TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
172 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
HỖ TRỢ ĐIỀU HÀNH HỒ DẦU TIẾNG PHỤC VỤ CẤP NƯỚC
TRONG MÙA KHÔ
RESEARCH ON SCIENTIFIC BASIS AND DEVELOPING A PROGRAM TO
SUPPORT DAU TIENG RESERVOIR OPERATION FOR WATER SUPPLY IN
THE DRY SEASON
ThS. NCS. Nguyễn Văn Lanh
Công ty TNHH MTV khai thác thủy lợi Dầu Tiếng - Phước Hòa
PGS. TS. Lê Văn Dực
Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG-TP. HCM
TÓM TẮT
Công trình hồ chứa Thủy lợi Dầu Tiếng được đưa vào khai thác vận hành đã 31
năm, trong 31 năm qua chỉ có 11 năm hồ tích nước đạt đến cao trình lớn hơn hoặc
bằng cao trình mực nước dâng bình thường (ZMNDBT = 24,40 m), có 24 năm hồ tích
nước đạt đến cao trình lơn hơn hoặc bằng cao trình 23,30 m, có 06 năm hồ tích
nước đạt đến cao trình nhỏ hơn cao trình 23,30 m và đặc biệt năm 2004 hồ chỉ tích
đạt đến cao trình Z = 21,22 m, thiếu hụt so với mực nước thiết kế là 3,12 m, tương
ứng với dung tích thiếu hụt là 606,94 triệu m3. Trước những khó khăn trên, biện
pháp chính để giải quyết tình trạng thiếu nước là thực hiện chế độ cấp nước luân
phiên (cấp nước gián đoạn cho từng khu tưới), biện pháp này trước mắt đã đáp ứng
theo yêu cầu đặt ra, đảm bảo nhu cầu nước tối thiểu cho các nhu cầu sử dụng nước
trong hệ thống, mở ra một giải pháp mới khi ứng phó với sự thiếu hụt của nguồn
nước. Tuy nhiên, việc quyết định vận hành vẫn còn dựa nhiều vào kinh nghiệm,
lượng nước cấp vào từng thời điểm vẫn còn theo định tính, chưa xét hết được những
nguyên nhân tác động đến hệ thống, và đó chính là nhược điểm của giải pháp điều
hành hiện tại khi phải đối diện với một trường hợp khó khăn hơn xảy ra. Dựa vào
kinh nghiệm thực tiễn, chúng tôi đã tổng hợp, nghiên cứu xây dựng các kịch bản, các
giải pháp điều hành để xây dựng một chương trình hỗ trợ điều hành cấp nước tổng
thể trong mùa khô, giúp chủ hồ có thêm công cụ hỗ trợ khi xây dựng và triển khai kế
hoạch cấp nước cho từng đối tượng và cho từng hệ thống chuyển tải nước, đảm bảo
cấp nước hiệu quả trong suốt mùa khô, chủ động thích ứng trong trường hợp nguồn
nước cấp bị thiếu hụt so với dung tích thiết kế của hồ.
Từ khóa: Hồ Dầu Tiếng, điều tiết cấp nước, chương trình điều hành cấp nước.
ABSTRACT
Dau Tieng reservoir has been operating for 31 years. In the past 31 years, only 11
years, the reservoir has reached the elevation levels higher than or equal to the
normal water level (ZMNDBT = 24.40 m). There were 24 years that reservoir water
levels reached elevations higher than or equal to elevation of 23.30 m. There were
06 years, reservoir water levels have reached levels lower than elevation of 23.30 m,
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 173
and especially in 2004, accumulated reservoir water level reached only to the
elevation Z = 21.22 m, the shortage compared with the designed water level was
3.12 m, corresponding to the shortage of volume was 606.94 million m3. Facing
these above difficulties, the main measure to solve the water shortage problem is to
implement the rotating water supply system (intermittent water supply for each
irrigation area). This measure immediately meets the requirements, to ensure
minimum water requirements for water use needs in the system, and opening a new
solution when responding to water shortages. However, the decision to operate is
still based on experience, the amount of water supplied from time to time is still
qualitative, since that all the causes that affect the system are not jet considered, and
that is the disadvantage of the current management approach, especially when it
faces with a more difficult case. Thanking on the practical experiences, we have
synthesized, studied and developed scenarios and operational solutions to develop a
comprehensive water supply management program for the dry season, helping the
reservoir owner to have more tools for the development and implementation of water
supply plans for each beneficiary and for each water transfer system, ensuring
efficient water supply during the dry season, actively adaptation in case of shortage
of water supply in comparison with the design capacity of the reservoir.
