BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
VŨ THỊ MINH HUỆ
NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TÍCH NƢỚC
TRONG THỜI KỲ MÙA LŨ CHO HỆ THỐNG HỒ
CHỨA BẬC THANG HOÀ BÌNH VÀ SƠN LA
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước
Mã số: 62 44 92 01
HÀ NỘI, NĂM 2017
Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Thủy lợi
Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Phạm Thị Hƣơng Lan
Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TS Hà Văn Khối
Phản biện 01: PGS.TS Nguyễn Tiền Giang
Phản biện 02: PGS.TS Dƣơng Văn Tiển
Phản biện 03: PGS.TS Vũ Minh Cát
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tại
…………………………………………………………………………….
Vào lúc …. giờ …ngày … tháng … năm 2017.
Có thể tìm hiểu luận án tại các thư viện:
- Thư viện Quốc gia
- Thư viện Trường Đại học Thủy lợi
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trên thượng nguồn sông Đà hiện nay có nhiều công trình hồ chứa đa mục tiêu
đóng góp tỷ trọng lớn về sản lượng điện, cấp nước phục vụ phát triển kinh tế
cho đồng bằng sông Hồng và tham gia điều tiết chống lũ hạ du với hiệu quả hết
sức to lớn. Hồ chứa Sơn La và Hòa Bình là hai hồ có dung tích dành chống lũ
cho hạ du lớn nhất (7 tỉ m3), phần dung tích này được thiết kế nằm dưới mực
nước dâng bình thường. Do vậy, nẩy sinh mâu thuẫn giữa nhiệm vụ chống lũ và
phát điện, cấp nước rất gay gắt.
Mặt dù quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng được ban thành
theo quyết định số 1622/QĐ-TTg ngày 17 tháng 09 năm 2015 đã tạo khung vận
hành cứng, vận hành cụ thể còn phải căn cứ vào dự báo quá trình nước đến hồ.
Nhưng vẫn còn có hai câu hỏi mà yêu cầu thực tiễn đặt ra cho các nhà nghiên
cứu, đó là:
- Có cho phép các hồ chứa trên được tích nước từ đầu mùa lũ không, và
nếu cho phép thì quy định tích nước phải như thế nào mới đảm bảo an
toàn chống lũ hạ du?
- Theo quy định, thời kỳ lũ muộn các hồ chứa phải tích nước dần đến
mực nước dâng bình thường, nhưng nếu xẩy ra lũ lớn bất thường thì
các hồ chứa sẽ ứng phó như thế nào để giảm lũ cho hạ du mà vẫn đảm
bảo an toàn cho công trình?
Do vậy, nghiên cứu sinh đã lựa chọn đề tài “Nghiên cứu chế độ vận hành tích
nước trong thời kỳ mùa lũ cho hệ thống hồ chứa bậc thang Hòa Bình và Sơn
La” với mong muốn nghiên cứu cơ sở khoa học về chế độ vận hành tích nước
2
các hồ chứa Hòa Bình và Sơn La nhằm nâng cao hiệu quả tích nước cho phát
điện và cấp nước, đảm bảo an toàn công trình và chống lũ hạ du.
2. Nhiệm vụ của luận án
- Nghiên cứu cơ sở khoa học và thực tiễn để xác định chế độ vận hành
tích nước trong kỳ mùa lũ, đảm bảo an toàn tích nước đầy hồ, nâng cao hiệu
quả cấp nước và phát điện mà vẫn đảm bảo an toàn chống lũ hạ du và chống lũ
cho công trình cho hai hồ chứa Hòa Bình và Sơn La.
- Nghiên cứu chế độ vận hành điều tiết cắt lũ cho hạ du trong thời kỳ lũ
muộn, khi mà các hồ chứa Sơn La và Hòa Bình được phép tích nước đầy hồ,
đảm bảo giảm thiểu tác động tiêu cực cho hạ du khi xảy ra lũ lớn bất thường.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: Vận hành điều tiết tích nước và chống lũ cho hệ thống hồ
chứa bậc thang Hoà Bình và Sơn La trong thời kỳ mùa lũ.
Đối tượng nghiên cứu: Chế độ điều tiết chống lũ hạ du được xem xét trong hệ
thống liên hồ chứa bao gồm 4 hồ Hòa Bình, Sơn La, Tuyên Quang và Thác Bà,
nhưng nghiên cứu chế độ vận hành tích nước theo mục tiêu của đề tài được giới
hạn nghiên cứu với hệ thống hồ chứa Sơn La và Hoà Bình trên sông Đà.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng các phương pháp (i) Phương pháp kế thừa; (ii) Phương pháp
phân tích tổng hợp; (iii) Phương pháp mô hình toán.
5. Những đóng góp mới của luận án
- Đề xuất được chế độ tích nước sớm có điều kiện cho 2 hồ chứa Sơn La
và Hòa Bình. Trên cơ sở đó, đề xuất cơ sở khoa học xác định mực nước giới
hạn trên của quá trình tích nước hồ chứa Sơn La trong thời kỳ tích nước hạn
chế, đảm bảo tích nước hiệu quả mà vẫn an toàn chống lũ hạ du và công trình.
3
- Đề xuất được chế độ vận hành điều tiết chống lũ cho hạ du và phương
thức ứng phó khi xảy ra lũ bất thường trong thời kỳ tích nước đầy hồ ở cuối
thời kỳ mùa lũ.
6. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 118 trang, 30 bảng, 40 hình vẽ và 67 tài liệu tham khảo. Ngoài
phần mở đầu và kết luận, luận án gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu vận hành vận hành hồ chứa đa mục tiêu
Chương 2: Cơ sở khoa học và thực tiễn xác định chế độ vận hành tích nước
trong thời kỳ mùa lũ đối với hệ thống hồ chứa Hòa Bình và Sơn La
Chương 3: Kết quả nghiên cứu chế độ vận hành trong thời kỳ tích nước hệ
thống hồ chứa bậc thang Hòa Bình và Sơn La
TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VẬN HÀNH CHƢƠNG 1
HỒ CHỨA ĐA MỤC TIÊU
Hồ chứa và vấn đề vận hành hồ chứa 1.1
Để khai thác sử dụng các hồ chứa lợi dụng tổng hợp đem lại lợi ích cao nhất,
các nhà khoa học trên thế giới tập trung tìm ra quy tắc vận hành hợp lý, giải
quyết các mẫu thuẫn giữa các mục tiêu khác nhau nâng cao hiệu quả vận hành
hồ chứa, từ các nghiên cứu đơn giản lượng trữ cấp nước của Rippl (1883) đến
các nghiên cứu phức tạp gần đây vận hành tối ưu hệ thống hồ chứa theo thời
gian thực phục vụ đa mục tiêu của Mehdipour và nnk (2012). Mặc dù đã được
đầu tư nghiên cứu rất bài bản và chi tiết từ các cơ quan quản lý khai thác sử
dụng, nhiều nhà khoa học cũng đã sử dụng các phương pháp khác nhau để thiết
lập quy tắc vận hành cho hệ thống hồ chứa nhưng các ứng dụng thành công chủ
yếu gắn liền với đặc thù từng hệ thống, không có phương pháp luận, công cụ
nào có thể dùng chung cho mọi hệ thống.