sông Hinh

Hình 2.4c: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủ văn Krông H’Năng (tại hồ thủ điện)

Hình 2.4d: Đường quá tr nh ưu ượng mùa kiệt tại trạm thủ văn A un Hạ

2.4. Hiện trạng hệ thống công trình thủy lợi và nhu cầu sử dụng nước

2.4.1. Hệ thống công trình thủy lợi

Hệ thống công tr nh thủy lợi chủ yếu phục vụ cấp nước tưới, sinh hoạt và các

khu công nghiệp, gồm các hồ chứa nh , các đập âng và các trạm ơm. Theo hiện

trạng công tr nh thủy lợi trên ưu vực sông Ba, Viện Quy hoạch thủy lợi đã thiết lập

sơ đồ hiện trạng vùng nghiên cứu bao gồm 52 nút sử dụng nước, trong đó có 32 nút

hồ chứa, 13 nút đập âng, 7 nút trạm ơm, cụ thể được tr nh à trong ảng 2.1.

Bảng 2.2: Sơ đồ nút giai đoạn hiện trạng ưu vực sông Ba

Diện tích tưới (ha)

Vùng

Tên Nút

Tên cụm công trình, công trình

F Km2

VH 106 m3

Tổng Lúa Màu Mía CâyCN

R1 Hồ Hà ra Nam

16.5 2.00

100

R2 Hồ Hà Ra Bắc

9.5

0.69

R3 HT Ia Ring

24.0 10.80 1.408 196

1.212

Thượng A Yun

D1 Cụm Thượng A un 1

508.0

2.138 1.400

738

B1 Cụm Thượng A un 2

38.0

423

120

250

Diện tích tưới (ha)

Vùng

Tên Nút

Tên cụm công trình, công trình

F Km2

VH 106 m3

Tổng Lúa Màu Mía CâyCN

R4 Hồ Buôn Lưới

32.0 4.30

R5 Hồ P eiTôKôn

4.7

1.12

139

D2 Cụm An Khê-Ka Năk 1 125.0

338

355

D3 Cụm An Khê-Ka Năk 2

50.0

An Khê - KaNak

R6 Cụm An Khê-Ka Năk 3 119.0 5.08

258

288

D4 Cụm An Khê-Ka Năk 4 346.0

308

320

B2 Cụm An Khê-Ka Năk 5 105.0

236

272

R7 A Yun Hạ

1670 201.00 9.560 7.165 125 2.270

R8 Hồ Ia Pát+ TB

6.3

3.20

415

396

D5 Cụm A un Pa 1

180.0

169

294

125

Ayun Pa

R9 Hồ Ea Koa

3.5

3.00

390

R10 Cụm A un Pa 2

56.0 26.00

849

803

1.454 1.436 18

748.0

B3 Cụm A un Pa 3

460 373

833

221.0

D6 Cụm Krông Pa 1

235

255

255.0

B4 Cụm Krông Pa 2

126

9.1

5.00

R11 Cụm Krông Pa 3

Krông Pa

460

30.0 5.30

R12 H. Ia Dréh

110.0 43.13 2.320 480 1.840

R13 H. Ia M'lah

200

3.8

1.30

R14 Hồ Ea Drông 1

4.8

0.45

R15 Hồ Ea Drông 2 (C16)

500

14.3 1.40

R16 Hồ Đội 8

207

3.4

0.65

R17 Hồ Đội 10

100

65.0 9.00

R18 Hồ Ea Knốp

150

9.0

1.00

R19 Hồ Đông Hồ

200

2.5

0.40

R20 Hồ Lộc Xuân

Krông H’Năng

3.7

0.50

R21 Hồ Đội 7

R22 Cụm K rông Năng 1

528.0 14.00 11.100 2.144 155,0 0,0 8.801

110

4.0

0.50

R23 Hồ Ea Júk I

200

9.5

1.00

R24 Hồ Ea Bir

458

603

145

130.0

D7 Cụm K rông Năng 2

531

20.0

B5 Cụm Krông Năng 3

Diện tích tưới (ha)

Vùng

Tên Nút

Tên cụm công trình, công trình

F Km2

VH 106 m3

Tổng Lúa Màu Mía CâyCN

R25 Cụm Krông Năng 4

65.0 28.00 2.458 431

2.027

R26 Hồ Đội 2 (Đội 23 cũ)

1.1

2.30

400

R27 Hồ Ea M'đoan

64.0 1.57

200

R28 Hồ Thủ điện Ea M'đoan

20.0 9.00

440

220

R29 Cụm Thượng Đồng Cam 1 15.0 6.00

D8 Cụm Thượng Đồng Cam 2 8.0

R30 Cụm Thượng Đồng Cam 3 34.0 5.00

1.133 231

883

D9 Cụm Thượng Đồng Cam 4 77.5

139

Thượng Đồng Cam

R31 Cụm Thượng Đồng Cam 5 79.6 6.50

524

494

D10 Cụm Thượng Đồng Cam 6 72.0

185

B6 Cụm Thượng Đồng Cam 7 44.0

634

534

D11 Đ. Sông Con

17.0

1.321 310 511 500

D12 Đ. Đồng Cam

13,200

13.927 12.477 250 1.200

R32 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 1 40.0 7.20

635

560

Hạ Lưu Đồng Cam

D13 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 2 380.0

1.697 1.528 169

B7 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 3 196.0

3.618 3.368 250

2.4.2. Hệ thống hồ chứa thủy điện lớn trên sông Ba

Là một trong những ưu vực có tiềm năng thủy lợi, thủ điện nên hệ thống hồ

chứa trên ưu vực sông Ba phát triển mạnh. Các hồ chứa có ung t ch trên 100 triệu m3 trên ưu vực hiện na đã xâ ựng hồ chứa Sông Hinh, A un Hạ và sông Ba Hạ,

hồ Krông H’Năng trên sông Krông H’Năng và cụm hồ An Khê-KaNak trên sông Ba

(h nh 2.6 và ảng 2.2). Ngoài ra c n một số đập thủ điện có ung t ch không ớn

được thống kê trong ảng 2.3.

Hình 2.5: Vị tr các hồ chứa lớn xâ ựng qu tr nh iên hồ trong mùa kiệt

Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các hồ chứa lớn trên sông Ba

TT

Thông số

Ka Nak

An Khê

Ayun Hạ

Krông H’Năng

Sông Ba Hạ

Sông Hinh

1 Diện t ch ưu vực

833 1236

1670

1168

11115

772

Đơn vị km2

2 MNDBT

515

429

204

255

105

209

TT

Thông số

Đơn vị

Ka Nak

An Khê

Ayun Hạ

Krông H’Năng

Sông Ba Hạ

Sông Hinh

3 MNC

195 242,50

101

196

253 165,78 349,7

357

4 Dung t ch toàn ộ (Wtb)

5,6

201

108,5

165,9

323

5 Dung t ch hữu ch (Whi)

10,3

52,0

57,28

183,9

6 Dung t ch chết (Wc)

7 Q đảm ảo (90%)

11,0

9,60

12,9

56,7

19,0

8 Q ớn nhất

427 485 106m3 313,7 15,9 106m3 285,5 106m3 28,2 m3/s m3/s

42,0

50,0

68,0

393

57,3

9 Công suất ắp má

13,0

160

3,0

64,0

220

70,0

10 Công suất đảm ảo(90%)

6,5

80,0

12,1

33,3

22,9

Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật chủ yếu của các thủ điện nh trên sông Ba

Tên hồ

Đặc trưng

Ia M’ á ĐăkSrông

MNDBT (m) ĐăkSrông 3B 135,0 215,0 327,0 ĐăkSrông 2 243,0 ĐăkSrông 2A 202,0 ĐăkSrông 3A 146,5

3,89 54,15 2,16 8,58 0,44 5,90

1,65 48,64 0,75 5,20 0,11 2,03 Dung t ch toàn ộ (106 m3) Dung t ch hiệu ụng (106 m3)

2.4.3. Hệ thống các trạm bơm cấp nước trên sông chính

Trên sông Ba có nhiều trạm ơm cấp nước tưới, các khu công nghiệp và khu

ân cư tập trung chủ yếu vào 2 khu vực ch nh à:

- Từ hạ ưu đập An Khê đến Krông Chro có các công tr nh sử dụng nước trực

tiếp từ ng ch nh sông Ba gồm: Nhà má m a đường An Khê, nhà má

nước An Khê, nhà má sắn Veyu, trạm ơm An Quý, trạm ơm Tân Hội,

trạm cấp nước thị trấn Krong (xem h nh 2.7).

- Từ sau đập Ba Hạ đến trước Đồng Cam có các trạm ơm thuộc huyện Sơn

H a ấ nước trực tiếp từ ng ch nh t nh từ thượng ưu xuống gồm: Trạm

bơm Tịnh Sơn, trạm ơm Tâ H a, trạm ơm Đông H a, trạm ơm Gành

Ông Dư (xem h nh 2.8).

Hình 2.6: Các công tr nh sử dụng nước từ đập An Khê đến Krông Chro

(Nguồn: Viện Kh tượng Thủ văn và Biến đổi Kh hậu)

Hình 2.7: Các trạm ơm ấ nước từ sông ch nh

(Nguồn: Viện Kh tượng Thủ văn và Biến đổi Kh hậu)

2.5. Nhiệm vụ vận hành điều tiết hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa kiệt

2.5.1. Nhiệm vụ vận hành điều tiết cấp nước của hệ thống hồ chứa thời kỳ

mùa kiệt

2.5.1.1. Các hồ chứa và công tr nh cấp nước thủy lợi

Các hồ chứa thủy lợi giữ một ượng nước khá ớn, khoảng 506 triệu m3, trong đó hồ Ayun Hạ giữ 201 triệu m3, các hồ chứa nh chiếm khoảng 305 triệu m3.

Tổng ượng nước sử dụng cho tưới và cấp nước hiện trạng theo t nh toán của Viện Quy hoạch thủy lợi vào khoảng 903 triệu m3, trong đó thời kỳ kiệt nhất (từ tháng 1 đến tháng 4 hàng năm) à 463 triệu m3, chiếm khoảng 52% ượng nước sử dụng.

Nếu không t nh ượng nước cấp cho khu tưới Đồng Cam và hạ Đồng Cam (thuộc

khu vực điều tiết cấp nước của các hồ Ba Hạ, Krông H’Năng và Sông Hinh) th ượng cấp nước tưới từ tháng 1 đến tháng 4 vào khoảng 265 triệu m3. Đâ à ượng

nước bị tiêu hao khá ớn ở vùng thượng ưu các hồ chứa lớn.

Trong thời kỳ mùa kiệt, các hồ chứa thủy lợi, các đập âng và trạm ơm vận

hành độc lập để cấp nước cho ch nh nút cấp nước mà công tr nh phụ trách, ngoài hồ

chứa Ayun Hạ trong qu tr nh qu định xả nước iên tục trả về sông AYun với ưu ượng không nh hơn 5m3/s nếu ưu ượng nước về hồ trung nh ngà hôm trước lớn hơn 23 m3/s th các hồ chứa thủy lợi c n ại không có nhiệm vụ điều tiết cho

vùng hạ u. Tu nhiên, với ượng nước tiêu hao khá ớn, ượng nước tiêu hao nà

phải được t nh đến khi vận hành các hồ chứa lớn trên sông ch nh.

2.5.1.2. Các hồ chứa thủ điện lớn trên sông ch nh

Các hồ chứa thủ điện lớn gồm hệ thống An Khê – KaNak, hồ Krông

H’Năng, sông Ba Hạ và hồ Sông Hinh à các hồ chứa có nhiệm vụ điều tiết đảm bảo

cấp nước cho hạ du. Về ngu ên ý, các hồ chứa phát điện (trừ hồ An Khê) sẽ điều

tiết tăng ưu ượng xuống hạ du nếu các hồ chứa nà được phát điện iên tục theo

công suất đảm bảo đã được xác định trong giai đoạn thiết kế. Điều nà sẽ rất có ợi

cho nhiệm vụ cấp nước và cải thiện môi trường vùng hạ du trong mùa kiệt. Bởi vậy,

trong giai đoạn thiết kế, vấn đề đảm bảo cấp nước hạ u đã không được quan tâm

đúng mức. Tu nhiên, trong giai đoạn vận hành, việc hu động công suất phát điện

không phải như thiết kế o êu cầu phụ tải điện và cơ chế mua án điện. Ch nh v

vậy, sẽ có những thời điểm, đặc biệt về mùa kiệt, ưu ượng điều tiết nước xuống hạ

u không đảm bảo nhiệm vụ cấp nước và môi trường vùng hạ u. Trong qu tr nh

iên hồ chứa tại Quyết định 878/QĐ-TTg của Thủ tướng Ch nh phủ đã qu định

nhiệm vụ điều tiết cấp nước TKMK đối với các hồ chứa có thể tóm tắt như sau:

 Hệ thống An Khê-KaNak:

Phải điều tiết đảm bảo hoạt động của các trạm ơm và ng chả môi trường

cho vùng hạ u An Khê t nh đến Krông Chro. Lưu ượng nh quân ngà phải xả xuống hạ u (t nh chu ển từ qu định theo giờ sang nh quân ngà ) à 4 m3/s vào các tháng mùa ũ từ tháng VII đến tháng XII và 6 m3/s vào các tháng c n ại.

 Hồ Sông Ba Hạ, Sông Hinh và Krông H’Năng, A un Hạ

Phải phối hợp điều tiết đảm bảo hoạt động của các trạm ơm, ng chả môi

trường và nút cấp nước đập Đồng Cam.

Hồ Ba Hạ phải điều tiết xuống hạ ưu với ưu ượng nh quân ngà (đã qu đổi) không nh hơn 10 m3/s vào các tháng từ tháng XII đến tháng VIII năm sau.

Các tháng c n ại cũng cần xả nước xuống hạ du nếu có êu cầu.

Hồ Sông Hinh phải điều tiết xuống hạ ưu với ưu ượng nh quân ngà (đã qu đổi) không nh hơn 4 m3/s vào các tháng từ tháng IX đến tháng XI và 22,0 m3/s

vào các tháng c n ại.

Hồ Krông H’Năng phải điều tiết xuống hạ ưu với ưu ượng nh quân ngà (đã qu đổi) không nh hơn 9m3/s vào các tháng từ tháng IX đến tháng XI. Các

tháng c n ại cũng cần xả nước xuống hạ du nếu có êu cầu.

Hồ Ayun Hạ phải trả nước cho hạ du với ưu ượng không nh hơn 5,0 m3/s

trong thời gian mùa ũ. Thời kỳ mùa kiệt không có nhiệm vụ điều tiết nước cho hạ

du.

2.5.2. Thực trạng vận hành các hồ chứa thủy điện, khó khăn và tồn tại

2.5.2.1. Nhận xét thực trạng vận hành hồ chứa thủ điện thời kỳ mùa kiệt

Thời kỳ đầu khi mới đưa vào khai thác, việc vận hành các hồ chứa thủ điện

đã gâ ra hiện tượng hạ thấp mực nước vùng hạ du, ảnh hưởng đến cấp nước và môi

trường. Tu nhiên, sau khi an hành các qu tr nh vận hành iên hồ chứa, các hồ

chứa đã thực hiện đúng qu tr nh đã an hành nên vấn đề cấp nước cho hạ u được

đảm bảo. Theo tài iệu quan trắc thu thập được một số hồ chứa có nhận xét sau:

 Hồ chứa thủ điện An Khê:

Theo số liệu vận hành từ năm 2014 đến nay, do phải xả xuống hạ du với ưu ượng khoảng 6,0 m3/s nên trong TKMK, hồ chứa thủ điện An Khê ị thiệt hại về

điện năng, rất nhiều thời kỳ trong mùa kiệt nhà má phải dừng hoạt động.

 Hồ chứa thủ điện Sông Hinh:

Bảng 2.5: Thống kê công suất phát điện nh quân tháng thủ điện Sông Hinh

(đơn vị : MW)

Tháng

I II III IV V VI VII VIII IX 2014 48.06 61.60 58.04 41.68 44.66 18.43 8.18 9.41 13.33 2015 64.70 37.04 45.95 40.70 46.46 54.19 36.46 24.87 20.55 Năm 2016 64.63 48.22 51.42 47.20 40.99 42.17 45.92 38.08 23.95 2017 68.45 66.86 66.59 50.51 46.50 51.99 49.99 37.65 25.52 2018 32.98 66.86 66.59 50.51 46.50 51.99 49.99 37.65 25.52

X 17.35 14.55 31.78 20.18 20.18

XI 58.02 62.67 64.00 64.00

Thủ điện Sông Hinh có công suất đảm bảo à 22,9 MW, công suất lắp má 70,0 MW, ưu ượng đảm bảo 90% à 19,0 m3/s. Theo số liệu thống kê ở bảng 2.4,

trong thời kỳ kiệt từ tháng I đến tháng V, thủ điện Sông Hinh uôn phát được công

suất lớn hơn công suất đảm bảo. Với công suất phát được theo thống kê, ưu ượng

nước xả xuống hạ u uôn vượt ưu ượng qu định trong qu tr nh vận hành iên hồ (22,0 m3/s), cho thấ năng ực điều tiết cấp nước hạ u khá ớn. Lưu vực hồ chứa

Sông Hinh nằm trong vùng mưa ớn của ưu vực sông Ba nên nguồn nước đến dồi

ào hơn các hồ chứa Krông H’Năng và sông Ba Hạ. Có xu hướng những tháng đầu

mùa kiệt (tháng 1, 2, 3) thủ điện Sông Hinh thường phát với công suất rất lớn, một

số năm xấp xỉ công suất lắp má nên đến cuối mùa kiệt công suất hu động giảm

xuống dẫn đến t nh trạng không đủ nước để điều tiết cho hạ u như năm 2014.

 Hồ chứa thủ điện Krông H’Năng:

Do dữ liệu quan trắc thu thập được không iên tục nên khó đánh giá về thực

trạng vận hành của hồ chứa thủ điện Krông H’Năng, nhưng theo áo cáo ập quy

tr nh vận hành iên hồ của bộ TN&MT [33], hồ chứa nà có một số năm mực nước

đạt hoặc thấp hơn mực nước chết. Điều nà cho thấ năng ực cấp nước cho hạ du

theo êu cầu của qu tr nh iên hồ chứa bị hạn chế.

 Hồ chứa thủ điện sông Ba Hạ và hồ chứa Ayun Hạ

Hồ chứa Ayun Hạ có nguồn nước dồi ào nên khả năng điều tiết tốt, theo tài liệu thống kê, ưu ượng điều tiết thời kỳ mùa kiệt thường xu ên ở mức 18-19 m3/s

và rất t khi hồ đạt đến mực nước chết.

Do không thu thập được số liệu quan trắc nên khó đánh giá về thực trạng vận

hành của hồ chứa thủ điện sông Ba Hạ. Tu nhiên, o công suất đảm bảo của hồ chứa nà khá ớn so với các hồ khác (56,7 m3/s), bởi vậy, nếu chỉ phát với công suất

đảm bảo hồ Ba Hạ cũng đã cung cấp một ưu ượng đủ lớn so với êu cầu ưu ượng cần khống chế tại Đồng Cam (khoảng 40 m3/s).

2.5.2.2. Những khó khăn và tồn tại

 Những khó khăn trong quản ý nước và vận hành hồ chứa do hạn chế của

công tác ự áo thủ văn

Để vận hành có hiệu quả các hồ chứa trong thời gian kiệt cần thiết phải có số

liệu dự áo ng chả đến hồ hạn ài. Đối với các hồ chứa thủy lợi hoạt động độc

lập, không có nhiệm vụ điều tiết cho hạ du, cần thiết có ự áo t nh h nh nước đến

trong cả mùa kiệt để lập kế hoạch sử dụng nước hợp ý, tránh sự thiếu nước ở những

thời kỳ cấp nước khẩn trương. Đối với các hồ chứa thủ điện có nhiệm vụ điều tiết

nước xuống hạ du với mức không tha đổi trong suốt thời kỳ mùa kiệt lại càng cần

có số liệu dự áo ng chảy cả mùa kiệt để có kế hoạch hu động công suất hợp ý,

không gâ ãng ph nước và đảm bảo đến cuối mùa kiệt vẫn đủ điều tiết nước xuống

hạ u theo qu định. Tu nhiên, công tác ự áo ài hạn ng chả mùa kiệt đối với

ưu vực sông Ba c n rất hạn chế. Hiện nay, chỉ có thể dự áo được cho các vị tr ở

hạ ưu tại Củng Sơn theo ự áo hạn vừa và cũng c n sai số lớn. Đối với các hồ

chứa, trong áo cáo ập qu tr nh vận hành iên hồ [33], công tác ự áo nước đến

hồ gặp khó khăn và chưa đạt êu cầu. Đâ à khó khăn ớn nhất trong quản ý nước

và vận hành các hồ chứa trên ưu vực sông Ba hiện na và vẫn chưa được khắc

phục.

Mặt khác, o việc hu động công suất đối với các hồ chứa phụ thuộc nhiều

vào cơ chế mua án điện cạnh tranh nên việc dự áo cho các hồ chứa và các điểm

kiểm soát nước ở hạ ưu càng gặp khó khăn.

 Những hạn chế của qu tr nh vận hành iên hồ chứa:

Qu tr nh vận hành iên hồ chứa ưu vực sông Ba TKMK à căn cứ để quản

ý hiệu quả trong vận hành hệ thống hồ chứa thủ điện theo nhiệm vụ cấp nước và

đảm bảo môi trường sinh thái vùng hạ du. Mặc dù vậy vẫn c n những hạn chế nhất

định. Cụ thể như sau:

1. Từ qu tr nh đã an hành cho thấy trong TKMK, ưu ượng cần xả xuống hạ

u không tha đổi nhiều, điều nà không thực sự hợp ý. V ở thời kỳ đầu mùa

kiệt, ưu ượng nhập ưu sau các hồ chứa c n khá ớn nên không cần xả với

ưu ượng lớn, nước cần được ành cho những thời điểm mà ng chảy hạ ưu

nh .

2. Không có qu định về khống chế mực nước tại các nút kiểm tra àm cơ sở vận

hành mềm dẻo và hiệu quả quá tr nh điều tiết nước xuống hạ du. Việc quy

định cứng ưu ượng mà các hồ chứa phải xả xuống hạ du trong thời kỳ kiệt có

thể gâ ãng ph nước tại những thời điểm không cần thiết và rơi vào t nh trạng

thiếu nước cho nhiệm vụ cấp nước hạ du tại những thời điểm nước t. Nếu có

qu định về mực nước tại các nút kiểm tra th qu tr nh xả nước sẽ hợp ý hơn.

Mặc ù trong qu tr nh vận hành iên hồ chứa ưu vực sông Ba không qu

định các nút kiểm soát mực nước hạ du nhưng trong quá tr nh uận chứng lập quy

tr nh đã xem xét hai nút kiểm soát à trạm thủ văn An Khê và nút đập Đồng Cam.

Đối với nút kiểm soát tại trạm thủ văn An Khê được xem xét nhằm đảm bảo

hoạt động nh thường của các trạm ơm hạ du hồ An Khê. Tu nhiên, đối với các

trạm ơm nà , để đảm bảo mực nước ngang với mực nước thiết kế th hồ chứa An

Khê phải xả với ưu ượng rất lớn (khoảng 20 m3/s), lớn hơn cả ưu ượng tự nhiên.

Bởi vậ , trong qu tr nh, chỉ qu định hồ An Khê điều tiết với ưu ượng hạn chế,

các công tr nh trạm ơm phải có giải pháp để khắc phục.

Tại nút kiểm soát Đồng Cam, theo áo cáo lập qu tr nh năm 2015 [33], để đảm bảo êu cầu tưới cần ưu ượng đến không nh hơn 40 m3/s, với mực nước trên

đỉnh tràn phải đảm bảo không nh hơn 0,2m.

Để khắc phục những tồn tại và khó khăn cho thấy cần tiếp tục nghiên cứu về

chế độ vận hành và quản ý hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba TKMK nhằm

nâng cao hiệu quả vận hành và quản ý nước trên ưu vực sông. Hai nội dung quan

trọng nhất cần phải nghiên cứu để nâng cao hiệu quả quản ý nước và vận hành hệ

thống hồ chứa thủy lợi, thủ điện trên ưu vực sông Ba hiện na à:

(1) Nghiên cứu phương thức nhận dạng và đánh giá ng chảy trong cả thời

kỳ mùa kiệt nhằm khắc phục những hạn chế của công tác ự áo ng chả đến các

hồ chứa;

(2) Xâ ựng mô h nh mô ph ng hệ thống nhằm hỗ trợ ra quyết định trong

quá tr nh quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa.

Đâ cũng ch nh à mục tiêu và nội dung cần phải xác định trong nghiên cứu

của đề tài uận án.

