1.ĐẶT VẤN ĐỀ

Sông Tả Trạch có diện tích lưu vực 799 km² nằm ở phía Nam, bên bờ phải sông Hương. Công trình hồ chứa nước Tả Trạch là công trình thủy lợi quan trọng đặc biệt được xây dựng và được đưa vào vận hành năm 2014 tại xã Dương Hòa, thị xã Hương Thủy (tỉnh Thừa Thiên Huế) có dung tích toàn bộ 646 triệu m3, nhiệm vụ tạo nguồn nước tưới cho 34.782 ha đất nông nghiệp thuộc vùng đồng bằng sông Hương; cấp nước sinh hoạt và công nghiệp với lưu lượng 2m3/s, nuôi trồng thuỷ sản, phát điện, chống lũ tiểu mãn, lũ sớm, giảm lũ chính vụ cho hệ thống sông Hương... Qua đó, góp phần đắc lực trong công tác phòng chống, giảm thiểu rủi ro thiên tai cho vùng hạ du.

Hồ chứa nước Tả Trạch (Nguồn: Internet)

Những năm gần đây, tình hình khí hậu ở nước ta và khu vực miền Trung có nhiều diễn biến bất thường, đặc biệt là trong mùa mưa lũ. Nhiều trận mưa lũ có tính chất cực đoan, mưa tập trung từ 1-2 ngày với cường độ rất lớn làm cho công tác vận hành chống lũ tại các hồ chứa còn nhiều lúng túng.

Điển hình từ ngày 6/10 đến 20/10/2020, trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế đã chịu ảnh hưởng của 2 cơn bão số 6, 7 và một ATNĐ đã gây mưa đặc biệt lớn, kéo dài liên tục, tổng lượng mưa trong đợt có những nơi trên 3.000 mm.

Để phục vụ công tác chỉ đạo, điều hành đảm bảo an toàn đập, hồ chứa năm 2020, Trường Đại học Thủy lợi với vai trò tư vấn 2 (TV2) thực hiện thực hiện gói thầu Tư vấn tính toán điều tiết hồ chứa nước Tả Trạch đã thực hiện các nhiệm vụ như sau:

1. Nhận từ  TV1 dữ liệu đã thu thập, kiểm tra
2. Dự báo mưa: Tổ chức tổng hợp dự báo cho lưu vực hồ chứa, các khu vực hạ du, vùng lân cận nằm ngoài điểm dự báo của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Trung ương;
3. Dự báo dòng chảy: Sử dụng các mô hình MIKE 11, NAM và một số phần mềm ứng dựng khác để tính toán trên cơ sở các tài liệu thu thập, cập nhập thường xuyên các kịch bản khí tượng, thủy văn;
4. Điều tiết lũ hồ chứa thủy lợi: Xây dựng các phương án điều tiết và tính toán điều tiết lũ. Các tính toán này sẽ được thực hiện hàng ngày phục vụ công tác quản lý vận hành công trình trong mùa lũ.
5. Lập bản đồ, viết báo cáo và bản tin: Xây dựng bản đồ và các bản tin mẫu theo đúng nội dung yêu cầu của các cơ quan quản lý, bổ sung thường xuyên theo các số liệu cập nhật.

2.PHƯƠNG PHÁP THƯC HIỆN

2.1.Dự báo mưa

TV2 đã thu thâp nhiều nguồn mưa dự báo từ các mô hình mưa dư báo toàn cầu GFS (Mỹ), ECMWF (Châu Âu) và một số mô hình mưa khu vực như ICON, GEM, WRF_01 bổ sung vào nguồn mưa dự báo chính thống từ TTKTTVQG. Dựa trên các kết quả dự báo cùng với sự phân tích hình thế thời tiết, TV2 tiến hành đưa ra các giá trị dự báo mưa theo không gian và thời gian phục vụ công tác dự báo lũ đến hồ.

2.2.Chuyển đổi mưa ra dòng chảy

Dự báo lũ đên hồ được thực hiện bằng mô hình mưa rào dòng chảy Hec HMS, lưu vực hồ chưa Tả Trạch cũng như toàn bộ hệ thống sông Hương được chia thành các lưu vực nhỏ, các lưu vực này được liên kết với nhau.

