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)

Dung tích phòng lũ hiện đang được thiết kế mà chưa tính đến mức đảm bảo an toàn cụ thể về xả lũ cho vùng hạ du đập, chưa theo một nguyên tắc thống nhất, rất khác nhau ở mỗi công trình như thể hiện trong bảng trên.

Sự khác biệt nằm ở chênh lệch độ lớn giữa MNLNKT và MNDBT, giữa lưu lượng xả lũ kiểm tra và dung tích phòng lũ nguyên sơ giữa các hồ. Dung tích phòng lũ phía trên MNDBT ở hồ Bình Điền và hồ Hương Điền quá nhỏ, là một bất cập phái sinh từ quy định tại Nghị định 114/2018/NĐ-CP ngày 04/9/2018 của Chính phủ về mục tiêu chính của hồ thủy lợi (kết hợp cắt giảm lũ), của hồ thủy điện (phát điện là chính). Nguyên nhân này đã được đề cập ở bài viết: “Một số bất cập của pháp luật về quản lý, phân công quản lý an toàn đập, hồ chứa nước và quản lý tài nguyên nước ở các hồ chứa nước”[8].

2.2. Luận về mực nước đón lũ, dung tích phòng lũ.

Hồ chứa nước nào cũng có hai loại dung tích, một âm một dương: Dung tích chứa (dương) dùng để chứa nước, và dung tích trống (âm) dùng để phòng/chứa lũ và điều tiết giảm lũ. Dung tích trống khi hồ tích đầy nước là từ MNLNKT xuống MNDBT, trên thực tế trong năm là từ MNLNKT xuống bất kỳ mực nước nào dưới nó trong hồ[9] tại thời điểm xem xét.

Do mực nước trong hồ luôn thay đổi nên hồ chứa nước cũng vậy, không cố định. Ở bất kỳ thời điểm nào khi sắp có lũ mực nước hồ cũng vừa hữu ích về cấp nước vừa hữu ích về đón lũ, dung tích trống phía trên mực nước hồ nào (cho đến MNLNKT) cũng là dung tích phòng lũ. Hai dung tích này hợp thành Thái cực đồ của hồ chứa: Nước đến thì dương trưởng âm tiêu, nước đi thi dương tiêu âm trưởng. Vận hành hồ chứa là điều tiết sự tiêu, trưởng tự nhiên đó trong 1 năm, phải “Trông trời, trông đất, trông mưa/Trông mây, trông gió, trông ngày, trông đêm” như quy định tại khoản 4 Điều 5 QTVH: “Trong quá trình vận hành phải thường xuyên theo dõi, cập nhật thông tin về tình hình thời tiết, mưa, lũ; mực nước tại các trạm thủy văn; mực nước, lưu lượng đến hồ và các bản tin dự báo tiếp theo để vận hành, điều tiết hồ cho phù hợp với tình hình thực tế”. Vì vậy, không nên quy định mực nước đón lũ mà phải cung cấp các công cụ hỗ trợ cần thiết để cho người thực hiện căn cứ tình hình thực tế tại thời điểm mà xoay chuyển cục diện sao cho an toàn và có lợi nhất có thể.

Khái niệm MNDBT tưởng chỉ lên quan đến kho nước trong hồ, lại là một đại lượng cơ bản về dung tích phòng lũ: Nguyên tắc vận hành hồ chứa là không giữ nước quá MNDBT (cao nhất bằng MNDBT), bởi vì về yêu cầu sử dụng thì không cần thiết, còn về mặt phòng lũ, đó là cái an toàn tối thiểu phải có. Cho nên, có thể nói MNDBT là cái/mực nước quân bình âm dương ở hồ chứa nước, là cái “dĩ bất biến”, còn lại là “dĩ bất biến, ứng vạn biến”.

Để phục vụ cho ứng vạn biến, phải có 02 cuốn cẩm nang - công cụ hỗ trợ. Một trong số đó là bảng dung tích phòng lũ ứng với mực nước hồ chứa. Trông nó giống như bảng 2 được lập dưới đây cho các hồ Bình Điền, Tả Trạch, Hương Điền.

