1

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Tô Thúy Nga. Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của
riêng tôi. Các nội dung và kết quả nghiên cứu trong Luận án là trung thực và chưa
được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào.
TÁC GIẢ
2

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên tác giả bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, đến các thầy
hướng dẫn GS. TS. Nguyễn Thế Hùng và GS. TS. Hà Văn Khối đã tận tình hướng
dẫn tác giả trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận án.
Tác giả xin cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, Ban Đào
tạo sau Đại học Đại học Đà Nẵng, Khoa Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện, Phòng
Quản lý Sau đại học trường Đại học Bách Khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho tác
giả trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành Luận án.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô và các bạn đồng
nghiệp, đã đóng góp nhiều ý kiến thiết thực để tác giả hoàn thiện luận án.
Cuối cùng, với tình yêu từ đáy lòng, tác giả cảm ơn bố, mẹ, chồng, các anh
chị, em và hai con của tác giả, những người thân yêu trong gia đình đã luôn ở bên
cạnh tác giả, động viên tác giả về vật chất và tinh thần để tác giả vững tâm hoàn
thành luận án của mình.
TÁC GIẢ
3

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Bồn”.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án.
Đề tài này nghiên cứu xây dựng mô hình vận hành hệ thống hồ chứa theo
thời gian thực thời kỳ mùa lũ và ứng dụng cho hệ thống hồ chứa trên sông Vu Gia –
Thu Bồn nhằm nâng cao hiệu quả giảm lũ và không gây tác động tiêu cực cho vùng
hạ du, trong khi vẫn đảm bảo nhiệm vụ phát điện.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
(1) Phân tích, thiết lập bài toán vận hành hệ thống hồ chứa theo thời gian
thực;
(2) Nghiên cứu xây dựng mô hình cảnh báo, dự báo lũ đến các hồ chứa trên
hệ thống sông Vu Gia-Thu Bồn phục vụ vận hành hệ thống;
(3) Xây dựng mô hình mô phỏng hệ thống trên cơ sở tích hợp các mô hình
mưa-dòng chảy, điều tiết hồ chứa, diễn toán lũ trên hệ thống sông phục vụ cho bài
toán vận hành theo thời gian thực cho hệ thống hồ chứa phòng lũ trên sông Vu Gia -
Thu Bồn, nhằm xác định chế độ vận hành các hồ chứa thỏa mãn hai mục tiêu giảm
lũ cho hạ du và đảm bảo nhiệm vụ phát điện;
(4) Đánh giá khả năng ứng dụng trong thực tế vận hành các hồ chứa trên
sông Vu Gia-Thu Bồn và khả năng ứng dụng cho các hệ thống hồ chứa khác thuộc
khu vực miền Trung.
4. Phương pháp nghiên cứu
(1) Phương pháp phân tích, tổng hợp: Tổng hợp, phân tích các nghiên cứu
trong và ngoài nước liên quan đến lĩnh vực vận hành hồ chứa theo thời gian thực, từ
đó xác định hướng tiếp cận khoa học cho bài toán đặt ra.
(2) Phương pháp phân tích nguyên nhân hình thành: Trên cơ sở phân tích
đặc điểm mưa và sự hình thành lũ trên hệ thống sông, lựa chọn hoặc thiết lập mô
hình mô phỏng lũ phục vụ dự báo, cảnh báo lũ và vận hành hệ thống.
(3) Phương pháp phân tích hệ thống: Ứng dụng các mô hình toán thủy văn,
5