Mô hình các hồ chứa Tả Trạch, Hương Điền và Bình Điền được TV2 hiệu chỉnh kiểm định riêng biệt, đảm bảo mô phỏng tốt lưu vực nghiên cứu. Sau đó mượn các bộ thông số này cho các tiểu lưu vực dưới hạ lưu trong bài toán tổng thể lưu vực sông Hương.

Để tính toán dòng chảy lũ đến hồ Tả Trạch nói riêng và hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Hương nói chung, số liệu mưa đầu vào cho mô hình là sự kết hợp của mưa thực do và mưa dự báo. Mưa thực đo được lấy từ hệ thống mưa tự động của Vinarain. Lượng mưa thực đo mô phỏng hiện trạng của lựu vực tới thời điểm hiện tại và góp một phần xác định tình trạng lưu vực trong thời gian gần. Kết hợp với mưa dự báo để xác đinh dòng chảy đến hồ trong tương lại. Mô hình được cập nhật số liệu liên tục để đảm bảo hiện trạng lưu vực được mô phỏng sát thực nhất.

2.3.Diễn toán thủy lực

Mục tiêu của vấn đề diễn toàn thủy lực nhằm ước tính mực nước tại các vị trí khống chế và xác định mực nước cực đại phục vụ xây dựng bản đồ ngập lụt. Trong dự án này mô hình MIKE FLOOD được sử dụng để phục vụ công việc này.

 phạm vị mô phỏng của mô hình được xác định từ hạ lưu 3 hồ chứa Tả Trạch, Hương Điền và Bình Điền ra đến biển. Số liệu địa hình cho mô hình 1 chiều bao gồm các mặt cắt được cung cấp từ TV1. Đối với khu vực bãi sông địa hình được lấy từ bản đồ 1:50000 cho toàn bộ khu vưc Thừa Thiên Huế. Biên trên của mô hình là dòng chảy xả ra từ các hồ chứa trên. Biên nhập lưu được tính từ mô hình thủy văn mô tả lượng nhập lưu khu giữa. Biên dưới là biên triều được lấy từ cửa Thuận An và cửa Từ Hiền. Mô hình cũng được hiệu chỉnh và kiểm định đảm bảo độ tin cậy (xem chi tiết ở phụ lục 2: mô hình thủy lực).

Xây dựng bản đồ ngập lụt

Dựa trên kết quả diến toán thủy lực cho trận lũ 10/2020 tiến hành xây dựng bản đồ ngập lụt bằng công cụ GIS. Xây dựng bản đồ ngập lụt được tiến hành theo sơ đồ khối như sau:

3.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Kết quả dự báo dòng chảy đến hồ được thể hiện trong các hình dưới đây:

Kết quả dự báo và thực đo dòng chảy lũ đến hồ Tả Trạch từ 14/10 – 19/10

Kết quả dự báo và thực đo dòng chảy lũ đến hồ Tả Trạch từ 27/10 – 30/10

Kết quả dự báo và thực đo dòng chảy lũ đến hồ Tả Trạch từ 10/11-12/11

Kết quả dự báo và thực đo dòng chảy lũ đến hồ Tả Trạch 14/11 – 16/11

TV2 cũng đã xây dựng bản đồ ngập lụt hạ du hồ chứa lưu vực song Hương trận lũ 10/2020 với kịch bản mức độ ngạp khi không có hò ới hiện trạng lũ.

Mức độ giảm ngập lụt khi có hồ và không có hồ

4.KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

Trong mùa lũ 2020 vừa qua khu vực Thừa Thiên Huế đã đã có diễn biến mưa bão hết sức phức tạp. Mặc dù là năm đầu tiên thực thiện với việc dự báo lũ và tư vấn vận hành hồ chưa Tả Trạch của TV2 đã hoàn thành đầy đủ và vượt khối lượng đề cương đã được phê duyêt. Trong qua trình dự báo, tư vấn đã áp dụng những công cụ hiện đại nhằm nâng cao chất lượng dự báo. Với vai trò tư vấn độc lập của mình so với TV1, TV2 đã đưa ra những nhận định riêng của mình, không phục thuộc vào TV1. TV2 đã góp phần tư vấn hỗ trợ Tổng Cục đề đưa ra những chỉ đạo điều hành một cách chính xác, đặc biệt là trong những thời điểm cấp bách. Góp phần giảm thiểu ngập lụt hạ du hồ chứa, đảm bảo an toàn công trình, phát huy hiệu quả tối đa của hồ chứa Tả Trạch trong mục tiêu cắt giảm lũ.