Có cuốn cẩm nang - Bảng dung tích phòng lũ này, cùng với cuốn cẩm nang thứ hai - Biểu đồ tương quan lưu lượng và mực nước tại các trạm thủy văn Kim Long, Phú Ốc (trình bày tại mục 3.3 ở dưới) là 2 công cụ hỗ trợ cần có giúp cho người có trách nhiệm căn cứ mực nước trong hồ, mực nước trên sông tại các trạm thủy văn ở hạ lưu đập tại thời điểm, tình hình chuyển biến của thời tiết mà quyết định nên chứa (tạm thời trữ nước để đảm bảo an toàn cho hạ du) hay nên thả (xả lũ để đảm bảo an toàn cho đập), lúc nào chứa, lúc nào thả, thả bao nhiêu, giữ bao nhiêu ….

Những quy định về mực nước cao nhất trước lũ, mực nước thấp nhất đón lũ được đặt ra vốn là để làm công cụ phục vụ cho công tác vận hành điều tiết giảm lũ nhưng trong thực hiện nhiều khi lại như là mục đích của công tác vận hành điều tiết giảm lũ, vì vậy chúng không có ý nghĩa thiết thực bằng 02 công cụ - cẩm nang này.

BẢNG 2. DUNG TÍCH PHÒNG LŨ CỦA CÁC HỒ CHỨA
(Sử dụng Phụ lục II kèm theo Quyết định số 1606/QĐ-TTg, ngày 13/11/2019 của TTCP để tính)

Dung tích chết của hồ Hương Điền ở dòng cuối bảng này rất lớn nhưng không sử dụng được cho cả mục đích cấp nước và mục đích phòng lũ chỉ vì không có công trình cống xả đáy, là một khuyết điểm lớn, cần được khắc phục khi có điều kiện, hoặc cần chủ động tạo điều kiện để khắc phục.

2.3. Luận về các quy định liên quan mực nước +50m tại hồ Tả Trạch.

Các quy định liên quan mực nước +50m tại hồ Tả Trạch gồm:

a) Quy định tại Điều 11 QTVH: “Trong quá trình vận hành, khi mực nước các hồ đạt đến mực nước dâng bình thường (riêng mực nước hồ Tả Trạch đạt đến 50,0m), mà lưu lượng đến hồ còn tiếp tục tăng và có khả năng ảnh hưởng đến an toàn của công trình thì phải thực hiện chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình theo Quy trình vận hành của hồ được cấp có thẩm quyền ban hành, đồng thời, phải báo cáo ngay tới Trưởng Ban Chỉ huy phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh Thừa Thiên Huế”.

b) Các thông số của hồ Tả Trạch tại Phụ lục I kèm theo Quyết định số 1606/QĐ-TTg, ngày 13/11/2019 của Thủ tướng Chính phủ: MNDBT +45,0m; MNLNTK +50,0m; MNLNKT  +53,07m;

Quy định: “riêng mực nước hồ Tả Trạch đạt đến 50,0m” (cao hơn MNDBT, bằng MNLNTK)  mới chuyển qua thực hiện chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình là thí dụ về trường hợp chỉ định phải chủ động chứa lũ cao hơn MNDBT, so với quy định về đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình hồ chứa nước: “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” là phù hợp hơn quy định: “khi mực nước các hồ đạt đến mực nước dâng bình thường” đã phải thực hiện chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình.

2.4. Luận về quy định vận hành các hồ trong tình huống bất thường tại QTVH.

a) Các tình huống bất thường quy định tại QTVH gồm:

- Tổng cục Khí tượng Thủy văn cảnh báo tiếp tục xuất hiện hoặc có nguy cơ xuất hiện đợt mưa, lũ lớn tiếp theo mà ở dưới hạ du đang bị ngập, lụt do lũ, ngập lụt với cấp độ rủi ro thiên tai từ cấp độ 3 trở lên[10] (sau đây viết tắt là THBT1);

- Mực nước của một trong các hồ Bình Điền và Hương Điền đã đạt đến mực nước dâng bình thường (riêng đối với hồ Tả Trạch mực nước đạt đến 50,0m) mà mực nước tại một trong các trạm thủy văn quy định tại Khoản 1 Điều 6 của Quy trình này vẫn trên báo động III (sau đây viết tắt là THBT2);

- Xuất hiện sự cố hoặc có nguy cơ đe dọa đến an toàn của hồ chứa, an toàn công trình thủy lợi, kết cấu hạ tầng ở hạ du” (sau đây viết tắt là THBT3).