thủy lực đánh giá tác động của vận hành hệ thống hồ chứa phòng lũ, từ đó đề xuất

mùa lũ đối với sông Vu Gia-Thu Bồn sẽ là cơ sở khoa học cho việc bổ sung các quy
trình vận hành đã có và cũng là nghiên cứu điển hình có thể xem xét áp dụng cho
những lưu vực sông khác thuộc khu vực miền Trung. Mô hình mô phỏng mà tác giả
xây dựng có thể áp dụng cho công tác dự báo lũ và vận hành an toàn các hồ chứa
phòng lũ trên lưu vực sông Vu Gia-Thu Bồn.
6. Phương pháp tiếp cận khoa học
(1) Trên cơ sở lý thuyết và mô hình đã có, xây dựng một mô hình mô phỏng
dự báo lũ từ mưa và vận hành hệ thống hồ chứa cho vùng thượng du. Mô hình được
kết nối với khu vực hạ du được mô phỏng bằng mô hình có sẵn MIKE 11. Mô hình
tính toán điều tiết lũ được liên kết trong mô hình mô phỏng hệ thống theo thời gian
thực.
(2) Trên cơ sở mô hình được thiết lập và các kết quả dự báo mưa 3 đến 5
ngày do Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn cung cấp hàng ngày, sẽ kéo dài thời
gian dự báo lũ đến 3 đến 5 ngày. Từ đó xem xét các kịch bản vận hành hệ thống hồ
chứa để khắc phục những hạn chế của quy trình vận hành liên hồ chứa đã ban hành
do hạn chế về thời gian dự báo lũ.
(3) Với công cụ mô hình mô phỏng đã thiết lập, xây dựng một quy trình vận
hành theo thời gian thực nhằm nâng cao hiệu quả cắt giảm lũ, xả lũ an toàn và đảm
bảo an toàn tích nước cho nhiệm vụ phát điện và cấp nước hạ du.
7. Những đóng mới của luận án
(1) Thiết lập được chương trình tính cho mô hình mô phỏng (MOPHONG-
LU) tích hợp được ba mô hình : mô hình mưa dòng chảy, mô hình vận hành hồ
chứa và diễn toán lũ trong sông cho vùng thượng du sông Vu Gia – Thu Bồn phục
vụ cho dự báo lũ với thời gian dự kiến từ 3 đến 5 ngày làm cơ sở cho việc xác định
chế độ vận hành hồ chứa theo thời gian thực.
(2) Lần đầu tiên xây dựng được phương pháp vận hành hồ chứa theo thời
gian thực cho hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn thời kỳ mùa lũ
một cách đầy đủ, có khả năng ứng dụng trong thực tế.
7


vùng hạ du. Tuy nhiên, cho đến nay, mới có 5 lưu vực đã được Thủ tướng Chính
phủ phê duyệt quy trình vận hành liên hồ chứa là: Lưu vực sông Hồng (Sơn La, Hòa
Bình, Thác Bà và Tuyên Quang); lưu vực sông Vu Gia - Thu Bồn (A Vương, Đăk
Mi 4, Sông Tranh II); lưu vực sông Ba (An Khê – Kanak, Ayun Hạ, Krông Năng,
Sông Hinh, Sông Ba Hạ); lưu vực Sê San (Plei Krông, Ialy, Sê San 3, Sê San 3A);
lưu vực Srêpok (Buôn Tua Sah, Buôn Koup, Srêpok 3 và Srêpok 4).
Theo tác giả Tô văn Tường đã phân tích [31] về vai trò của quy trình vận
hành liên hồ khi xả lũ, cũng như chưa có quy định cụ thể nào về xử phạt khi xả sai
quy trình, ta thấy cần thiết phải có một quy trình vận hành liên hồ. Trận lũ tháng 10
năm 2010 ở lưu vực sông Ba: một số hồ chứa như sông Ba Hạ, sông Hinh xả lũ mà
không báo trước cho Ban chỉ huy phòng chống lụt bão tỉnh Phú Yên đã dẫn đến tình
trạng gây lũ nhân tạo, “lũ chồng lên lũ" ở thành phố Tuy Hòa. Sự kiện thủy điện
An Khê-Kanak (Gia Lai) của Tập đoàn điện lực Việt Nam đột ngột xả lũ vào đêm
24 rạng ngày 25/5/2011 mới đây gây thiệt hại lớn cho hàng trăm hộ dân huyện
Kbang, cũng đã xác định hồ thủy điện xả nước sai không theo quy trình vận hành
nhưng lại khó xử phạt vì chưa có một chế tài rõ ràng. Thực tế, hồ An Khê – Kanăk
9

