Thời Điểm Bắt Đầu Tiến Hành Bơm (Vận Hành Hệ Thống Công Trình)

- Tiêu thoát vào lúc nào?

Bài toán vận hành tiêu thoát có thể được đưa dưới dạng các véc tơ như sau: Gọi X(t): Véc tơ các thông tin vào, X(t) = (x1(t), x2(t),.., xn1(t));

X(t): Dòng chảy đến các vùng tiêu thoát (bao gồm lưu lượng, mực nước tại các điểm kiểm soát);

U(t): Véc tơ điều khiển, U(t) = (u1(t), u2(t),.., un2(t));

U(t): Trạm bơm, công suất bơm (tổng lượng cần bơm tiêu); Y(t): Véc tơ các thông tin ra, Y(t) = (y1(t), y2(t),.., yn3(t)); Y(t): Lưu lượng bơm tiêu thoát;

Z(t): Véc tơ biến trạng thái, Z(t) = (z1(t), z2(t),.., zn4(t));

Z(t): Mực nước tại từng vị trí kiểm soát ở thời điểm tính toán; A: Véc tơ thông số cấu trúc của hệ thống, A = (a1, a2,.., an); Mô hình mô phỏng hệ thống có dạng:

Y(t) = H(X(t), U(t), Z(t), A)

Như vậy cần phải tìm véc tơ U(t) để thoả mãn được mục tiêu khắc phục và phòng chống ngập úng trên lưu vực một cách tổng thể toàn diện xét trên cả quan điểm hiệu ích kinh tế và bảo đảm kỹ thuật khả năng vận hành hệ thống. Trong trường hợp mưa lũ có thể tiếp tục tăng lên và cường suất lớn Qt, cần điều khiển U(t) (lưu lượng, tổng lượng cần bơm Qt) của các trạm bơm sao cho ảnh hưởng của ngập úng (mực nước lớn nhất Zmaxt) tại các điểm kiểm soát là nhỏ nhất hoặc chấp nhận đưa hệ thống về ở mức có thể chịu đựng được theo từng khu vực xác định mà vẫn bảo đảm hiệu ích kinh tế, kỹ thuật. Sơ đồ tổng quát của bài toán được trình bày trong Hình 4.11

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 210 trang tài liệu này.

Trận lũ lớn năm 1978

Vùng tiêu thoát trên lưu vực/ Thông báo tại các điểm kiểm soát

Vận hành trạm bơm, cống

Diễn toán lũ xuống hạ du

Đánh giá hiệu quả cắt giảm úng lụt

Tính toán lượng nước gia nhập các biên/ lưu

Hình 4.11 Sơ đồ khối vận hành tiêu thoát úng ngập

Quy trình vận hành hệ thống tiêu thoát được khái quát theo 4 giai đoạn chính:

1. Thời điểm cảnh báo;

2. Thời điểm bắt đầu tiến hành bơm và đóng mở các cống điều tiết;

3. Giới hạn bơm tại các vị trí bảo đảm kinh tế kỹ thuật;

4. Vận hành phối hợp đồng bộ toàn hệ thống tiêu thoát.

4.4.1. Thời điểm cảnh báo

Thời gian cảnh báo trước khi bắt đầu vận hành bơm tiêu được xác định khi quan sát thấy mực nước tại các điểm kiểm soát bắt đầu vượt qua vạch mốc “điểm khống chế” vận hành với dao động +10 cm/h.

4.4.2. Thời điểm bắt đầu tiến hành bơm (vận hành hệ thống công trình)

Được thực hiện trước khi ngập úng xảy ra: Dòng chảy đến các vùng tiêu tăng nhanh; Mực nước tại các điểm kiểm soát đến giới hạn mức khống chế cần tiêu thoát.

Các nội dung vận hành hệ thống tiêu thoát úng ngập: Xác định thời điểm khi nào bắt đầu tiến hành bơm, bơm ở đâu, thứ tự trạm bơm nào cần tiến hành bơm và bơm như thế nào. Chọn thời điểm bơm tiêu động lực làm sao không quá muộn và cũng không quá sớm để phát huy hiệu quả kinh tế và kỹ thuật.

Dựa trên cơ sở quan sát mực nước lũ trong biểu đồ vận hành tiêu úng thoát lũ trên lưu vực sông Phan - Cà Lồ, đồng thời theo dõi diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát Hình 4.13 đến Hình 4.18 từ đó Luận án đề xuất cơ chế vận hành hệ thống công trình trên lưu vực sông Phan Cà – Lồ.