Điểm d khoản 1 điều 7 QTVH định nghĩa: “Vận hành trong tình huống bất thường: là quá trình điều chỉnh chế độ vận hành hồ để xử lý các tình huống cụ thể được quy định tại Điểm c Khoản 2 Điều này và được quy định tại Điều 14 của Quy trình này”. Điều 14 QTVH quy định: “Việc xem xét, quyết định phương án vận hành các hồ để xử lý các tình huống bất thường phải căn cứ vào diễn biến tình hình mưa, lũ, yêu cầu về bảo đảm an toàn cho công trình, an toàn cho hạ du và bảo đảm an toàn cho tính mạng, tài sản của nhân dân và các công trình, kết cấu hạ tầng khác”. Các quy định này có một điểm yếu là không chỉ rõ cụ thể cần phải vận hành như thế nào với 03 tình huống bất thường, tuy có quan niệm tích cực khi đặt yêu cầu: “an toàn cho hạ du, bảo đảm an toàn cho tính mạng, tài sản của nhân dân và các công trình, kết cấu hạ tầng khác” ngang với “bảo đảm an toàn cho công trình” theo đúng quan điểm của Luật Thủy lợi tại khoản 6 Điều 2: “An toàn đập, hồ chứa nước là việc thực hiện các biện pháp thiết kế, thi công, quản lý, khai thác nhằm bảo đảm an toàn cho đập, hồ chứa nước, các công trình có liên quan, an toàn cho người và tài sản vùng hạ du đập”.

b) 02 tình huống khác:

- Tình huống phải đưa về chế độ vận hành bảo đảm an toàn công trình quy định tại Điều 11 QTVH: “Trong quá trình vận hành, khi mực nước các hồ đạt đến mực nước dâng bình thường (riêng mực nước hồ Tả Trạch đạt đến 50,0m), mà lưu lượng đến hồ còn tiếp tục tăng và có khả năng ảnh hưởng đến an toàn của công trình thì phải thực hiện chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình theo Quy trình vận hành của hồ được cấp có thẩm quyền ban hành, đồng thời, phải báo cáo ngay tới Trưởng Ban Chỉ huy phòng chống thiên tai và Tìm kiếm cứu nạn tỉnh Thừa Thiên Huế” (sau đây viết tắt là THBĐATĐ).

- Tình huống khẩn cấp quy định tại Luật thủy lợi: (i) 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”; (ii) tại khoản 9 Điều 2: “Tình huống khẩn cấp là trường hợp mưa, lũ vượt tần suất thiết kế; động đất vượt tiêu chuẩn thiết kế trên lưu vực hồ chứa nước hoặc tác động khác gây mất an toàn cho đập” (sau đây viết tắt là THKC).

c) Nhận xét, so sánh về 05 tình huống.

- Điều 14 QTVH không chỉ rõ cần phải làm gì với 03 tình huống bất thường, chỉ nhắc lại chung chung nội dung cần phải “trông trên trông dưới trông trước trông sau”, là một điểm yếu trong QTVH. Trong khi Điều 11 QTVH quy định rất rõ cần phải làm gì với THBĐATĐ (được phép xả lũ tối đa bằng lưu lượng xả lũ thiết kế trong xả tháo lũ).  

- THBĐATĐ là tình huống mà trạng thái quân bình về ổn định đập ở hồ chứa nước có nguy cơ bị phá vỡ. THKC nguy hiểm hơn THBĐATĐ, khi mà nguy cơ đã trở thành cái hiện hữu. Nếu THKC là tình huống nguy hiểm nhất cho an toàn đập, thì THBT1 là tình huống nguy hiểm nhất đối với hạ du.

