Giải pháp tăng cường hiệu quả giảm lũ và phát điện ở các hồ chứa trên lưu vực sông Hương [06-06-2023]

                                                                             KS. Thủy lợi Nguyễn Anh Tuấn

                                                                     Hội Khoa học kỹ thuật Thủy lợi TP.HCM

Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Hương được ban hành kèm theo Quyết định số 1606/QĐ-TTg ngày 13/11/2019 của Thủ tướng Chính phủ (sau đây viết tắt là QTVH) quy định nguyên tắc vận hành các hồ chứa nước trong mùa lũ theo thứ tự ưu tiên như sau:

“a) Đảm bảo an toàn công trình: Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho các công trình hồ chứa, không để mực nước hồ chứa vượt cao trình mực nước lũ kiểm tra với mọi trận lũ có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng lũ kiểm tra của công trình.

b) Góp phần giảm lũ cho hạ du;

c) Đảm bảo hiệu quả cấp nước, phát điện và dòng chảy tối thiểu trên sông”.

Bài viết này bàn về nội dung tăng cường hiệu quả giảm lũ và phát điện ở các hồ chứa trên lưu vực sông Hương trong bối cảnh mới.

1. Đặt vấn đề.

1.1. Điều kiện đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình.

Theo các quy định hiện hành và tại QTVH, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình hồ chứa nước là: “không để mực nước hồ chứa vượt cao trình mực nước lũ kiểm tra với mọi trận lũ có chu kỳ lặp lại nhỏ hơn hoặc bằng lũ kiểm tra của công trình”. Quy định này rất quan trọng nhưng QTVH chưa khai thác hết phạm vi cho phép của nó.

1.2. Về nhiệm vụ góp phần giảm lũ cho hạ du.

Việc thiết kế, xây dựng các đập, hồ chứa nước ở Việt Nam từ trước tới nay, và cả ở trên thế giới mới chỉ đảm bảo an toàn tuyệt đối cho đập, còn đảm bảo an toàn về xả lũ cho vùng hạ du đập với mức nào thì chưa có tiêu chí xác định cụ thể. Vì vậy mà QTVH cũng chỉ đặt vấn đề: “Góp phần giảm lũ cho hạ du”, chưa xác định mức đảm bảo an toàn cụ thể cho vùng hạ du đập. Luật Thủy lợi quan niệm (tại khoản 8 Điều 2): “Vùng hạ du đập là vùng bị ngập lụt khi hồ xả nước theo quy trình; xả lũ trong tình huống khẩn cấp hoặc vỡ đập” nên việc hạ du đập bị ngập do hồ chứa xả lũ theo quy trình được coi là điều bình thường. Nhưng đối chiếu với quan niệm tại Điều 43 của Hiến Pháp: “Mọi người có quyền được sống trong môi trường trong lành và có nghĩa vụ bảo vệ môi trường” với diễn giải: Môi trường trong lành là Thừa Thiên Huế không bị đe dọa bởi lũ lụt. Nghĩa vụ bảo vệ môi trường là phải làm cho Thừa Thiên Huế không bị đe dọa bởi lũ lụt thì có vẻ như có gì đó sai sai.

QTVH được ban hành năm giữa tháng 11/2019 trên tinh thần đó của Luật Thủy lợi, đã trải qua thực hiện trong mùa lũ các năm 2020, 2021 và 2022. Trong đó: năm 2020 là “lũ chồng lũ”, nước trên sông Bồ lên tới 5,24m tại Phú Ốc, cao hơn lũ lịch sử (đại hồng thủy 1999) 06cm, trên sông Hương lên tới 4,17m, cao hơn BĐ3 0,67cm; năm 2021 lũ trên sông Bồ max 4,26m, kém BĐ3 24cm, trên sông Hương 1,78m, dưới BĐ2 22cm, nhỏ nhất trong 3 năm; năm 2022 lũ max trên sông Bồ ở mức 5,00m, kém lũ lịch sử 18cm, trên BĐ3 50cm, trên sông Hương max 4,00m, trên BĐ3 50cm. Nhìn chung, việc thực hiện theo QTVH các năm qua tuy có góp phần giảm lũ cho hạ du, nhưng mức độ ngập và thiệt hại về tính mạng và tài sản của dân vẫn còn rất lớn (trung bình 1 năm có 3,5 trận lũ trên báo động cấp 2), đòi hỏi phải có sự cải thiện.