là hồ chứa nằm trong quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Ba với thời
gian quy định vận hành từ 1/9 đến 15/12 hàng năm, đây là thời kỳ lũ chính vụ với
lưu lượng lũ lớn nhất đã quan trắc được tại trạm thủy văn Củng Sơn là 20.700 m
3
/s
ngày 4/10/1993 tương ứng với tần suất khoảng 1%. Đợt xả lũ của thủy điện An Khê
– Kanak vào đêm 24/5 không nằm trong thời gian quy định của quy trình vận hành
liên hồ chứa, xả không báo trước, không theo quy luật tự nhiên đã gây thiệt hại lớn
cho nhân dân huyện Kbang cũng là điều dễ hiểu.
Đối với các hồ chứa thuộc khu vực miền Trung thường chỉ quy định: Khi
mực nước hồ đã đến mực nước dâng bình thường hoặc mực nước trước lũ, lưu
lượng xả lũ không được lớn hơn lũ đến. Điều đó thôi chưa đủ vì khi mực nước hồ

gian dự báo lũ là rất cần thiết trong vận hành hệ thống theo thời gian thực.
Cũng vì các hồ chứa miền Trung thường có lũ thì hồ mới đầy nên thường
xảy ra tình trạng trước trận lũ lớn thường mực nước hồ rất thấp, do đó các hồ chứa
này vận hành thường là tích đến cao trình mực nước yêu cầu rồi mới xả, điều này
hoàn toàn không sai quy trình, nhưng xả lũ như thế thường sẽ không an toàn và gây
“sốc” cho hạ du, thể hiện như ở các hình 1.1, 1.2 và 1.3 dưới dây.

Hình 1.1: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ A Vương tháng 10 năm 2009
(Nguồn Công ty Thủy điện A Vương)
11 Hình 1.2: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ Sông Hinh tháng 11 năm 2010.
(Nguồn thủy điện sông Hinh)

Hình 1.3: Đường quá trình lũ đến và lũ xả hồ Sông Ba Hạ tháng 11 năm 2010.
(Nguồn : Thủy điện Sông Ba Hạ)
Với riêng lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn vẫn chưa có một quy trình cụ thể
và đầy đủ để vận hành theo thời gian thực cho các hồ chứa thủy điện đã và
12

đang xây dựng.
Các công trình và đề tài nghiên cứu của các tác giả trong nước
Năm 2005, Nguyễn Lan Châu và Nguyễn Quốc Anh [15] đã trình bày kết
quả ứng dụng hệ thống thủy văn thủy lực trong bài toán điều hành hồ Hoà Bình mùa
lũ năm 2005, sử dụng các mô hình MARINE+TL (cho thượng lưu sông Đà), mô
hình FIRR (cho thượng nguồn sông Lô, Thao và Đà), mô hình điều tiết dự báo hồ
Hòa Bình, mô hình thủy lực 2 chiều cho các vị trí hạ lưu Hà Nội trên sông Hồng,
Phả Lại trên sông Thái Bình.
Năm 2005, Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Đức Diện, nnk [21], xây dựng mô