- Khác với THKC chỉ đề cập: “tác động khác gây mất an toàn cho đập”, THBT3 vừa đề cập sự “Xuất hiện sự cố hoặc có nguy cơ đe dọa đến an toàn của hồ chứa” vừa quan tâm: “an toàn công trình thủy lợi, kết cấu hạ tầng ở hạ du”, đặt vấn đề tháo lũ để bảo đảm an toàn cho đập nhưng cũng lưu ý phải bảo đảm an toàn cho vùng hạ du đập.

- THBT2 và THBDATĐ có chung điều kiện về mực nước hồ nhưng khác nhau về đối tượng quan tâm bảo đảm an toàn: THBT2 không đề cập lưu lượng nước đến mà lưu ý điều kiện: “mực nước tại một trong các trạm thủy văn quy định tại Khoản 1 Điều 6 của Quy trình này vẫn trên báo động III” (có ý cần hạn chế việc tháo lũ làm ảnh hưởng đến vùng hạ du đập đang bị ngập nặng), trong khi THBDATĐ và THKC khuyến cáo phải tháo bớt lũ để hạ thấp mực nước trong hồ mà không đề cập gì đến mực nước tại hạ du đập.

- THBT1 có cùng mối quan tâm bảo đảm an toàn cho đập và vùng hạ du đập giống như THBT3 nhưng trong điều kiện rất nghiêm trọng: Có dự báo về đợt mưa, lũ lớn tiếp theo trong khi ở dưới hạ du đang bị ngập, lụt do lũ, ngập lụt với cấp độ rủi ro thiên tai từ cấp độ 3 trở lên. Nói chung, đây là một trường hợp bất khả kháng.

Tất cả những nội dung trên cho thấy cần phải sắp xếp lại các tình huống cho phù hợp và bổ sung các định hướng cụ thể về giải pháp xử lý. Vấn đề này được trình bày ở Mục 3.5 ở dưới.

2.5. Tổng hợp số liệu vận hành các hồ chứa năm 2020, 2021, 2022.

Số liệu lũ và vận hành các hồ chứa tổng hợp từ các báo cáo ứng phó mưa, bão, lũ và lệnh vận hành từ các năm 2020, 2021, 2022 được trình bày tại Phụ lục “Tổng hợp số liệu vận hành hồ chứa các năm 2020, 2021, 2022” đính kèm. Có thể rút ra nhiều điều từ bảng tổng hợp này. Về mực nước, lưu lượng đã có đề cập tại Mục 1.2 và tại Bảng 4. Ở đây chỉ nêu thêm những điều rút ra từ ảnh hưởng của hiện tượng nước biển dâng do bão.

Bình thường, ở Thừa Thiên Huế: “Mực nước triều trung bình là 0,00m, mực nước cực đại là 1,26m và cực tiểu là -0,72m”[11]. Trong khi đó, “Hiện tượng nước dâng lớn nhất do bão vùng ven biển là do bão Cecil xuất hiện vào tháng 10/1985, sau đó là bão Ketsana vào tháng 9/2009. Trong cơn bão Cecil 1985 nước dâng đo được ở Thuận An là 1,9m, ở Lăng Cô 1,7m cộng với mực nước thuỷ triều lúc bão là 1,4m làm mực nước biển dâng cao từ 3,1-3,3m, tràn qua đê ngăn mặn đi sâu vào đất liền 2-3km cuốn trôi nhiều nhà cửa, tàu thuyền và ngư lưới cụ của ngư dân. Nước dâng trong cơn bão Ketsana là lớn nhất trong những năm gần đây, cao hơn bão Xangsane năm 2006 khoảng 0,1-0,2m. Độ cao mực nước dao động từ 2,2-2,4m”[12].

Gần đây, vào năm 2020, lũ kéo dài từ 07/10/2020 đến 17/10/2022, đỉnh triều cao cũng kéo dài từ 07/10/2020 (+1,17m) đến 17/10/2022 (+1,47m), đỉnh lũ tại Phú Ốc lúc 23h00 ngày 09/10/2020 (+5,24m), tại Kim Long lúc 00h00 ngày 12/10/2020 (+4,39m) trùng với thời gian đỉnh triều cao nhất (từ +1,80m đến 2,12m) từ 22h00 ngày 09/10/2020 đến 00h00 ngày 02/10/2020). Vào năm 2022, đỉnh triều đầu tháng 4 cao +1,04m; hoàn lưu bão số 5 gây sóng biển cao, nước dâng, triều cường +1,7m làm chậm khả năng thoát lũ (từ 09h00 ngày 14 đến 09h00 ngày 15/10/2022 mực nước trạm Phú Ốc tăng từ +3,06m lên +5,00m, trạm Kim Long tăng từ dưới báo động 2 lên +3,96m); hoàn lưu bão số 6 gây triều cường lớn, mực nước tại đập Thảo Long ngày 19/10/2022 đạt tới +1,3m.

