Hệ thống sông Hồng là hệ thống sông xuyên biên giới lớn thứ 2 của cả nước với diện tích lưu vực lên tới 147.525 km2 và là hệ thống sông có ý nghĩa đặc biệt quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội vùng đồng bằng Bắc Bộ. Để đảm bảo an toàn công trình, nâng cao hiệu quả phát điện và chống lũ cho hạ du vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nhà nước đã ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng: năm 2007 ban hành quy trình vận hành liên hồ chứa đối với 3 hồ Hòa Bình, Tuyên Quang, Thác Bà; năm 2011 ban hành quy trình có bổ sung thêm hồ Sơn La; và năm 2015 bổ sung thêm 3 hồ Lai Châu, Bản Chát và Huội Quảng tại quyết định số 1622/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Quy trình vận hành liên hồ triển khai trong thực tế đã đóng góp một phần không nhỏ vào sự phát triển kinh tế xã hội của đất nước, nhưng cũng là một thách thức lớn đối với công tác dự báo thủy văn phục vụ quy trình.

Để thực hiện quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Hồng, công tác dự báo dòng chảy đến các hồ chứa lớn Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Bản Chát, Tuyên Quang và Thác Bà là một trong những nhiệm vụ bắt buộc và là thông tin đầu vào quan trọng không thể thiếu trong công tác điều hành liên hồ. Chất lượng dự báo dòng chảy đến hồ trong các bản tin có ảnh hưởng không nhỏ đến hiệu quả vận hành liên hồ, đặc biệt là chất lượng dự báo dòng chảy đến hồ ở các thời đoạn từ 1 đến 5 ngày và trong thời kỳ tích nước.

Nhằm nâng cao năng lực dự báo cho Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia, đặc biệt là trong công tác dự báo phục vụ quy trình vận hành liên hồ trên hệ thống sông Hồng. Bộ Tài nguyên và Môi trường đã giao cho Trung tâm Khí tượng Thủy văn quốc gia phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Bùi Đình Lập cùng thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ về “Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Hồng” trong ba năm 2014-2016.

Sau thời gian nghiên cứu đề tài đã thu được những kết quả như sau:

Trong 3 năm thực hiện (2014÷2016), Đề tài “Nghiên cứu xây dựng công nghệ dự báo lũ đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Hồng” đã hoàn tất các công việc theo đề cương được duyệt. Dưới đây là một số kết quả chính đạt được sau quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài:

1- Xây dựng được bộ cơ sở dữ liệu gồm số liệu KTTV (mưa, mực nước, lưu lượng) thời đoạn 5, 10 ngày, tháng, mùa lũ, thời kỳ tích nước từ 2001-2015; dữ liệu bản đồ DEM, thảm phủ, sử dụng đất, độ dốc, hướng chảy..., trên lưu vực 6 hồ chứa.

2- Đã nghiên cứu và ứng dụng thành công mô hình thủy văn thông số phân bố Marine của Pháp vào tính toán quá trình dòng chảy từ mưa cho lưu vực 6 hồ chứa lớn: Lai Châu; Sơn La; Hòa Bình; Bản Chát; Tuyên Quang; và Thác Bà.

3- Đã xây dựng thành công mô hình diễn toán lũ trong sông Muskingum-Cunge trên máy tính cho một đoạn sông đặc trưng và triển khai ứng dụng vào giải bài toán gom nước và diễn toán dòng chảy đến hồ cho 6 hồ chứa lớn.

4- Kỹ thuật đồng hóa dữ liệu trong mô hình bằng phương pháp lọc Kalman đã được đề tài nghiên cứu và triển khai ứng dụng cho 6 hệ thống dự báo lũ trên 6 lưu vực hồ

5- Trên cơ sở 10 năm số liệu mưa, lũ ứng với mùa lũ các năm điển hình lũ lớn, lũ trung bình và lũ nhỏ trên các lưu vực từ 2001 ÷ 2009 (15/6-15/10), kết hợp với các năm lũ đặc biệt lớn. Đề tài đã tìm được bộ thông số của 2 mô hình Marine và Muskingum-Cunge để tính toán và dự báo lũ cho 6 hồ. Chất lượng mô phỏng của bộ thông số đã được kiểm định cho các năm từ 2010 ÷ 2014 và được đánh giá ở mức “Đạt” theo các tiêu chuẩn của ngành. Bộ thông số tìm được có thể triển khai được trong nghiệp vụ dự báo dựa trên kết quả dự báo thử nghiệm cho 2 mùa lũ năm 2015 và 2015.

6- Hệ thống theo dõi và dự báo lũ đến các hồ chứa lớn trên hệ thống sông Hồng đã được tin học hóa và vận hành ổn định trên nền tảng ứng dụng kỹ thuật lập trình hướng đối tượng, kết hợp với sự hỗ trợ của công nghệ WebGIS, công nghệ Silverlight và kỹ thuật lập trình Web Server chạy trên nền ASP.NET

7- Sản phẩm dựu báo mưa số trị và sản phẩm dự báo mưa tác nghiệp hàng ngày tại Trung tâm Dự báo KTTV Trung ương đã được nghiên cứu ứng dụng thành công vào mô hình Marine, đưa thời gian dự kiến dự báo dòng chảy đến các hồ lên từ 3 đến 5 ngày. Thành công này sẽ giúp nâng cao vai trò và hiệu quả dự báo của hệ thống khi triển khai vào nghiệp vụ dự báo.

8- Các phương pháp dự báo hạn dài: 1) Nhận dạng; 2) điều hòa; 3) thống kê khách quan và 4) hồi quy bội đã được xây dựng thành các chương trình máy tính. Các phương án xây dựng mới có khả năng chạy ổn định trên nền các hệ điều hành Windowns mới 64 bit phổ biến hiện nay.

9- Công nghệ dự báo phục vụ tích nước đã được tin học hóa thành công trên ngôn ngữ lập trình Visual studio C++.Net 2013. Hệ thống được thiết kế để có thể sử dụng đơn giản khi vận hành và dễ dàng triển khai sang các mục tiêu dự báo khác khi chuyển giao cho các Đài.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13833/2017) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)