2.6. Thiết lập bài toán vận hành điều tiết hệ thống hồ chứa trên lưu vực

sông Ba thời kỳ mùa kiệt

2.6.1. Xác định nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu bài toán vận hành hồ

chứa lưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt

Với ưu vực sông Ba, vấn đề quản ý nước và vận hành các hồ chứa mùa kiệt

phụ thuộc vào nhiệm vụ cấp nước của từng công tr nh, có thể chia ra 2 loại công

tr nh ch nh:

 Các hồ chứa thủy lợi:

Đối với các hồ chứa thủy lợi, thường à các hồ chứa nh và các đập âng, à

những công tr nh cấp nước độc lập àm giảm ượng nước về hạ u nhưng không có

nhiệm vụ điều tiết nước cho hạ u. Đối với các hồ chứa loại nà , mục đ ch ch nh à

quản ý nước trong hồ nhằm hạn chế rủi ro thiếu nước ở cuối mùa kiệt hàng năm đối

với đối tượng được cấp nước từ nút công tr nh. Do đó, việc đánh giá hoặc dự áo xu

hướng ng chả đến hồ trong suốt thời gian mùa kiệt à êu cầu ch nh trong quá

tr nh ra qu ết định sử dụng nước từ hồ chứa.

 Các hồ chứa thủ điện:

Đối với các hồ chứa lớn, chủ yếu à các hồ chứa phát điện (gồm hồ chứa thủy

điện Ka Nak, An Khê, Krông H’Năng, sông Ba Hạ và Sông Hinh), công tác vận

hành của mỗi hồ chứa được xác định gồm các nhiệm vụ sau:

- Xác định kế hoạch quản ý nước hồ chứa trong suốt mùa kiệt để cùng với các

hồ chứa khác trong hệ thống điều tiết ng chảy xuống hạ u theo qu định

trong qu tr nh vận hành iên hồ chứa sao cho không xảy ra t nh trạng thiếu

nước ở cuối mùa kiệt. Đâ à ài toán hệ thống nên chiến ược vận hành hồ

chứa phụ thuộc vào t nh h nh nước đến tại tất cả các nút nhập ưu và hồ chứa

trên toàn hệ thống. Để không xảy ra t nh trạng thiếu nước cho hạ du ở cuối

mùa kiệt, ở bất kỳ thời điểm nào cũng phải xác định được quá tr nh nước đến

từ thời điểm đó đến cuối mùa kiệt của toàn hệ thống.

- Đối với mỗi hồ chứa cần xác định chiến ược vận hành điều tiết để đáp ứng

êu cầu phát điện tối ưu khi hồ chứa thủ điện tham gia phụ tải điện của toàn

hệ thống. Đâ à ài toán riêng đối với mỗi hồ chứa thủ điện, với nhiệm vụ

nà không nhất thiết phải có thông tin về nước đến của toàn hệ thống mà chỉ

cần xác định nước đến của ch nh hồ chứa đó. Ngoài ra, theo kế hoạch huy

động công suất của hệ thống điện, cần thiết phải có thông tin nước đến hồ

trong thời gian ngắn (thường à 10 ngà ) để nhà má t nh toán khi tham gia

vào thị trường mua án điện.

Với hai nhiệm vụ được xác định trên đâ , ài toán vận hành các hồ chứa phát

điện thời kỳ mùa kiệt bao gồm hai ài toán con: (i) Bài toán vận hành điều tiết cấp

nước hạ du và (ii) Bài toán vận hành tối ưu hồ chứa phát điện khi hồ chứa thủy

điện tham gia vào thị trường mua bán điện.

Nhiệm vụ thứ hai của các hồ chứa phát điện à một ài toán ớn và phức tạp

được giải quyết trong các nghiên cứu khác. Trong khuôn khổ của luận án, chỉ

nghiên cứu ài toán thứ nhất iên quan đến vận hành các hồ chứa phát điện theo

nhiệm vụ cấp nước hạ du TKMK. Kết quả nghiên cứu của ài toán vận hành thứ

nhất sẽ à điều kiện đầu vào của ài toán thứ hai mà các nhà má thủ điện cần phải

thực hiện.

Như vậ , các nội ung nghiên cứu của luận án sẽ chỉ tập trung giải quyết ài

toán thứ nhất. Tất nhiên, hai ài toán trên có sự tương tác với nhau, bởi vậy, trong

quá tr nh giải quyết nội dung của ài toán thứ hai, luận án sẽ phải xem xét một số

kịch bản về hu động công suất của các nhà má thủ điện trên hệ thống.

2.6.2. Mô tả bài toán vận hành hồ chứa trên lưu vực sông Ba theo thời gian

thực thời kỳ mùa kiệt

Bài toán quản ý nước và vận hành các hồ chứa của ưu vực sông Ba thời kỳ

mùa kiệt thực chất à ài toán vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu thời gian

thực. Ngu ên ý cơ ản của ài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo TGT được mô

tả theo sơ đồ trên h nh 2.9. Theo đó, việc quyết định phương án điều tiết vận hành

phụ thuộc vào kết quả dự áo nước đến và mô h nh mô ph ng hệ thống nhằm hỗ trợ

ra quyết định. Đâ cũng ch nh à 2 nội dung cần nghiên cứu khi thiết lập ài toán

vận hành hệ thống theo thời gian thực.

Do đó, nội ung ch nh của ài toán vận hành hệ thống theo thời gian thực

cần được nghiên cứu à:

- Xác định được phương pháp ự áo ng chả đến các nút hồ chứa và các

nút nhập ưu trên ưu vực sông;

- Xâ ựng mô h nh mô ph ng hệ thống trên cơ sở t ch hợp quá tr nh ự áo

ng chả đến các nút sông, cân ằng nước của hệ thống và sự mô ph ng các

quyết định vận hành của hệ thống hồ chứa theo mục đ ch vận hành đã được

xác định.

- Với điều kiện hệ thống trạm quan trắc thủ văn như hiện nay, dự áo nước

đến các hồ chứa và các nút nhập ưu chỉ có thể căn cứ vào ượng mưa thực

đo và ượng mưa ự áo, kết quả dự áo ng chả được thực hiện theo mô

h nh mưa- ng chả . Mô h nh mô ph ng hệ thống sẽ bao gồm các mô ph ng

CBN hệ thống và hoạt động của các nút hồ chứa bao gồm cả các hồ chứa

thủy lợi.

Kết quả dự áo mưa Lượng mưa thực đo Yêu cầu phát điện Yêu cầu cấp nước

Mô h nh mô ph ng hê thống T nh toán, ự áo ng chả đến các nút hồ chứa và nhập ưu (Được cập nhật trong quá tr nh ự áo)

- Trạng thái mực nước hồ - Trạng thái mực nước hạ ưu Quyết định vận hành hệ thống

Hệ thống kịch bản vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ kiệt Qu tr nh vận hành sẵn có

Hình 2.8: Sơ đồ ngu ên ý thiết lập ài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời

gian thực

Bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực TKMK được chia ra

hai giai đoạn:

- Thiết lập ài toán và mô ph ng hệ thống, được thực hiện theo sơ đồ 2.8.

- Vận hành hệ thống theo thời gian thực theo mô h nh mô ph ng đã thiết lập

được thể hiện trên sơ đồ h nh 2.9.

Quá tr nh ra qu ết định vận hành theo sơ đồ trên h nh 2.9 à sự cập nhật iên

tục các qu ết định vận hành theo kết quả dự áo ng chả . Theo đó, quyết định

vận hành tại thời điểm bất kỳ được thực hiện theo các ước sau:

- Bước 1: Tại thời điểm bất kỳ trong giai đoạn vận hành, tiến hành ự áo

ng chả đến từ thời điểm đang xét đến cuối thời kỳ vận hành;

1. Dự áo ng chả đến hồ và các nhập ưu thời gian 10 ngà kể từ thời điểm T0.

2. Xác định các phương án và t nh toán điều tiết vận hành hệ thống hồ chứa trong thời gian vận hành 10 ngà . Thời điểm ban đầu T0

3. Quyết định phương án vận hành và vận hành hệ thống theo quyết định vận hành tại thời điểm T0.

1. Xác định trạng thái của hệ thống hồ chứa theo quyết định vận hành tại thời điểm đầu tiên T0. 2. Dự áo ng chả đến hồ thời gian 10 ngà ắt đầu từ thời điểm T1=T0+Δt, trong đó Δt à khoảng thời gian cập nhật thông tin ự áo mưa trước đó.

Tại thời điểm T1=T0+Δt

3. Xác định các phương án và t nh toán điều tiết vận hành hồ chứa trong thời gian vận hành 10 ngà ắt đầu từ thời điểm T1.

4. Quyết định phương án vận hành và vận hành hệ thống theo quyết định vận hành tại thời điểm T1.

1. Xác định trạng thái của hệ thống hồ chứa theo quyết định vận hành tại thời điểm đầu tiên Tn-1. 2. Dự áo ng chả đến hồ thời gian 10 ngà ắt đầu từ thời điểm Tn =Tn-1 + Δt.

3. Xác định các phương án và t nh toán điều tiết vận hành 10 ngà ắt đầu từ thời điểm Tn. Tại thời điểm Tn =Tn-1 + Δt

4. Quyết định phương án vận hành và vận hành tại thời điểm Tn.

Hình 2.9: Sơ đồ tổng quát quá tr nh ra qu ết định khi vận hành hệ thống hồ

chứa theo thời gian thực

- Bước 2: Phân t ch trạng thái hệ thống bao gồm mực nước hồ, mực nước tại

các nút kiểm soát ng chảy hạ u. Phân t ch, xác định các kịch bản vận

hành hồ chứa của hệ thống hồ chứa;

- Bước 3: T nh toán cân bằng nước hệ thống và điều tiết hồ chứa, ưu ượng

của các nút kiểm soát ng chả trên toàn hệ thống theo mô h nh mô ph ng;

- Bước 4: Đối chiếu với nhiệm vụ vận hành cấp nước cho hạ u để quyết định

phương án quản ý nước và vận hành hợp ý cho thời gian c n ại của thời kỳ

vận hành, từ đó ra qu ết định vận hành hệ thống.

2.6.3. Những khó khăn khi lập và vận hành hệ thống hồ chứa lưu vực sông

Ba theo thời gian thực và hướng giải quyết

2.6.3.1. Những khó khăn khi thiết lập và vận hành hệ thống hồ chứa

Có hai khó khăn ớn khi thiết lập ài toán vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ

mùa kiệt, đó à:

1) Khả năng ựa chọn các mô h nh có sẵn phù hợp với ài toán vận hành đã đặt

ra hoặc phát triển mô h nh mới. Hiện na , các mô h nh có sẵn như HEC-

RESSIM, WEAP v.v không có các mo un ự áo ng chảy trung hạn và

ài hạn, rất khó cho việc ứng dụng.

2) Muốn dự áo được ng chả đến các hồ chứa và các nút nhập ưu cần có số

liệu dự áo mưa. Tu nhiên, hiện nay, vấn đề dự áo mưa ài hạn đối với ưu

vực sông Ba chưa thực hiện được. Hiện tại, cơ quan ự áo kh tượng thủy

văn chỉ có thể dự áo được ượng mưa 10 ngà với mức đảm bảo c n thấp,

các ự áo mưa tháng và mùa mới ở mức độ cảnh áo và không thể sử dụng

được trong vận hành hệ thống theo thời gian thực. Trong khi đó, như đã tr nh

à ở phần trên, vận hành hệ thống hồ chứa àm nhiệm vụ cấp nước hạ du

cần thiết phải có số liệu dự áo ài hạn cho cả mùa kiệt và từng tháng trong

mùa.

2.6.3.2. Định hướng nghiên cứu phương thức quản ý nước và vận hành hệ thống hồ

chứa trên ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt theo thời gian thực

Để khắc phục các khó khăn trên, uận án đã đề xuất cách giải quyết như sau:

- Xâ ựng mô h nh mô ph ng t nh toán và ự áo ng chả đến hồ cho ưu

vực sông Ba, t ch hợp với các mô ph ng cân ằng nước hệ thống và vận

hành điều tiết hồ chứa trên hệ thống. Vấn đề nà sẽ được tr nh à kỹ trong

Chương 3 của luận án. Trên cơ sở khuyến cáo của cơ quan kh tượng thủy

văn về mưa trong mùa kiệt trên ưu vực sông để t nh toán quá tr nh ng

chả mùa kiệt theo các kịch bản mưa theo các mô h nh mưa đã xảy ra trong

lịch sử.

- Xâ ựng phương thức nhận dạng ng chả TKMK trên cơ sở phân t ch

đặc điểm của “đường rút nước tiềm năng” nhằm hỗ trợ cho công tác ập kế

hoạch sử dụng nước trong suốt thời gian mùa kiệt.

Như đã phân t ch ở các mục trên, để quản ý nước và vận hành hệ thống hồ

chứa trên ưu vực sông Ba TKMK cần phải dự áo nước đến các nút hồ chứa và nút

nhập ưu từ thời điểm ra quyết định đến thời điểm cuối cùng của mùa kiệt. Do

không thể dự áo được ượng mưa cho cả mùa kiệt nên uận án đề xuất phương án

dự áo ng chả theo các kịch bản mưa trên cơ sở khuyến cáo về mưa. Kèm theo

đó à đề xuất phương thức quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa. Cụ thể như

Bước 1: Sử dụng mô h nh mưa - ng chả t nh toán quá tr nh ưu ượng từ

đầu mùa ũ đến thời điểm dự áo theo thời đoạn t nh toán 1 ngà . Đối chiếu kết quả

t nh toán ưu ượng nh quân với tọa độ biểu đồ rút nước tiềm năng có thể khuyến

cáo khả năng nước đến thời kỳ c n ại, từ đó ập kế hoạch sử dụng và quản lý cho

toàn hệ thống.

Bước 2: Trên cơ sở khuyến cáo về t nh h nh i n biến mưa có thể xảy ra

trong thời kỳ c n ại của mùa kiệt ( t mưa, mưa trung nh ha trên trung nh), ựa

chọn một số kịch bản phân ố ượng mưa theo số liệu đo đạc lịch sử để sử dụng cho

t nh toán ự áo cho quá tr nh ưu ượng từ thời điểm t nh toán đến cuối thời kỳ

mùa kiệt.

Bước 3: Sử dụng mô h nh mưa - ng chả t nh toán quá tr nh ưu ượng đến

hồ và các nút nhập ưu theo các kịch bản mưa đã chọn.

Bước 4: Trên cơ sở t nh toán nước đến, đối chiếu nhiệm vụ vận hành điều

tiết đã qu định trong qu tr nh iên hồ chứa, xem xét chọn các kịch bản vận hành từ

thời điểm ra quyết định đến thời điểm cuối mùa kiệt.

Bước 5: Sử dụng mô h nh mô ph ng hệ thống (sẽ tr nh à ở chương 3) t nh toán, từ đó chọn phương án hợp ý và ra qu ết định vận hành.

Các ước thực hiện phương thức ra quyết định vận hành được tr nh à trên h nh 2.9. Quá tr nh nà được iên tục cập nhật trong quá tr nh ra qu ết định theo ngu ên ý được tr nh à trên h nh 2.10 cho đến cuối mùa kiệt.

Lượng mưa thực đo từ đầu mùa ũ đến thời điểm ra quyết định vận hành Xác định kịch bản và ựa chọn phân ố ượng mưa từ thời điểm ra quyết định vận hành đến thời điểm cuối mùa kiệt

T nh toán ng chả đến các nút hồ chứa và các nút nhập ưu khu giữa từ thời điểm đầu mùa ũ đến thời điểm ra quyết định vận hành T nh toán xác định quá tr nh nước đến từ thời điểm ra quyết định vận hành đến thời điểm cuối mùa kiệt

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG Đối chiếu với đường rút nước tiềm năng, cảnh áo t nh trạng thiếu nước và ập kế hoạch sử dụng nước đến cuối thời kỳ mùa kiệt

QUYẾT ĐỊNH VẬN HÀNH HỆ THỐNG Qu tr nh vận hành sẵn có

Xâ ựng hệ thống kịch bản vận hành hệ thống hồ chứa đến thời điểm cuối mùa kiệt

Hình 2.10: Sơ đồ các ước xác định quyết định quản ý nước và vận hành hệ thống

hồ chứa trên sông Ba thời kỳ mùa kiệt

2.7. Kết luận chương 2

1. Chế độ ng chả sông ng i ưu vực sông Ba khá phức tạp, không đồng

nhất, chịu sự tác động của cả chế độ kh hậu Tâ Trường Sơn và Đông Trường Sơn.

Bởi vậy, thời gian bắt đầu và kết thúc mùa kiệt không đồng nhất. Vùng thượng

nguồn An Khê, vùng thượng A un và ưu vực sông Hinh có ượng mưa phong phú

nên ng chảy dồi ào hơn vùng trung ưu. Những đặc điểm nà cần được chú ý khi

nghiên cứu chế độ vận hành đối với các hồ chứa có cùng nhiệm vụ cấp nước hạ du

đã được qu định trong Quyết định 878/QĐ-TTg về việc Ban hành qu tr nh vận

hành iên hồ chứa trên ưu vực sông Ba.

2. Các hồ chứa lớn được xâ ựng trên sông ch nh có tác động lớn đến chế

độ ng chả mùa kiệt vùng hạ du, ảnh hưởng đến cấp nước và môi trường nếu

không có chế độ vận hành hợp ý. Xâ ựng chế độ vận hành cho các hồ chứa thủy

điện TKMK v vậ đặc biệt quan trọng. Vấn đề dự áo ng chảy mùa kiệt chưa

đáp ứng êu cầu ra quyết định vận hành hệ thống hồ chứa theo nhiệm vụ phát điện

và cấp nước hạ u. Đâ à những khó khăn trong công tác vận hành cấp nước an

toàn và nâng cao hiệu quả phát điện của các hồ chứa. Bởi vậ , nghiên cứu nâng cao

kết quả dự áo và xâ ựng công cụ trợ giúp ra qu ết định à rất cần thiết.

3. Mô h nh mô ph ng hệ thống à công cụ quan trọng trong quá tr nh ra qu ết

định vận hành hồ chứa thời kỳ mùa kiệt. Hiện na , các mô h nh có sẵn như HEC-

RESSIM, WEAP v.v không có các mo un t nh toán/ ự áo ng chả đến hồ nên

c n hạn chế trong ứng dụng. Bởi vậy, cần thiết xâ ựng một mô h nh riêng phù

hợp với điều kiện của ưu vực sông a, có khả năng t nh được quá tr nh ng chảy

trong thời kỳ mùa kiệt theo dự áo mưa và có thể chủ động trong quá tr nh ra qu ết

định vận hành các hồ chứa phát điện có nhiệm vụ cấp nước cho hạ u. Đâ cũng à

xu hướng chung của các nghiên cứu trên thế giới khi nghiên cứu chế độ vận hành và

hỗ trợ ra quyết định trong quá tr nh vận hành hệ thống hồ chứa.

4. Để xâ ựng các phương án vận hành hệ thống theo TGT cần nâng cao

chất ượng dự áo mưa, ng chả và xâ ựng mô h nh mô ph ng hệ thống để trợ

giúp quá tr nh ra qu ết định. Trên cơ sở phân t ch đặc điểm về quy luật rút nước của

các trạm đo đạc thủ văn, uận án đã kiến nghị phương án xử ý trên cơ sở xác định

ượng trữ nước của ưu vực (thông qua giá trị ưu ượng nh quân cuối mùa ũ) và

lựa chọn kịch bản mưa mùa kiệt để t nh toán ự áo ng chả mùa kiệt nhằm khắc

phục những hạn chế của công tác ự áo. Đâ à căn cứ xác định phương thức vận

hành ra qu ết định hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba TKMK theo thời gian

thực.

5. Xâ ựng các đường rút nước tiềm năng và xâ ựng mô h nh toán mô

ph ng hệ thống trên cơ sở t ch hợp mô h nh cân ằng nước, mô h nh ự áo ng

chả và mô h nh vận hành các hồ chứa à căn cứ và cũng à công cụ trợ giúp ra

quyết định điều tiết vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực. Các nội dung nà sẽ được tr nh à trong Chương 3 và Chương 4 của luận án.

CHƯƠNG 3: THIẾT LẬP MÔ HÌNH MÔ PHỎNG, XÂY DỰNG

BIỂU ĐỒ RÚT NƯỚC TIỀM NĂNG PHỤC VỤ VẬN HÀNH

HỆ THỐNG HỒ CHỨA SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT

THEO THỜI GIAN THỰC

3.1. Giới thiệu chung về các mô hình mô phỏng trong quy hoạch và quản

lý tài nguyên nước

Sự ra đời của hệ thống má t nh tốc độ cao đã mở đường cho sự phát triển

các mô h nh mô ph ng ứng dụng trong ĩnh vực quy hoạch và quản ý tài ngu ên

nước, trong đó có các ài toán về quy hoạch và quản ý ũ, kiệt. Xu hướng chung

trên thế giới hiện na à phát triển các mô h nh mô ph ng hệ thống trên cơ sở t ch

hợp các mô h nh thành phần bao gồm các mô h nh mô tả các qu uật vật ý của hệ

thống với các mô ph ng hoạt động của toàn ộ các công tr nh trên hệ thống. Các mô

h nh như vậ có tên gọi à “mô h nh ưu vực sông” hoặc “mô h nh hệ thống”.

Trong mô h nh ưu vực sông có oại mô ph ng:

 Đối với ài toán quản ý ũ và vận hành hồ chứa ph ng ũ:

Đối với các ài toán iên quan đến t nh toán ũ và quản ý ũ, các mô ph ng

có thời đoạn t nh toán ngắn. Theo đó, quá tr nh tập trung nước trên ưu vực và trong

hệ thống sông thường được mô ph ng theo các mô h nh thủy lực hoặc mô h nh i n

toán ũ trên hệ thống sông. Quá tr nh xả ũ qua hồ chứa mô ph ng theo các phương

tr nh t nh toán thủy lực qua công tr nh. Điển h nh cho các oại mô ph ng nà à các

mô h nh MIKE 11, HEC-RESSIM, HEC-HMS.

 Đối với ài toán quản ý nước và vận hành hồ chứa cấp nước, phát điện:

Đối với các ài toán qu hoạch sử dụng nước, quản ý nước và vận hành các

công tr nh hồ chứa àm nhiệm vụ cấp nước và phát điện, thời đoạn t nh toán thường

ài ( t nhất à 1 ngà ) nên không có mô ph ng thủy lực, tha vào đó à các mô

ph ng về CBN. Các mô ph ng dạng nà có trong các mô h nh HEC-RESSIM,

MIKE-BASIN. WEAP, MITSIM.

Đề tài nghiên cứu iên quan đến vận hành hệ thống hồ chứa TKMK, có thời

đoạn t nh toán ớn nên ưới đâ điểm qua khả năng sử dụng các mô h nh phù hợp

với ài toán đặt ra.

 Mô hình HEC-RESSIM

HEC-RESSIM à mô h nh mô ph ng hệ thống hồ chứa của Trung tâm Kỹ

thuật Thủ văn (HEC), Cục Công inh Mỹ. Đâ à ạng mô h nh mô ph ng hệ

thống di n toán ng chả sông ng i theo tr nh tự từ thượng ưu xuống hạ ưu. Mô

h nh có thể mô ph ng một hoặc nhiều hồ chứa àm nhiệm vụ ph ng ũ, cấp nước,

phát điện, v.v... Các êu cầu về nước có thể được chỉ định tại hồ và tại vị tr ở hạ du

(gọi à các điểm kiểm soát). Các êu cầu về nước có thể được đáp ứng từ một hoặc

nhiều hồ chứa ở thượng ưu ựa trên ữ liệu đầu vào. Việc vận hành hệ thống hồ

chứa để đáp ứng êu cầu về nước được thực hiện thông qua các ràng uộc về điều

kiện vật ý, các mực nước và ung t ch đặc trưng của hồ chứa, các qu tắc vận hành.

Mô h nh HEC-RESSIM không những th ch hợp với các ài toán qu hoạch

mà c n có thể ứng dụng tốt đối với các ài toán vận hành hệ thống hồ chứa đa mục

tiêu. Tu nhiên, mô h nh cũng có những hạn chế cho người sử dụng:

- Quá tr nh nhập ưu khu giữa à các quá tr nh ưu ượng được t nh trước

không nằm trong phần mềm t nh toán. Đâ à hạn chế của mô h nh khi ứng

dụng trong quản ý vận hành hồ trong thời gian thực;

- Thời đoạn t nh toán điều tiết cấp nước lấy cố định bằng 1 ngà nên khi sử

dụng phải sử dụng tài iệu đầu vào thời đoạn ngà ;

- Tại nút hồ chứa bắt buộc phải có các đường quan hệ Z~V, Z~F nên trong

một số trường hợp đối với hồ chứa nh do thiếu tài iệu phải giả định các

đường cong nà ;

- V chủ yếu quan tâm đến vận hành hồ chứa chưa quan tâm nhiều đến ài

toán cân ằng nước, đặc biệt à nước hồi quy từ tưới.