Ngoài làm chậm khả năng thoát lũ, nước biển dâng do bão kết hợp sóng lớn tràn vào bờ gây nên tình trạng sạt lở, xâm thực bờ biển, đồng thời theo cửa biển tràn vào khu vực thấp trũng phía trong gây ngập lụt, dân gian gọi là "Lụt biển". Trong khi chưa có điều kiện giải quyết bài toán thoát lũ khi vừa có lũ vừa có nước biển dâng do bão, cần có định hướng về cốt nền đối phó với “Lụt biển” cho phù hợp.

3. Giải pháp tăng cường hiệu quả giảm lũ và phát điện ở các hồ chứa trên lưu vực sông Hương.

Yêu cầu đặt ra là không giữ mực nước hồ cao quá nhằm đảm bảo an toàn phòng lũ cho đập, không thấp quá gây thiệt hại cho phát điện, lại không được xả về hạ du quá mức đảm bảo an toàn cho hạ du (yêu cầu mới đặt ra tại Nhiệm vụ quy hoạch được duyệt). Yêu cầu và giải pháp đòi hỏi phải chọn mức đảm bảo an toàn về lũ cho vùng hạ du đập của Thừa Thiên Huế và đề xuất điều chỉnh quy trình vận hành hiện có (QTVH) cho phù hợp với mức bảo đảm an toàn về lũ đó.

3.1. Mức đảm bảo an toàn về lũ cho Thừa Thiên Huế.

- Căn cứ quan niệm tại khoản 8 Điều 2 Luật Thủy lợi: “Vùng hạ du đập là vùng bị ngập lụt khi hồ xả nước theo quy trình”;

- Căn cứ yêu cầu Nhiệm vụ quy hoạch chung đô thị Thừa Thiên Huế về “đảm bảo an toàn về lũ, úng”;

- Căn cứ quy định tại Điều 14 QTVH: “Việc xem xét, quyết định phương án vận hành các hồ để xử lý các tình huống bất thường phải căn cứ vào diễn biến tình hình mưa, lũ, yêu cầu về bảo đảm an toàn cho công trình, an toàn cho hạ du và bảo đảm an toàn cho tính mạng, tài sản của nhân dân và các công trình, kết cấu hạ tầng khác”,

Đề xuất: (i) chọn mức bảo đảm an toàn về lũ cho Thừa Thiên Huế là mức bảo đảm an toàn về lũ cho đô thị và các khu vực xây dựng khác (tương ứng với báo động lũ cấp 2 các trạm thủy văn hạ lưu đập trên sông); (ii) chọn mức giới hạn mực nước tại trạm thủy văn hạ lưu đập trên sông là mức báo động lũ cấp 2 trừ giá trị chênh lệch độ dốc thủy lực Δ_h nhằm đảm bảo điều kiện tự chảy cho mạng lưới thoát nước. Cụ thể:

+ Trên sông Hương là +2,0m - Δ_h (m) tại trạm Kim Long.

+ Trên sông Bồ là +3,0m - Δ_h (m) tại trạm Phú Ốc.

+ Trên sông Ô Lâu là mức giới hạn mực nước báo động lũ cấp 2  - Δ_h (m) tại trạm Phong Bình (đề xuất chọn trạm Phong Bình, không chọn trạm Niệm Phò do trạm Phong Bình đã có tên trong Danh sách các trạm thủy văn do Tổng cục Khí tượng thủy văn thực hiện dự báo, cảnh báo lũ tại Phụ lục II kèm theo Quyết định số 18/2021/QĐ-TTg ngày 22/4/2021 của Thủ tướng Chính phủ).