Nguyên tắc chung khi bắt đầu tiến hành bơm:

Chuẩn bị mở máy bơm Ngũ Kiên khi lưu lượng đến các vùng tiêu, mực nước tại các điểm kiểm soát qua vạch “mức khống chế”, quan sát điểm kiểm soát 1,2,3 tiếp tục lên vượt qua mức khống chế thì bắt đầu vận hành trạm bơm Ngũ Kiên. Ở đây lấy mực nước báo động III tại điểm kiểm soát lũ 1,2,3 để kiểm soát việc bơm xả nước.

+ Trạm bơm Ngũ Kiên bơm với mục tiêu hạ thấp mực nước về dao động quanh mực nước khống chế các điểm kiểm soát 1,2,3 lần lượt là +7,82 m, +7,24m, +7,16m.

+ Trạm bơm Nguyệt Đức bơm kết hợp việc đóng mở các cống điều tiết trên các vùng tiêu II và III với mục tiêu hạ thấp mực nước về dao động quanh mực nước khống chế các điểm kiểm soát 4 là +6,94 m.

Xác định các chỉ tiêu vận hành hệ thống công trình:

Các chỉ tiêu vận hành hệ thống công trình được xác định theo trận lũ 1978, dựa trên diễn biến mực nước - lưu lượng trên hệ thống sông tại 6 điểm kiểm soát, từ đó dò tìm biểu đồ bơm và vận hành công trình điều tiết hợp lý. Sơ đồ vận hành hệ thống tiêu

thoát úng ngập Hình 4.12 .

Khi mực nước khống chế các điểm kiểm soát 1,2,3 có dấu hiện tăng lên trong khi mực nước khống chế các điểm kiểm soát 4,5 đang ở dao động ± 25cm trong 2 giờ với các mức lần lượt +8,25m, +8,16m, tiến hành bơm hết số tổ máy trạm Ngũ Kiên với công suất max 100 m3/s và chuẩn bị mở máy trạm bơm Nguyệt Đức.

Trong 6 giờ tiếp theo khi mực nước các điểm kiểm soát 4,5 vượt qua các mức

+8,25m, +8,16m và có dấu hiệu tiếp tục vượt qua các mức +8,5m và +8,41m khi đó bắt đầu tiến hành bơm tại Nguyệt Đức với 5 tổ máy công suất 100 m3/s.

Khi các điểm kiểm soát 4,5 đưa về dưới các mức +8,38m và +8,16m điểm kiểm soát 1,2,3 về dưới các mức +8,07m, +7,49m, +7,41m thì trạm bơm Ngũ Kiên hạ công suất bơm về 50 m3/s, trạm Nguyệt Đức bơm 100 m3/s.

Trạm Ngũ Kiên sẽ dừng bơm khi mực nước tại các điểm kiểm soát 1,2,3 lần lượt là +7,82m, +7,24m, +7,16m.

Trạm Nguyệt Đức giảm công suất bơm 50 m3/s khi mực nước tại các điểm kiểm soát 1,2,3 lần lượt là +7,82m, +7,24m, +7,16m; các điểm kiểm soát 4,5 dao động quanh các mức +8,31m, +8,22m và dừng bơm khi các điểm kiểm soát 4,5 về dưới các mức

+8,25m, +8,16m.

START

Bơm Ngũ Kiên, 100 m3/s

Next 6h

KS4 +8,5m

Yes

KS1 +8,07m; KS2 +7,49m; KS3 +7,41m

KS4 +8,38m; KS51 +8,16m

Yes

KS1 +7,82m KS4 +8,31mKS2 +7,24m

KS51 +8,22mKS3 +7,16m

Yes

Dừng bơm Ngũ Kiên

Bơm Nguyệt Đức 50 m3/s

KS4 +8,25m KS5 +8,16m

Yes

Dừng bơm Nguyệt Đức, Nam Viêm

END

KS1 +7,82m;KS2 +7,24m; KS3 +7,16m KS4 +8,25m; KS51 +8,16m

Bơm Ngũ Kiên 100 m3/s Bơm Nguyệt Đức 50 m3/s

Bơm Ngũ Kiên 50 m3/s Bơm Nguyệt Đức 100 m3/s

Bắt đầu bơm

Tiến hành bơm

Dừng bơm

Hình 4.12 Sơ đồ vận hành tiêu úng thoát lũ lưu vực sông Phan – Cà Lồ

Hình 4.13 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 1

Hình 4.14 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 2

Hình 4.15 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 3

Hình 4.16 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 4

Hình 4.17 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 51

Hình 4.18 Diễn biến mực nước tại các điểm kiểm soát 52

4.4.3. Giới hạn bơm tại các vị trí bảo đảm kinh tế kỹ thuật

Chỉ tiêu: Thời gian bơm tiêu 3 ngày lớn nhất không quá 18 tiếng/trạm bơm, không quá 8 tiếng/ trạm khi bơm đủ công suất tối đa, bảo đảm tính kinh tế và kỹ thuật và phù hợp với tình hình thực tiễn điều hành quản lý trên lưu vực.