 Mô hình MIKE HIDRO

MIKE HIDRO à một công cụ cân ằng giữa nhu cầu về nước và nước có

sẵn theo cách tối ưu nhất giúp cho công tác qu hoạch ưu vực sông tổng hợp và

quản ý tài ngu ên nước o Viện thuỷ ực Đan Mạch (ĐHI) xâ ựng, đâ à một

mô h nh toán học thể hiện một ưu vực sông ao gồm cấu h nh của các sông ch nh

và các sông nhánh, các ếu tố thuỷ văn của ưu vực theo không gian và theo thời

gian, các công tr nh, hệ thống sử ụng nước hiện tại và tương ai và các phương án

sử ụng nước khác nhau. Mô h nh nà đang được nhiều nước trên thế giới và các tổ

chức quốc tế sử dụng. MIKE HIDRO được chạ ựa trên phần mềm iên kết của

ArcView GIS, để các thông tin GIS có thể ao hàm trong mô ph ng tài ngu ên

nước. Mạng ưới sông và các nút cũng được soạn thảo trong ArcView. Mô h nh

hoạt động trên cơ sở một mạng ưới sông được số hoá và các thiết ập trực tiếp trên

màn h nh má t nh trong ArcView GIS. Tất cả các thông tin về mạng ưới sông, vị

tr các hộ ùng nước, hồ chứa, cửa ấ nước, các êu cầu về chu ển ng, ng hồi

qu đều được xác định trên màn h nh.

 Mô hình WEAP

WEAP (Water Evaluation and Planning System) – Hệ thống đánh giá và

quản ý nguồn nước. Là sản phẩm của Viện Nghiên Cứu Môi trường Stockho m có

trụ sở ở Boston (Mỹ) (SEL – Boston: Stockholm Environment Institute – Boston)

nghiên cứu và phát triển. Phần mềm Weap t nh toán nhu cầu ùng nước dựa trên

ngu ên ý cơ ản của t nh toán CBN. Thành phần cung cấp nước có thể à các ng

chả nước mặt, kho nước ngầm, các hồ chứa nước hay từ các ưu vực khác. Thành

phần sử dụng nước à các khu đô thị, khu công nghiệp, các khu tưới cho nông

nghiệp… có t nh đến các điều kiện thực tế như việc tái sử dụng nước, ng chảy

môi trường, năng suất má móc, chi ph và việc phân phối ưu tiên và sử dụng tài

ngu ên nước. Mô h nh Weap thuộc kiểu mô h nh mạng ưới, trong đó sông và các

nhánh hợp ưu ch nh được biểu di n bằng iên kết giữa các nhánh và các nút. Các

nhánh được thể hiện bằng các đoạn sông riêng iệt, c n các nút thể hiện các hợp ưu

hoặc các vị tr mà tại đó các hoạt động iên quan đến phát triển nguồn nước có thể

di n ra như điểm nhận ng chảy hồi quy từ các khu tưới, hoặc à điểm hợp ưu

giữa hai hoặc nhiều sông, suối hoặc tại các vị tr quan trọng cần có kết quả của mô

h nh. Mô h nh nà hiện na được sử dụng rộng rãi trong qu hoạch tài ngu ên nước

theo ưu vực sông.

Tu nhiên, trong mô h nh WEAP qua nhiều thông số, như cột nước t nh

toán không đổi, hiệu suất à hằng số, b qua tổn thất thấm v.v… nên chỉ phù hợp

cho các ài toán qu hoạch và quản ý tài ngu ên nước.

Các mô h nh RIBASIM, MIKE-BASIN cũng có cấu trúc và t nh năng tương

tự như mô h nh WEAP nhưng cũ hơn có hạn chế so với mô h nh WEAP.

Hiện na có hai xu hướng ứng dụng mô h nh mô ph ng trong vận hành hệ

thống hồ chứa: (1) Sử dụng những mô h nh có sẵn đã tr nh à trên đâ trong vận

hành thực tế và (2) Phát triển các mô h nh mới phù hợp với ài toán vận hành hệ

thống hồ chứa TKMK theo thời gian thực.

Phát triển mô h nh mới phù hợp với ài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo

TGT à xu hướng đang được nghiên cứu phát triển ở một số nước trong đó có Việt

Nam. Nó cũng có 2 xu hướng phát triển các mô h nh như sau: (1) Phát triển hoàn

chỉnh một mô h nh mới, (2) Chỉ phát triển một phần mô h nh đối với vùng thượng

u, nơi có các hồ chứa, vùng hạ du sẽ iên kết với mô h nh sẵn có và thường à các

mô h nh thủy lực. Trong trường hợp nà , kết quả t nh toán của vùng thượng u à số

liệu đầu vào của mô h nh khu vực hạ u. Các mô h nh vùng thượng u thường à

các mô h nh thủ văn.

Từ những nội ung đã tr nh à trên đâ , có thể rút ra một số kết luận như

- Các mô h nh thương mại có sẵn cho ài toán vận hành hệ thống hồ chứa có

những khó khăn nhất định trong ứng dụng cho một ài toán cụ thể do phải

tuân thủ các thuật toán có sẵn của chương tr nh hoặc các êu cầu tài iệu đầu

vào khi sử dụng mô h nh.

- Xu hướng chung hiện na à phát triển mới hoặc phát triển một phần các mô

h nh ự áo và vận hành hệ thống hồ chứa để khắc phục những yếu điểm của

các mô h nh thương mại có sẵn khi mô ph ng các hoạt động của hồ chứa.

Trên cơ sở những nhận xét trên đâ , uận án nghiên cứu xâ ựng một mô

h nh mô ph ng riêng phục vụ cho ài toán vận hành hệ thống hồ chứa, đặt tên à

Ba-Model. Mô h nh Ba-Model sẽ được ứng dụng trên sông Ba và đánh giá khả

năng áp ụng cho những ưu vực khác có điều kiện tương tự.

3.2. Xây dựng mô hình mô phỏng Ba-Model phục vụ bài toán quản lý

nước và vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Ba

3.2.1. Yêu cầu về thiết lập mô hình

Mục đ ch xâ ựng mô h nh nhằm sử dụng trong quản ý nước các hồ chứa

và công tr nh cấp nước trên ưu vực sông Ba thời kỳ mùa kiệt theo thời gian thực.

Bởi vậ , mô h nh Ba-Mo e được xâ ựng phải đáp ứng các êu cầu sau:

- Có khả năng ự áo được nước đến các hồ chứa và các nút nhập ưu.

- T nh toán điều tiết với các hồ chứa theo các kịch bản sử dụng nước khác

nhau. Đối với hồ chứa thủ điện, xác định được quá tr nh ưu ượng điều tiết

từ hồ theo các kịch bản hu động công suất cho nhà má thủ điện gắn với

nút hồ.

- Đánh giá được sự thiếu hụt nước tại các nút cấp nước (đập âng, hồ chứa,

trạm ơm) theo các kịch bản vận hành hệ thống và êu cầu cấp nước hạ du.

- Mô h nh chỉ áp ụng cho ưu vực mà các nút cấp nước không ị ảnh hưởng

của thủy triều. Với ưu vực sông Ba, mô h nh Ba-Model chỉ có thể ứng dụng

đến nút đập Đồng Cam. Đâ cũng ch nh à phạm vi nghiên cứu của luận án.

3.2.2. Cấu trúc của mô hình

Mô h nh cân ằng nước và điều tiết hệ thống hồ chứa thuộc kiểu mô h nh

mạng ưới, trong đó sông và các nhánh hợp ưu ch nh được biểu di n bằng iên kết

giữa các nhánh và các nút. Các nhánh được thể hiện bằng các đoạn sông riêng iệt,

c n các nút thể hiện các hoạt động và ràng uộc về cân ằng của hệ thống bao gồm

các hợp ưu, điều tiết của hồ chứa, cân ằng nước hệ thống từ các điểm nhận ng

chảy hồi quy từ các khu tưới, điểm hợp ưu giữa hai hoặc nhiều sông, suối hoặc tại

các vị tr quan trọng cần có kết quả của mô h nh.

3.2.2.1. Thiết lập mạng sông

Tương tự như các mô h nh HEC-RESSIM, WEAP…, mạng sông được thiết

lập gồm hệ thống các nút sông (nút nhập ưu, nút hồ chứa, nút cấp nước…) và sự

iên kết giữa các nút trong hệ thống.

1. Nút nhập lưu: Là nút có quá tr nh ưu ượng nhập vào hệ thống sông, ao gồm:

- D ng chảy tự nhiên: à quá tr nh ưu ượng trên ưu vực thành phần tập trung

vào mạng ưới sông.

- D ng hồi quy từ các nút tưới: à quá tr nh ưu ượng hồi quy từ các khu tưới.

- D ng chả sau nhà má thủ điện: à quá tr nh ưu ượng tập trung về nút sau

nhà má thủ điện kiểu đường dẫn hoặc do chuyển nước từ ưu vực khác qua

nhà má thủ điện.

- Xả thải từ các khu công nghiệp và các khu ân cư.

2. Nút cấp nước và sử dụng nước:

- Các khu tưới, các khu công nghiệp và cấp nước sinh hoạt tại thượng và hạ

ưu các hồ chứa;

- Các nhà má thủ điện được bố tr sau đập hoặc theo dạng đường dẫn;

- Điều tiết nước cho hạ u theo êu cầu về ng chảy tối thiểu. Loại nút nà

thường được thiết lập tại các nút hồ chứa. Tại các nút hồ chứa có thể có

nhiều nút cấp nước và sử dụng nước.

Hình 3.1: Sơ đồ một số nút nhập ưu đặc trưng của hệ thống

Hình 3.2: Sơ đồ vị tr các nút ch nh khu vực sông Hinh, sông Ba Hạ đến Đồng Cam

Ghi chú: IRR à nút tưới; Nút hồ chứa; Đập âng; Nút cấp nước

cho khu công nghiệp và ân cư; Nhà má thủ điện.

3. Nút hồ chứa: Các nút hồ chứa bao gồm các hồ chứa cấp nước tưới, cấp nước

công nghiệp và phát điện. Các hồ chứa có thể nằm trong hệ thống bậc thang hồ chứa

hoặc thuộc cấu trúc hỗn hợp bao gồm cả các hồ chứa chuyển nước sang ưu vực

khác.

4. Nút CBN: Nút cân ằng tại các nút hợp ưu của các ng nhập ưu trên mạng

sông cần t nh CBN, theo đó tổng ng chả đến nút phải bằng ng chảy ra kh i

nút.

5. Nút kiểm soát: Nút kiểm soát iên quan đến kiểm soát ng chảy tối thiểu hoặc

ng chả môi trường vùng hạ u, theo đó ưu ượng nước hoặc mực nước tại nút

kiểm soát phải lớn hơn một giá trị giới hạn.

3.2.2.2. Liên kết các nút sông

Liên kết các nút sông ằng các đoạn sông mô tả đường đi của ng chảy

trong mạng sông trong mối quan hệ CBN. Mỗi nút sông có thể iên kết với một nút

hoặc nhiều nút trên thượng ưu và một nút ở hạ ưu theo chiều ng chảy ra kh i

nút. Trên sơ đồ hệ thống nút, hướng ng chả được thể hiện bằng mũi tên xuất

phát từ nút đi đến nút đang xét.

3.2.3. Mô phỏng

Mô ph ng CBN hệ thống gồm mô ph ng hoạt động của mỗi nút trong hệ

thống và quan hệ CBN với các nút khác trong hệ thống. Các nút của hệ thống CBN

bao gồm: nút nhập ưu, nút sông, nút cấp nước, nút hồ chứa cấp nước và phát điện.

Mô ph ng CBN tại các nút theo ngu ên ý: tổng ượng nước đến bằng tổng ượng

nước ra kh i nút cộng với ượng nước trữ lại tại nút đó (nếu à nút hồ chứa).

3.2.3.1. Mô ph ng nút nhập ưu

Nếu nhập ưu à quá tr nh ng chả đến tự nhiên từ một mảnh diện t ch nào

đó th quá tr nh ưu ượng đến nút được mô ph ng theo hai dạng sau:

- Quá tr nh ưu ượng Q(t) lấ theo tài iệu thực đo hoặc theo kết quả t nh toán

trước đó, không nằm trong mô h nh t nh toán;

- Lấy theo kết quả mô h nh mưa rào - ng chả được mô ph ng trong chương

tr nh, chẳng hạn như mô h nh NAM.

Nếu nhập ưu à ưu ượng từ nhà má thủ điện, ưu ượng nhập ưu Q(t) à kết

quả t nh toán điều tiết phát điện tại nút thủ điện.

Nếu nhập ưu à ưu ượng hồi quy từ các khu tưới, ưu ượng nhập ưu ấy theo

tỷ lệ nhất định của ưu ượng cấp nước cho khu tưới: Q(t) = K.Qtưới(t), trong đó K à

hệ số nước hồi qu , trong mô h nh chọn K=0,05.

Nếu nhập ưu từ các nguồn thải khác, ưu ượng nhập ưu ấy bằng ưu ượng của

các nguồn thải.

3.2.3.2. Mô ph ng hoạt động tại nút hồ chứa

1. Đối với nút hồ chứa cấp nước: Phương tr nh CBN tại hồ chứa cấp nước:

(3-1) V(t+1) = V(t) + [Qvào – Qcấp - Qxả ].t – L

2. Đối với hồ chứa phát điện : Phương tr nh CBN tại hồ chứa:

(3-2) V(t+1) = V(t) + [Qvào – Qtuabin - Qxả ].t – L

Trong đó:

- V(t) và V(t+1) à ung t ch hồ chứa tại thời điểm t và t+1;

Các giá trị nh quân trong thời đoạn t nh toán ∆t (từ thời điểm t đến t+1) ao gồm:

- Qvào à tổng ưu ượng vào hồ từ thượng ưu ao gồm các nhập ưu và ưu

ượng xả từ các hồ ph a trên;

- Qcấp à ưu ượng ấ từ thượng ưu hồ chứa;

- L tổng ượng tổn thất hồ chứa tại thời điểm t nh toán;

- Qxả à ưu ượng xả xuống hạ u ao gồm ưu ượng xả thừa và ưu ượng cần

xả xuống hạ u để đảm ảo êu cầu tối thiểu vùng hạ u;

- Qtuabin à ưu ượng qua nhà má thủ điện.

Lưu ượng qua nhà má thủ điện được xác định theo kết quả t nh toán thủy

năng với trạm thủ điện gắn với hồ chứa đang xét. Quá tr nh t nh toán thực hiện

theo phương pháp ặp theo biểu đồ công suất cho trước N(t) có xét đến chế độ thủy

lực sau nhà má đối với hệ thống hồ chứa nằm trong hệ thống bậc thang. Lưu ượng

qua nhà má t nh theo công thức (3-3)

(3-3) Qtuabin = N/(Ktb∆H)

Trong đó:

- Ktb à hệ số tổn thất; N à công suất (Kw);

- ∆H à chênh ệch cột nước (m). Chênh ệch cột nước tại thời điểm t nh toán

t nh theo công thức 3-4.

(3-4) H = Htl – Hhl -∑htt

- Htl à mực nước hồ gắn với trạm thủ điện;

- ∑htt à tổng tổn thất cột nước của nhà má được xác định tù thuộc vào oại

nhà má thủ điện (sau đập hoặc đường ẫn)

- Hhl à mực nước hạ ưu trạm thủ điện xác định theo 2 trường hợp sau:

 Nếu mực nước hạ ưu ị ảnh hưởng nước dềnh của hồ ưới (trường hợp

ngập chân) ấy bằng mực nước hồ ph a ưới.

 Nếu mực nước hạ ưu không ị ảnh hưởng nước dềnh của hồ ph a ưới

được xác định theo đường quan hệ H~Q sau nhà má . Đối với nhà má

sau đập th ưu ượng xuống hạ u à tổng ưu ượng qua nhà má và ưu

ượng xả qua đập, đối với nhà má kiểu đường dẫn th ưu ượng tại tuyến

đường H~Q lấy theo tổng nhập ưu tại tuyến hạ ưu.

3. Tại các nút kiểm soát

Mô ph ng điều kiện cần th a mãn tại các nút kiểm soát như sau:

- Đối với trường hợp kiểm soát ưu ượng trong mùa kiệt phải th a mãn ng

chảy tối thiểu tại nút:

(3-5) Qn(t) ≥ Qtt(t)

Với: Qn(t): ưu ượng nút kiểm soát; Qtt(t): ưu ượng tối thiểu tại nút ở thời điểm t.

- Đối với trường hợp kiểm soát mực nước, à trường hợp th a mãn êu cầu

sinh thái hoặc đảm bảo hoạt động của trạm ơm cấp nước:

Zn(t) ≥ Ztt(t) (3-6)

Với Zn(t): mực nước tại nút kiểm soát; Ztt(t): mực nước tối thiểu tại nút ở thời điểm t.

3.2.3.3. Mô ph ng cân ằng nước hệ thống

Do mô h nh được xâ ựng phục vụ quản ý nước thời kỳ mùa kiệt, thời

đoạn t nh toán ớn nên trong quá tr nh t nh toán qua thời gian chảy truyền của

ng chảy từ nút nà đến nút khác. Nên phương tr nh mô ph ng tại các nút à

phương tr nh cân ằng nước, theo đó tổng ưu ượng đến nút tại thời điểm t bằng

tổng ưu ượng ra kh i nút t nh toán tại thời điểm đó. Phương tr nh có ạng (3-7).

∑Qd(t) = ∑Qr(t) (3-7)

Trong đó: ∑Qd(t) và ∑Qr(t) à tổng ưu ượng đến và đi kh i nút tại thời điểm t. Lưu

ượng ra kh i nút ao gồm ưu ượng cấp cho các nút tưới hoặc cấp nước khác và

ưu ượng chảy xuống hạ ưu nút đang xét.

3.2.2.4. Thiết lập mạng sông và ựa chọn mô ph ng đối với ưu vực sông Ba

Mục đ ch nghiên cứu đối với ưu vực sông Ba à vận hành các hồ chứa có nhiệm vụ điều tiết cấp nước hạ u theo thời gian thực, gồm các hồ KaNak, An Khê, Ba Hạ, Sông Hinh và Krông H’Năng. Tu nhiên, để đánh giá khả năng cấp nước của tất cả các nút công tr nh cấp nước trên hệ thống và tổn thất o phải cấp nước tại các công tr nh với các hồ chứa ớn, mô h nh Ba-Mo e đã thiết ập mạng sông với tất cả các nút hồ chứa nh , đập âng, trạm ơm kể cả công tr nh chu ển nước.

Các mô ph ng tại các nút hồ chứa, nút CBN, nút cấp nước được mô ph ng

tương tự như các mô h nh HEC-RESSIM, WEAP,... Riêng các nút nhập ưu o êu

cầu phải t ch hợp với kết quả t nh toán ự áo nên đề xuất 2 cách mô ph ng như

- T nh toán ự áo ng chảy theo mô h nh mưa - ng chảy từ kết quả dự áo

hoặc kịch bản mưa. Đối với ưu vực sông Ba, uận án chọn mô h nh NAM để

t nh toán ự áo.

- T nh toán theo t nh toán ự áo của ưu vực tương tự có t nh đến hiệu chỉnh.

3.3. Xây dựng thuật toán và lập chương trình tính toán cho mô hình Ba-

Model

3.3.1. Thuật toán tính điều tiết hồ chứa

3.3.1.1. Hồ chứa cấp nước

Mô ph ng điều tiết hồ chứa cấp nước theo phương tr nh (3.1), sơ đồ t nh toán

tr nh à trên h nh 3.3. Với ưu ượng lấy ra kh i hồ gồm ượng cấp nước thượng

ưu, ượng điều tiết xuống hạ u để đáp ứng êu cầu ng chảy tối thiểu và ượng

tổn thất do bốc hơi và thấm. Có thể chia àm 2 trường hợp:

- Trường hợp có đường quan hệ Z~V, Z~F, ượng tổn thất do bốc hơi t nh theo

ượng bốc hơi phụ thêm;

- Trường hợp không có đường quan hệ Z~V, Z~F, ượng nước tổn thất lấy

bằng 2% tổng ượng nước t ch trong hồ (thực tế à ung t ch hiệu dụng).

Đối với hồ chứa có nhiệm vụ ph ng ũ hạ u, giá trị Vmax của hồ tha đổi

theo thời gian và ch nh à ưu ượng trước ũ qu định trong qu tr nh iên hồ chứa.

3.3.1.2. Hồ chứa có nhiệm vụ phát điện

Đối với hồ chứa phát điện nằm độc lập, điều tiết phát điện được t nh theo biểu đồ công suất mà hệ thống điện hu động cho hồ đang xét. Kết quả t nh à quá tr nh ưu ượng qua nhà má . Thuật toán t nh điều tiết được tr nh à trên h nh 3.5

Đối với hồ chứa phát điện nằm trong hệ thống ậc thang cần phải kiểm tra

điều kiện ngập chân o nước ềnh từ các hồ ph a ưới. Quá tr nh t nh toán được

tr nh à trên sơ đồ ở h nh 3.6.

Bắt đầu

Nhập các số liệu đầu vào: Mưa, Bốc hơi, ng chả , Lượng nước êu cầu tưới - Các thông số của hồ chưa ….

Mô ph ng ng chả đến các tiểu ưu vực bằng mô h nh NAM

T nh toán vận hành điều tiết các hồ chứa trên ưu vực sông Ba

T nh toán Cân ằng nước

Kết thúc

Xuất các kết quả

Hình 3.3. Sơ đồ mô ph ng cân ằng nước trên ưu vực sông Ba

Bắt đầu

Nhập số liệu

i = 1

V(i) = V(i-1) + [Q(i) - qr(i)] t

Đúng V(i) > Vmax Qx(i) = [V(i) - Vmax]/t V(i) = Vmax

Sai

Đúng V(i)  Vc Giả định lại Vh

Sai

Qx(i) = 0

V(i) = V(i-1) + [Q(i) - qr(i)] t

i = i+1

Sai i > n

Đúng

T nh ượng nước theo êu cầu cấp nước thượng và hạ ưu

Kết thúc

Hình 3.4: Sơ đồ t nh toán điều tiết hồ chứa cấp nước

Chú thích: Q(i): Lưu ượng đến thời đoạn i; qr(i): ưu ượng xả ra thời đoạn i; Vh: ung t ch hồ; Qx(i): Lưu ượng xả tràn thời đoạn i.

Bắt đầu

Nhập số liệu Q(t), Z~V, Vo, N(t) ... Giá trị qtb(t) = q1 (thời gian đầu t = 0)

i = 1

Đúng

i = 1

V(i-1) = V qtb(i) = q1

Sai qtb(i) = qtb(i-1)

Qx(i) = qtb(i)

Đúng

Qx(i)=Qx(i)+V(i)-Vbt/t

V(i) = V(i-1) + [Q(i) - Qx(i)] t

T nh tổn thất WTT(i) và t nh ại ung t ch hồ: V(i) = V(i) – WTT(i) V(i) ≥ Vbt Sai V = V(i) + V(i-1)

Zt(i) = f(V); Zh(i) = f(Qx(i))

Ntt

(i) = 8,5.qtb(i).[Zt(i) – Zh(i)]

|Ntt

(i) – N(i)|  

i = i +1

Sai

i > n

Đúng Sai qtb(i) = qtb(i) ± q

Đúng

Kết thúc

Hình 3.5: Sơ đồ t nh điều tiết cho hồ chứa phát điện độc lập

Bắt đầu

Với số liệu Q(t), Z~V, Vo, N(t), mực nước

j = 1

T nh theo sơ đồ 3.5 với giả định mực nước hạ ưu tại lần lặp đầu tiên chỉ phụ thuộc Qxả, được tra trên đường quan hệ H~Q hạ ưu đập

T nh theo sơ đồ 3.4 j = j+1

Sai j > M

n |  

Đúng Sai Z(j+1,i)≥ Zh=H(Qx(j,i)) Zh(j,i) = Z(j+1,i)

|Z(j,i) Sai Đúng (n+1) - Z(j,i)

Đúng

Xuất kết quả

Kết thúc

Hình 3.6: Sơ đồ t nh điều tiết cho hồ chứa phát điện nằm trong hệ thống

hồ chứa bậc thang

3.3.2. Giới thiệu cơ sở lý thuyết mô hình NAM

Mô h nh NAM à từ viết tắt của tiếng Đan Mạch “Ne or – Afstromnings –

Mo e ”, có nghĩa à mô h nh mưa – ng chả . Mô h nh nà đầu tiên o Khoa Tài

Ngu ên nước và Thuỷ lợi của Trường Đại học Đan Mạch xâ ựng (Nie sen và

Hansen, 1973). Mô h nh NAM à oại mô h nh ể chứa được sử dụng t nh ng

chảy từ mưa đã được mô ph ng trong mô h nh MIKE 11. Mô h nh NAM được xâ

dựng trên ngu ên tắc xếp 3 bể chứa theo chiều thẳng đứng và 2 bể chứa tuyến t nh

nằm ngang (h nh 3.7).