Key words: Dau Tieng reservoir, water supply regulation, water supply management
program.
1. CƠ SỞ NGHIÊN CỨU
Một trong những cơ sở quan
trọng nhất trong việc xây dựng kế
hoạch cấp nước là dựa vào cao trình
mực nước hồ tích được tại thời điểm
cuối mùa mưa lũ (hoặc là thời điểm
đầu vụ Đông Xuân) tương ứng với
ngày 01/12 hàng năm. Theo kết quả
nghiên cứu [5], cao trình mực nước tích
hợp lý của hồ Dầu Tiếng trong mùa
mưa lũ hàng năm (bảng 1) nếu được
vận dụng vào vận hành thực tế, sẽ giúp
cho số năm mực nước hồ đạt cao trình
mực nước dâng bình thường (24,40 m) sẽ tăng lên.
Bảng 1. Mực nước tích hợp lý của hồ Dầu Tiếng trong mùa lũ
Thời gian (ngày/tháng)
1/7 1/8 1/9 1/10 11/10
26/10
01/11
11/11
20/11
30/11
Mực nước lớn nhất (m)
17,27
18,70
20,20
22,06
22,89
23,70
23,90
24,15
24,31
24,40
Tuy nhiên, trong thực tế có những tháng cuối năm trong mùa lũ sẽ không tích
nước đạt được cao trình như bảng 1 bởi do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan.
Do đó, trong thực tế vẫn có thể xảy ra một số trường hợp như sau:
Kênh N25
C
ủ
Chi
K34+20 kênh
Đông
Khu tưới
Củ Chi
Khu tưới
Đức Hòa
K25-Kênh Tây
Khu
tướ
i Tây
K19+600
kênh Tân
Hưng
Tràn x
ả
lũ
Sông Sài
Gòn
Trạm bơm Hòa Phú
H
ồ
D
ầ
u Ti
ế
ng
KF
C
ố
ng s
ố
1
Cống
số 2
Cống
số 3
Hình 1. Sơ đồ hệ thống tưới công trình Dầu Tiếng
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
174 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
Trường hợp 1:
Đến ngày 1/10 cao trình mực nước hồ tích chưa đạt đến cao trình Z = 22,06 m và
từ 1/10 đến hết mùa mưa lũ, dòng chảy đến chỉ bằng dòng chảy đi hay do các nguyên
nhân khác, nên cao trình mực nước hồ tích được đến hết mùa mưa lũ cũng chỉ đạt đến
cao trình ZTích< 22,06 m (thực tế cũng đã xảy ra năm 2004).
Trường hợp 2:
Đến ngày 01/11 cao trình mực nước hồ tích chỉ đạt đến cao trình nằm trong
khoảng: 22,06 m ≤ ZTích< 23,90 m và từ 01/11 cho đến hết mùa mưa lũ dòng chảy đến
chỉ bằng dòng chảy đi. Nên đến hết mùa mưa lũ, cao trình mực nước hồ tích chỉ đạt đến
cao trình nằm trong khoảng: 22,06 m ≤ ZTích< 23,90 m (thực tế đã xảy ra vào các năm
1985; 1987; 1988; 1991; 1992; 1994; 1995; 1997; 2003; 2005; 2010; 2015).
Trường hợp 3:
Từ ngày 01/11 cho đến hết mùa mưa lũ, cao trình mực nước hồ tích chỉ đạt đến
giá trị nằm trong khoảng: 23,90 m ≤ ZTích< 24,40 m, do dòng chảy đến chỉ bằng dòng
chảy đi hay do các nguyên nhân khác(thực tế cũng đã xảy ra vào các năm 1986; 1989;
1990; 1993; 1992; 1993; 2001; 2006; 2012; 2013).
Trường hợp 4:
Đến ngày 30/11, cao trình mực nước hồ tích đạt đến giá trị ZTích ≥ 24,40 m (thực tế đã
xảy ra vào các năm 1996; 1998; 1999, 2000; 2002, 2007; 2008; 2009; 2011; 2014; 2016).