4.4.4. Cơ chế phối hợp đồng bộ toàn hệ thống tiêu thoát

Trách nhiệm tham gia điều hành, quản lý và tổ chức thực hiện việc tiêu úng thoát lũ trên lưu vực được xem xét phân công như sau:

1. Các Sở, Ban, Ngành, UBND các huyện, thị xã, thành phố theo chức năng, nhiệm vụ được giao và theo quy định quản lý tài nguyên nước, quy định về công tác phòng chống khắc phục tác hại do nước gây ra, công tác phòng tránh lũ lụt trên địa bàn mỗi tỉnh có trách nhiệm tổ chức thực hiện các nội dung tiêu úng, thoát lũ đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt đảm bảo việc tiêu úng, thoát lũ hàng năm trên lưu vực chủ động, có kế hoạch và có hiệu quả góp phần vào quá trình phát triển kinh tế xã hội của mỗi địa phương và chung trên toàn lưu vực sông Phan - Cà Lồ.

2. Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn chủ trì, phối hợp với các Sở, Ban, Ngành, UBND các huyện, thị xã, thành phố và các cơ quan, đơn vị có liên quan tổ chức triển khai và hàng năm đánh giá kết quả thực hiện việc tiêu úng, thoát lũ và định kỳ báo cáo, đề xuất, tư vấn cho UBND các tỉnh Vĩnh Phúc và Hà Nội.

3. Trong quá trình triển khai thực hiện việc tiêu úng, thoát lũ, các cấp, các ngành chức năng có trách nhiệm kiểm tra, cập nhật các thông tin về tình hình, diễn biến mực nước và lưu lượng trên các sông trục tiêu chính, đặc biệt là bố trí người trực tại các điểm kiểm soát trên đây khi gặp mưa lũ về phù hợp với dạng lũ mưa lũ điển hình năm 1978 (P=10%) kịp thời thông tin, giữ mối liên lạc và báo cáo về văn phòng chỉ đạo việc tiêu úng, thoát lũ, để quyết định biện pháp tổng thể phối hợp đồng bộ toàn hệ thống tiêu thoát như đề xuất trên đây.

4.5. Kết luận chương 4

Trên cơ sở phương án tiêu úng thoát lũ được lựa chọn trong chương 3, luận án đã đề xuất giải pháp tiêu úng, thoát lũ cho lưu vực sông Phan - Cà Lồ và cho 5 vùng tiêu trong trận lũ 1978. Các giải pháp cụ thể gồm các biện pháp phi công trình và công trình, cụ thể như sau:

- Với biện pháp công trình: Luận án đưa ra các thông số kỹ thuật của các công trình cải tạo (cắt dòng và nạo vét), công trình nâng cấp (cống điều tiết), công trình xây

mới (trạm bơm tiêu Ngũ Kiên và Nguyệt Đức);

- Với biện pháp phi công trình:

+ Đề xuất hệ thống đặt 6 điểm kiểm soát đại diện 5 vùng tiêu của lưu vực phục vụ quan trắc đo đạc, giám sát diễn biến mực nước, đồng thời hỗ trợ trong công tác quản lý, vận hành tiêu úng thoát lũ trên lưu vực sông Phan- Cà Lồ trong trận lũ năm 1978;

+ Đề xuất thử nghiệm cơ chế phối hợp vận hành tiêu thoát: Theo dõi diễn biến mực nước tại các 6 điểm kiểm soát từ đó lựa chọn phương thức vận hành hệ thống công trình. Cơ chế phối hợp vận hành được đề xuất bao gồm: Xác định cụ thể thời điểm cảnh báo, thời điểm bắt đầu tiến hành bơm, giới hạn bơm, phối hợp vận hành của hệ thống công trình đối với từng vùng tiêu và trên toàn bộ lưu vực sông Phan - Cà Lồ.