Bối cảnh mới là Nhiệm vụ Quy hoạch chung đô thị Thừa Thiên Huế được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1261QĐ-TTg ngày 19/10/2022 dã yêu cầu cụ thể hơn: Phải “đảm bảo an toàn về lũ, úng”. Bài viết: “Như thế nào là đảm bảo an toàn về lũ, úng cho Thừa Thiên Huế”[1] đã trình bày đầy đủ về mặt nguyên lý giải pháp giải quyết vấn đề này với Phương pháp thiết kế xả lũ an toàn cho vùng hạ du đập[2]. Nói cho cùng, “Việc kiểm soát nước mưa không thể làm riêng rẽ, độc lập với việc kiểm soát lũ, kiểm soát triều, vì toàn bộ nước mưa trên vùng đô thị cuối cùng đều phải thoát xuống các bể tiêu là kênh rạch bao quanh”[3], sự can thiệp của ngành Thủy lợi vào giải quyết vấn đề biên lũ và biên triều cho bài toán thoát nước đô thị của ngành Xây dựng là cần thiết và không thể thiếu. Quy hoạch thủy lợi chống ngập úng Thành phố Hồ Chí Minh (Quy hoạch 1547) ra đời năm 2008 đã chứng minh điều đó. Năm 2010, Quy hoạch 1547 đã được tiếp thu vào Quy hoạch chung đô thị Thành phố Hồ Chí Minh (Quy hoạch 24), hình thành một tiền lệ về tích hợp quy hoạch thủy lợi chống ngập úng vào quy hoạch chung đô thị. Hiện nay, sau khi Luật Quy hoạch ra đời, Thành phố Hồ Chí Minh đang lập điều chỉnh cả 3 quy hoạch: Quy hoạch tổng thể hệ thống thoát nước Thành phố Hồ Chí Minh (Quy hoạch 752), Quy hoạch 24 và Quy hoạch 1547, trong đó Quy hoạch 1547 sẽ được tích hợp vào Quy hoạch 24 (điều chỉnh) và Quy hoạch 752 (điều chỉnh). 

1.3. Điều kiện đảm bảo hiệu quả cấp nước, phát điện và dòng chảy tối thiểu trên sông trong mùa lũ.     

Nước trong mùa lũ không thiếu nên chủ yếu chỉ cần vận hành bảo đảm an toàn về xả lũ cho hạ du đồng thời tranh thủ phát điện phù hợp là đủ để đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ cấp nước và dòng chảy tối thiểu. Việc giữ nước trong hồ ở ngang Mực nước dâng bình thường (trừ khi có dự báo mưa, lũ) là điều kiện để nâng cao hiệu quả phát điện mùa lũ nhưng lại mâu thuẫn với an toàn phòng lũ là vấn đề cần được nghiên cứu giải quyết.

2. Luận về đập, hồ chứa nước, mực nước đón lũ, dung tích phòng lũ và các vấn đề liên quan QTVH.

2.1. Luận về đập, hồ chứa nước.

Đập và hồ chứa nước là 2 khái niệm cặp đôi với nhau, trong đó đập là cái cố định còn hồ chứa nước là cái phái sinh[4] từ đập, biến đổi theo mực nước hồ.

Việc xây dựng đập chắn nước là nhằm tạo ra dung tích dự trữ lượng nước dư thừa mùa lũ trong hồ chứa để phân phối sử dụng dần cho các mục đích dân sinh kinh tế trong mùa cạn. Dung tích dự trữ tương ứng với Mực nước dâng bình thường (MNDBT)[5] là dung tích hữu ích lớn nhất, ký hiệu là W_hi.

Do dung tích hồ chứa bao giờ cũng nhỏ hơn nhiều so với tổng lượng nước đến hồ trong mùa lũ, bất kỳ hồ chứa nào cũng phải có công trình xả lũ nhằm đảm bảo an toàn về ổn định cho đập chắn nước (để không bị nước tràn qua đỉnh, gây vỡ đập), từ đó nảy sinh bài toán điều tiết lũ và các khái niệm Mực nước lớn nhất thiết kế (MNLNTK)[6], Mực nước lớn nhất kiểm tra (MNLNKT)[7]. Các mực nước này đến lượt nó đòi hỏi phải tính toán thiết kế an toàn về ổn định trượt, lật cho đập dâng với MNLNTK và MNLNKT. Kết quả là hồ chứa nước bắt buộc phải có thêm dung tích trống từ MNDBT đến MNLNTK, là dung tích phòng lũ nguyên sơ phải có theo thiết kế, cũng là dung tích điều tiết lũ phái sinh.

BẢNG 1. DUNG TÍCH PHÒNG LŨ NGUYÊN SƠ CỦA 03 HỒ CHỨA
(Trích từ Phụ lục II kèm theo Quyết định số 1606/QĐ-TTg, ngày 13/11/2019 của TTCP)