1. Bể chứa mặt

Lượng ẩm trữ trên ề mặt của thực vật, cũng như ượng nước điền trũng trên

bề mặt ưu vực được đặc trưng ởi ượng trữ bề mặt. Umax đặc trưng cho giới hạn

trữ nước tối đa của bể nà . Lượng nước U trong bể chứa mặt sẽ giảm dần do bốc

hơi, o thất thoát theo phương nằm ngang ( ng chả sát mặt). Khi ượng nước nà

vượt quá ngưỡng Umax th một phần của ượng nước vượt ngưỡng PN sẽ chả vào

suối ưới dạng ng chả tràn mặt phần c n ại sẽ thấm vào bể sát mặt và ể ngầm.

Hình 3.7: Cấu trúc mô h nh NAM

2. Bể sát mặt và bể tầng rễ cây

Bể nà thuộc phần r câ , à ớp đất mà thực vật có thể hút nước để thoát ẩm.

Lmax đặc trưng cho ượng ẩm tối đa mà ể nà có thể chứa. Lượng ẩm của bể chứa

nà được đặc trưng bằng đại ượng L. L phụ thuộc vào ượng tổn thất thoát hơi của

thực vật. Lượng ẩm nà cũng ảnh hưởng đến ượng nước sẽ đi xuống bể chứa ngầm

để bổ sung nước ngầm.

3. Bốc thoát hơi

Nhu cầu bốc thoát hơi nước trước tiên à để th a mãn tốc độ bốc thoát hơi

tiềm năng của bể chứa mặt. Nếu ượng ẩm trong bể chứa mặt nh hơn nhu cầu nà ,

th nó sẽ lấy ẩm từ tầng r câ theo tốc độ Ea. Trong đó Ea à tỷ lệ với ượng bốc

thoát hơi tiềm năng Ep: Ea = (Ep-U) L/Lmax.

4. Dòng chảy mặt

Khi bể chứa mặt tràn nước, U ≥ Umax, th ượng nước vượt ngưỡng PN (PN =

U- Umax) sẽ h nh thành ng chảy mặt và thấm xuống ưới. QOF à một phần của

PN, tham gia h nh thành ng chảy mặt, nó tỷ lệ thuận với P¬N và tha đổi tuyến

t nh với độ ẩm tương đối L/Lmax của tầng r câ :

QOF = (3.8) Với L/Lmax >TOF

0 Với L/Lmax < TOF

Trong đó: CQOF à hệ số ng chảy mặt (0  CQOF  1 )

TOF à ngưỡng của ng chảy mặt (0  TOF  1)

Phần c n ại của PN sẽ thấm xuống ưới. Một phần (PN -QOF) thấm xuống

ưới nà sẽ àm tăng ượng ẩm L của bể chứa tầng r câ . Phần c n ại sẽ thẩm thấu

xuống sâu hơn để bổ sung cho bể chứa tầng ngầm.

5. Dòng chảy sát mặt

D ng chả sát mặt cũng phụ thuộc vào độ ẩm của tầng r câ :

QIF = Với (3.9) L/Lmax >TIF

= 0 Với L/Lmax < TIF

Trong đó: TIF à ngưỡng sinh ra ng chả sát mặt (0  TIF  1)

CKIF à hằng số thời gian của ng chả sát mặt.

6. Bổ sung dòng chảy ngầm

Lượng nước thấm xuống G, bổ sung cho bể chứa ngầm phụ thuộc vào độ ẩm

của đất ở tầng r câ :

G = (3.10) Với L/Lmax > TG

= 0 Với L/Lmax ≤ TG

Với TG à giá trị của ượng nước ổ sung cho tầng ngầm (0 ≤ TG ≤ 1)

7. Lượng ẩm của đất

Bể chứa tầng sát mặt biểu thị ượng nước có trong tầng r câ . Lượng mưa

hiệu quả sau khi trừ đi ượng nước tạo ng chảy mặt, ượng nước bổ sung cho tầng

ngầm, sẽ bổ sung và àm tăng độ ẩm của đất ở tầng r câ L ằng một ượng DL:

DL = PN - QOF – G.

8. Diễn toán dòng chảy

D ng chảy mặt và ng chả sát mặt sẽ được di n toán thông qua hai ể

chứa tuyến t nh theo thời gian với cùng một hằng số thời gian CK1,2. Khi t nh

thành phần ưu ượng nước mặt qua bể tuyến t nh với hằng số thời gian CK được

t nh như sau:

(3.10a)

Trong đó: OF à ng chảy mặt (mm/h), OFmin à giới hạn trên cho tu ến t nh

định tuyến (= 0,4 mm/giờ) và β = 0,4.

Di n toán ng chảy mặt theo công thức (3.10b):

(3.10b)

Trong đó hệ số CK được t nh theo công thức (3.10a); OFi-1 à ng chảy mặt

ở thời đoạn trước đó.

Di n toán ng chảy mặt theo công thức (3.10c):

(3.10c)

Trong đó IFi-1 à ng chả sát mặt ở thời đoạn trước đó.

D ng chảy ngầm được di n toán thông qua một bể chứa tuyến t nh theo thời

gian với hằng số thời gian CKBF.

(3.10d)

Trong đó BFi-1 à ng chảy ngầm ở thời đoạn trước đó.

Δt à thời đoạn t nh toán (h), nếu mô h nh t nh theo mưa ngà th Δt =24h.

Bảng 3.1: Các thông số ch nh trong mô h nh NAM

Thông số Đơn vị

[mm] Lmax

[mm] Umax

CQOF [-]

CKIF [hours]

TOF [hours]

TIF [-]

CK12 [-]

CKBF [-]

TG [hours] Mô Tả Lượng nước tối đa trong ể chứa tầng r câ . Lmax có thể gọi à ượng ẩm tối đa của tầng r câ để thực vật có thể hút để thoát hơi nước. Lượng nước tối đa trữ trong ể chứa mặt. Có thể gọi à ượng nước điền trũng, rơi trên mặt thực vật và chứa trong vài cm của ề mặt đất. Hệ số ng chả mặt (0≤CQOF≤1). Qu ết định sự phân phối của mưa hiệu quả cho ng chả ngầm và thấm. CKIF à hằng số thời gian của ng chả sát mặt. CKIF cùng với Umax qu ết định ng chả sát mặt. Nó chi phối thông số i n toán ng chả sát mặt CKIF >>CK12. Giá trị ngưỡng của ng chả mặt (0≤TOF≤1). D ng chả mặt chỉ h nh thành khi ượng ẩm tương đối của đất ở tầng r câ ớn hơn TOF. Giá trị ngưỡng của ng chả sát mặt (0≤TIF≤1). D ng chả sát mặt chỉ h nh thành khi ượng ẩm tương đối của tầng r câ ớn hơn TIF. Hằng số thời gian cho i n toán ng chả mặt và sát mặt. D ng chả mặt và sát mặt được i n toán theo các ể chứa tu ến t nh theo chuỗi với cùng một hằng số thời gian CK12. Hằng số thời gian ng chả ngầm. D ng chả ngầm từ ể chứa ngầm được tạo ra sử ụng mô h nh ể chứa tu ến t nh với hằng số thời gian CKBF. Giá trị ngưỡng của ượng nước ổ sung cho ng chả ngầm (0≤TG≤ 1). Lượng nước ổ sung cho ể chứa ngầm chỉ được h nh thành khi chỉ số ẩm tương đối của tầng r câ ớn hơn TG.

Lưu ượng t nh tại thời điểm t bất kỳ được t nh toán theo công thức (3.10e):

(m3/s) (3.10e)

Trong đó Y = OF+IF+BF (mm); Flv à iện t ch ưu vực (km2). Các tham số ch nh của mô h nh thống kê trong ảng 3.1.

3.3.3. Thuật toán tính lưu lượng tại các nút nhập lưu theo mô hình NAM

Thuật toán t nh ng chả tr nh à trên h nh 3.8.

Hình 3.8: Sơ đồ t nh toán quá tr nh ưu ượng Q~t bằng mô h nh NAM cho một ưu

vực nhập ưu có N thời đoạn t nh toán

3.3.4. Dữ liệu sử dụng cho tính toán

Dữ liệu cần sử dụng trong t nh toán CBN và vận hành hồ chứa gồm những

nội dung sau đâ .

1. Dòng chảy đến và các nhập lưu

D ng chảy tự nhiên đến các nút hồ chứa và nút CBN được xác định theo quá

tr nh ưu ượng có sẵn (đo đạc hoặc t nh toán trước) hoặc kết quả t nh toán từ mô

h nh mưa - ng chả (có sẵn trong chương tr nh). Khi sử dụng mô h nh mưa –

ng chả để t nh toán nhập ưu cần tài iệu thực đo hoặc dự áo của mưa trên ưu

vực sông.

2. Dữ liệu hồ chứa

Tại nút hồ chứa cần có các ữ liệu sau:

- Các quan hệ địa h nh hồ chứa Z~V, Z~F;

- Các đặc trưng ung t ch và mực nước hồ chứa: ung t ch tổng cộng, dung

t ch hữu ch, ung t ch chết, ung t ch kết hợp, ung t ch gia cường; các mực

nước âng nh thường, mực nước chết, mực nước gia cường, mực nước

trước ũ.

- Biểu đồ điều phối hồ chứa;

Các tham số thiết kế của công tr nh:

- Các thông số công tr nh: cống lấ nước, qu mô công tr nh xả ũ, cao tr nh

ngưỡng cống và tràn.

- Lưu ượng lớn nhất qua cống lấ nước, ưu ượng lớn nhất qua công tr nh xả

tràn và các công tr nh cống xả cát, cống đảm bảo ng chả môi trường.

Các tham số thiết kế của trạm thủ điện gắn với hồ chứa, gồm:

- Công suất đảm bảo và công suất lắp má ;

- Lưu ượng lớn nhất và nh nhất cho phép qua nhà má ;

- Các quan hệ hoặc biểu đồ t nh toán tổng cột nước tổn thất năng ượng;

- Đường quan hệ H~Q tại tuyến nhà má thủ điện;

- Biểu đồ hu động công suất trong thời gian vận hành hồ chứa.

Lưu ượng tối thiểu xuống hạ du tại nút kiểm soát hạ ưu hồ (nếu có) để đảm

bảo ng chảy tối thiểu ở hạ du.

Dữ liệu t nh toán tổn thất bốc hơi mặt hồ.

Đối với các hồ chứa nh àm nhiệm vụ cấp nước nếu không có đặc trưng địa

h nh hồ chứa (quan hệ Z~V, Z~F) chương tr nh sẽ chỉ t nh CBN và ắt buộc phải có

dữ liệu về ung t ch hiệu dụng.

3. Dữ liệu về yêu cầu tưới và cấp nước

Đối với các nút tưới và cấp nước cần có iểu đồ ưu ượng hoặc tổng ượng

êu cầu tưới và cấp nước (công nghiệp, sinh hoạt) theo thời đoạn t nh toán th ch

hợp.

4. Dữ liệu tại các nút kiểm soát kiệt

Lưu ượng tối thiểu tại các nút kiểm soát kiệt hoặc mực nước tối thiểu tại nút

kiểm soát. Đối với nút kiểm soát à đặc trưng mực nước (thường à các nút trạm

ơm tưới) phải có đường quan hệ H~Q tại nút đó và mực nước thiết kế bể hút tương

ứng.

3.3.5. Lập chương trình tính toán

Để mô ph ng CBN ưu vực sông và vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa

kiệt, tác giả đã ập chương tr nh t nh toán theo ngôn ngữ FORTRAN 77. Chương

tr nh được lập với sự tham gia hoạt động của hệ thống hồ chứa có nhiệm vụ cấp

nước và phát điện. Các nút của hệ thống được đánh số theo các nút đặc trưng (nút

hồ chứa, nút tưới, nút cấp nước, nút phát điện, nút kiểm soát và nút CBN). Chương

tr nh cho phép t nh toán với cả loại hồ chứa có chu ển nước sang ưu vực khác và

có mô ph ng vận hành của hồ chứa. Chương tr nh t nh toán được tr nh à trong

Phụ lục 3.1.

3.4. Xác định bộ thông số mô hình NAM của Ba-Model lưu vực sông Ba

3.4.1. Xác định các tiểu lưu vực phục vụ tính toán nước đến các nút hồ

chứa

Vận hành theo thời thực đối với các hồ chứa lớn Ka Nak, An Khê, A un Hạ,

Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H’Năng thời kỳ mùa kiệt à mục tiêu nghiên cứu ch nh

của luận án. Bởi vậ , mô h nh NAM chỉ được mô ph ng đối với các ưu vực gắn

với các điểm tập trung nước đến các hồ chứa đó.

KaNak

An Khê

An Khê 1

Ayun Hạ

An Khê 2

An Khê 3

An Khê 4

HL Ayun

Krong Pa

S. Ba Ha

HL Củng Sơn

HL- Krong H’Năng

Củng Sơn

Krong H’Năng

Sông Hinh

SƠ ĐỒ PHÂN CHIA CÁC TIỂU LƯU VỰC SÔNG BA

Hình 3.9: Sơ đồ phân chia các tiểu ưu vực để mô ph ng theo mô h nh NAM

Dựa vào đặc điểm mạng sông, vị tr các hồ chứa lớn trên ưu vực và vị tr các trạm thủy văn, luận án đã chia ưu vực sông Ba (t nh đến đập Đồng Cam) thành 14 tiểu ưu vực à những ưu vực được mô ph ng t nh toán ng chả đến theo mô h nh NAM. Bản đồ phân chia các tiểu ưu vực được thể hiện trên h nh 3.8. Mô tả giới hạn các tiểu ưu vực và iện t ch tương ứng thống kê trong ảng 3.2.

Các ưu vực thành phần được phân chia theo ngu ên tắc như sau:

- Theo đặc điểm mạng ưới sông;

- Có iên quan trực tiếp đến các hồ chứa Ka Nak, An Khê, Sông Hinh, Krông H’Năng và Ba Hạ.

- Mỗi ưu vực có ượng mưa tương đối đồng đều theo bản đồ đẳng trị mưa tr nh à ở chương 2;

- Có trạm đo mưa trên ưu vực và phù hợp với các trạm đo thủ văn.

Bảng 3.2: Mô tả giới hạn các tiểu ưu vực được phân chia

TT Lưu vực Mô tả

1 Ka Nak Thượng nguồn sông Ba t nh đến hồ Ka Nak

2 An Khê Khu giữa hồ Ka Nak và hồ An Khê

3 An Khê 1 Từ hồ An Khê đến trạm thủ văn An Khê

4 An Khê 2 Các sông suối nh từ hồ AnKhê đến Yang Nam

5 An Khê 3 Từ Yang Nam đến hợp ưu với sông A un

6 An Khê 4 Lưu vực sông Ea Thun

7 A un Hạ Lưu vực tập trung nước đến hồ A un Hạ

8 Hạ A un Từ hồ A un hạ đến ngã 3 nhập ưu sông A un với sông Ba

9 Krông Pa Từ ngã 3 A un hạ đến nhập ưu Krông H'Năng với sông Ba

10 Sông Ba Hạ Từ nhập ưu sông Krông H' Năng với sông Ba đến hồ Ba Hạ

11 Krông H'Năng Lưu vực thủ điện Krông H'Năng

12 Hạ KrôngH'Năng Hồ Krông H’Năng đến nhập ưu sông Ba

13 Sông Hinh Lưu vực thủ điện Sông Hinh

14 Củng Sơn Khu giữa từ thủ điện Ba Hạ, Sông Hinh đến trạm Củng Sơn

3.4.2. Tích hợp các mô hình thành phần khi xác định các tham số mô hình NAM

Nhập số liệu mưa Nhập số liệu ưu ượng thực đo, số liệu đặc trưng các ưu vực sông, số liệu hồ chứa

T nh toán nhập ưu cho các ưu vực khu giữa theo mô h nh NAM

DIỄN TOÁN DÒNG CHẢY TRÊN HỆ THỐNG SÔNG

1. Tại mỗi đoạn sông thứ j di n toán theo mô h nh Muskingum: - Tham số mô h nh à Kj và Xj của đoạn sông đó - Lưu ượng vào của đoạn sông ằng tổng ưu ượng của các quá tr nh: Lưu

ượng nhập ưu khu giữa được t nh theo Mô h nh NAM; tổng ưu ượng ra của

các đoạn sông hoặc hồ chứa nối với đoạn sông nà .

- Lưu ượng ra của đoạn sông à kết quả di n toán của đoạn sông.

2. Tại nút hồ chứa: Di n toán vận hành điều tiết ng chảy qua hồ chứa

- Lưu ượng vào hồ à ằng tổng ưu ượng của các quá tr nh ưu ượng nhập ưu khu giứa được t nh theo Mô h nh NAM; tổng ưu ượng ra của các đoạn sông

hoặc hồ chứa nối với đoạn sông nà .

- Lưu ượng ra của hồ chứa à kết quả di n toán qua hồ chứa.

XUẤT SỐ LIỆU TÍNH TOÁN

1. Quá tr nh ưu ượng tại các nút nhập ưu

2. Quá tr nh ưu ượng vào và ra tại nút hồ chứa, quá tr nh ung t ch và mực nước hồ tương ứng

3. Quá tr nh ưu ượng đến và thực đo tại nút kiểm tra

4. Quá tr nh ưu ượng tại các nút kiểm soát kiệt

Hình 3.10: Các ước t nh toán trong mô h nh Ba –Model

Mô ph ng t ch hợp các mô h nh thành phần trong mô h nh Ba-Mo e à sự

mô ph ng mối iên kết trong t nh toán giữa các đoạn sông, các nút nhập ưu và các

nút hồ chứa. Cụ thể như sau:

- Với mỗi đoạn sông mô ph ng các ệnh iên kết với các nút nhập ưu, nút hồ

chứa và các đoạn sông khác: các nút nhập ưu, các đoạn sông và các hồ chứa nào

iên kết với nút trên và nút ưới của đoạn sông đó.

- Với mỗi nút hồ chứa: mô ph ng các ệnh iên kết với các đoạn sông, các

nhập ưu và hồ chứa khác tương tự như mô ph ng đối với đoạn sông.

3.4.3. Xác định bộ thông số mô hình NAM

Sơ đồ hệ thống bao gồm các đoạn sông, nút nhập ưu, nút hồ chứa và các nút

kiểm soát. Khu vực nghiên cứu được mô ph ng gồm 13 nút nhập ưu, 15 đoạn sông

và 5 nút hồ chứa. Có 2 nút kiểm soát được chọn tại các v tr An Khê và Củng Sơn,

được ùng để kiểm định thông số của mô h nh hệ thống.

Lưu vực sông Ba đến Củng Sơn à ưu vực lớn, để đảm bảo độ ch nh xác

cũng như có cơ sở t nh được các ưu ượng đến các hồ chứa thủ điện th trong

nghiên cứu nà chia ra 14 tiểu ưu vực, các tiểu ưu vực nà đều chia đến các hồ

chứa thủ điện lớn trên sông Ba và hồ thủy lợi Ayun Hạ.

3.4.3.1. Lựa chọn số liệu hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh

Số liệu kh tượng thủ văn:

- Số liệu mưa: Dùng số liệu của 5 trạm đo trên ưu vực: Porome, AnKhe,

AYunPa, Krong Pa, Củng Sơn.

- Số liệu bốc hơi: An Khê, AYunPa, Sơn H a.

- Lưu ượng sông Hinh (số liệu thực đo từ năm 1985-1991, từ 1999-2011), để

hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh.

- Lưu ượng An Khê, Củng Sơn lấy số liệu thực đo từ năm 1979 đến 2010 Dữ

liệu sử dụng từ năm 1979 đến 1995 để hiệu chỉnh mô h nh và số liệu từ năm

1995 đến năm 2010 để kiểm định mô h nh, việc tr ch xuất số liệu đánh giá à

b năm đầu tiên để giảm sai số điều kiện an đầu. V ưu vực lớn, trạm mưa

nằm trong ưu vực thưa, các tiểu ưu vực được lấy ứng với số liệu mưa gần

nhất trên ưu vực.

Các tiểu ưu vực có số liệu thực đo như An Khê, sông Hinh sẽ được sử dụng

để hiệu chỉnh và kiểm định t m ộ thông số trên các tiểu ưu vực nà , các tiểu ưu

vực khác sẽ được hiệu chỉnh thêm từ ưu vực tổng thể Củng Sơn cũng như các tiểu

ưu vực ân cận.

Lưu vực sông Hinh nằm trong vùng tâm mưa của sông Ba, tu nhiên số liệu

đo mưa iên tục khu vực nà không đầ đủ, o đó chọn trạm mưa Củng Sơn gần

nhất. Qua so sánh tương quan giữa số liệu đo của trạm Củng Sơn nằm trong vùng

mưa nh hơn với số liệu thực có khu vực sông Hinh, kết hợp kết quả hiệu chỉnh tại

sông Hinh tốt nhất th mưa ưu vực sông Hinh lấy bằng 1,8 lần mưa Củng Sơn à

phù hợp.

Bảng 3.3: Trạm đo mưa và ốc hơi sử dụng trong mô h nh NAM

TT Lưu vực Diện t ch (km2) Mưa Bốc hơi

1 Ka Nak 833 An Khê An Khê

2 An Khê 398 An Khê An Khê

3 An Khê 1 111 An Khê An Khê

4 An Khê 2 1542 An Khê An Khê

0,5An Khê + 0,5xAn Khê + 5 An Khê 3 1052 0,5AnYun Pa 0,5AnYun Pa

6 An Khê 4 326 AnYun Pa AnYun Pa

7 Ayun ha 1649 Porome AnYun Pa

8 Hạ A un 1548 AnYun Pa AnYun Pa

9 Krông Pa 1297 Krông Pa AnYun Pa

10 Sông Ba Hạ 635 Krông Pa AnYun Pa

11 Krông H'Năng 1130 Krông Pa AnYun Pa

12 Hạ Krông H'Năng 625 Krông Pa AnYun Pa

13 Sông Hinh 763 1.8xCủng Sơn AnYun Pa

14 Củng Sơn 433 Củng Sơn Sơn H a

3.4.3.2. Hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh

Hiệu chỉnh mô h nh có thể thực hiện theo phương pháp tối ưu hóa hoặc

phương pháp thử sai. Trong luận án nà sẽ sử dụng phương pháp thử sai để xác

định bộ tham số của mô h nh. Quá tr nh hiệu chỉnh mô h nh được tr nh à trên sơ

đồ h nh 3.10a, kiểm định mô h nh được thực hiện theo sơ đồ h nh 3.10 .

Bắt đầu

Nhập số liệu mưa, ốc hơi, ng chảy, diện t ch ưu vực

Giả thiết các giá trị của mô h nh NAM cho tất cả các ưu vực nhập ưu. Mỗi ưu vực 1 bộ thông số: Lmax, Umax, CQOF, CKIF, TOF, TIF, CK12, CKBF, TG

T nh quá tr nh ưu ượng tại các ưu vực nhập ưu Q(t)

T nh đoạn sông:

- Giả thiết giá trị K, X cho tất cả các đoạn sông - Qua mỗi hồ di n toán kiệt trên toàn hệ thống sông

Đánh giá sai số tại các nút kiểm tra theo chỉ tiêu Nash:

Sai Đánh giá sai số cho phép

Đúng

Xuất kết quả

Kết thúc

Hình 3.11a: Sơ đồ xác định thông số của mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Model

Hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh NAM cho ưu vực An Khê và Củng Sơn.

Để đánh giá mức độ hiệu quả của mô h nh chúng tôi sử dụng các chỉ số sau:

Trong đó: - Nash: Hệ số Nash; R: Hệ số tương quan;

- Qobs, Qsim: Lưu ượng thực đo và mô ph ng;

- : Lưu ượng thực đo và mô ph ng trung nh.

Theo tiêu chuẩn của tổ chức Kh tượng Thế giới (WMO) chỉ tiêu Nash được

đánh giá theo ảng 3.4 và 3.5.

Bắt đầu

Nhập số liệu mưa, ốc hơi, ng chảy, diện t ch ưu vực

Giả thiết các giá trị của mô h nh NAM cho tất cả các ưu vực nhập ưu. Mỗi ưu vực 1 bộ thông số: Lmax , Umax, CQOF, CKIF, TOF, TIF, CK12, CKBF, TG

T nh quá tr nh ưu ượng tại các ưu vực nhập ưu Q(t)

T nh đoạn sông:

- Nhập các giá trị K, X cho tất cả các đoạn sông - Qua mỗi hồ di n toán kiệt trên toàn hệ thống sông

Đánh giá sai số tại các nút kiểm tra theo chỉ tiêu Nash:

Kết thúc

Hình 3.11b: Sơ đồ kiểm định mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Model

Kết quả hiệu chỉnh kiểm định mô h nh cho trạm Củng Sơn được tổng hợp

trong bảng 3.6 và 3.7. Kết quả t nh toán chi tiết thể hiện trong Phụ lục 3.2.