xây dựng mô hình vận hành tối ưu chống lũ theo thời gian thực cho hệ thống hồ
chứa trên sông Đà và sông Lô với các mục tiêu là tối đa tổng dung tích chống lũ của
các hồ chứa. Mô hình đã được áp dụng cho hệ thống sông Hồng gồm bốn hồ chứa là
Sơn La, Hòa Bình, Tuyên Quang và Thác Bà. Kết quả tính toán cho thấy hiệu quả
chống lũ của mô hình.
Năm 2010, Nguyễn Lan Châu [16] đề xuất dự thảo quy trình vận hành hệ
thống hồ chứa Đak Mi 4, A Vương, Sông Tranh, tư tưởng của đề xuất này tạo dung
tích hồ trống để đón lũ và dựa trên cơ sở là sẽ dự báo được dòng chảy lũ về trong
khoảng 6-24 giờ.
Năm 2010, Hoàng Minh Tuyển [34] xây dựng quy trình vận hành liên hồ
chứa sông Ba cắt giảm lũ cho hạ du. Nghiên cứu đã đề xuất các vấn đề mang đặc
thù riêng của hệ thống hồ chứa sông Ba. Đây là những luận cứ thực tiễn phục vụ
xây dựng dựng quy trình vận hành liên hồ chứa sông Ba cắt giảm lũ đã được thủ
tướng phê duyệt 9/2010.
Năm 2010, Hà Văn Khối [19], trình bày một số ý kiến cũng như kết quả tính
toán sơ bộ về vai trò chống lũ hạ du của hồ chứa A Vương và xem xét khả năng
giao thêm nhiệm vụ chống lũ hạ du cho các hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn.
Tác giả đã đề xuất cần nghiên cứu bổ sung (1) về quy trình chống lũ khi mực nước
hồ đang ở mực nước thấp để vừa đảm bảo an toàn tích nước hồ chứa vừa nâng cao
hiệu quả giảm lũ hạ du; (2) Tăng thêm nhiệm vụ phòng chống lũ cho các hồ chứa,
nhưng phải đảm bảo không ảnh hưởng lớn đến hiệu quả phát điện và hiệu quả cắt lũ
phải mang lại lợi ích xã hội lớn, đồng thời giải quyết hài hòa quyền lợi giữa chủ đầu
tư và Nhà nước nếu có bổ sung thêm về nhiệm vụ chống lũ.
14

Năm 2011, Nguyễn Lan Châu và Bùi đình Lập [17] đã sử dụng các mô hình
mưa rào dòng chảy TANK và diễn toán Muskingum - Cunge dự báo dòng chảy
thượng lưu hệ thống sông Đà, Thao, Lô và Thái Bình; Mô hình thủy lực IMECH-
1D lấy dữ liệu đầu vào tại sáu biên trên từ hệ mô hình này (TANK+Muskingum-
Cunge) dự báo dòng chảy hạ du hệ thống sông Hồng tại Phả Lại với thời gian dự

Kết quả áp dụng cho lưu vực sông Cả là khá tốt.
Năm 2012, Tô Thúy Nga, Lê Hùng [28, 29] đã nghiên cứu áp dụng mô hình
MIKE FLOOD mô phỏng lại trận lũ năm 2009 và đánh giá ảnh hưởng của việc xả
lũ hồ A Vương đến ngập lụt hạ du với 3 trường hợp: Khi hồ A Vương xả lũ theo số
liệu thực tế năm 2009, khi xem như không có hồ và khi hồ xả lũ theo đề nghị của
tác giả. Nếu vận hành theo phương kiến nghị, thì quá trình xả sẽ không gây ra “sốc”
đồng thời sẽ làm giảm ngập lụt ở hạ du so với vận hành thực tế như đã thực hiện
năm 2009: tại Hội Khách sẽ giảm 0,606m, tại Ái Nghĩa sẽ giảm 0,109m, tai Giao
Thủy sẽ giảm 0,114m, Cao Lâu sẽ giảm 0,012m. Đây là cơ sở định hướng cho việc
nâng cao hiệu quả cắt lũ theo thời gian thực mà tác giả đang và sẽ tiếp tục nghiên
cứu. Qua kết quả tính toán ở trên ta thấy các hồ chứa thủy điện cần phải xả lũ theo quy
trình hợp lý, không nên tích nước vào đầu thời điểm lũ lên mà tập trung tích nước vào
cuối thời kỳ lũ lên và thời kỳ lũ xuống; các hồ chứa vẫn tích nước được đầy hồ vào
cuối trận lũ mà hiệu quả giảm lũ rõ rệt. Tiếp tục phát triển rộng hơn năm 2012, Tô
Thúy Nga và Lê Hùng, tính toán so sánh sự ngập lụt hạ lưu Vu Gia – Thu Bồn theo
3 kịch bản sau:
Khi có hồ chứa A Vương (năm 2009);
Khi có 3 hồ chứa Sông Tranh 2, Đăkmi 4a và A Vương đang vận hành (theo
quy định của chính phủ);
Khi có 5 hồ chứa Sông Tranh 2, Đăkmi 4a, A Vương, sông Bung 2 và sông
Bung 4;
Một số công trình và dự án nghiên cứu áp dụng vận hành hệ thống liên hồ
chứa trên cả nước và cho hệ thống Vu Gia – Thu Bồn như sau:
Năm 2013 Lê Hùng, Tô Thúy Nga đã áp dụng mô hình HEC-RESSIM [23]
mô phỏng hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu Bồn, kết quả nghiên
16