Mức giới hạn mực nước báo động lũ các cấp trên sông Ô Lâu đề nghị Tỉnh tổ chức xây dựng, ban hành theo quy định tại điểm a khoản 3 Điều 5 Quyết định số 05/2020/QĐ-TTg ngày 31/01/2020 của Thủ tướng Chính phủ quy định mực nước tương ứng với các cấp báo động lũ tại các trạm thủy văn trên các sông phục vụ công tác phòng, chống, ứng phó với lũ, ngập lụt và phát triển kinh tế - xã hội[13], hoặc lập hồ sơ trình Thủ tướng Chính phủ bổ sung vào quy định tại quyết định số 05/2020/QĐ-TTg ngày 31/01/2020 của Thủ tướng Chính phủ.

Trách nhiệm đề xuất giá trị Δ_h thuộc Tư vấn lập đồ án quy hoạch.

Việc lựa chọn bảo vệ cho đô thị và các khu vực xây dựng khác đồng nghĩa với việc chấp nhận vùng hạ du đập ở các khu vực sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, bãi thấp ven sông vẫn có thể bị ngập do xả lũ theo quy trình.

3.2. Tính dung tích phòng lũ cần có ứng với Mức giới hạn mực nước đã chọn. 

Việc tính toán dung tích phòng lũ cần có của mỗi hồ ứng với Mức giới hạn mực nước đã chọn được thực hiện theo Phương pháp thiết kế xả lũ an toàn cho vùng hạ du đập đã giới thiệu tại bản tham luận “Như thế nào là đảm bảo an toàn về lũ, úng cho Thừa Thiên Huế” đã được nhắc tới tại Mục 1.2 ở trên. Trong đó dung tích phòng lũ cần có ứng với Mức giới hạn mực nước đã chọn là dung tích phòng lũ lớn nhất và lưu lượng xả lũ cho phép ứng với mục tiêu bảo đảm an toàn về lũ đã định cho vùng hạ du đập là lưu lượng xả lũ cho phép nhỏ nhất, vì cả 2 đều ứng với trận lũ kiểm tra của công trình.

Theo quy định, lưu lượng xả lũ lớn nhất cho phép đó chỉ áp dụng khi trên toàn tuyến lưu vực tính đến trạm thủy văn đã định dưới đập, hồ chứa nước xảy ra trận lũ thiết kế. Vì vậy, trong quá trình vận hành giảm lũ cần căn cứ mực nước cụ thể tại trạm thủy văn ở thời điểm, đối chiếu với Biểu đồ tương quan lưu lượng xả lũ và mực nước tại các trạm thủy văn để lựa chọn lưu lượng xả lũ phù hợp. Đó cũng là lý do để thực hiện nội dung mục 3.3 dưới đây.

3.3. Sự cần thiết phải lập Biểu đồ tương quan lưu lượng và mực nước tại các trạm thủy văn Kim Long, Phú Ốc.

Để có cơ sở cho việc quyết định vận hành xả lũ đối với các tình huống bất thường, ngoài bảng dung tích phòng lũ các hồ chứa, cần tiến hành lập Biểu đồ tương quan lưu lượng và mực nước tại các trạm thủy văn Kim Long, Phú Ốc cho các hồ chứa (đường quan hệ Q ~ H ). Đây là việc cần làm ngay.

Thời gian bắt đầu thực hiện vào trước khi bắt đầu mùa lũ (khoảng cuối tháng 8, đầu tháng 9). Để thực hiện, cần được bố trí kinh phí, thông qua/phê duyệt Đề cương tiến hành thử nghiệm do đơn vị tư vấn lập và lựa chọn đơn vị tư vấn thực hiện đề cương, trong đó bao gồm việc xả lũ thử nghiệm để kiểm chứng.

3.4. Mực nước quân bình

Việc vận hành hồ chứa nước cần giữ nguyên tắc mực nước hồ không được vượt MNDBT để đảm bảo quân bình giữa dung tích chứa và dung tích rỗng của hồ chứa. Tuy nhiên, do hồ Bình Điền và hồ Hương Điền có chênh lệch độ lớn giữa MNLNKT và MNDBT, giữa lưu lượng xả lũ kiểm tra và dung tích phòng lũ nguyên sơ quá bất lợi về phòng lũ như đã thấy ở Bảng 1, làm cho MNDBT của hai hồ này không còn tương xứng với chức năng quân bình âm dương của nó. Vì vậy, cần bổ sung khái niệm mực nước mới phù hợp với chức năng về quân bình âm dương tại 2 hồ này để thay thế, gọi là Mực nước quân bình (viết tắt là MNQB).