Từ kết quả hiệu chỉnh và kiểm định tại ưu vực An Khê (tại trạm thủ văn

An Khê), Củng Sơn và sông Hinh cho thấy hệ số NASH đều lớn hơn 0.65 theo tiêu

chuẩn của WMO đạt được tốt, kết quả mô ph ng giữa ưu ượng, tổng ượng ng

chả t nh toán và thực đo ám sát nhau, tương quan giữa mưa và ng chảy ở ưu

vực An Khê, Củng Sơn và sông Hinh tương đối chặt chẽ, hệ số tương quan đều lớn

hơn 0.8. Chứng t bộ thông số mô h nh của các tiểu ưu vực trên ưu vực sông Ba

đủ độ tin cậ , ùng để mô ph ng ng chả cho các tiểu ưu vực trong khu vực

nghiên cứu. Bộ thống số mô ph ng NAM trong mô h nh Ba-Mo e được thống kê

trong bảng 3.8.

Bảng 3.4: Đánh giá mức độ mô ph ng của mô h nh tương ứng với chỉ số Nash-

Sutcliffe (Theo Moriasi, 2007)

Nash-Sutcliffe 0,75

Mức độ mô ph ng Rất tốt Tốt Trung nh Dưới trung nh

Bảng 3.5: Tiêu chuẩn đánh giá hệ số tương quan (Theo Moriasi, 2007)

R R< 0,4 0,4 < R <0,8 0,8 0,85

Đánh Giá Không đạt Đạt Khá Tốt

Bảng 3.6: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô h nh tại trạm An Khê và Củng Sơn

Hiệu chỉnh (1980-1995) Kiểm định (1996-2010) Trạm Nash R Nash R

An Khê 0,73 0,86 0,68 0,83

Củng Sơn 0,76 0,88 0,67 0,82

Bảng 3.7: Chỉ số đánh giá độ tin cậy của mô h nh NAM trên ưu vực sông Hinh

Hiệu chỉnh (1999-2011) Kiểm định (1985-1991) Trạm Nash R Nash R

Sông Hinh 0,72 0,85 0,65 0,81

Bảng 3.8: Bộ thông số mô h nh NAM sau khi hiệu chỉnh và kiểm định mô h nh

TIF TG CKBF TT Tên ưu vực Umax Lmax CQOF CKIF CK1,2 TOF

KaNak 15 100 0,55 23,2 0,44 0,015 0,011 1622 210 1

An Khê 14,5 98 0,54 22,5 0,438 0,015 0,011 1550 208 2

97,5 0,535 0,44 0,015 0,011 1525 207 3 An Khê 1 14 23

0,436 0,015 0,011 1500 205 95 0,53 4 An Khê 2 14 22

An Khê 3 13,5 0,515 202,5 0,435 0,015 0,011 1450 88 5 21

0,435 0,015 0,011 1400 200 85 0,5 6 An Khê 4 13 20

7 Hồ Ayun Hạ 100 0,55 23,2 0,44 0,015 0,011 1600 205 15

8 Hạ Ayun Hạ 13,5 0,52 202,5 0,43 0,015 0,011 1450 85 22

0,435 0,015 0,011 1400 195 85 0,45 9 TL Sông Ba 15 21

0,434 0,015 0,011 1400 195 85 0,45 10 Sông Ba Hạ 15 20

KRông 11 15 90 0,45 190 19,5 0,434 0,015 0,011 1450 H’Năng

Hạ KRông 12 14,5 85 0,45 185 19 0,433 0,014 0,011 1400 H’Năng

Sông Hinh 13 20 100 0,392 200,1 0,31 0,013 0,031 1310 23

Củng Sơn 14 18 85 0,38 190 0,31 0,013 0,031 1250 23

3.5. Xây dựng đường rút nước tiềm năng ứng dụng trong nhận dạng

dòng chảy mùa kiệt

3.5.1. Xây dựng biểu đồ rút nước tiềm năng

a. Khái niệm về đường rút nước tiềm năng

Như đã tr nh à ở Chương 2, trong thời kỳ mùa kiệt đường quá tr nh ưu

ượng từ thời điểm đầu mùa kiệt đến thời điểm cuối mùa kiệt có xu hướng giảm iên

tục trừ một số thời đoạn ngắn có tăng đổi đột biến o có ượng mưa ổ sung. Tuy

nhiên, ưu ượng ng chảy sẽ giảm nhanh về xu hướng chung sau khi mưa kết thúc

o ượng mưa thời kỳ mùa kiệt rất nh . Vẽ đường cong trơn khi qua một số điểm

đột biến do ảnh hưởng có mưa trong mùa kiệt ta nhận được đường cong trơn iên

tục giảm theo quy luật rút nước của ưu vực. Ta gọi đường cong đó à “đường rút

nước tiềm năng”. Như vậ , đường rút nước tiềm năng à đường cong rút nước do

ượng trữ ngầm trên ưu vực giảm iên tục trong thời gian mùa kiệt.

b. Cách vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng

Nếu vẽ quá tr nh ưu ượng thời kỳ mùa kiệt theo số liệu nhiều năm nhận

thấ , năm nào mà ưu ượng nước trung nh đầu mùa kiệt lớn th đường rút nước

có khả năng cao hơn những năm có ưu ượng đầu mùa kiệt nh . Tiến hành vẽ

đường ao trên, ao ưới ta được các giới hạn trên, giới hạn ưới của Biểu đồ rút

nước tiềm năng.

Đối với ưu vực sông Ba, việc vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng được thực hiện

tại các nút hồ chứa được chia àm 2 trường hợp.

 Trường hợp có tài liệu thực đo:

Nếu tại tuyến hồ chứa có số liệu đo đạc ưu ượng một số năm, có thể sử

dụng tài iệu thực đo để vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng. Đâ à trường hợp đối với

các nút hồ chứa An Khê (có hiệu chỉnh số liệu thực đo tại trạm thủ văn về tuyến hồ

chứa theo tỷ lệ diện t ch), Ayun Hạ, Krông H’Năng, Sông Hinh ta được biểu đồ rút

nước tiềm năng của các ưu vực thuộc hồ chứa đó. Biểu đồ rút nước tiềm năng tại

các tu ến hồ An Khê, Sông Hinh, A un Hạ và Krông H’Năng được thể hiện trên

các h nh 3.11a, 3.11b, 3.11c, 3.11d.

 Trường hợp không có tài liệu thực đo:

Nếu tại tuyến hồ chứa không có số liệu đo đạc ưu ượng biểu đồ rút nước

tiềm năng được xâ ựng trên cơ sở kết quả t nh toán quá tr nh ưu ượng từ mưa

theo mô h nh Ba-Model. Lưu vực sông Ba được chia thành 14 tiểu vùng để t nh quá

tr nh ưu ượng từ mưa cho các tiểu vùng đã phân chia.

Qmax

Qtb

Qmin

Qmax

Qtb

Qmin

Hình 3.12a: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Sông Hinh

Hình 3.12b: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Ayun Hạ

Qmax

Qtb

Qmin

Qmax

Qtb

Qmin

Hình 3.12c: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực trạm thủ văn An Khê

Hình 3.12d: Biểu đồ rút nước tiềm năng tại ưu vực hồ chứa Krông H’Năng

Biểu đồ rút nước tiềm năng của mỗi khu vực sẽ được sử dụng chung để nhận

dạng quá tr nh ng chả mùa kiệt cho các hồ chứa thuộc khu vực đó. Trong uận

án đã sử dụng tài iệu mưa ngà từ năm 1984 đến năm 2000 để t nh quá tr nh ưu

ượng ngà cho các tiểu vùng đã phân chia. Sử dụng số liệu t nh toán đã vẽ được

các iểu đồ rút nước tiềm năng cho từng tiểu vùng, iểu đồ rút nước của các tiểu

vùng được tr nh à ở Phụ lục 3.3.

3.5.2. Nhận dạng dòng chảy mùa kiệt theo biểu đồ rút nước tiềm năng

* Đối với các nút hồ có vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng: Tại các nút hồ chứa ở

một thời điểm bất kỳ trong mùa kiệt, từ kết quả t nh toán quá tr nh ưu ượng đến hồ

từ đầu mùa ũ đến thời điểm đang xét, xác định vị tr trên iểu đồ rút nước tiềm

năng đã xâ ựng, có thể biết xu thế tha đổi ưu ượng tại hồ chứa trong suốt thời

gian c n ại của mùa kiệt, từ đó đưa ra kế hoạch sử dụng nước của các hồ chứa thời

kỳ c n ại của mùa kiệt.

* Đối với các nút hồ không vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng: Tại các nút hồ

chứa không vẽ biểu đồ rút nước tiềm năng, có thể nhận dạng ng chả mùa kiệt

đến hồ theo biểu đồ rút nước chung của tiểu vùng có chứa hồ chứa đang xét. Cách

àm được thực hiện tương tự như trường hợp trên.

3.6. Kết luận

1. Trên cơ sở phân t ch một số hạn chế của việc ứng dụng các mô h nh có sẵn

cho ài toán vận hành hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông Ba TKMK theo thời gian

thực, luận án đã đề xuất thiết lập mô h nh riêng thuận lợi và phù hợp với ưu vực

sông Ba. Mô h nh được xâ ựng trên cơ sở t ch hợp các mô h nh mưa- ng chảy,

mô h nh CBN và các mô h nh vận hành hệ thống hồ chứa. Chương tr nh t nh toán

ước đầu được lập theo ngôn ngữ FORTRAN 77 gồm chương tr nh ch nh và 6

chương tr nh con. Bộ tham số mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Mo e có độ tin cậy

chấp nhận được. Cùng với Chương tr nh đã xâ ựng có thể sử dụng trong ài toán

vận hành theo TGT và ứng dụng cho ưu vực sông Ba sẽ được tr nh à trong

chương 4.

2. Mô h nh Ba-Mo e đã thiết lập không chỉ được sử dụng phục vụ cho quản

ý vận hành hệ thống hồ chứa trên sông Ba thời kỳ mùa kiệt mà c n có thể sử dụng

t nh toán cân ằng nước trên hệ thống sông khi ập Quy hoạch tài ngu ên nước trên

ưu vực sông Ba. Ngoài ra, mô h nh c n cho phép ự áo ng chả đến hồ từ tại

liệu dự áo mưa hoặc t nh toán i n biến ng chảy trong cả mùa kiệt nhằm nâng

cao hiệu quả quản ý nước và vận hành hệ thống hồ chứa trên ưu vực sông.

3. Biểu đồ rút nước tiềm năng được xâ ựng à cơ sở để nhận dạng ng

chảy thời kỳ mùa kiệt, phục vụ cho việc lập kế hoạch sử dụng nước cho cả mùa kiệt

không chỉ đối với các hồ chứa thủ điện trên sông ch nh mà cả đối với tất cả các hồ

chứa thủy lợi lớn, nh trên toàn ưu vực sông Ba.

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BA-MODEL

VÀO VẬN HÀNH HỆ THỐNG HỒ CHỨA TRÊN LƯU VỰC

SÔNG BA THỜI KỲ MÙA KIỆT

4.1. Nhiệm vụ và nội dung nghiên cứu

Nhiệm vụ nghiên cứu

- Xác định được phương thức quản ý nước của các hồ chứa thủy lợi, thủ điện

trên ưu vực, phương thức vận hành các hồ chứa lớn gồm cụm hồ An Khê-

Ka Nak, các hồ chứa Ba Hạ, Krông H’Năng, Sông Hinh và A un Hạ theo

nhiệm vụ cấp nước hạ u và phát điện trong thời kỳ mùa kiệt. Từ đó, kiến

nghị bổ sung các điều khoản của qu tr nh iên hồ chứa ưu vực sông Ba.

- Đề xuất phương án vận hành theo thời gian thực hệ thống hồ chứa lớn trên

trong thời kỳ mùa kiệt.

Nội dung nghiên cứu: Từ nhiệm vụ nghiên cứu trên đâ , xác định nội dung

nghiên cứu à:

1. Áp ụng mô h nh Ba-Mo e đánh giá kịch bản về phương thức vận hành các

hồ chứa An Khê-Ka Nak, Ba Hạ, Krông H’Năng, Sông Hinh và A un Hạ, đề

xuất phương thức vận hành hợp ý trong thời kỳ mùa kiệt.

2. Xâ ựng phương pháp nhận dạng và ự áo ng chả mùa kiệt phục vụ

vận hành theo thời gian thực các hồ chứa trong thời kỳ mùa kiệt.

3. Xâ ựng phương thức vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực trong

thời kỳ mùa kiệt.

4.2. Tính toán kiểm tra khả năng đáp ứng yêu cầu điều tiết cấp nước cho

hạ du theo quy trình vận hành liên hồ của các hồ chứa lớn trên lưu vực

sông Ba

4.2.1. Mục đích tính toán

Trong quá tr nh ập qu tr nh vận hành gặp nhiều khó khăn o sự phức tạp

của ài toán đặt ra nên việc nghiên cứu thấu đáo c n ị hạn chế. Ch nh v vậy, mặc

ù qu tr nh vận hành iên hồ chứa ưu vực sông Ba đã an hành, nhưng vẫn c n

nhiều ý kiến trái chiều, đặc biệt à các chủ hồ. Bởi vậ , t nh toán kiểm tra khả năng

đáp ứng các êu cầu điều tiết cấp nước hạ u à rất cần thiết.

Mục đ ch t nh toán v thế được xác định như sau:

- Đánh giá sự hợp ý của các điều khoản qu định trong qu tr nh iên hồ chứa,

phát hiện những hạn chế, tồn tại và thiết xót nếu có, từ đó đề xuất những

chỉnh sửa, bổ sung cần thiết cho qu tr nh đã an hành.

- Kết quả t nh toán kiểm tra à cơ sở xâ ựng phương án vận hành mềm dẻo

các hồ chứa, nhằm nâng cao hiệu quả vận hành các hồ chứa trên.

- Là cơ sở thực hiện phương án vận hành các hồ chứa theo thời gian thực.

4.2.2. Thiết lập mạng sông

Như đã tr nh à trong Chương 2, hệ thống công tr nh cấp nước và sử dụng

nước trên ưu vực sông Ba gồm các hồ chứa thủ điện, các hồ chứa thủy lợi, các

đập âng và các trạm ơm àm nhiệm vụ cấp nước. Theo đặc điểm địa ý và đặc

điểm khai thác nguồn nước, Viện Quy hoạch thủy lợi Việt Nam đã chia ưu vực

sông Ba thành 9 vùng thủy lợi, trong đó có 6 vùng nằm ph a trên đập Đồng Cam và

3 vùng c n ại gồm hạ Đồng Cam, Kỳ Lộ và vùng sông Cầu.

Trong qu tr nh vận hành iên hồ chứa thời kỳ mùa kiệt, nút kiểm soát cuối

cùng của hệ thống sông Ba à đập âng Đồng Cam. Bởi vậy, trong luận án chỉ giới

hạn ài toán vận hành đối với khu vực từ đập Đồng Cam trở ên.

Năm 2018 Viện Quy hoạch thủy lợi Việt Nam đã thực hiện dự án “Rà soát

quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Ba và vùng phụ cận”. Sau khi ghép một số công

tr nh cấp nước nh lẻ thành các cụm công tr nh, Viện Quy hoạch thủy lợi đã thiết

lập mạng sông hiện trạng với 52 nút công tr nh tương ứng à các nút được cấp nước,

chủ yếu à tưới. Sơ đồ mạng sông o Viện quy hoạch thủy lợi thiết lập được thể

hiện trên h nh 4.1. Kết quả t nh toán nhu cầu cấp nước tại 52 nút trên sơ đồ h nh 4.1

do Viện Quy hoạch thủy lợi thực hiện trong dự án nà có t nh đến biến đổi kh hậu

được tr ch ẫn trong bảng 4.1.

Nhiệm vụ ch nh của dự án trên à ập quy hoạch cấp nước cho các công tr nh thủy lợi, nên trong quá tr nh ập dự án không uận chứng về vai tr cấp nước của

các hồ chứa thủ điện. Do đó, quá tr nh điều tiết cấp nước hạ du của hồ chứa thủy điện lấ theo qu định của Qu tr nh vận hành iên hồ chứa ưu vực sông Ba mà không xét đến sự hợp ý của các điều khoản ghi trong qu tr nh nà .

Hiện nay, dự án “Rà soát quy hoạch thủy lợi lưu vực sông Ba và vùng phụ cận” chưa có qu ết định phê u ệt. Nhưng o đề tài nà trong khuôn khổ luận án nên đã kế thừa kết quả t nh toán về nhu cầu ùng nước tr ch ẫn trong bảng 4.1 và sơ đồ hệ thống công tr nh thể hiện trên h nh 4.1.

Mục đ ch ch nh của luận án à nghiên cứu chế độ vận hành của 6 hồ chứa lớn

trên sông ch nh, nhưng do các hồ chứa thủy lợi trong mùa kiệt sử dụng một ượng

nước không nh nên sẽ ảnh hưởng đến ượng nước đến 6 hồ chứa trên hệ thống

sông ch nh. Bởi vậy, cần thiết phải đưa tất cả các hồ chứa thủy lợi và các nút ấy

nước trên sông (các đập âng và trạm ơm cấp nước) vào sơ đồ hệ thống. Với việc

bổ sung thêm các hồ chứa phát điện, sơ đồ hệ thống sẽ có 63 nhập ưu, 65 nút sông

trong đó có 52 nút cấp nước được lấ theo sơ đồ h nh 4.1.

4.2.3. Phương pháp tính toán nước đến các nút hồ chứa và nhập lưu

Trong Chương 3 đã phân chia ưu vực sông Ba thành 14 tiểu ưu vực để xác

định tham số mô h nh NAM trong mô h nh Ba-Mo e . Như vậ , trong quá tr nh t nh

toán chỉ có thể t nh được ng chả đến của các nút tương ứng với 14 tiểu ưu vực

trên. Do vậ , để t nh toán ượng nước đến các nút sông theo sơ đồ 4.1 sẽ được t nh

toán theo phương pháp tương tự theo công thức 4-1:

(4-1)

Trong đó: Qi(t) à ưu ượng tại thời điểm t nh toán t của ưu vực nhập ưu thứ i;

à ưu ượng tại thời điểm t của ưu vực được t nh ằng mô h nh NAM, trong đó ưu

vực nhập ưu thứ i nằm trong ưu vực đó; Fi à iện t ch ưu vực của nhập ưu thứ i

thuộc ưu vực t nh ng chả đến bằng mô h nh NAM có iện t ch tương ứng bằng

FNAM.

Quá tr nh chu ển đổi nà được thực hiện nga trong mô h nh Ba-Model.

100

Hình 4.1: Sơ đồ hệ thống cân ằng nước sông Ba

101

0 1

1 1

2 1

Tên công tr nh

Nút tưới

g n á h T

Hồ Hà ra Nam

IRR1

g g n n á á h h T T 0,08 0,10

g n á h T 0,11

g n á h T 0,10

g g n n á á h h T T 0,00 0,11

g n á h T 0,03

g g g n n n á á á h h h T T T 0,05 0,01 0,00 0,00 0,12

Hồ Hà Ra Bắc

IRR2

0,04 0,05

0,06

0,05

0,00 0,05

0,01

0,02 0,00 0,00 0,00 0,06

HT Ia Ring

IRR3

0,56 0,56

0,69

0,65

0,00 0,21

0,05

0,09 0,02 0,00 0,00 0,57

Cụm Thượng Ayun 1

IRR4

1,39 1,56

1,79

1,64

0,00 1,50

0,36

0,64 0,14 0,00 0,00 1,93

Cụm Thượng Ayun 2

IRR5

0,17 0,21

0,22

0,15

0,00 0,06

0,01

0,02 0,01 0,00 0,00 0,14

Hồ Buôn Lưới

IRR6

0,05 0,06

0,06

0,05

0,00 0,08

0,06

0,03 0,01 0,00 0,00 0,06

Hồ P eiTôKôn

IRR7

0,08 0,09

0,10

0,08

0,00 0,09

0,07

0,03 0,01 0,00 0,00 0,08

Cụm An Khê - Ka Năk 1

IRR8

0,27 0,31

0,34

0,28

0,00 0,43

0,32

0,15 0,04 0,00 0,00 0,36

Cụm An Khê - Ka Năk 2

IRR9

0,05 0,06

0,06

0,05

0,00 0,08

0,06

0,03 0,01 0,00 0,00 0,07

Cụm An Khê - Ka Năk 3

IRR10

0,21 0,25

0,27

0,21

0,00 0,33

0,26

0,12 0,03 0,00 0,00 0,28

Cụm An Khê - Ka Năk 4

IRR11

0,24 0,28

0,31

0,25

0,00 0,39

0,30

0,14 0,03 0,00 0,00 0,33

Cụm An Khê - Ka Năk 5

IRR12

0,20 0,23

0,25

0,19

0,00 0,30

0,24

0,11 0,03 0,00 0,00 0,25

A Yun Hạ

IRR13

5,58 6,75

7,84

6,03

0,05 11,70

7,16

2,69 0,75 0,05 0,05 9,99

Hồ Ia Pát+ TB

IRR14

0,11 0,14

0,20

0,19

0,00 0,03

0,02

0,01 0,00 0,00 0,00 0,08

Cụm Ayun Pa 1

IRR15

0,16 0,20

0,24

0,19

0,00 0,27

0,17

0,06 0,02 0,00 0,00 0,25

Hồ Ea Koa

IRR16

0,10 0,12

0,18

0,17

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,05

Cụm Ayun Pa 2

IRR17

0,24 0,29

0,41

0,38

0,00 0,07

0,05

0,02 0,00 0,00 0,00 0,17

Bảng 4.1: Nhu cầu nước giai đoạn hiện trạng tại các nút sử dụng nước (Lưu ượng m3/s)

102

0 1

1 1

2 1

Tên công tr nh

Nút tưới

g n á h T

Cụm Ayun Pa 3

IRR18

g g n n á á h h T T 1,11 1,35

g n á h T 1,57

g n á h T 1,20

g g n n á á h h T T 0,00 2,33

g n á h T 1,42

g g g n n n á á á h h h T T T 0,53 0,14 0,00 0,00 2,00

Cụm Krông Pa 1

IRR19

0,37 0,43

0,51

0,52

0,00 0,62

0,37

0,21 0,08 0,00 0,00 0,55

Cụm Krông Pa 2

IRR20

1,17 1,68

1,26

0,55

0,00 0,80

1,11

0,67 0,08 0,00 0,00 0,79

Cụm Krông Pa 3

IRR21

0,53 0,68

0,65

0,52

0,00 0,65

0,52

0,30 0,08 0,00 0,00 0,59

IRR22

0,20 0,23

0,27

0,00 0,32

0,20

0,11 0,04 0,00 0,00 0,28

H. Ia Dréh

IRR23

0,07 0,09

0,08

0,05

0,00 0,06

0,07

0,04 0,01 0,00 0,00 0,06

H. Ia M'lah

Hồ Ea Drông 1 (Hữu Nghị) IRR24

0,03 0,10

0,11

0,04

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Ea Drông 2 (C16)

IRR25

0,01 0,02

0,03

0,01

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

IRR26

0,02 0,07

0,08

0,03

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Đội 8

IRR27

0,03 0,10

0,11

0,04

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Đội 10

IRR28

0,02 0,05

0,06

0,02

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Ea Knốp

IRR29

0,03 0,10

0,11

0,04

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Đông Hồ

IRR30

0,01 0,05

0,06

0,02

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Lộc Xuân

IRR31

0,01 0,02

0,02

0,01

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Đội 7

Cụm Krông Năng 1

IRR32

0,07 0,25

0,28

0,10

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

IRR33

0,03 0,10

0,12

0,04

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

Hồ Ea Júk I

IRR34

3,06 6,72

7,57

4,01

0,00 2,33

1,97

1,47 0,30 0,00 0,00 2,24

Hồ Ea Bir

Cụm Krông Năng 2

IRR35

0,37 0,53

0,60

0,51

0,00 0,49

0,41

0,31 0,06 0,00 0,00 0,47

Cụm Krông Năng 3

IRR36

0,41 0,53

0,60

0,56

0,00 0,57

0,48

0,36 0,07 0,00 0,00 0,55

103

0 1

1 1

2 1

Tên công tr nh

Nút tưới

g n á h T

Cụm Krông Năng 4

IRR37

g g n n á á h h T T 0,97 1,24

g n á h T 1,32

g n á h T 0,92

g g n n á á h h T T 0,00 0,52

g n á h T 0,41

g g g n n n á á á h h h T T T 0,22 0,05 0,00 0,00 0,56

Hồ Đội 2 (Đội 23 cũ)

IRR38

0,16 0,15

0,14

0,12

0,00 0,00

0,00

0,00 0,00 0,00 0,00 0,03

Hồ Ea M'đoan

IRR39

0,15 0,18

0,20

0,16

0,00 0,25

0,19

0,09 0,02 0,00 0,00 0,21

Hồ Thủ điện Ea M'đoan

IRR40

0,26 0,28

0,30

0,25

0,00 0,28

0,21

0,10 0,02 0,00 0,00 0,25

Cụm Thượng Đồng Cam 1

IRR41

0,01 0,01

0,01

0,00 0,01

0,01

0,01 0,00 0,00 0,00 0,01

Cụm Thượng Đồng Cam 2

IRR42

0,04 0,06

0,07

0,06

0,00 0,07

0,06

0,04 0,01 0,00 0,00 0,07

Cụm Thượng Đồng Cam 3

IRR43

0,39 0,43

0,74

0,50

0,00 0,27

0,24

0,18 0,03 0,00 0,00 0,27

Cụm Thượng Đồng Cam 4

IRR44

0,09 0,13

0,16

0,15

0,00 0,16

0,14

0,10 0,02 0,00 0,00 0,16

Cụm Thượng Đồng Cam 5

IRR45

0,34 0,49

0,60

0,54

0,00 0,57

0,51

0,38 0,06 0,00 0,00 0,57

Cụm Thượng Đồng Cam 6

IRR46

0,12 0,18

0,22

0,20

0,00 0,21

0,18

0,14 0,02 0,00 0,00 0,22

Cụm Thượng Đồng Cam 7

IRR47

0,38 0,57

0,68

0,59

0,00 0,62

0,59

0,44 0,06 0,00 0,00 0,62

Đ. Sông Con

IRR48

0,29 0,76

1,13

0,88

0,37 0,54

0,57

0,53 0,01 0,00 0,00 0,44

Đ. Đồng Cam

IRR49

8,52 12,57

15,99

14,61 0,88 18,05

10,81

8,11 0,24 0,00 0,00 17,66

Cụm Hạ ưu Đồng Cam 1

IRR50

0,39 0,59

0,70

0,60

0,00 0,82

0,53

0,41 0,01 0,00 0,00 0,79

Cụm Hạ ưu Đồng Cam 2

IRR51

1,07 1,59

1,90

1,63

0,00 2,24

1,42

1,10 0,03 0,00 0,00 2,16

Cụm Hạ ưu Đồng Cam 3

IRR52

2,34 3,44

4,12

3,59

0,00 4,92

3,07

2,35 0,07 0,00 0,00 4,77

104

4.2.4. Phương thức vận hành hồ chứa trong quá trình tính toán kiểm tra

4.2.4.1. Đối với các hồ chứa thủy lợi

Tại nút hồ chứa thủy lợi, o không có nhiệm vụ cấp nước hạ u nên hồ chứa

sẽ cấp nước theo êu cầu tưới:

- Nếu tổng ượng nước của hồ chứa ( ung t ch hồ chứa trên mực nước chết)

cộng với nước đến lớn hơn hoặc bằng ưu ượng êu cầu (Qyc) cấp nước th

ưu ượng cấp nước qcấp=Qyc;

- Nếu tổng ượng nước của hồ chứa cộng với nước đến nh hơn ưu ượng êu

cầu (Qyc) cấp nước th ưu ượng cấp nước qcấp=Qđến. Lưu ượng nước thiếu à

Qthiếu=Qyc-qcấp.