Lưu lượng nhập lưu trong mùa khô là một trong những thành phần phải xét tới khi
tính toán điều tiết cấp nước, tuy nhiên lượng dòng chảy đến trong mùa khô từ lưu vực
hồ Dầu Tiếng đã giảm dần từ khi xây dựng hồ bởi do nhiều nguyên nhân như diện tích
rừng đầu nguồn giảm, tác động của BĐKH… lượng dòng chảy nhập lưu phần nào chỉ
đủ bù vào lượng tổn thất. Do đó trong nghiên cứu này, chúng tôi không đưa thành phần
nguồn nước đến khi xây dựng các kịch bản mà chỉ xét lưu lượng đến từ lưu vực hồ Dầu
Tiếng và lưu lượng bổ sung từ hồ Phước Hòa về hồ Dầu Tiếng được tính toán theo [3]
khi xây dựng chương trình hỗ trợ điều hành cấp nước trong mùa khô.
Nếu việc xây dựng kế hoạch điều tiết cấp nước cho vụ Đông Xuân (từ 01/12 đến
31/3 hàng năm) phụ thuộc vào mực nước hồ tại thời điểm ngày 01/12 hàng năm, thì việc
xây dựng kế hoạch điều tiết cấp nước cho vụ Hè Thu (từ 01/4 đến 31/7 hàng năm) lại
phụ thuộc vào mực nước hồ còn lại tại thời điểm 01/4 hàng năm. Theo kết quả tính toán
nhu cầu dùng nước [3], kết hợp với quy định hiện hành [7] thì nhu cầu sử dụng nước
cho vụ Hè Thu là 763,44 triệu m3(đã bao gồm lượng nước cấp thường xuyên 36 m3/s
xuống sông Sài Gòn theo quy định [7]). Theo đó, để khống chế mực nước tại thời điểm
ngày 01/7 hàng năm theo [7] ở cao trình Z = 17,00 m, thì cần phải giữ mực nước hồ tại
thời điểm ngày 01/4 hàng năm ở cao trình Z = 20,30 m, tương ứng với dung tích hồ hồ
W = 840,32 triệu m3(đã tạm xét lưu lượng bổ sung từ Phước Hòa 50 m3/s).
Về hệ số tổn thất [3], do tài liệu đánh giá tổn thất trên kênh mương các cấp trong
vùng hiện nay chưa có, tạm sử dụng một số chỉ tiêu do Black & Veatch International lập
năm 1999, theo đó tổn thất toàn bộ trên kênh chính và kênh cấp I là 5%.
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM 175
Nhu cầu sử dụng nước của từng khu tưới trong từng thời kỳ sử dụng nước được
lấy bằng lưu lượng thiết kế tại cống đầu kênh cấp 1 để đảm bảo rằng kịch bản đã xét tới
lượng nước sử dụng tối đa trong mọi trường hợp, thời gian cấp nước, được nghiên cứu
đề xuất thông qua việc khảo sát và kinh nghiệm điều hành thực tế. Thứ tự ưu tiên cho
các đối tượng dùng nước được kế thừa từ những nghiên cứu trước đây [2].
Về hình thức cấp nước được thống nhất giữa Chủ hồ và các đơn vị và các địa
phương ở hạ du trong trường hợp cấp nước luân phiên như sau:
Đối với hệ thống kênh chính Đông:
- Cấp nước 04 ngày/tuần (Chủ nhật, thứ 2, thứ 3, thứ 4) cho các khu tưới của Tây
Ninh, Nhà Máy nước kênh Đông, khu công nghiệp Phước Đông - Bời Lời, sinh hoạt
cho Long An. Tổng lượng nước cấp đầu kênh cấp I, Q = 37,403 m3/s. Tương ứng với
lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Đông Q = 39,37 m3/s. Nếu giảm nước về đêm
thì lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Đông là Q = 35,43 m3/s.
- Cấp nước 03 ngày/tuần (thứ 5, thứ 6, thứ 7) cho Củ Chi, Nhà Máy nước kênh
Đông, khu CN Phước Đông - Bời Lời, khu tưới Đức Hòa, Khu tưới Thái Mỹ - Củ Chi,
Nước sinh hoạt cho Long An. Tổng lượng nước cấp đầu kênh cấp I, Q = 33,86 m3/s.