cứu đã đề xuất được quy tắc vận hành các hồ chứa trên lưu vực sông Vu Gia – Thu
Bồn, ứng với trường hợp mực nước trước khi lũ về nhỏ hơn mực nước đón lũ, nhằm
xả lũ an toàn cho hạ du đồng thời không ảnh hưởng lớn đến mục tiêu phát điện của

xuất quy trình điều hành liên hồ chứa trên sông Vu Gia – Thu Bồn đảm bảo ngăn lũ,
chậm lũ và an toàn vận hành hồ chứa [12] các tác giả đã tính toán thủy văn bằng mô
hình Nam cho các tiểu lưu vực với chuỗi dòng chảy từ năm 1998-2008 (bộ thông số
cho mùa lũ và mùa cạn), sau đó sử dụng mô hình Hec-Ressim để vận hành hồ chứa
A Vương, ĐăkMi 4 và sông Tranh 2, đề xuất các phương án vận hành hồ chứa ứng
với các năm từ 1998-2008.
Viện Địa Lý (2011), xây dựng mô hình thủy lực trên lưu vực sông Vu Gia-
Thu Bồn [11], nhằm sử dụng nó làm công cụ cho dự báo sớm diện và mức độ ngập
lụt, hướng và vận tốc dòng chảy nhằm giảm thiệt hại tối đa cho người dân và của
cải của các cư dân sống trên vùng ngập lũ. Với mục tiêu là xây dựng và triển khai
các mô hình thủy lực và thủy văn để hỗ trợ cho các thể chế cấp tỉnh trong việc lập
kế hoạch và quản lý lũ tại những vùng ngập thấp của tỉnh Quảng Nam; mô hình lũ
sẽ cung cấp: một cơ chế quản lý lũ (như bản đồ khu vực lũ nguy hiểm và phân tích
rủi ro thiên tai để củng cố quy hoạch sử dụng đất); một công cụ dự báo lũ và cảnh
báo lũ (do đó nâng cao năng lực các cơ quan cấp tỉnh nhằm xác định, đánh giá, quản
lý rủi ro thiên tai). Mô hình sẽ kết nối với các mô phỏng thủy văn về quá trình mưa-
dòng chảy trên lưu vực với các mô phỏng thủy lực về luồng nước lũ dọc dòng chảy
và qua vùng ngập.
Đinh Phùng Bảo (2013) - Ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng bản đồ chỉ
huy phòng tránh lũ lụt tỉnh Quảng Nam [8].
Nhìn chung các công trình nghiên cứu ở Việt Nam sử dụng mô hình mô
phỏng là công cụ chủ yếu để vận hành quản lý hồ chứa, cũng như dự báo lũ lụt. Các
công cụ nghiên cứu trong bài toàn vận hành thời gian thực chưa nhiều, chủ yếu ở
lưu vực sông Hồng [15], [17], [21], [22], [30]. Còn các lưu vực khác mới chỉ là một
số nghiên cứu ban đầu trong việc quản lý lũ lụt [27], [33] cũng như mới đưa vào
một phần khá hạn chế với mức độ xem xét đến kết quả dự báo để tiến hành vận
hành như các quy trình vận hành liên hồ mới ban hành [13], [34].
Một số mô hình vận hành hồ chứa theo hướng tối ưu chống lũ theo thời gian
18



