Link tải luận văn miễn phí cho ae Kết nối
Luận văn ThS. Cơ học kỹ thuật -- Trường Đại học Công nghệ. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2011
ChươŸng 1: Hồ chứa đa mục tiêu và quy trình vận hành: giới thiệu chung về các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về điều hành hồ chứa đa mục tiêu, giới thiệu về việc lập quy trình vận hành hồ chứa ở Việt Nam. Chương 2: Mô phỏng mực nước hồ trong mùa cạn: tìm hiểu một số công cụ mô phỏng mực nước hồ và tính toán đối với bài toán mẫu để phục vụ việc mô phỏng mực nước hồ trong mùa cạn. Luận văn cũng đánh giá ảnh hưởng của bốc hơi đến quá trình mô phỏng mực nước hồ trong mùa cạn. Chương 3: Thử nghiệm mô phỏng mực nước hồ Ialy từ tháng 1 đến tháng 6 năm 2009; trình bày các kết quả thử nghiệm mô phỏng mực nước hồ Ialy
Trong những năm gần đây, hàng loạt các hồ chứa thủy điện đã và đang được
xây dựng trên thượng lưu các hệ thống sông khắp mọi vùng trong cả nước. Trên
thượng lưu hệ thống sông Hồng ở đồng bằng Bắc bộ đã và đang hình thành một hệ
thống các hồ chứa lớn tầm cỡ khu vực: Hoà bình, Sơn La, Thác Bà, Bản Trác, Huội
Quảng, Nậm Chiến, Tuyên Quang và Bảo Lạc. Trên lưu vực sông Sê San ở Tây
Nguyên đã và đang có các hồ chứa thủy điện quy mô lớn được đưa vào hoạt động như
hồ PleiKrông, Ialy, Sê San 3, Sê San 3A, Sê San 4, Sê San 4A và hồ Thượng Kon Tum
dự kiến cũng được đưa vào hoạt động trong thời gian tới. Các hồ chứa trên hệ thống
sông Ba ở miền Trung bao gồm các hồ chứa lớn: hồ An Khê Kanak, IaYun hạ, Krông
H’Năng, Sông Ba Hạ, Sông Hinh. Trên các hệ thống sông khác như hệ thống sông
Đồng Nai, La Ngà, sông Ba, Vu Gia, Thu Bồn..., ngoài các hồ chứa đang hoạt động
như Trị An, Hàm Thuận – Đa Mi, Đa Nhim, các dự án xây dựng hàng chục các hồ
chứa thuỷ điện khác như Đại Ninh, Đồng Nai 1, Đồng Nai 2 … đã được phê duyệt và
sẽ đi vào hoạt động trong thời gian gần đây.
Các hồ chứa nước nói chung thường được thiết kế để đảm nhiệm nhiều mục
tiêu khác nhau trong đó có 3 mục tiêu chính là phát điện, cấp nước và chống lũ. Tuy
nhiên, các mục tiêu này thường mâu thuẫn với nhau trong vấn đề sử dụng dung tích
của hồ chứa. Yêu cầu cấp nước nhiều sẽ ảnh hưởng đến sản lượng điện, dung tích
chống lũ lớn sẽ ảnh hưởng đến công suất phát điện và khả năng tích nước đầy hồ để
phục vụ cấp nước và sản xuất điện trong mùa cạn. Vấn đề điều hành hiệu quả hệ thống
hồ chứa, giải quyết các mâu thuẫn kể trên là một nhu cầu cấp thiết đặt ra ở trong nước.
Mục tiêu của việc điều hành hệ thống hồ chứa là nâng cao hiệu quả chống lũ và hiệu
quả kinh tế (phát điện và cấp nước) không phải chỉ cho các hồ riêng biệt mà cho tất cả
các hồ chứa trong hệ thống. Những năm qua, do thiếu sự phối hợp trong vận hành nên
hệ thống hồ chứa trên các lưu vực sông đã có những ảnh hưởng đến các địa phương
trong lưu vực, đặc biệt là hạ lưu. Mặt khác, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng,
nhưng hồ chứa phải làm nhiệm vụ phát điện nên lượng nước xả trong mùa cạn bị suy
giảm, làm gia tăng tình hình cạn kiệt. Do vậy việc xây dựng các quy trình vận hành
liên hồ chứa cho cả mùa lũ và mùa cạn là rất cấp thiết.
Vấn đề khó khăn nhất cho nhà quản lý vận hành hệ thống hồ chứa là mâu thuẫn
giữa các hộ sử dụng nước trong mùa cạn. Đó là khi lượng nước đến trên toàn hệ thống
giảm rất mạnh không đủ đáp ứng yêu cầu nước của các ngành dùng nước trên toàn hệ
thống và lượng nước đã được trữ trong hệ thống hồ chứa sẽ được sử dụng để bù đắp
khoản thiếu hụt giữa yêu cầu của hệ thống sử dụng nước với khả năng điều kiện nước
đến thực tế trong suốt mùa cạn. Thực tế hiện nay trên lưu vực các sông vấn đề vận
hành phân bổ nguồn nước trong mùa cạn chưa được tập trung nghiên cứu. Ở Việt Nam
mới có một số quy trình liên hồ trong mùa lũ của Nhà Nước và quy trình điều hành
của Bộ Công thương cho từng hồ. Tuy nhiên với tốc độ phát triển kinh tế hiện nay và
trong tương lai thì vấn đề nghiên cứu phương án cấp nước mùa cạn sẽ ngày càng trở
nên cấp thiết.