Tương ứng với lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Đông Q = 35,64 m3/s. Nếu giảm
nước về đêm thì lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Đông là Q = 32,08 m3/s.
Đối với hệ thống kênh chính Tây:
- Cấp nước 04 ngày/tuần (Chủ nhật, thứ 2, thứ 3, thứ 4) cho các khu tưới ở thượng
lưu K25 và các nhu cầu cho công nghiệp, sinh hoạt. Tổng lượng nước cấp đầu kênh cấp
I, Q = 13,36 m3/s. Tương ứng với lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tây Q =
14,06 m3/s. Nếu giảm nước về đêm thì lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tây là Q
= 12,65 m3/s.
- Cấp nước 03 ngày/tuần (thứ 5, thứ 6, thứ 7) cho các khu tưới ở hạ lưu K25 và các
nhu cầu cho công nghiệp, sinh hoạt. Tổng lượng nước cấp đầu kênh cấp I, Q = 26,60
m3/s. Tương ứng với lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tây Q = 28,00 m3/s. Nếu
giảm nước về đêm thì lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tây là Q = 25,20 m3/s.
Đối với hệ thống kênh chính Tân Hưng:
- Cấp nước 04 ngày/tuần (Chủ nhật, thứ 2, thứ 3, thứ 4) cho các khu tưới ở thượng
lưu K19+600. Lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tân Hưng Q = 05 m3/s.
- Cấp nước 03 ngày/tuần (thứ 5, thứ 6, thứ 7) cho các khu tưới ở hạ lưu K19+600.
Lưu lượng khống chế tại đầu kênh chính Tân Hưng Q = 05 m3/s.
2. THIẾT LẬP CÁC KỊCH BẢN VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH
Từ những cơ sở nghiên cứu như trên, chúng tôi đề xuất các kịch bản và các
phương án điều hành cấp nước như sau (bảng 2):
TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018
176 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM
Bảng 2. Các kịch bản và các phương án vận hành cấp nước
Vụ Kịch bản Tháng
Phương án cấp nước, đơn vị (m
3
/s)
Kênh Đông Kênh Tây Kênh Tân
Hưng
Ghi chú
C.Nh
ật
Thứ 2
Thứ 3
Thứ 4
Thứ 5
Thứ 6
Thứ 7
C.Nh
ật
Thứ 2
Thứ 3
Thứ 4
Thứ 5
Thứ 6
Thứ 7
C.Nh
ật
Thứ 2
Thứ 3
Thứ 4
Thứ 5
Thứ 6
Thứ 7
Đông
Xuân
K
ịch
bản 1
ZTích Max
≥
24,40 123
67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời Kênh Đông,
Kênh Tây, Kênh
Tân Hưng
K
ịch
bản 2
ZTíchMax≥
23,90
ZTíchMax<
24,40
133
67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời Kênh Đông,
Kênh Tây, Kênh
Tân Hưng
013
60,87 60,87
37,86 37,86
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời (Kênh Đông,
Kênh Tây, giảm
nước về đêm)
K
ịch
bản 3
ZTíchMax≥
22,06
ZTíchMax<
23,90
12 67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời, Kênh Đông,
Kênh Tây,
Kênh Tân Hưng
013
39,37 35,64
14,06 28,00
5,00 5,00
Cấp nước luân
phiên, Kênh
Đông,
Kênh Tây,
Kênh Tân Hưng
K
ịch
bản 4
ZTíchMax<
22,06
12 67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời, Kênh Đông,
Kênh Tây,
Kênh Tân Hưng
013
35,43 32,08
12,65 25,20
5,00 5,00
Cấp nước luân
phiên, (Kênh
Đông, Kênh Tây
giảm nước về đêm)
Hè
Thu
K
ịch
bản 5
Z01/04 ≥
20,30 47 67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời, Kênh Đông,
K
ênh
Tây,
K
ịch
bản 6
Z01/04<
20,30
014
67,63 67,63
42,07 42,07
10,80 10,80
Cấp nước đồng
thời, Kênh Đông,
Kênh Tây, Kênh
Tân Hưng
57 39,37 35,64
14,06 28,00
5,00 5,00
Cấp nước luân
phiên, Kênh
Đông,
Kênh Tây,
Kênh Tân Hưng