công thức vận hành lũ hồ chứa như bài toán tối ưu sử dụng thuật toán di truyền
(GA) như là công cụ tìm kiếm. Ứng dụng tính toán cho hồ chứa Shihmen tại Đài
Loan, cho tìm kiếm lượng xả hợp lý và mô tả hồ chứa như trường hợp nghiên cứu.
Kết quả đã chứng minh rằng một hàm phạt kiểu thuật toán di truyền là hiệu quả hơn
để nhận được quá trình xả lũ hợp lý nhằm giảm thiểu thiệt hại ngập lụt trong thời
gian vận hành lũ và gia tăng dung tích cuối mùa lũ để sử dụng cho nhu cầu cấp
nước cho mùa cạn. Năm 2007, Aleix Serrat – Capdevila, Juan B. Valdes [35] sử
dụng tối ưu để tính toán vận hành hệ thống các hồ chứa nằm trong lưu vực quốc tế.
Cách tiếp cận ở đây sử dụng quy hoạch động ngẫu nhiên (QHĐNN), thuật toán phát
triển hai mô hình là ổn định và thời gian thực. Sử dụng QHĐNN, có nguồn gốc từ
sách lược điều hành như điều kiện biên để tối ưu hóa thời gian từng giai đoạn cục
bộ; cuối cùng, các phương pháp tiếp cận được so sánh với nhau. Những mô hình
này được áp dụng cho hệ thống hồ chứa quốc tế Amistad-Falcon như là một phần
của một nỗ lực mô hình động để phát triển một công cụ hệ thống hỗ trợ quyết định
cho quản lý tốt hơn các nguồn tài nguyên nước ở hạ lưu lưu vực Rio Grande. Năm
2009, Chih-Chiang Wei, Nien – Sheng Hsu [40], đã thiết lập tập hợp các quy tắc xả
tối ưu, các quy tắc dạng cây là nền tảng cho vận hành lũ thời gian thực trên hệ thống
đa hồ chứa đa mục đích. Quy tắc này sử dụng để xác định chu kỳ vận hành xả lũ tối
ưu. Các bước đề xuất bao gồm (1) tập hợp dữ liệu, (2) xây dựng cơ sở dữ liệu lũ, (3)
phát ra các mẫu tối ưu nhập vào và ra, (4) lựa chọn các quy tắc lượng cho diễn toán
thiết kế sử dụng thuật toán cây lượng xả, (5) xác định quy tắc cây lượng xả tối ưu,
(6) phát ra dữ liệu dự báo thực bằng cách sử dụng mô hình dự báo thủy văn, (7)
biểu diễn lượng xả hồ chứa thực bằng cách mô phỏng vận hành hồ chứa thời gian
thực, (8) hiệu chỉnh lượng xả hồ chứa các quy tắc giới hạn lượng xả thông qua so
sánh cơ sở cây quy tắc. Phương pháp này được áp dụng cho hệ thống hồ chứa ở Đài
Loan.
Bài toán vận hành lũ theo thời gian thực là một bài toán lớn, bao gồm số liệu
mưa đầu vào, thủy văn, vận hành hồ chứa và truyền lũ hạ lưu, do đó để giải quyết
bài toán này theo tối ưu thì số các ràng buộc của bài toán là vô cùng lớn, đối với số

không gian và thời gian. WFFS đã phát triển ngôn ngũ Java và ứng dụng trong khu
21

