Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT mục 8.3.5 quy định: Những hồ chứa nước từ cấp I trở lên, ngoài tràn xả lũ chính phải bố trí thêm tràn xả lũ dự phòng (tràn xả lũ vượt lũ kiểm tra). Tràn xả lũ chính phải luôn đủ năng lực để xả được lũ thiết kế và lũ kiểm tra; Tràn xả lũ dự phòng kết hợp với tràn xả lũ chính phải xả được trận lũ vượt lũ kiểm tra, đảm bảo nước hồ không tràn qua đỉnh đập đất. Tần suất của trận lũ vượt lũ kiểm tra lấy theo quy định sau: Công trình cấp đặc biệt: lũ tần suất 0,01 % (tương ứng với chu kỳ lặp lại 10.000 năm) hoặc lũ cực hạn; Công trình từ cấp I trở xuống: lấy bằng tần suất lũ kiểm tra tương ứng với cấp công trình được tăng thêm một bậc.

Theo quyết định số 1077/QĐ-TTg ngày 07/07/2014 của Thủ tướng chính phủ về việc ban hành Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba. Theo quyết định này trên sông Ba có các hồ chứa lớn như: An Khê - KaNak, Ayun Hạ, Krông Hnăng, Sông Hinh, Sông Ba Hạ. Theo QCVN 04- 05:2012/BNNPTNT các thuỷ điện này đều là công trình cấp 1 và được thiết kế và xây dựng trước năm 2012 (các quy định chủ yếu về thiết kế được áp dụng theo TCXDVN 285-2002) do đó việc thiết kế tràn xả lũ dự phòng để xả lũ vượt kiểm tra có thể chưa được nghiên cứu trong hồ sơ thiết kế. Trên cơ sở những phân tích ở trên cho thấy cần thiết phải xây dựng một bức tranh toàn cảnh cho từng lưu vực khi ứng phó với lũ vượt thiết kế.

Nhằm nghiên cứu tính toán lũ vượt thiết kế của công trình (lũ vượt lũ kiểm tra) theo QCVN 04-05 và đề xuất một số giải pháp đảm bảo an toàn công trình và giảm ngập lụt hạ lưu sông Ba, nhóm nghiên cứu của Viện năng lượng do ThS. Lê Nguyên Trung đứng đầu đã đề xuất và được phê duyệt thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính toán lũ vượt thiết kế theo QCVN 04-05 và đề xuất một số giải pháp đảm bảo an toàn công trình và giảm ngập lụt hạ lưu sông Ba”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, đề tài thu được một số kết quả như sau:

- Đề tài đã thu thập và xử lý một nguồn số liệu phong phú về địa hình, KTTV, hồ chứa, kinh tế-xã hội trên lưu vực sông Ba làm đầu vào cho bài toán.

- Những năm có lũ lớn trên lưu vực, tại trạm thủy văn Củng Sơn đo được như năm 1993 (20700 m3 /s), 2009 (13500 m3/s), 2016 (11800 m3/s), 2010 (8500 m3/s) cho thấy mưa thường xuất hiện trên toàn bộ lưu vực sông Ba thể hiện qua số liệu mưa ngày các trạm Sơn Hòa, MĐrắc, An Khê, AyunPa đều có lượng mưa ngày lớn hơn 100mm. Những trạm mưa nằm ngoài lưu vực sông Ba như PleiKu, Kon Tum, Buôn Hồ có lượng mưa không đáng kể. Lượng mưa ngày lớn nhất của các trạm MĐrắc, An Khê và Sơn Hoà có quan hệ khá chặt chẽ với lưu lượng dòng chảy lớn nhất tại trạm Củng Sơn. Do đó việc tính toán lũ trên lưu vực sông Ba có thể sử dụng lượng mưa của các trạm trong lưu vực sông Ba, các trạm lân cận lưu vực chỉ sử dụng để tham khảo.

- Sông Ba là con sông có tiềm năng xảy ra lũ lớn rất cao, môđun đỉnh lũ lớn rất nhiều so với hệ thống sông Hồng. Trong gần 100 năm qua, tại Củng Sơn đã xảy ra con lũ có Qmax trên 20000 m3/s. Thời gian duy trì các trận lũ thường chỉ 3-5 ngày. Lũ có biên độ lũ cao, cường suất nước lũ lớn, thời gian lũ lên ngắn, dạng lũ nhọn: Đặc điểm này là do cường độ mưa lớn, tập trung nhiều đợt, tâm mưa nằm ở trung hạ du các lưu vực sông, độ dốc sông lớn, nước tập trung nhanh.