Tại nút đập âng cấp nước:

- Nếu ưu ượng đến lớn hơn hoặc bằng ưu ượng êu cầu cấp nước th ưu

ượng cấp nước qcấp=Qyc;

- Nếu ưu ượng đến nh hơn ưu ượng êu cầu cấp nước th ưu ượng cấp

nước qcấp=Qđến. Lưu ượng nước thiếu à Qthiếu=Qyc-qcấp.

4.2.4.2. Đối với các hồ chứa thủ điện

Các hồ chứa thủ điện có 2 nhiệm vụ điều tiết: điều tiết phát điện theo biểu

đồ công suất được hu động và điều tiết cấp nước xuống hạ du. Trong đó, điều tiết

nước xuống hạ u à điều kiện tiên qu ết, được coi à điều kiện ràng uộc khi t nh

toán điều tiết phát điện.

 Điều tiết cấp nước hạ du đảm bảo dòng chảy tối thiểu

Các hồ chứa thủ điện phải điều tiết nước xuống hạ du với ưu ượng được

qu định trong Qu tr nh iên hồ 878/QĐ-TTg cho từng thời kỳ khác nhau. Trong

Qu tr nh iên hồ 878/QĐ-TTg, ưu ượng cần điều tiết xuống hạ u được qu định

theo các giờ trong ngà . Do vậ , ưu ượng êu cầu điều tiết cấp nước cho hạ du

qu định trong qu tr nh đã được t nh qu đổi thành ưu ượng nh quân ngà , giá

trị ưu ượng nh quân ngà à hằng số trong các thời kỳ t nh toán nên cũng à ưu

ượng nh quân tháng của thời kỳ đó. Kết quả t nh toán qu đổi được thống kê

trong bảng 4.2.

105

Bảng 4.2: Qu định ưu ượng điều tiết xuống hạ u theo Qu tr nh iên hồ chứa

ưu vực sông Ba

A un Hạ Ka Nak An Khê Ba Hạ Sông Hinh Krông H’Năng Tháng

IX X XI XII I II III IV V VI VII VIII Qks Qks1 Qks Qks1 Qks Qks1 Qks Qks1 Qks Qks1 Qks Qks1 m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s m3/s 4,0 0,0 4,0 5,0 0,0 4,0 4,0 0,0 5,0 0,0 0,0 5,0 4,0 4,0 0,0 0,0 22,0 0,0 21,6 4,0 0,0 22,0 0,0 12,7 6,0 0,0 22,0 0,0 15,7 6,0 0,0 22,0 0,0 16,5 6,0 0,0 22,0 6,0 8,3 0,0 0,0 22,0 6,0 7,4 0,0 0,0 22,0 6,0 8,0 0,0 0,0 22,0 4,0 9,4 0,0 0,0 22,0 4,0 7,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 10,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 4,0 4,0 4,0 4,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 6,0 4,0 4,0

Trong bảng 4.2 có 2 oại ưu ượng cần điều tiết xuống hạ u à Qks và Qks1.

Giá trị Qks à ưu ượng cần điều tiết xuống hạ u đập, Qks1 à ưu ượng cần điều tiết

xuống hạ u đối với các hồ chứa thủ điện có chu ển nước (chuyển nước sang ưu

vực khác hoặc thủ điện đường dẫn). Các nhà má thủ điện sau đập không chu ển

nước chỉ có giá trị Qks c n các hồ chứa có chu ển nước sẽ có thể có cả 2 giá trị.

Lưu vực sông Ba có 2 hồ chứa thủ điện có chu ển nước sang ưu vực khác

à hồ chứa An Khê và hồ chứa thủ điện Sông Hinh. Đối với hồ chứa thủ điện An

Khê chọn Qks1=0, v không có êu cầu điều tiết cấp nước cho hạ u sông Kôn, điều

tiết chuyển nước đơn thuần chỉ à phát điện. Hồ chứa Sông Hinh chuyển nước qua

sông Con để phát điện, ưu ượng điều tiết phát điện xuống sông Con sẽ quay về

sông Ba để cấp nước tưới cho đập Đồng Cam. Giá trị Qks1 đã được qu định trong

qu tr nh iên hồ 878/QĐ-TTg, trong qu tr nh nà không thấ có qu định ưu

ượng cần điều tiết xuống hạ ưu đập nên đã chọn Qks=0.

106

 Điều tiết phát điện

Các nhà má thủ điện phát điện theo biểu đồ công suất N(t) phụ thuộc vào

khả năng hu động của EVN và tha đổi hàng năm theo iến động của thị trường

mua, án điện. Do chưa có phương pháp xác định nên trong uận án đã chọn

phương thức công suất chạ má như sau:

- Nếu mực nước không có khả năng vượt mực nước lớn nhất đã qu định trong

qu tr nh iên hồ chứa, công suất chạ má chọn bằng công suất đảm bảo

Np.

- Nếu mực nước có khả năng vượt mực nước lớn nhất tại thời điểm t nh toán,

công suất hu động được chọn giá trị sao cho không phải xả thừa khi mà

công suất chưa đạt giá trị công suất lắp má , tức à:

Np< N(t) ≤ NLM, trong đó NLM à công suất lắp má .

- Nếu mực nước hồ có khả năng thấp hơn mực nước chết, nhà má thủ điện

không thể chạ má với công suất đảm bảo Np, khi đó công suất được chọn

nh hơn công suất đảm bảo sao cho mực nước hồ không thấp hơn mực nước

chết:

N(t)< Np.

Điều tiết theo công suất được hu động t nh được ưu ượng sau nhà má

xuống hạ du qtb. Tu nhiên, ưu ượng nà không được nh hơn ưu ượng cần điều

tiết cấp nước hạ du Qks và Qks1, nếu qtb< Qks hoặc Qks1 th ưu ượng điều tiết qua

nhà má qtb=Qks hoặc Qks1, công suất phát điện phải t nh ại theo ưu ượng nà .

Phương thức điều tiết trên đâ đã được thể hiện đầ đủ trong mô h nh Ba-

Model.

4.2.5. Tài liệu sử dụng tính toán

T nh toán kiểm tra thực hiện theo các số liệu lịch sử, luận án đã ựa chọn các

năm từ năm 1982 đến 2010 để kiểm tra t nh toán. Đâ à các năm có số liệu đo mưa

iên tục và có độ tin cậy.

107

a. Tài liệu đo mưa và bốc hơi

Số liệu đo đạc mưa ngà và ốc hơi ngà của các trạm đo đã tr nh à trong

bảng 3.3 (Chương 3). Số liệu nà sử dụng t nh ng chả đến các hồ chứa và các

nhập ưu theo mô h nh NAM. Kết quả t nh toán à quá tr nh ưu ượng nh quân

ngà .

Do êu cầu cấp nước tưới (bảng 4.1) có thời đoạn t nh toán ằng 1 tháng nên

trong quá tr nh t nh toán kiểm tra khả năng đáp ứng êu cầu điều tiết cho hạ du

cũng chọn thời đoạn t nh toán ằng 1 tháng.

b. Tài liệu về yêu cầu cấp nước: Lấy theo kết quả t nh toán của Viện Quy hoạch

năm 2018 thống kê trong ảng 4.1.

c. Tài liệu về hồ chứa

Các số liệu về hồ chứa thủy lợi lấy theo số liệu của Viện Quy hoạch thủy lợi

có trong Báo cáo rà soát qu hoạch ưu vực sông Ba năm 2018 theo các nút hồ trên

h nh 4.4. Các tài iệu bao gồm: Các đường quan hệ Z~V, Z~F, mực nước chết, mực

nước âng nh thường và ung t ch hiệu dụng. Một số hồ chứa không có đường

quan hệ Z~V, Z~F chỉ sử dụng ung t ch hiệu dụng và chỉ t nh CBN.

Đối với các hồ chứa thủ điện lấy theo số liệu thiết kế kỹ thuật gồm:

- Các tham số mực nước và ung t ch hồ chứa, riêng mực nước trước ũ ấy

theo qu định trong Qu tr nh iên hồ chứa ưu vực sông Ba;

- Các tham số về công suất đảm bảo, công suất lắp má , đường quan hệ H~Q,

các iểu đồ về tổn thất cột nước lấy theo hồ sơ thiết kế kỹ thuật đã được bổ

sung trong giai đoạn hoàn thành công tr nh.

Các ràng uộc về vận hành ấ theo Qu tr nh vận hành iên hồ chứa ưu vực

sông Ba.

4.2.6. Kết quả tính toán kiểm tra yêu cầu điều tiết cấp nước hạ du quy định

trong quy trình liên hồ chứa 878/QĐ-TTG

T nh toán được thực hiện theo mô h nh Ba-Model từ năm 1982 đến 2010, với

kết quả t nh toán cân ằng nước chi tiết à quá tr nh nước đến, ưu ượng cấp nước,

ưu ượng điều tiết xuống hạ u, quá tr nh tha đổi mực nước và ung t ch hồ chứa,

108

công suất phát điện, khả năng đáp ứng êu cầu điều tiết cấp nước hạ u đã qu định

trong qu tr nh 878/QĐ-TTg (thiếu, đủ) và khả năng cấp đủ nước tưới theo nhu cầu

tại tất cả các nút hồ chứa và đập âng. Trong Phụ lục PL 4.1 tr ch ẫn kết quả t nh

toán chi tiết tại một số nút đại diện của năm 1981 - 1982. Đánh giá sự đáp ứng êu

cầu điều tiết nước cho hạ du của các hồ chứa An Khê, Ka Nak, Ba Hạ, Sông Hinh

và Krông H’Năng theo các năm t nh toán được tổng hợp trong bảng 4.3.

 Nhận xét: Từ kết quả tổng hợp trong bảng 4.3 có nhận xét như sau:

Cụm An Khê-Ka Nak: có 7 năm không điều tiết được ưu ượng xuống hạ

ưu, nếu êu cầu các nhà má thủ điện chỉ phát công suất đảm bảo khi hồ không có

khả năng xả thừa, trong đó có 2 năm quá kiệt không khắc phục được, 5 năm c n ại

có thể đạt êu cầu cấp nước hạ du, nếu hạn chế chạ má nh hơn công suất đảm

bảo ở những tháng đầu mùa kiệt.

Hồ Ayun Hạ: rất nhiều năm thừa nước so với t nh toán thiết kế nên không

thống kê trong ảng 4.3.

Hồ Ba Hạ: Nếu khống chế trong thời gian mùa kiệt nhà má thủ điện chỉ

được phát công suất không ớn hơn công suất đảm bảo, trừ khi hồ chứa có ấu hiệu

xả thừa, hầu hết các năm t nh toán hồ chứa đảm bảo phát được công suất đảm bảo

trong suốt thời gian kiệt. Những tháng đầu mùa kiệt phát được công suất lớn hơn công suất đảm bảo. Do ưu ượng đảm bảo của hồ khá ớn (xấp xỉ 57 m3/s), bởi vậy

ưu ượng điều tiết xuống hạ u thường lớn hơn nhiều so với qu định trong quy tr nh ( ưu ượng trung nh nà à 10 m3/s). Trong những năm đầu khai thác, vào

thời kỳ đầu mùa kiệt hồ chứa thường điều tiết với ưu ượng khá ớn nên sẽ thiếu

nước ở những tháng c n ại. Do chưa có sự t nh toán thấu đáo, cùng với sự không

thống nhất của các chủ hồ khác, khi ập qu tr nh vận hành đơn vị lập qu tr nh

chọn thiên nh .

Hồ Krông H’Năng: Có 18 năm trong số 23 năm không đảm bảo điều tiết

nước xuống hạ u theo êu cầu của qu tr nh iên hồ nếu không hạn chế công suất

nh hơn công suất đảm bảo ở những tháng đầu mùa kiệt. Có khoảng 5 năm ù có

109

hạn chế công suất phát điện đầu mùa kiệt vẫn không đủ nước điều tiết nước xuống

hạ du ở đầu mùa kiệt.

Hồ Sông Hinh: Có 16 năm trong số 23 năm không đảm bảo điều tiết nước

xuống hạ u theo êu cầu của quy tr nh iên hồ chứa ưu vực sông Ba. Thời kỳ thiếu

nước thường ài trong nhiều tháng và kéo ài đến cuối tháng 8 hàng năm. Điều nà

thấ rõ như đã phân t ch tại mục 4.2.2, trên h nh 4.3e, thời kiệt nhất của ưu vực

sông Hinh rất ài và thường kết thúc vào tháng 8 hàng năm, trong khi đó các ưu

vực c n ại trên sông Ba, mùa kiệt thường chỉ kéo ài đến tháng 4 hàng năm, từ

tháng 5 ng chả trong sông ắt đầu tăng ần. Hơn nữa, theo qu tr nh vận hành,

hồ chứa Sông Hinh phải đảm nhiệm ưu ượng điều tiết xuống hạ du lớn hơn hồ Ba Hạ và Krông H’Năng, ằng 22,0 m3/s. Thời kỳ kiệt nhất trong năm của ưu vực

sông Hinh từ tháng 5 đến tháng 8 chậm hơn so với ưu vực khác, trong khi đó các

ưu vực c n ại của sông Ba có thời kỳ kiệt nhất từ tháng 2 đến tháng 4.

Lưu lượng đến tuyến đập Đồng Cam: Trong qu tr nh iên hồ chứa ưu vực

sông Ba không qu định ưu ượng tại tuyến kiểm soát à ao nhiêu, nhưng trong thuyết minh lập qu tr nh th êu cầu tại đập Đồng Cam phải à 40 m3/s trong suốt

thời kỳ mùa kiệt. Thực ra, theo t nh toán của Viện quy hoạch thủy lợi th chỉ cần 30 m3/s à đủ. Theo kết quả t nh toán ( ảng 4.3) có 5 năm trong số 23 năm ưu ượng tại Đồng Cam nh hơn 40 m3/s và chỉ có 3 năm ưu ượng nh hơn 30 m3/s. Đâ

đều à những năm hạn nặng các hồ chứa có điều tiết cũng khó đảm bảo êu cầu

tưới. Lưu ượng nh nhất tại Đồng Cam thường xuất hiện vào tháng 4 à tháng kiệt

nhất trên hệ thống, từ tháng 5 ưu ượng trong sông tăng ên và thường vượt giới hạn 40 m3/s o đã có ũ tiểu mãn.

 Kết luận

Từ các phân t ch ở các mục trên cho thấy Quy tr nh iên hồ chứa ưu vực

sông Ba c n có hạn chế, cụ thể à:

- Việc qu định ưu ượng điều tiết của 3 hồ Krông H’Năng, Ba Hạ và Sông

Hinh đồng nhất và t tha đổi trong suốt thời kỳ mùa kiệt mà không xét đến

110

sự khác iệt về sự bắt đầu, kết thúc và thời điểm kiệt nhất của các ưu vực hồ

chứa à chưa hợp ý.

- Qu định về ưu ượng cần điều tiết cho hạ du của 3 hồ trên cũng chưa t nh

hết được khả năng đáp ứng của từng hồ. Điều nà có iên quan đến t nh an

toàn cấp nước và ợi ch của các nhà má thủ điện. Kết quả t nh toán kiểm

tra cho thấy, hồ Ba Hạ đảm nhiệm ưu ượng điều tiết thiên nh so với năng

lực điều tiết của hồ, đối với hồ Sông Hinh th ưu ượng đảm nhiệm quá ớn

so với năng ực điều tiết của hồ. Hồ Ba Hạ qu định điều tiết ưu ượng nh quân ngà à 10 m3/s quá é so với ưu ượng đảm bảo à 56,7 m3/s. Kết quả

t nh toán cho thấy hầu hết các tháng mùa kiệt trong các năm t nh toán, ưu ượng điều tiết đều lớn hơn 20 m3/s. Thủ điện Sông Hinh được êu cầu điều

tiết với ưu ượng xấp xỉ ưu ượng đảm bảo nhưng v thời gian kiệt kéo ài

nên thường thiếu nước vào những tháng kiệt nhất. Trong qu tr nh iên hồ có

qu định ưu ượng tối thiểu mà các hồ cần điều tiết xuống hạ u nhưng ại

không qu định hạn chế ưu ượng lớn nhất cho các hồ ở thời kỳ đầu mùa

kiệt nên xả ra t nh trạng thiếu nước ở cuối mùa kiệt.

 Kiến nghị

Đề nghị cần tiếp tục nghiên cứu các phương án điều tiết nước xuống hạ du

của 3 hồ chứa Krông H’Năng, Ba Hạ và Sông Hinh để vừa đảm bảo êu cầu cấp

nước hạ du vừa nâng cao hiệu quả phát điện và sự công ằng giữa các nhà má thủy

điện.

Có rất nhiều kịch bản về phương án điều tiết nước xuống hạ u và cần có

một nghiên cứu kỹ ưỡng. Trong khuôn khổ của luận án, nghiên cứu sinh chỉ xem

xét một phương án điều tiết trên cơ sở phân t ch đặc điểm và sự khác iệt ng chảy

mùa kiệt của các ưu vực hồ chứa tham gia vào quá tr nh điều tiết cấp nước hạ du.

Vấn đề nà được tr nh à trong mục 4.2.7.

111

Bảng 4.3: Tổng hợp kết quả đánh giá sự đảm bảo êu cầu điều tiết nước cho hạ du theo Qu tr nh 878/QĐ-TTg.

Lưu ượng nh nhất tại Đồng Cam

Năm

Khả năng đảm bảo yêu cầu điều tiết nước cho hạ du (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

An khê

Tháng

Qmin

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

77,0

1982

- Thiếu nước tháng 5 và 6. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

1983

16,8 28,8

3 4

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt

- Thiếu nước từ tháng 3 đến tháng 8 năm sau. - Chỉ phát điện với Np các tháng mùa ũ

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 8 năm sau. - Chỉ phát điện với Np 2 tháng mùa ũ

- Thiếu nước các tháng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. - Chỉ phát điện được 2 tháng 10, 11

106,0

1984

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

1985

- Thiếu nước tháng 6,7,8 - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước từ tháng 3 đến tháng 8 năm sau. - Phát điện kém

1986

- Thiếu nước tháng 5,6,7 - Phát điện kém

- Thiếu nước tháng 7, 8. - Phát điện nh thường.

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

103

1987

- Thiếu nước tháng 6,7 ,8 - Phát điện kém

- Thiếu nước tháng 7, 8. - Phát điện nh thường.

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

107

1988

- Thiếu nước tháng 5,6 - Phát điện nh thường

- Thiếu nước tháng 8. Giảm - Phát điện nh thường

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt

112

Lưu ượng nh nhất tại Đồng Cam

Năm

Khả năng đảm bảo yêu cầu điều tiết nước cho hạ du (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

An khê

Tháng

Qmin

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

115

1989

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước tháng 7, 8. - Phát điện kém.

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

19,9

1990

- Thiếu nước từ tháng 4,5. - Phát điện kém.

- Thiếu nước từ tháng 1 đến tháng 4. - Phát điện kém

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

- Thiếu nước từ tháng 2 đến tháng 8 năm sau. - Chỉ phát điện với Np 2 tháng mùa ũ

111,8

1991

- Thiếu nước tháng 6,7,8. - Phát điện kém

- Thiếu nước tháng 8. - Phát điện nh thường.

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

78,4

1992

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước tháng 5,6, 7, 8. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

79,1

1993

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước từ tháng 4,5,6,7,8. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát được công suất đảm bảo Np

135,9

1994

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

40,14

1995

- Thiếu nước từ tháng 5, 6,7 - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

- Thiếu nước từ tháng 2 đến tháng 8 năm sau. - Chỉ phát điện với Np 4 tháng mùa ũ

105,6

1996

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

113

Lưu ượng nh nhất tại Đồng Cam

Năm

Khả năng đảm bảo yêu cầu điều tiết nước cho hạ du (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

An khê

Tháng

Qmin

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

127,3

1997

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

24,3

5,6

1998

- Thiếu nước tháng 4,5,6,7,8. - Phát điện kém

- Thiếu tháng 3,4,5,6,7,8. - Các tháng ũ không phát được Np

- Thiếu nước 3,4. - Chỉ phát được Np trong 2 tháng ũ

131,8

1999

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

137,6

2000

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

103,7

2001

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

32,8

2002

- Thiếu nước tháng 6,7,8. - Phát điện nh thường

- Thiếu nước 4,5,6. - Phát điện kém

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 8. -Mùa ũ phát điện rất t

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

75,7

2003

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước 5,6,7. - Phát điện kém

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 8 - Mùa ũ phát điện rất t

107

2004

- Thiếu nước tháng 6,7,8. - Phát điện nh thường

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước từ tháng 2 đến tháng 8. -Mùa ũ phát điện rất t

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

114

Lưu ượng nh nhất tại Đồng Cam

Năm

Khả năng đảm bảo yêu cầu điều tiết nước cho hạ du (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

An khê

Tháng

Qmin

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

13,97

2005

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 8. - Mùa ũ phát điện rất t

Thiếu nước nghiêm trọng từ 1 đến 8. Chỉ phát rất kém

115,2

2006

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

44,3

2007

- Thiếu nước tháng 6,7,8. - Phát điện kém

- Thiếu nước 2,3,4. - Phát rất kém

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 7 - Phát điện kém

113,5

2008

- Thiếu nước tháng 5,6,7. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

125,2

2009

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

64,2

2010

- Thiếu nước tháng 5,6,7. - Phát điện kém

- Thiếu nước tháng 2-8. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

115

4.2.7. Đề xuất một phương án điều tiết cấp nước hạ du thời kỳ mùa kiệt cho

các hồ chứa Krông H’Năng, Ba Hạ và Sông Hinh

4.2.7.1. Đề xuất phương án:

Phương án được đề xuất như sau:

- Điều chỉnh tỷ lệ ưu ượng điều tiết xuống hạ u cho các thời kỳ có êu cầu

cấp nước tưới cho 3 hồ chứa, theo đó ưu ượng điều tiết xuống hạ du hồ Ba Hạ tăng ên 20 m3/s (thậm ch có thể cao hơn), hồ Krông H’Năng giảm xuống c n 5,0m3/s, hồ Sông Hinh giảm xuống c n 15,0 m3/s.