vực Shuangpai với kết quả tốt.
Năm 2008, Chih-Chiang Wei, Nien-Sheng Hsu [39] đã trình bày thủ tục mô
phỏng vận hành thời gian thực để xác định lượng xả hồ chứa trong mùa lũ bằng mô
hình thủy văn và mô hình vận hành hồ chứa. Trong mô hình vận hành hồ chứa
nghiên cứu so sánh 2 quỹ đạo vận hành điều khiển lũ cho hệ thống hồ chứa đa mục
đích. Ý tưởng sử dụng của phương pháp này nhận được từ chương trình HEC 5
được phát triển bởi US Army Corps of Engineers. Thủ tục mô phỏng này đã được
áp dụng cho hệ thống lưu vực sông Tanshui Đài Loan, sử dụng bước thời gian dự
báo 6 giờ. So sánh các kết quả đạt được từ hai quỹ đạo biểu thị rằng trong xác định
lượng xả thực từ hồ chứa thông qua hệ thống lũ dự phòng để minimum lượng lũ xả.
Năm 2010, Xiang Li, Shenglian Guo, Pan Liu, Guiya Chen [55] điều khiển
động, giới hạn mực nước vận hành hồ chứa bằng cách xem xét dòng chảy đến ngẫu
nhiên. Vận hành lũ trên nguyên tắc tổng quát là mực nước hồ chứa không cho phép
vượt quá giới hạn mực nước lũ trong suốt mùa lũ. Tuy nhiên cơ sở quy tắc vận hành
hiện hành đã bỏ qua thông tin dự báo thời tiết để điều khiển xả lũ theo thời gian
thực mà quá ưu tiên cho hạ thấp dòng chảy lũ. Điều khiển động hồ chứa hiệu quả là
đưa ra được phương pháp luận để so sánh giữa điều khiển lũ và bảo toàn vận hành
hồ chứa trong suốt chu kỳ mùa lũ. Mô hình vận hành điều khiển động được xem
xét dòng chảy đến không chắc chắn, sai số dự báo lũ và sự không chắc chắn về hình
dạng đường quá trình lũ là mục đích để phát triển ở đây. Mô hình này bao gồm 3
mô đun, mô đun dự báo lũ đến, sử dụng đánh giá biên trên của điều khiển động và
là cơ sở kết quả dòng chảy đến, mô đun vận hành được sử dụng trữ lũ và mô đun
phân tích rủi ro sử dụng để đánh giá lũ. Có thể chấp nhận vận hành điều khiển rủi ro
lũ với các ràng buộc và các phương pháp phân tích lượng được cho và biến điều
khiển động của hồ chứa được đánh giá bằng cách sử dụng mô phỏng Monte Carlo.
Áp dụng tính toán cho hệ thống 3 hồ chứa ở Trung Quốc. Mô hình MLSM được lựa
chọn cho dự báo dòng chảy đến của 3 hồ và dòng chảy tương lai được nhận biết từ

chảy trong kênh, hồ chứa nước và lưu lượng xả, sau đó liên kết các mô-đun lại với
nhau theo OHyMoS để mô phỏng dự báo tại tám cửa ra. Hệ thống mô hình phát
triển có thể được sử dụng cho việc lập kế hoạch tài nguyên nước và quản lý đập
Daechung và cũng có thể dễ dàng mở rộng cho các lưu vực lớn khác, chẳng hạn như
toàn bộ lưu vực sông Geum (9835 km
2
).
23

Năm 2012, Wan Xin-yu, Zhong Ping-an, Chen Xuan, Dai Li, Jia Ben-you
[57] đã mô phỏng tính toán quá trình lũ trong hệ thống điều khiển lũ lớn, bao gồm
nhiều dự án điều khiển lũ khác nhau, như đê bao, hồ chứa chậm lũ. Bằng cách ứng
dụng tiếp cận phân tích hệ thống. Nghiên cứu này phân tích hệ thống điều khiển lũ
phức tạp vào trong xây dựng các dự án cân bằng nước, mô phỏng tương ứng và sau
đó kết nối với các phần tử đơn lại, dùng các kỹ thuật như tại nút, nút mã hóa, cấu
trúc liên kết ma trận và số thứ tự mã tính toán, cuối cùng mô phỏng trên hệ thống
điều khiển lũ ở thượng lưu Zhengyanghuan, thông qua sử dụng mô hình kết hợp.
Theo đó mô phỏng kết quả, kết hợp mô phỏng hệ thống điều khiển lũ phức tạp có
thể nhận được hỗ trợ ra quyết định tốt, hiệu quả và nhanh chóng.
* Cách tiếp cận kết hợp phương pháp tối ưu và mô phỏng
Năm (2007) Nien-Sheng Hsu, Chih-Ching Wei [51] đã phát triển một mô
hình hoạt động thời gian thực để xác định tối ưu vận hành hồ chứa trong một cơn
bão. Họ chia thành 3 mô hình: Mô hình dự báo mưa, Mô hình dự báo dòng chảy và
vận hành tối ưu hồ chứa. Các mô hình tối ưu hóa các mục tiêu tối đa hóa lưu lượng
đỉnh giảm tại các điểm kiểm soát lựa chọn hạ lưu và lưu trữ hồ chứa tối ưu hóa ở
cuối mùa lũ. Họ đã áp dụng mô hình của họ với một hệ thống hồ chứa tại Đài Loan
đã cho thấy đề xuất mô hình có hiệu suất tốt hơn so với các hoạt động lịch sử và
quy tắc hiện.
Năm 2007, Long Le Ngo, Henrik Madsen, Dan Rosbjerg [49] trình bày các
quy tắc vận hành hồ Hòa Bình với mục đích phòng lũ cho Châu thổ sông Hồng và