Các hồ Hương Điền, Bình Điền và Tả Trạch đều là hồ hiện có, đòi hỏi phải đánh giá khả năng phòng lũ của chúng có đủ để đáp ứng Mức bảo đảm an toàn về lũ đã chọn hay không, trên cơ sở đó xác định MNQB ở mỗi hồ để đưa vào các tình huống của quy trình vận hành nêu tại mục 3.5 dưới đây.

a) Đánh giá khả năng phòng lũ của các hồ Hương Điền, Bình Điền và Tả Trạch.

Đánh giá khả năng phòng lũ của hồ là so sánh dung tích phòng lũ của hồ (ký hiệu là DTPL_hiệncó) với dung tích phòng lũ của hồ đó (ký hiệu là DTPL_cầncó) được xác định theo Phương pháp thiết kế xả lũ an toàn cho vùng hạ du đập có tại bài viết “Như thế nào là đảm bảo an toàn về lũ, úng cho Thừa Thiên Huế” .

Điều kiện là phải có DTPL_hiệncó ≧ DTPL_cầncó.

Nếu DTPL_hiệncó ≧ DTPL_cầncó, kết quả đánh giá là đủ, không cần bổ sung.

Nếu DTPL_hiệncó < DTPL_cầncó, kết quả đánh giá là không đủ, cần có giải pháp bổ sung cho đủ.

Cụ thể:

- Đối với hồ Hương Điền: Xác định DTPL_cầncó với F_{tạivịtríđập} tại vị trí đập Hương Điền, F_{tạivịtrítrạmTV} tại vị trí trạm thủy văn Phú Ốc; Q_cònlại =  Q_trạmmaxKT - Q_{đậpmaxKT -} Q_{đếnALưới} (bổ sung thành phần Q_{đếnALưới} với giả thiết hồ Hương Điền tiếp nhận Q_{đếnALưới} từ Thủy điện A Lưới trong mùa lũ). Nếu DTPL_hiệncó < DTPL_cầncó, giải pháp bổ sung bao gồm:

+ Bổ sung DTPL của hồ có DTPL_hiệncó lớn nhất + DTPL của hồ có DTPL_hiệncó lớn thứ hai + … của các hồ hiện có phía trên hồ Hương Điền cho đến khi có tổng DTPL_hiệncó ≧ DTPL_cầncó. DTPL_hiệncó của các hồ đọc trên đường quan hệ W ~ Z của mỗi hồ.

+ Nếu không đủ sẽ giả quyết bằng cách giả thiết Q_{đếnALưới} = 0 để tính toán so sánh lại và trong Quy trình vận hành hồ chứa nước kiểu mới sẽ quy định hồ A Lưới không được phát điện xả lũ trong một số trường hợp của mùa lũ, hoặc xem xét khả năng nâng cao trình MNLNTK và cao trình đỉnh đập cho đủ DTPL_cầncó.

- Đối với hồ Bình Điền và hồ Tả Trạch: Xác định DTPL_cầncó với F_{tạivịtríđập} bằng tổng (F_{tạivịtríđậpBìnhĐiền} + F_{tạivịtríđậpTảTrạch}), F_{tạivịtrítrạmTV} tại vị trí trạm thủy văn Kim Long; Q_cònlại =  Q_trạmmaxKT - Q_đậpmaxKT, trong đó Q_đậpmaxKT là chung cho cả 2 hồ Bình Điền và Tả Trạch và DTPL_hiệncó là tổng DTPL_hiệncó của 2 hồ đó. Nếu DTPL_hiệncó < DTPL_cầncó, giải pháp là bổ sung DTPL của hồ có DTPL_hiệncó lớn nhất + DTPL của hồ có DTPL_hiệncó lớn thứ hai + … của các hồ hiện có phía trên hồ Tả Trạch cho đến khi có tổng DTPL_hiệncó ≧ DTPL_cầncó. DTPL_hiệncó của các hồ đọc trên đường quan hệ W ~ Z của mỗi hồ. Nếu đã làm vậy mà vẫn không đủ thì cần xem xét khả năng nâng cao trình MNLNTK và cao trình đỉnh đập để có đủ DTPL_cầncó.

b) Xác định MNQB ở các hồ Hương Điền, Bình Điền và Tả Trạch để đưa vào các tình huống của quy trình vận hành.