- Từ tháng 5 đến tháng 8 các hồ Sông Hinh và Krông H’Năng được điều tiết

theo năng ực điều tiết của hồ. Đề xuất nà xuất phát từ kết quả t nh toán

kiểm tra trên đâ , theo đó, ưu ượng tại Đồng Cam thường đạt giá trị nh

nhất vào tháng 4 và cũng thường thiếu nước vào tháng nà , hồ Sông Hinh có

mùa kiệt kéo ài đến tháng 8.

- Thời kỳ đầu mùa kiệt (từ tháng XII đến tháng III năm sau) không cho phép

các hồ chứa phát điện cao hơn công suất đảm bảo nếu không có ấu hiệu

phải xả thừa để đảm bảo có đủ nước điều tiết cho các tháng c n ại của mùa

kiệt.

- Phương án điều tiết đề xuất được tổng hợp trong bảng 4.4.

Bảng 4.4: Phương án điều tiết đề xuất

Ba Hạ Sông Hinh

Tháng

Qks1 m3/s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Qks m3/s 0 0 0 20 20 20 20 20 20 IX X XI XII I II III IV V Krông H’Năng Qks1 Qks m3/s m3/s 0 0 0 0 0 0 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 0 Qks m3/s 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Qks1 m3/s 4 4 4 15 15 15 15 15 0

116

Ba Hạ Sông Hinh

Tháng

Krông H’Năng Qks1 Qks m3/s m3/s 0 0 0 0 0 0 Qks m3/s 0 0 0 Qks1 m3/s 0 0 0 VI VII VIII Qks m3/s 20 20 20 Qks1 m3/s 0 0 0

4.2.7.2. Kết quả t nh toán

Kết quả t nh toán theo phương án đề xuất được tổng hợp trong bảng 4.5.

Theo kết quả t nh toán cho thấ t nh h nh được cải thiện rất nhiều, cụ thể như sau:

- Hồ Krông H’Năng chỉ c n 5 năm thiếu nước tha v có đến 18 năm trong số

23 năm không đảm bảo điều tiết nước xuống hạ u theo êu cầu của quy

tr nh iên hồ chứa.

- Hồ Sông Hinh cũng chỉ c n 5 năm thiếu nước tha v có đến 16 năm trong số

23 năm không đảm bảo điều tiết nước xuống hạ u theo êu cầu của quy

tr nh iên hồ chứa.

- Hồ Ba Hạ vẫn đủ khả năng điều tiết theo qu định, ngoại trừ có 2 năm ị

thiếu nước vào tháng 3 nhưng rất nh có thể d àng điều chỉnh trong quá

tr nh vận hành.

- Tại đập Đồng Cam vẫn có 3 năm thiếu nước theo êu cầu tương tự như t nh

toán theo qu định của qu tr nh iên hồ. Các năm nà rơi vào những năm

cạn kiệt, các hồ chứa thượng nguồn khó có khả năng điều tiết đảm bảo cấp

nước và cần phải có phương án riêng khi có số liệu dự áo ng chả mùa

kiệt.

Từ t nh toán trên đâ cho thấ Qu tr nh iên hồ chứa ưu vực sông Ba đã

an hành c n hạn chế o chưa t nh đến sự không đồng bộ của ng chả đến các hồ

chứa và đặc điểm chế độ ng chả phân ố không đều theo không gian và thời

gian. Trên đâ chỉ à một phương án đề xuất. Cần phải xem xét nhiều phương án

mới xác định được phương án vận hành tối ưu.

117

Bảng 4.5: Tổng hợp kết quả t nh toán theo phương án đề xuất

Năm

Khả năng đáp ứng yêu cầu điều tiết nước cho hạ (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

Lưu lượng nhỏ nhất tại Đồng Cam

An khê

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

Tháng

Qmin

1982

102

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện ớn hơn công suất đảm ảo

1983

16,9

- Thiếu nước tháng 3 - Phát điện tốt.

- Thiếu nước. - Chỉ phát điện với Np các tháng mùa ũ

- Thiếu nước từ tháng 1 đến tháng 3 năm sau. - Chỉ phát điện với Np 2 tháng mùa ũ

- Thiếu nước các tháng từ tháng 12 đến tháng 5 năm sau. - Chỉ phát điện được 2 tháng 10, 11

1984

98,3

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

1985

63,1

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

1986

97,7

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1987

94,9

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1988

98,7

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

118

Năm

Khả năng đáp ứng yêu cầu điều tiết nước cho hạ (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

Lưu lượng nhỏ nhất tại Đồng Cam

An khê

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

Tháng

Qmin

1989

107,4

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1990

19,72

- Không thiếu nước - Phát điện theo Np

- Thiếu nước từ tháng 1 đến tháng 4. - Phát điện kém

-Thiếu nước tháng 4. - Chỉ phát điện với Np 2 tháng mùa ũ

1991

102,6

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1992

69,5

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1993

65,3

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1994

126,2

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1995

40,85

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Thiếu nước vào tháng 3+4 - Chỉ phát điện với Np trong các tháng mùa ũ

1996

96,7

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

119

Năm

Khả năng đáp ứng yêu cầu điều tiết nước cho hạ (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

Lưu lượng nhỏ nhất tại Đồng Cam

An khê

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

Tháng

Qmin

1997

85,8

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

1998

24,3

5,6

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Thiếu nước 3,4. - Chỉ phát được Np trong 2 tháng ũ

1999

92,1

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2000

128,2

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2001

62,0

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2002

54,1

- Thiếu nước 4,5,6. - Phát điện kém

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Thiếu nước tháng 6 không nhiều. - Phát điện nh thường - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Thiếu nước tháng 6 không nhiều. - Phát điện nh thường

-Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 4. - Mùa ũ phát điện rất t

2003

66,9

- Thiếu nước 5,6,7. - Phát điện kém

- Không thiếu nước. - Phát điện tốt

-Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 5 - Mùa ũ phát điện rất t

2004

98,7

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện t

- Không thiếu nước. - Phát điện tốt

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

120

Năm

Khả năng đáp ứng yêu cầu điều tiết nước cho hạ (Thiếu, đủ) và hiệu quả phát điện

Lưu lượng nhỏ nhất tại Đồng Cam

An khê

Sông Ba

K rông H'Năng

Sông Hinh

Tháng

Qmin

2005

13,97

- Thiếu nước nghiêm trọng từ 1 đến 8. Chỉ phát rất kém

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 4, mùa ũ phát điện rất t

- Thiếu nước từ tháng 12 đến tháng 3, mùa ũ phát điện rất t

2006

82,7

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2007

30,7

- Thiếu nước 2,3,4. - Phát rất kém

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

- Thiếu từ tháng 12 đến tháng 4 - Mùa ũ phát điện rất t

2008

80,8

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2009

115,2

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện nh thường

2010

38,5

- Không thiếu nước - Phát điện tốt

- Không thiếu nước - Phát điện kém

- Thiếu nước tháng 4. - Phát điện kém

- Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt. - Lưu ượng ớn hơn nhiều so với qu định - Phát điện tốt.

121

4.3. Tính toán thử nghiệm dự báo khả năng đảm bảo yêu cầu cấp nước cho hạ du mùa kiệt năm 2018-2019 theo mô hình Ba-Model

4.3.1. Dữ liệu sử dụng trong tính toán

Mùa mưa năm 2018 trên ưu vực sông Ba có mưa rất t. Bởi vậ , ngu cơ

thiếu nước trên ưu vực sông Ba à rất lớn. Theo tài iệu được thu thập tại Trung tâm

Dự áo Kh tượng Thủ văn quốc gia (xem phụ lục 4.2) trên thượng nguồn tại các

trạm An Khê, Krong Pa rất t mưa. Gần như cả mùa ũ chỉ có đợt mưa ớn nhất vào

cuối tháng 11 vừa qua. Tu nhiên, ượng mưa cũng không ớn lắm và chỉ tập trung

ở vùng hạ du thuộc ưu vực sông Hinh và vùng Củng Sơn, hạ u Đồng Cam.

Để kiểm tra khả năng ứng dụng mô h nh uận án đã thử nghiệm t nh toán ự

áo mùa kiệt theo kịch bản mưa và khả năng thiếu nước cũng như chế độ vận hành

của các hồ chứa.

Dữ liệu sử dụng t nh toán như sau:

- Số liệu đo mưa ngà của các 5 trạm đo mưa trên ưu vực từ đầu năm đến

ngà 28/11/2018.

- Lượng mưa từ tháng 12/2018 đến 31/8/2019 lấy theo kịch bản mưa đo được

năm 2018.

- Chế độ vận hành ấ theo phương án đề nghị của luận án ( ảng 4.4).

- Mạng sông ao gồm tất cả các công tr nh thủy lợi (xem h nh 4.4 và ảng 4.1)

4.3.2. Kết quả tính toán

Kết quả t nh toán theo mô h nh Ba-Model bao gồm:

- Lưu ượng nh quân ngà tại các nút nhập ưu của 14 tiểu ưu vực được tr nh

à trong Phụ lục 4.3. Từ đó t nh chu ển đổi theo các thời đoạn ài (10 ngà ,

tháng..), trong ảng 4.6 à sự chuyển đổi về thời đoạn tháng để sử dụng t nh toán

điều tiết và cân ằng nước theo thời đoạn tháng. Lưu ượng đến tại các nút hồ chứa

thủy lợi và các nhập ưu được t nh theo công thức 4.1.

- Kết quả t nh toán cân ằng nước và điều tiết hồ chứa tại các nút hồ và nút cấp

nước tưới. Bảng 4.8 tr ch ẫn kết quả t nh toán điều tiết ng chảy tại các nút hồ

chứa phát điện.

122

4.3.3. Nhận xét kết quả tính toán

 Đánh giá khả năng cấp nước

Từ kết quả t nh toán dự áo tại thời điểm phát áo ngà 28/11/2018 luận án đi

đến nhận xét như sau:

- Trong bảng 4.7 thống kê t nh trạng thiếu nước tại 52 nút cấp nước tưới (các

nút hồ chứa và đập âng). Có thể thấy hầu hết các nút đập âng t nh trạng thiếu

nước khá trầm trọng, hầu hết các nút đập âng đều thiếu nước từ 1 đến 7 tháng. Đối

với các nút hồ chứa, t nh trạng thiếu nước t trầm trọng hơn, chỉ có 10 hồ chứa trên

32 hồ chứa chứa bị thiếu nước.

- Đối với các hồ chứa phát điện (xem bảng 4.8), tất cả các hồ chứa đều thiếu

nước nếu vận hành đảm bảo êu cầu ng chảy tối thiểu cho hạ u theo qu tr nh

vận hành iên hồ chứa.

- Đối với nút đập âng Đồng Cam, nếu các hồ chứa phát điện vận hành theo

qu tr nh iên hồ chứa hiện hành sẽ chỉ xẩy ra thiếu nước vào tháng 4, à tháng ng

chả trên sông Ba kiệt nhất, các tháng c n ại đều đủ nước. Điều nà cho thấy, nếu

tiết kiệm nước ở các nút hồ chứa phát điện ở những tháng trước đó sẽ không xảy ra

thiếu nước tại đập âng Đồng Cam.

 Nhận dạng mức độ thiếu nước theo biểu đồ rút nước tiềm năng

Nhận dạng và đánh giá t nh trạng thiếu nước trong mùa kiệt 2018-2019 được

thực hiện bằng cách xác định vị tr giá trị ưu ượng t nh toán tại thời điểm đầu mùa

kiệt (ngà 15/12/2018) trên iểu đồ rút nước tiềm năng (xem ảng 4.9). Theo kết

quả đánh giá trong ảng 4.9 cho thấy hầu hết tại các tiểu vùng: ưu ượng nước của

các tiểu vùng đều nằm ưới đường trung nh hoặc nằm tại cận ưới của biểu đồ.

Như vậy, tại thời điểm đầu mùa kiệt năm 2018-2019 t nh trạng hạn hán trên ưu vực

sông Ba à rất khốc liệt. Tu nhiên, đối với nút Đồng Cam, à nút tưới quan trọng

nhất của ưu vực, t nh trạng thiếu nước nghiêm trọng chỉ xảy ra vào tháng 4, do

được các hồ chứa thủ điện điều tiết nước mặc ù giá trị ưu ượng điều tiết có thể

nh hơn qu định trong qu tr nh vận hành iên hồ chứa./.

123

Bảng 4.6: Bảng ưu ượng nh quân tháng tổng hợp theo kết quả t nh toán ưu ượng nh quân ngà theo mô h nh NAM

Cung Son

Ha.An Khe2

Ha.An Khe3

Ha.An Khe1

Ha.Krong Nang

Tháng 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8

An Khe 1.47 3.69 2.41 0.99 0.65 0.46 0.32 0.26 2.66 4.57 3.94 3.48

Song Hinh 8.59 5.59 17.59 18.95 14.82 21.11 7.75 4.08 6.46 2.81 5.01 1.96 4.60 1.38 1.67 0.95 1.04 0.67 3.01 1.15 1.86 0.52 7.95 0.47

Ha.Ayun Ha 31.83 29.45 8.56 5.64 3.89 2.73 1.92 2.03 33.17 77.18 14.25 26.19

Krong Pa 26.54 24.69 7.66 5.02 3.46 2.42 1.70 1.83 27.36 63.30 12.67 22.20

Ayun Ha 253.69 62.61 30.70 18.91 13.04 9.14 6.42 4.45 7.53 128.02 55.55 201.25

Song Ba 5.38 17.67 15.27 4.37 3.01 2.11 1.48 1.02 0.72 0.94 0.57 0.44

An khe4 6.71 6.23 1.89 1.24 0.85 0.60 0.42 0.45 6.97 16.06 3.13 5.57

5.90 14.54 9.65 3.97 2.64 1.85 1.30 1.07 10.59 17.87 15.45 13.62

5.52 13.29 15.03 5.45 2.44 1.24 0.73 0.39 0.26 2.07 1.28 5.25

8.58 14.43 4.18 2.54 1.75 1.22 0.86 0.61 10.57 29.60 7.36 12.37

0.27 0.78 0.71 0.36 0.24 0.17 0.12 0.08 0.40 0.81 1.00 0.86

Krong Nang 4.21 27.85 24.71 5.77 3.97 2.40 1.56 1.09 1.07 1.59 0.72 0.61

năm 2018-2019 của 14 tiểu ưu ực sông Ba

Ka Nak 2.81 7.24 4.70 1.64 1.09 0.77 0.55 0.44 5.20 8.58 7.44 6.70 Bảng 4.7: Bảng thống kê t nh trạng thiếu nước tại các nút cấp nước tưới năm 2018-2019 từ kết quả t nh toán cân ằng nước

theo mô h nh Ba-Model

TT

Tên công trình

Ký hiệu Nút tưới

Tên tháng

Số tháng thiếu nước

Hồ Hà ra Nam

IRR1

Hồ Hà Ra Bắc

IRR2

HT Ia Ring

IRR3

Cụm Thượng Ayun 1

IRR4

Tháng 4

Cụm Thượng Ayun 2

Tháng 2, 3, 4

IRR5 124

TT

Tên công trình

Ký hiệu Nút tưới

Tên tháng

Số tháng thiếu nước

Hồ Buôn Lưới

IRR6

Hồ P eiTôKôn

IRR7

Tháng 1, 2, 3, 4, 7

Cụm An Khê - Ka Năk 1

IRR8

Tháng 12, Tháng 1, 2, 3, 4

Cụm An Khê - Ka Năk 2

IRR9

Tháng 3, 4

10 Cụm An Khê - Ka Năk 3

IRR10

11 Cụm An Khê - Ka Năk 4

IRR11

12 Cụm An Khê - Ka Năk 5

IRR12

Tháng 1,2, 3, 4

13 A Yun Hạ

IRR13

14 Hồ Ia Pát+ TB

IRR14

Tháng 3, 4

15 Cụm Ayun Pa 1

IRR15

Tháng 2, 3, 4

16 Hồ Ea Koa

IRR16

Tháng 2, 3, 4

17 Cụm Ayun Pa 2

R10

IRR17

18 Cụm Ayun Pa 3

IRR18

Tháng 2, 3, 4

19 Cụm Krông Pa 1

IRR19

Tháng 2, 3, 4

20 Cụm Krông Pa 2

IRR20

Tháng 1, 2, 3, 4

21 Cụm Krông Pa 3

R11

IRR21

Tháng 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8

22 H. Ia Dréh

R12

IRR22

23 H. Ia M' á

R13

IRR23

24 Hồ Ea Drông 1

R14

IRR24

125

TT

Tên công trình

Ký hiệu Nút tưới

Tên tháng

Số tháng thiếu nước

25 Hồ Ea Drông 2 (C16)

R15

IRR25

26 Hồ Đội 8

R16

IRR26

27 Hồ Đội 10

R17

IRR27

Tháng 3, 4

28 Hồ Ea Knốp

R18

IRR28

29 Hồ Đông Hồ

R19

IRR29

30 Hồ Lộc Xuân

R20

IRR30

31 Hồ Đội 7

R21

IRR31

32 Cụm K rông Năng 1

R22

IRR32

33 Hồ Ea Júk I

R23

IRR33

Tháng 3, 4

34 Hồ Ea Bir

R24

IRR34

Tháng 2, 3, 4, 7, 8

35 Cụm K rông Năng 2

IRR35

Tháng 2, 3, 4, 6, 7, 8

36 Cụm Krông Năng 3

IRR36

Tháng 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8

37 Cụm Krông Năng 4

R25

IRR37

38 Hồ Đội 2 (Đội 23 cũ)

R26

IRR38

Tháng 1, 2, 3, 4

39 Hồ Ea M'đoan

R27

IRR39

Tháng 4

40 Hồ Thủ điện Ea M'đoan

R28

IRR40

41 Cụm Thượng Đồng Cam 1

R29

IRR41

42 Cụm Thượng Đồng Cam 2

IRR42

Tháng 2, 3, 4, 6, 7

126

TT

Tên công trình

Ký hiệu Nút tưới

Tên tháng

Số tháng thiếu nước

43 Cụm Thượng Đồng Cam 3

R30

Tháng 7, 8

IRR43

44 Cụm Thượng Đồng Cam 4

Tháng 3, 4

IRR44

45 Cụm Thượng Đồng Cam 5

R31

IRR45

46 Cụm Thượng Đồng Cam 6

D10

Tháng 3, 4, 7

IRR46

47 Cụm Thượng Đồng Cam 7

Tháng 1, 2, 3, 4, 6, 7

IRR47

48 Đ. Sông Con

D11

Tháng 3, 4, 5

IRR48

49 Đ. Đồng Cam

D12

Tháng 7

IRR49

50 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 1

R32

IRR50

51 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 2

D13

Tháng 2, 3, 4, 6, 7

IRR51

52 Cụm Hạ ưu Đồng Cam 3

IRR52

Tháng 2, 3, 4, 6, 7

127

Bảng 4.8: Bảng t nh toán kiểm tra khả năng điều tiết cấp nước năm 2018-2019

DIEU TIET NUOC HO CHUA KA NAK: NAM 2018-2019 ZO= 485.0m HBT= 515.0 NP= 6.5 MW NLM= 13.0 MW

========================================================================================================================= THANG So Qd QX Cs EW Qtb Qks Qks1 Qh Vho Zho Qcap QtKS1 Qtks ngay (m3/s) (m3/s) (MW) (Tr.Kwh) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (Tr.m3) (m) (m3/s) (m3/s) (m3/s) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 30 2.81 .00 .74 .54 2.79 4.00 .00 2.79 28.25 485.00 .00 .00 1.21 10 31 7.24 .00 1.88 1.38 7.24 4.00 .00 7.24 28.27 485.01 .00 .00 .00 11 30 4.70 .00 1.22 .90 4.69 4.00 .00 4.69 28.30 485.01 .00 .00 .00 12 31 1.64 .00 .44 .32 1.63 4.00 .00 1.63 28.32 485.02 .00 .00 2.37 1 31 1.09 .00 .29 .21 1.08 6.00 .00 1.08 28.34 485.02 .00 .00 4.92 2 28 .77 .00 .21 .15 .77 6.00 .00 .77 28.35 485.02 .00 .00 5.23 3 31 .55 .00 .15 .11 .54 6.00 .00 .54 28.37 485.03 .00 .00 5.46 4 30 .44 .00 .12 .09 .45 6.00 .00 .45 28.34 485.02 .00 .00 5.55 5 31 5.20 .00 1.36 1.00 5.22 6.00 .00 5.22 28.29 485.01 .00 .00 .78 6 30 8.58 .00 2.23 1.63 8.60 6.00 .00 8.60 28.26 485.00 .00 .00 .00 7 31 7.44 .00 1.93 1.42 7.44 4.00 .00 7.44 28.25 485.00 .00 .00 .00 8 31 6.70 .00 1.74 1.28 6.70 4.00 .00 6.70 28.25 485.00 .00 .00 .00 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TONG DIEN NANG HO THU 33: 9.02 Trieu Kwh

DIEU TIET NUOC HO TD KRONG NANG: NAM 2018-2019

ZO= 242.5m HBT= 255.0 NP= 12.1 MW NLM= 64.0 MW

========================================================================================================================= THANG So Qd QX Cs EW Qtb Qks Qks1 Qh Vho Zho Qcap QtKS1 Qtks ngay (m3/s) (m3/s) (MW) (Tr.Kwh) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (Tr.m3) (m) (m3/s) (m3/s) (m3/s) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 30 4.21 .00 3.95 2.89 4.17 .00 .00 4.17 59.39 242.52 .00 .00 .00 10 31 27.85 .00 12.08 8.84 12.13 .00 .00 12.13 100.82 248.41 .00 .00 .00 11 30 24.71 .00 12.09 8.85 11.79 .00 .00 11.79 134.87 251.83 .00 .00 .00 12 31 5.77 .00 12.10 8.85 11.93 5.00 .00 11.93 118.63 250.43 .00 .00 .00 1 31 3.97 .00 12.09 8.85 12.19 5.00 .00 12.19 96.96 247.93 .00 .00 .00 2 28 2.40 .00 12.08 8.85 12.57 5.00 .00 12.57 70.15 244.45 .00 .00 .00 3 31 1.56 .00 5.25 3.84 5.55 5.00 .00 5.55 59.62 242.56 .00 .00 .00 4 30 1.19 .00 1.17 .86 1.22 5.00 .00 1.22 59.55 242.55 .00 .00 3.78 5 31 1.07 .00 1.05 .77 1.10 5.00 .00 1.10 59.47 242.53 .00 .00 3.90 6 30 1.59 .00 1.54 1.13 1.62 .00 .00 1.62 59.41 242.52 .00 .00 .00 7 31 .72 .00 .69 .51 .72 .00 .00 .72 59.40 242.52 .00 .00 .00 8 31 .61 .00 .59 .43 .62 .00 .00 .62 59.39 242.52 .00 .00 .00 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TONG DIEN NANG HO THU 35: 54.68 Trieu Kwh

128

DIEU TIET NUOC HO TD BA HA: NAM 2018-2019 ZO= 101.0m HBT= 105.0 NP= 33.3 MW NLM=220.0 MW

========================================================================================================================= THANG So Qd QX Cs EW Qtb Qks Qks1 Qh Vho Zho Qcap QtKS1 Qtks ngay (m3/s) (m3/s) (MW) (Tr.Kwh) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (Tr.m3) (m) (m3/s) (m3/s) (m3/s) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 30 114.41 .00 50.33 36.84 86.73 .00 .00 86.73 256.75 103.01 .00 .00 .00 10 31 143.37 .00 85.70 62.73 143.24 .00 .00 143.24 257.11 103.02 .00 .00 .00 11 30 75.24 .00 43.16 31.59 75.10 .00 .00 75.10 257.48 103.03 .00 .00 .00 12 31 44.68 .00 33.18 24.29 59.45 20.00 .00 59.45 218.56 102.06 .00 .00 .00 1 31 38.46 .00 28.06 20.54 51.07 20.00 .00 51.07 185.31 101.05 .00 .00 .00 2 28 34.65 .00 19.07 13.96 34.67 20.00 .00 34.67 185.27 101.05 .00 .00 .00 3 31 25.61 .00 14.08 10.30 25.52 20.00 .00 25.52 185.50 101.05 .00 .00 .00 4 30 15.11 .00 8.43 6.17 15.22 20.00 .00 15.22 185.20 101.04 .00 .00 4.78 5 31 105.51 .00 33.24 24.33 57.62 20.00 .00 57.62 311.41 104.18 .00 .00 .00 6 30 234.84 .00 137.28 100.49 219.94 20.00 .00 219.94 350.69 105.02 .00 .00 .00 7 31 54.40 .00 33.25 24.34 57.03 20.00 .00 57.03 343.78 104.87 .00 .00 .00 8 31 89.69 .00 51.76 37.89 87.13 20.00 .00 87.13 350.52 105.01 .00 .00 .00 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TONG DIEN NANG HO THU 36: 393.47 Trieu Kwh DIEU TIET NUOC HO TD SONG HINH: NAM 2018-2019 ZO= 196.0m HBT= 209.2 NP= 22.9 MW NLM= 70.0 MW