- Thống kê lưu lượng lớn nhất năm của chuỗi 40 năm (1977-2016) cho thấy lưu lượng đỉnh lũ lớn nhất năm thường xảy ra nhiều nhất vào tháng 11 (20 lần), tiếp đó đến tháng 10 (14 lần), tháng 12 (4 lần), các tháng khác có thể xảy ra lũ nhưng đều là lũ nhỏ thời gian ngắn. Qua phân tích các trận lũ nhận thấy ứng với các trận lũ lớn thì lượng mưa lớn thường xuất hiện tại trạm MĐRắc và Sơn Hòa. Đây là một yếu tố cần được quan tâm trong công tác dự báo dòng chảy sông Ba.

- Đề tài đã cập nhật số liệu khí tượng, thủy văn khu vực thời gian gần đây tính toán lại dòng chảy lũ, tổng lượng lũ, quá trình lũ tương ứng với các tần suất thiết kế và vượt thiết kế. Kết quả tính toán được so sánh với các kết quả tính toán của các đơn vị tư vấn khác. Kết quả lựa chọn của đề tài là hợp lý.

- Đề tài đã xây dựng mô hình Mike11, Mike21, Mike Flood cho lưu vực sông Ba và đánh giá ngập lụt cho 3 kịch bản: Lũ năm 1993, lũ 0,5% và lũ vượt kiểm tra 0,02%. Diện tích ngập lụt trên 1m của phương án lũ 0,5% và 0,02% tăng mạnh so với phương án hiện trạng (1993) là 22,9% và 38,3%.

- Đánh giá khả năng ứng phó của các thuỷ điện với lũ vượt thiết kế: Trên cơ sở quá trình lũ thiết kế, kiểm tra và vượt kiểm tra tiến hành tính toán điều tiết lũ cho các thuỷ điện. Kết quả tính toán cho thấy: Thủy điện An Khê - KaNak có thể ứng phó với lũ vượt kiểm tra (0,02%) và công trình vẫn đảm bảo an toàn; Thủy điện Ayun Hạ, Krông HNăng, Sông Ba Hạ, Sông Hinh khi gặp lũ kiểm tra sẽ có mực nước hồ lớn nhất vượt đỉnh đập hoặc vượt mực nước cao nhất cho phép theo QTVHLHSB 2018.

- Giải pháp phi công trình và giảm ngập lụt hạ du: Giải pháp phi công trình phù hợp nhất là giải pháp tăng dung tích phòng lũ cho các hồ để giảm tác động ngập lụt dưới hạ du. Phương án tăng dung tích phòng lũ có thể nâng cao đập hoặc giảm mực nước đón lũ. Trong đề tài nghiên cứu tăng dung tích phòng lũ bằng cách giảm mực nước đón lũ. Kết quả lựa chọn của đề tài là kết quả của PA3 (Z đón lũ giảm 3m so với quy định của QTVHLHSB 2018) để ứng phó với lũ vượt kiểm tra nhằm giảm ngập lụt hạ du, kết quả tính toán cho thấy giảm được 249,3 triệu m3 nước về hạ du.

- Đề xuất một số giải pháp đảm bảo an toàn công trình: Sau khi các hồ có giải pháp tăng dung tích phòng lũ, một số hồ vẫn có mực nước lớn nhất cao hơn mực nước lớn nhất cho phép cuả hồ chứa theo QTVHLHSB 2018. Các hồ này cần có giải pháp công trình để đưa mực nước lớn nhất về mực nước cho phép khi gặp lũ vượt kiểm tra. Đề tài nghiên cứu bản vẽ thiết kế, đi thực địa công trình và sơ bộ vị trí, kích thước công trình cho các hồ chứa. Tính toán điều tiết đảm bảo mực nước lớn nhất không vượt quá cao trình mực nước lớn nhất cho phép của các hồ Ayun Hạ, Krông HNăng, Sông Hinh và Sông Ba Hạ.

Việc ứng phó với lũ vượt kiểm tra cần được nghiên cứu cụ thể cho từng lưu vực và từng hồ chứa. Để chủ động trong quá trình vận hành hồ chứa cần đầu tư phát triển và hoàn thiện phần mềm công nghệ, nâng cao tính tự động hóa trong quá trình vận hành hồ chứa cũng như phát triển và hoàn thiện phương pháp và công nghệ để có thể dự báo mưa, lũ và vận hành liên hồ thời gian thực. Để thực hiện nghiêm túc quy chuẩn QCVN 04 - 05:2012/BNNPTNT, các đơn vị quản lý cần giám sát chặt chẽ nội dung ứng phó với lũ vượt kiểm tra của các hồ chứa xây dựng mới. Với các hồ đã xây dựng cần nghiên cứu hướng dẫn các chủ hồ chứa đánh giá lũ vượt kiểm tra, đề xuất các giải pháp ứng phó và thực hiện nghiêm túc các giải pháp ứng phó với lũ vượt kiểm tra.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 17048/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)