Việc xây dựng quy trình điều hành hồ chứa trong mùa cạn trên một số lưu vực
sông đang được Bộ Tài nguyên và Môi trường tổ chức thực hiện. Quy trình điều hành
hồ chứa trong mùa cạn trên sông Sê San đang được Phòng Thủy Tin học – Viện Cơ
học tiến hành (Trong khuôn khổ của một hợp đồng tư vấn cho Cục Tài nguyên Nước –
Bộ Tài nguyên và Môi trường) và dự kiến sẽ sử dụng mô hình HEC-ResSim.
Việc nghiên cứu một số cơ sở khoa học phục vụ việc xây dựng quy trình vận
hành hồ chứa trong mùa cạn là việc làm cần thiết nhằm đưa ra một quy trình điều tiết
liên hồ trong mùa cạn có cơ sở khoa học chặt chẽ, hy vọng mang lại hiệu quả cả về
mặt kinh tế và xã hội.
Do vậy, đề tài “Mô phỏng mực nước hồ phục vụ việc xây dựng quy trình vận
hành hồ chứa trong mùa cạn” được hình thành với mục tiêu là tìm hiểu được một số
công cụ mô phỏng mực nước hồ phục vụ việc xây dựng quy trình vận hành hồ chứa
trong mùa cạn. Thông qua đó xác định các thông tin đầu vào và độ chính xác cần thiết
trong việc sử dụng mô hình HEC-ResSim để xây dựng quy trình vận hành hồ chứa
trong mùa cạn.
Bố cục của luận văn gồm phần mở đầu, phần kết luận và 3 chương chính:
Chương 1: Hồ chứa đa mục tiêu và quy trình vận hành. Chương này sẽ giới
thiệu chung về các nghiên cứu trên thế giới và trong nước về điều hành hồ chứa đa
mục tiêu, giới thiệu về việc lập quy trình vận hành hồ chứa ở Việt Nam.
Chương 2: Mô phỏng mực nước hồ trong mùa cạn. Tìm hiểu một số công cụ
mô phỏng mực nước hồ và tính toán đối với bài toán mẫu để phục vụ việc mô phỏng
mực nước hồ trong mùa cạn. Luận văn cũng đánh giá ảnh hưởng của bốc hơi đến quá
trình mô phỏng mực nước hồ trong mùa cạn.
Chương 3: Thử nghiệm mô phỏng mực nước hồ Ialy từ tháng 1 đến tháng 6
năm 2009. Trình bày các kết quả thử nghiệm mô phỏng mực nước hồ Ialy.
CHƯƠNG 1. HỒ CHỨA ĐA MỤC TIÊU VÀ QUY TRÌNH VẬN HÀNH
1.1. Tổng quan các kết quả trong và ngoài nước về vấn đề điều hành hồ chứa đa
mục tiêu
1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới
a- Phương pháp luận
Trên thế giới, việc nghiên cứu điều hành lũ, điều phối cấp nước, phát điện và
các lợi ích khác được nhiều học giả và các chuyên gia nghiên cứu rất sâu. Đối với việc
quản lý hệ thống các hồ phòng lũ, phát điện và cấp nước có thể tóm tắt những hướng
phát triển chính như sau:
- Quản lý hệ thống theo biểu đồ điều phối cấp nước: Hướng nghiên cứu này
thường được ứng dụng đối với các hồ chứa độc lập và đơn thuần chỉ có nhiệm vụ cấp
nước, phát điện và chống lũ cho bản thân công trình. Đối với hệ thống hồ chứa bậc
thang phát điện đã nghiên cứu phát triển các phương pháp tối ưu hoá để xác định chế
độ làm việc tối ưu của hệ thống hồ chứa.
- Quản lý theo mô hình: Đây là hướng phát triển hiện đại. Hệ thống các hồ chứa
và công trình phân phối nước được thiết lập như một hệ thống tổng hợp. Các nghiên
cứu tập trung xây dựng các mô hình mô phỏng kết hợp với dự báo để trợ giúp điều
hành cho công tác quản lý vận hành.
Vì không có khả năng để thí nghiệm với hồ chứa thực, mô hình mô phỏng toán
học được phát triển và sử dụng trong nghiên cứu. Thí nghiệm có thể thực hiện bằng
cách sử dụng các mô hình này để cung cấp những hiểu biết sâu về bài toán. Mô hình
mô phỏng kết hợp với điều hành hồ chứa bao gồm tính toán cân bằng nước của đầu
vào, đầu ra hồ chứa và biến đổi lượng trữ. Kỹ thuật mô phỏng đã cung cấp cầu nối từ
các công cụ giải tích trước đây cho phân tích hệ thống hồ chứa đến các tập hợp mục
đích chung phức tạp. Theo Simonovic (1992), các khái niệm về mô phỏng là dễ hiểu
và thân thiện hơn các khái niệm mô hình hoá khác.
Các mô hình mô phỏng có thể cung cấp các biểu diễn chi tiết và hiện thực hơn
về hệ thống hồ chứa và quy tắc điều hành chúng (chẳng hạn đáp ứng chi tiết của các
hồ và kênh riêng biệt hay hiệu quả của các hiện tượng theo thời gian khác nhau).
Thời gian yêu cầu để chuẩn bị đầu vào, chạy mô hình và các yêu cầu tính toán khác
của mô phỏng là ít hơn nhiều so với mô hình tối ưu hoá. Các kết quả mô phỏng sẽ dễ
dàng thỏa hiệp trong trường hợp đa mục tiêu. Số phần mềm máy tính đa mục tiêu phổ
biến có sẵn có thể sử dụng để phân tích mối quan hệ quy hoạch, thiết kế và vận hành
hồ chứa. Hầu hết các phần mềm có thể chạy trong máy vi tính cá nhân đang sử dụng
rộng rãi hiện nay. Hơn nữa, ngay sau khi số liệu yêu cầu cho phần mềm thực hành đã
0SE85LCHaGH5zCc