=========================================================================================================================

THANG So Qd QX Cs EW Qtb Qks Qks1 Qh Vho Zho Qcap QtKS1 Qtks ngay (m3/s) (m3/s) (MW) (Tr.Kwh) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (Tr.m3) (m) (m3/s) (m3/s) (m3/s) ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9 30 8.59 .00 10.49 7.68 8.53 .00 4.00 .00 34.16 195.71 .00 .00 .00 10 31 18.95 .00 22.86 16.74 18.80 .00 4.00 .00 34.56 195.74 .00 .00 .00 11 30 21.11 .00 22.86 16.74 18.74 .00 4.00 .00 40.83 196.21 .00 .00 .00 12 31 7.75 .00 12.49 9.14 10.19 .00 15.00 .00 34.41 195.73 .00 4.81 .00 1 31 6.46 .00 7.95 5.82 6.44 .00 15.00 .00 34.45 195.74 .00 8.56 .00 2 28 5.01 .00 6.19 4.53 5.00 .00 15.00 .00 34.47 195.74 .00 10.00 .00 3 31 4.60 .00 5.66 4.14 4.57 .00 15.00 .00 34.55 195.74 .00 10.43 .00 4 30 1.67 .00 2.13 1.56 1.71 .00 .00 .00 34.45 195.74 .00 .00 .00 5 31 1.04 .00 1.37 1.00 1.10 .00 .00 .00 34.30 195.73 .00 .00 .00 6 30 3.01 .00 3.79 2.77 3.05 .00 .00 .00 34.20 195.72 .00 .00 .00 7 31 1.86 .00 2.33 1.71 1.87 .00 .00 .00 34.17 195.72 .00 .00 .00 8 31 7.95 .00 9.79 7.17 7.95 .00 .00 .00 34.16 195.71 .00 .00 .00 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- TONG DIEN NANG HO THU 37: 79.00 Trieu Kwh

129

DAP DANG DONG CAM: NAM 2018-2019

============================================================================================= THANG NGAY Qtr Qf Qhq Qd Qh Qyc Qcap Qthieu Qthd (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s) --------------------------------------------------------------------------------------------- 9 30 116.585 6.487 .000 123.072 106.372 16.700 16.700 .000 .000 10 31 205.208 15.625 .000 220.833 220.833 .000 .000 .000 .000 11 30 139.661 17.673 .000 157.334 157.334 .000 .000 .000 .000 12 31 88.754 6.411 .000 95.165 73.065 22.100 22.100 .000 .000 1 31 77.309 2.874 .000 80.183 54.483 25.700 25.700 .000 .000 2 28 57.207 1.458 .000 58.665 33.865 24.800 24.800 .000 .000 3 31 45.352 .859 .000 46.211 16.311 29.900 29.900 .000 .000 4 30 20.842 .457 .000 21.299 .000 23.000 21.299 1.701 .000 5 31 61.971 .301 .000 62.273 27.973 34.300 34.300 .000 .000 6 30 229.148 2.435 .000 231.583 197.283 34.300 34.300 .000 .000 7 31 62.371 1.503 .000 63.874 31.374 32.500 32.500 .000 .000 8 31 112.386 6.166 .000 118.552 87.252 31.300 31.300 .000 .000

---------------------------------------------------------------------------------------------

Tiểu vùng

Vị tr trên iểu đồ rút nước tiềm năng

Lưu ượng t nh toán ngà 15/12/08

KrongNang

1.97 Cận ưới 0.97 Cận ưới 0.36 Cận ưới 2.55 Dưới trung nh 1.25 Dưới trung nh 19.03 Dưới trung nh

7 Ha.Ayun Ha 8 Krong Pa 9 Song Ba 10 11 Ha.Krong Nang 12 Song Hinh 13 Cung Son

5.68 Dưới trung nh 5.05 Dưới trung nh 4.40 Dưới trung nh 6.92 Dưới trung nh 4.10 Dưới trung nh 7.26 Cận ưới 4.41 Cận ưới

1 Ka Nak 2 An Khe 3 Ha.An Khe1 4 Ha.An Khe3 5 An khe4 6 Ayun Ha

Bảng 4.9: Vị tr giá trị ưu ượng trên iểu đồ rút nước tiềm năm tại thời điểm ngà 15/12/2018

130

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. Những kết quả đạt được của luận án

Lưu vực sông Ba à một trong những ưu vực lớn nhất miền Trung, mức độ ảnh

hưởng trải ài ở các tỉnh với khá nhiều các công tr nh khai thác sử dụng nước trên đó.

Đặc biệt à các hồ chứa thủy lợi và thủ điện nếu vận hành hợp ý sẽ mang lại lợi ch

không nh cho nhiều mục đ ch khác nhau. Tu nhiên để hệ thống thực sự mang lại lợi

ch tối ưu th rất khó và đ i h i phải được t nh toán cụ thể. Luận án đã nghiên cứu về

ng chả mùa kiệt và đạt được các kết quả sau:

1) Luận án đã tổng quan đầ đủ những nghiên cứu iên quan đến ĩnh vực vận

hành hệ thống hồ chứa theo thời gian thực. Từ những ngu ên ý về vận hành hệ thống

theo thời gian thực, trên cơ sở phân t ch những đặc điểm ng chảy kiệt trên ưu vực

sông Ba, Tác giả đã thiết lập được ài toán Cân ằng nước trên hệ thống sông Ba, xác

định nội ung nghiên cứu theo hướng tiếp cận ài toán vận hành hệ thống theo thời

gian thực.

2) Luận án đã tiếp cận theo hướng vận hành theo thời gian thực giải quyết một

vấn đề cấp thiết có ý nghĩa khoa học và thực ti n. Đã xâ được mô h nh mô ph ng ự

áo kết hợp với vận hành theo thời gian thực thời kỳ mùa kiệt và ứng dụng thử nghiệm

thành công có khả năng áp ụng cho hệ thống hồ chứa trên sông Ba.

3) Chương tr nh t nh Ba-Mo e o tác giả xâ ựng trên cơ sở t ch hợp các mô

h nh mưa- ng chả , mô h nh vận hành hồ chứa và i n toán ng chả trong sông

cho phép kéo ài thời gian dự áo ng chả đến nút hồ chứa và các nút sông. Tương

đương với phần mô h nh mưa ng chả trong MIKE NAM, TANK và mô h nh vận

hành hồ chứa trong HEC-RESSIM, cũng như mô h nh cân ằng nước WEAP. Mô h nh

có thể ứng dụng được trong vận hành hệ thống hồ chứa thời kỳ mùa kiệt theo thời gian

thực nhằm đáp ứng vận hành điều tiết theo qu tr nh iên hồ chứa trên ưu vực sông Ba

hiện na . Mô h nh mô ph ng mà tác giả xâ ựng cho ưu vực sông Ba được thiết lập

theo hướng tổng quát. Do vậy, nếu được phát triển hoàn thiện thêm về mặt giao diện

đồ họa th hoàn toàn có thể ứng dụng cho các ưu vực sông khác ở Việt Nam.

4) Luận án đã nghiên cứu xâ ựng được biểu đồ rút nước tiềm năng cho các

ưu vực thuộc các hồ chứa lớn àm cơ sở nhận dạng ng chả mùa kiệt. Từ đó ập kế

hoạch quản ý và vận hành các hồ chứa trong thời kỳ mùa kiệt.

131

5) Đã t nh toán và phân t ch những bất hợp ý trong qu tr nh iên hồ chứa cho

ưu vực sông Ba và đề xuất phương án ổ sung qu tr nh.

2. Những hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp theo

Những hạn chế của luận án

1) Do hạn chế số trạm đo mưa trên ưu vực nên kết quả t nh toán ng chả đến

các nút hồ chứa và nhập ưu có thể chưa thật sát với thực tế. Bởi vậy, cần phải bổ

sung, cập nhật thêm những trạm đo mưa để nâng cao t nh xác thực của mô h nh.

2) Phần mềm của mô h nh Ba-Mo e được viết theo ngôn ngữ FORTRAN nên

có hạn chế về chức năng giao iện. Trong mô h nh chưa xem xét đến xử ý tự động về

chế độ ưu tiên trong vận hành điều tiết cấp nước.

3) Trong khuôn khổ của một luận án tiến sĩ và o thời gian có hạn nên chưa có

nghiên cứu thử nghiệm trong thực tế.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

1) Tiếp tục hoàn thiện mô h nh Ba-Mo e và thử nghiệm với các ưu vực tương

tự để đánh giá khả năng ứng dụng tổng quát hơn.

2) Tiếp tục cập nhật số liệu đo mưa, kết quả t nh toán ưu ượng đến hồ từ tài

liệu quan trắc hồ chứa để nâng cao t nh xác thực của tham số mô h nh.

3) Nếu điều kiện cho phép sẽ thử nghiệm mô h nh trong thực tế để kiểm tra khả

năng ứng dụng trong vận hành hệ thống hồ chứa trên sông Ba thời kỳ mùa kiệt theo

thời gian thực.

3. Kiến nghị

Hướng nghiên cứu của luận án à tiếp cận với ài toán vận hành theo thời gian

thực và được giới hạn ở mức “xâ ựng mô h nh mô ph ng phục vụ vận hành theo

thời gian thực”. Để vận hành hệ thống hồ chứa trên sông Ba theo đúng nghĩa, cần thiết

phải có những ước tiếp theo sau:

1) Cần chuyển giao các kết quả nghiên cứu cho các đơn vị sử dụng, đồng thời

ứng dụng vào thực tế để đánh giá và điều chỉnh lại kết quả nà để cho các sản phẩm

ngà càng hoàn thiện và phù hợp với thực tế.

2) Hướng nghiên cứu tiếp theo sẽ hoàn thiện chương tr nh Ba-Model cho linh

hoạt, tổng quát và ứng dụng rộng rãi, chương tr nh có thể viết trên giao iện Windows

để người ùng sử dụng.

132

3) Cần thiết đề xuất với với các cơ quan chức năng để thành ập ban quản ý ưu

vực sông và kết hợp với kết quả dự áo của Đài kh tượng thủ văn t ch hợp số liệu dự

áo mưa vào chương tr nh để việc vận hành được thuận lợi, nhanh chóng và hiệu quả

hơn./.

133

DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ

1. Cao Đ nh Hu , Lê Hùng, Hà Văn Khối (2018), Nghiên cứu t nh toán ng chảy

đến hệ thống hồ chứa sông Ba, Hội nghị Khoa học Cơ học Thủ kh toàn quốc

lần thứ 20.

2. Nguy n Thị Hằng Ni, Cao Đ nh Hu , Lê Hùng, Ngu n Thị Hồng Sen, Trà

Minh Quang (2018), Đánh giá sự tha đổi ng chả trên ưu vực sông Ba khi

xét đến tác động của Biến đổi kh hậu, Hội nghị Khoa học Cơ học Thủ kh

toàn quốc lần thứ 20.

3. Trà Minh Quang, Ngu n Thị Hồng Sen, Cao Đ nh Hu , Lê Hùng, Ngu n Thị

Hằng Ni (2018), Nghiên cứu đánh giá CBN hệ thống sông Ba khi hồ chứa đi

vào vận hành, Hội nghị Khoa học Cơ học Thủ kh toàn quốc lần thứ 20.

4. Cao Đ nh Hu , Lê Hùng, Hà Văn Khối (2018), Đánh giá mô h nh mô ph ng

thủ văn, cân ằng nước và điều tiết hồ chứa ưu vực sông Ba, Tạp ch khoa

học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường.

5. Cao Đ nh Hu , Lê Hùng, Hà Văn Khối (2018), Xâ ựng mô h nh mô ph ng

thủ văn, cân ằng nước và điều tiết hồ chứa trên ưu vực sông Ba, Tạp ch

khoa học kỹ thuật Thủy lợi và Môi trường.

134

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Công t tư vấn xâ ựng điện 1 (2002), Quy hoạch bậc thang thủy điện sông

Ba, Hà Nội.

2. Nguy n Văn Cư; Ngu n Thái Sơn (2005), "Ứng dụng mô h nh SWAP và

IQQM trong Quản ý tổng hợp ưu vực sông Ba," Tạp ch Các khoa học về Trái

Đất, vol. 27, no. 1, pp. 41-47, Hà Nội.

3. Nguy n Văn Cư và nnk (2005), Nghiên cứu giải pháp tổng thể sử dụng hợp ý

tài ngu ên và ảo vệ môi trường ưu vực sông Ba và sông Côn, Báo cáo tổng

kết đề tài nghiên cứu khoa học độc lập cấp nhà nước, Hà Nội.

4. Hồ Ngọc Dung (2017), Nghiên cứu cơ sở khoa học vận hành tối ưu hệ thống

bậc thang hồ chứa thủ điện trên sông Đà trong mùa cạn, Luận án Tiến sĩ Đại

học Thủy lợi, Hà Nội.

5. Lưu Hữu Dũng (2016), "Nghiên cứu cơ sở khoa học phục vụ VHHTLHC kiểm

soát ũ ưu vực sông Ba”, Luận án Tiến sĩ Viện Khoa học Thủ văn và BĐKH,

Hà Nội.

6. Nguy n Hữu Khải (2011), "Nghiên cứu xâ ựng công nghệ điều hành hệ

thống iên hồ chứa đảm bảo ngăn ũ, chậm ũ, an toàn vận hành hồ chứa và sử

dụng hợp ý tài ngu ên nước về mùa kiệt ưu vực sông Ba”, Báo cáo tổng kết

đề tài KHCN cấp nhà nước, Hà Nội.

7. Nguy n Hữu Khải; Trần Thiết Hùng (2011), "Tổ hợp kiệt và điều tiết mùa kiệt

iên hồ chứa sông Ba," Tạp ch Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và

Công nghệ, vol. 27, pp 151-157, Hà Nội.

8. Nguy n Hữu Khải; Nguy n Văn Tuần (2009) "Đánh giá vai tr và mục tiêu của

các hồ chứa ưu vực sông Ba," Tạp ch Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự

nhiên và Công nghệ , vol. 25, pp. 461-471, Hà Nội.

9. Hà Văn Khối (2006), Quy hoạch và quản ý nguồn nước, Nhà xuất bản Nông

nghiệp, Hà Nội.

10. Hà Văn Khối và nnk (2007), Quy hoạch và phân t ch hệ thống tài ngu ên nước,

Nhà xuất bản Giáo ục, Hà Nội.

135

11. Hà Văn Khối, Hồ Ngọc Dung (2013), Xâ ựng mô h nh t nh toán điều tiết

phát điện và cấp nước cho hệ thống hồ chứa lợi dụng tổng hợp, Tuyển tập Hội

nghị Khoa học thường niên, Đại học thủy lợi, Hà Nội.

12. Hà Văn Khối và nnk (2008), Thuỷ văn công tr nh, Nhà xuất bản Giáo ục, Hà

Nội.

13. Hà Ngọc Hiến, Nguy n Hồng Phong, Trần Thị Hương (2010), “Xâ ựng mô

h nh vận hành tối ưu chống ũ theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa trên

sông Đà và sông Lô”. Tu ển tập hội Nghị cơ học Thủ kh toàn quốc, 229÷235,

Hà Nội.

14. Nguy n Thế Hùng, Lê Hùng (2011), “Mô h nh t nh toán điều tiết tối ưu vận

hành hồ chứa đa mục tiêu (với mục đ ch tưới, phát điện, ph ng ũ, đảm bảo môi

trường sinh thái hoặc cấp nước cho hạ u)”, Tạp ch khoa học và công nghệ -

Đại học Đà Nẵng, Số 2(43), Đà Nẵng.

15. Huỳnh Thị Lan Hương (2007), "Hệ thống hỗ trợ kỹ thuật giải quyết tranh chấp

về tài ngu ên nước ưu vực sông Ba”, Tu ển tập áo cáo Hội thảo khoa học lần

thứ 10 - Viện KHKTTV & MT, Hà Nội.

16. Nguy n Thị Thu Nga (2017), “Nghiên cứu thiết lập mô h nh thủ văn – kinh tế

phân ổ nước tối ưu ưu vực sông Ba”, Luận án Tiến sĩ - trường Đại học Thủy

lợi, Hà Nội.

17. Tô Thú Nga, Ngu n Thế Hùng (2013), “Một phương pháp tiếp cận bài toán

vận hành hệ thống hồ chứa ph ng ũ trên ưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn”. Tạp

ch Khoa học kỹ thuật Thủy Lợi và Môi Trường, 34-39, Hà Nội.

18. Tô Thú Nga (2014), “Mô h nh vận hành điều tiết thời gian thực thời kỳ mùa ũ

hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia Thu Bồn, Luận án Tiến sĩ - Đại học Đà

Nẵng.

19. Tô Trung Nghĩa; Lê Hùng Nam và nnk (2006), "Ứng dụng công nghệ GAMS

vận hành phân ổ tối ưu nguồn nước vùng Thượng u sông Thái B nh," Tạp ch

Nông nghiệp và phát triển nông thôn, vo . 1, no. 7, pp. 48-52, Hà Nội.

20. Lê Ngọc Sơn (2017), Nghiên cứu cơ sở khoa học kết hợp mô h nh mô ph ng –

tối ưu – tr tuệ nhân tạo trong vận hành hệ thống hồ chứa đa mục tiêu, áp ụng

cho ưu vực sông Ba, Luận án Tiến sĩ - trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội.

136

21. Vũ Thanh Tâm; Đỗ Tiến Hùng; Trần Thành Lê (2012), "Phân t ch hệ thống tài

ngu ên nước và đề xuất các giải pháp phân ổ hợp ý nguồn nước ưu vực sông

Ba," Tạp ch Các khoa học về Trái Đất, vol. 34, pp. 54-64, Hà Nội.

22. Nguy n Văn Thắng và nnk (2007), Qu hoạch tài ngu ên nước ưu vực sông

Ba, Báo cáo tổng kết dự án, Hà Nội.

23. Nguy n Văn Thắng (2005), Nghiên cứu cơ sở khoa học và phương pháp t nh

toán ngưỡng khai thác sử dụng nguồn nước và ng chả môi trường, ứng dụng

cho ưu vực sông Ba và sông Trà Khúc, Báo cáo tổng kết đề tài, Hà Nội.

24. Lê Đức Thường (2015), Nghiên cứu quản ý ền vững tài ngu ên nước ưu vực

sông Ba trong ối cảnh biến đổi kh hậu, Luận án Tiến sĩ, Hà Nội.

25. Lê Đức Thường (2012), "Các vấn đề tồn tại trong khai thác, sử dụng, quản ý,

quy hoạch và phát triển tài ngu ên nước ưu vực sông Ba," Tạp ch Khoa học

Đại học Huế, vol. 74, no. 5, pp. 177-184, Huế.

26. Hoàng Thanh Tùng, Ngu n Thị Minh Tâm, Ngu n Thị Thu Nga (2015).

“Nghiên cứu phân ổ nguồn nước trên ưu vực sông Ba”. Tạp ch KHKT Thủy

lợi và Môi trường, số 48, Hà Nội.

27. Hoàng Thanh Tùng, Hà Văn Khối, Nguy n Thanh Hải (2013), “Ứng dụng

Cr sta a xác định chế độ vận hành tối ưu phát điện cho hồ chứa Thác Bà,

Tu ên Quang và ậc thang hồ chứa Sơn La, H a B nh có t nh đến êu cầu cấp

nước hạ u”, Tạp ch KHKT Thủy lợi và Môi trường – số Số 42, Hà Nội.

28. Hoàng Thanh Tùng, (2012), Nghiên cứu dự áo mưa, ũ trung hạn cho vận hành

hệ thống hồ chứa ph ng ũ -Ứng dụng cho ưu vực sông Cả, Luận án Tiến sĩ -

trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội.

29. Ngô Đ nh Tuấn và nnk (2005), Đánh giá tổng hợp tài ngu ên nước và qu

hoạch thủy lợi thủ điện ưu vực sông Kône, sông Ba đến năm 2010 – 2020,

Báo cáo tổng kết, Hà Nội.

30. Thủ tướng Ch nh phủ (2018), Qu tr nh vận hành iên hồ chứa trên ưu vực

sông Ba, Qu ết định 878/QĐ-TTg, Hà Nội.

31. Viện quy hoạch thủy lợi (2013), Nghiên cứu xâ ựng qu tr nh VHHTLHC

Sơn La, H a B nh, Thu ên Quang và Thác Bà, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH

độc lập cấp nhà nước, Hà Nội.

137

32. Viện quy hoạch thủy lợi (2018), Báo cáo cấp nước điều chỉnh quy hoạch thủy

lợi ưu vực sông Ba và vùng phụ cận giai đoạn 2025 và tầm nh n 2035, Báo cáo

tổng kết dự án. Hà Nội.

33. Bộ Tài Ngu ên Môi Trường (2013), Báo cáo t nh toán và xâ ựng qu tr nh

vận hành iên hồ chứa các hồ chứa Sông Ba Hạ, Sông Hinh, Krông H'năng,

Ayun Hạ và An Khê - Kanak trong mùa cạn, Hà Nội.

34. A.J. Korsak, R.E. Larson (1970), “A namic programming successive

approximations technique with convergence proofs”, Automatica, Vo um 6,

Issue 2, 253-260.

35. Bellman, R. E., and Dreyfus S. E (1962), Applied Dynamic Programming,

Santa Monica: RAND Corporation.

36. Chang, L. C. an Chang, F. J. (2009), “Mu ti-objective evolutionary algorithm

for operating para e reservoir s stem”, Journa of H ro og , Vo ume 377 ,

12-20.

37. Chaves, P. an Chang F. J. (2008), “Inte igent reservoir operation s stem ase

on evo ving artificia neura networks”. A vances in Water Resources Vo ume

31, 926-936.

38. E Fallah-Meh ipour, O Bozorg Ha a , MA Mariño (2012), “Rea -Time

Operation of Reservoir S stem Genetic Programming”. Water resources

management 26 (14), 4091-4103.

39. Kerachian, R an Karamouz, M. (2007), “A stochastic confic reso ution mo e

for water qua it in resevoir management s sterm”, A van Water Resourses,

866-882.

40. Kumar, D. N., and Reddy,= M. J. (2007), Multipurpose reservoir operation

using particle swarm optimization. . Water Resources Planning and

Management, 133(3), 192-201.

41. L.F.R, R. (2005), “Mu ti-Reservoir Operation Planning Using Hybrid Genetic

Algorithm and Linear Programming (GA-LP): An Alternative Stochastic

Approach” Water Resources Management, 831-848.

42. Lun , J. a. (1999), “Derive operating ru es for reservoir in series or in

para e ”, Water Resources P aning an Management, 143-153.

138

43. Manoutchehr Hei ari, Ven Te Chow, Da e D. Mere ith, Petar V. Kokotović.

(1971). “Discrete Differentia D namic Programing Approach to Water

Resources S stems Optimization”, Water Resources Research, Vo um 7, 272-

283.

44. Long, N. L, Ma sen, H., an Ros jerg, D. (2007), “Simu ation an optimisation

mo e ing approach for operation of the Hoa Binh reservoir, Vietnam”. Journal

of Hydrology, Volume 336, 269– 281.

45. nnk, A. A. (2007), “Hone _Bee making optimization a gorithm for resevoir

operation”. J. Frank in Inst, 344, 452-462.

46. nnk, E. v. (2009), “The genetic a gorithm apporoach for in entif ing the

operation of a multi resevoir on eman irrigation s stems”. Bios st, 334-344.

47. nnk, E.-M. &. (2015), “Deve opment of Rea -time conjunetive use operation

rules for Aquifer - reservoir s stem”, Water Resources Manage, 1887-1906.

48. O iveira, R an oucks .D.P (1997), “Operating ru es for multireservoir

s stems”. Water Resour. Research ,33(4), 839-852.

49. Pereira, M.V.F, Pinto, L.M.V.G. (1985), “Stochastic Optimization of a

Mu tireservoir H roe ectric S stem: A Decomposition Approach”. Water

Resources Research, 779-792.

50. Rippl, W. (1883), “The capacit of storage reservoir for water supp ”, Inst

Civil Engrs, 270-278.

51. Hsu N-S, Wei C-C (2007) A multipurpose reservoir real-time operation model

for flood control during typhoon invasion. J Hydrol 336:282-393.

52. T. G. Bosona and G. Gebresenbet (2010), Modeling hydropower plant system

to improve its reservoir operation. International Journal of Water Resources and

Environmental Engineering Vol. 2(4), pp. 87-94.

53. Cheng Chun-tian (2010), Decision Support System for Large-Scale

Hydropower System Operations. Modelling and Software 5th International

Congress on Environmental Modelling and Software - Ottawa, Ontario,

Canada.

54. Prof. Kim, SheungKown (2011), Real Time Reservoir Operation Simulation for

the Han River Basin in Korea with CoMOM. AWRA Summer Specialty

Conference June 27-29.

139