gian thực. Quy tắc cứng sẽ sử dụng công cụ tối ưu – mô phỏng để đưa ra các quy
tắc vận hành hồ chứa Hoà Bình, Quy tắc tối ưu thời gian thực được sử dụng tối ưu
trực tuyến với mục đích dự báo ngắn hạn, điều tiết lũ, thủy điện và giảm lũ cho hạ
lưu sông Hồng. Tiếp cận nhận được thỏa hiệp giữa các mục tiêu. Lựa chọn phương
pháp tối ưu Pareto, tham chiếu tối ưu có thể làm giảm lũ ở hạ lưu của sông Hồng, và
gia tăng phát điện và lưu trữ nước cho mùa cạn. Thủ tục tối ưu thời gian thực xa
hơn cải thiện hiệu quả của vận hành hồ chứa và nâng cao khả năng mềm dẻo ra
quyết định. Cuối cùng. Chất lượng dự báo là rất quan trọng. kết quả hình ảnh quan
trọng chỉ dẫn theo thời gian đủ dự báo bắt đầu dự báo lượng nước xả mùa lũ.
25

Năm 2012, J. Yazdi, S. A. A. Salehi Neyshabouri [44] đã kết hợp mô hình
mô phỏng và mô hình tối ưu cho quản lý lũ. Trong nghiên cứu này, thuật toán được
trình bày cho thiết kế tối ưu công trình và phi công trình, dao động lũ đo đạc cơ sở
tiếp cận mô phỏng tối ưu. Mô hình thủy động một chiều MIKE 11 được sử dụng mô
phỏng các kịch bản lũ dưới sự thay đổi tổ hợp đo đạc công trình và phi công trình
và mô hình này được kết hợp với mô hình tối ưu đa mục đích NSGA-II nhận được
lời giải tối ưu Pareto giữa 2 mục tiêu mâu thuẩn lẫn nhau là minimum chi phí đầu tư
cho công tác đo đạc để giảm lũ và tiềm năng giảm ngập lụt của các bãi ngập lũ. Mô
hình này được ứng dụng cho lưu vực nhỏ tại Iran.
Nhận xét: Trong thời gian gần đây để kết hợp các ưu điểm của phương pháp mô
phỏng và tối ưu – nhiều tác giả sử dụng mô hình kết hợp mô phỏng và tối ưu, đã mở
ra cách tiếp cận mới cho bài toán vận hành điều tiết hồ chứa thời gian thực.
1.3. Đề xuất hướng nghiên cứu
Có thể nói, cho đến nay các nghiên cứu về phương pháp vận hành hệ thống
hồ chứa theo thời gian thực ở Việt Nam còn rất hạn chế. Chỉ có lưu vực sông Hồng
đã áp dụng rõ rệt phương pháp này cho vận hành hệ thống hồ chứa chống lũ hạ du
nhưng nói chung còn nhiều tồn tại, đặc biệt là việc giải quyết mâu thuẫn giữa phòng
lũ hạ du và tích nước hồ chứa cho đến nay vẫn còn chưa giải quyết được.
Tổng quan tình hình nghiên cứu thế giới cho thấy trong thời gian qua đã phát