Mực nước quân bình âm dương (MNQB) ở mỗi hồ chính là mực nước mà tại đó DTPL_hiệncó hoặc tổng DTPL_hiệncó ≧ DTPL_cầncó, trong đó: DTPL_cầncó được xác định như nêu tại điểm a ở trên; DTPL_hiệncó được đọc trên đường quan hệ W ~ Z của mỗi hồ.

3.5. Đề xuất sắp xếp lại các tình huống và quy định ứng phó với mỗi tình huống (đề xuất quy trình vận hành kiểu mới).

Như dã trình bày ở Mục 2.4, có sự cần thiết phải sắp xếp lại các tình huống: THBT1, THBT2, THBT3, THBDANĐ và THKC cho phù hợp và bổ sung các định hướng cụ thể về giải pháp xử lý cho mỗi tình huống.

a) Các nguyên tắc sắp xếp tình huống, quy định ứng phó.

Thống nhất tên gọi chung là tình huống và sắp xếp theo thứ tự mức độ nguy cơ tăng dần từ thấp đến cao. Trên hồ lấy mực nước lũ kiểm tra làm chuẩn đảm bảo an toàn về lũ cho đập. Ở hạ du đập lấy Mức giới hạn mực nước (MGHMN) được chọn của trạm thủy văn làm chuẩn đảm bảo an toàn về lũ cho hạ du. Sắp xếp và đặt tên tình huống đơn giản về nội dung, đủ về tình huống và cụ thể về giải pháp, theo 03 nguyên tắc:

- Nguyên tắc xả tối thiểu: Xả đảm bảo hiệu quả phát điện, cấp nước và dòng chảy tối thiểu trên sông.

- Nguyên tắc xả điều tiết giảm lũ: Bằng xả thối thiểu + xả bổ sung để điều tiết giảm lũ: xả bổ sung tăng dần khi mực nước hồ tăng, xả bổ sung giảm dần khi mực nước tại trạm thủy văn Kim Long, Phú Ốc lên tới Mức giới hạn mực nước (MGHMN) được chọn; luôn duy trì hoặc đưa mực nước hồ về MNQB, đồng thời không để mực nước hồ 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, trừ các trường hợp bắt buộc phải xả lũ để đảm bảo an toàn công trình.

- Nguyên tắc vận hành xả theo tình huống: Trong quá trình vận hành xả theo tình huống, kết quả vận hành dẫn đến chuyển sang tình huống nào thì chuyển qua vận hành theo tình huống đó.

Bên cạnh đó còn có Nguyên tắc thực hiện chế độ quan trắc theo quy định[14]: Khi mực nước hồ dưới MNQB, hàng ngày quan trắc 03 lần (7h, 13h, 19h). Khi nước đến hồ có lũ, quan trắc mực nước theo chế độ lần/h. Khi mực nước hồ > MNQB, quan trắc mực nước theo chế độ lần/h, hoặc tùy theo tình hình mưa trên lưu vực, tốc độ tăng của mực nước hồ, đặc điểm của hồ, chủ đập có thể thực hiện chế độ quan trắc dầy hơn.

c) Có 09 tình huống tuần hoàn[15] và 02 tình huống riêng lẻ nhưng không tách rời với 09 tình huống tuần hoàn:

- Tình huống 1: MNQB < Mực nước hồ ≦MNDBT, đang vận hành xả điều tiết giảm lũ; có mưa, lũ hoặc không có mưa, lũ[16].

Tiếp tục vận hành xả điều tiết giảm lũ. Kết quả vận hành mực nước hồ có thể giữ nguyên Tình huống 1, chuyển sang Tình huống 2 hoặc Tình hu