Mực nước dâng bình thường là mức nước cao nhất mà hồ chứa được phép giữ lâu dài trong vận hành thường ngày; mực nước chết là mức thấp nhất mà nhà máy còn lấy nước qua tua bin được. Khoảng nước nằm giữa hai mức ấy là dung tích hữu ích, phần nước thực sự dùng để phát điện và điều tiết. Trên mực nước dâng bình thường còn một khoảng dành cho lũ, đỉnh của nó là mực nước gia cường khi gặp lũ thiết kế.
Hiểu bốn khái niệm này là hiểu được vì sao hồ Đồng Nai 3, mà người ta quen gọi là hồ Tà Đùng, lại có lúc mênh mông tận chân đồi, có lúc lùi xa để lộ một vành đất đỏ. Các con số cao trình cụ thể của hồ thuộc hồ sơ thiết kế và quy trình vận hành do cơ quan có thẩm quyền ban hành; bài này giải thích ý nghĩa của từng mức để anh chị đọc tài liệu không bị nhầm, chứ không thay thế các con số chính thức.
Bốn mức nước, xếp từ trên xuống
Mỗi hồ chứa thủy điện đều được thiết kế quanh một bộ cao trình chuẩn. Tên gọi trong tiêu chuẩn Việt Nam có thể hơi khác giữa các tài liệu, nhưng ý nghĩa thì thống nhất:
| Mức nước | Ý nghĩa | Khi nào gặp |
|---|---|---|
| Mực nước lũ kiểm tra | Mức cao nhất đập phải chịu được khi gặp trận lũ cực hiếm dùng để kiểm tra an toàn | Rất hiếm, gần như chỉ có trong tính toán thiết kế |
| Mực nước gia cường (lũ thiết kế) | Mức nước dâng lên khi hồ đón trận lũ thiết kế, trong lúc cửa tràn đang xả | Trong lũ lớn, kéo dài ngắn |
| Mực nước dâng bình thường | Mức cao nhất được giữ ổn định lâu dài; hồ "đầy" theo nghĩa vận hành | Thường đạt vào cuối mùa mưa |
| Mực nước chết | Mức thấp nhất còn cấp nước cho tua bin; dưới đó nhà máy ngừng | Có thể chạm vào cuối mùa khô năm hạn |
Trong bảng, khoảng giữa mực nước dâng bình thường và mực nước chết là dung tích hữu ích. Khoảng dưới mực nước chết gọi là dung tích chết, gồm cả phần dành chứa bùn cát bồi lắng trong suốt tuổi thọ công trình. Khoảng trên mực nước dâng bình thường, nếu hồ được giao nhiệm vụ cắt lũ, là dung tích phòng lũ.
Mực nước dâng bình thường: vì sao không giữ hồ đầy mãi
Người mới tìm hiểu hay thắc mắc: nếu nước là "nhiên liệu" của thủy điện, sao không giữ hồ luôn đầy? Lý do nằm ở hai phía. Phía trên, đập và các công trình phụ được thiết kế để an toàn ở mức dâng bình thường cộng với một khoảng lũ; giữ hồ cao hơn trong mùa mưa sẽ làm mất chỗ đón lũ và tăng rủi ro. Phía dưới, hạ du cần nước suốt mùa khô, và nhà máy cần phát điện vào những tháng không mưa. Hồ phải "tiêu" phần nước tích được trong mùa mưa, nên mặt hồ tất yếu hạ xuống.
Vì thế, mực nước dâng bình thường là một trần quy định chứ không phải trạng thái thường trực. Trong năm, hồ lên gần mức này vào cuối mùa mưa, rồi giảm dần. Vạch bờ cao nhất mà anh chị thấy trên sườn đồi quanh Tà Đùng, chỗ đất đỏ chuyển sang cỏ và cây, thường nằm sát cao trình này, vì đó là mức nước ngập lặp lại nhiều năm.
Mực nước chết: phần nước không bao giờ được dùng
Tên gọi nghe nặng nề nhưng ý nghĩa rất kỹ thuật. Cửa nhận nước dẫn vào tua bin đặt ở một độ sâu nhất định trong hồ. Nếu mặt hồ hạ xuống quá gần cửa nhận nước, dòng chảy sẽ cuốn khí vào đường ống, tạo xoáy, giảm hiệu suất và có thể gây hư hại cho tua bin. Mực nước chết được đặt ở cao trình đủ trên cửa nhận nước để tránh hiện tượng này, đồng thời chừa chỗ cho bùn cát lắng dần dưới đáy trong vài chục năm.
Hệ quả cho người quan sát: dù mùa khô có kéo dài đến đâu, hồ Tà Đùng sẽ không cạn trơ đáy trong vận hành bình thường. Lượng nước dưới mực nước chết vẫn còn đó, phủ phần sâu nhất của thung lũng cũ. Cái người ta thấy vào cuối mùa khô là một hồ thu nhỏ lại, nhiều vịnh nông trơ ra, nhưng lòng chính vẫn ngập nước.
Một ý nữa ít người để ý: mực nước chết được chọn cao hay thấp là một sự đánh đổi trong thiết kế. Đặt thấp thì dung tích hữu ích lớn hơn nhưng cột nước phát điện lúc cuối mùa khô nhỏ đi, tua bin chạy kém hiệu quả. Đặt cao thì nhà máy luôn có cột nước tốt nhưng phần nước dùng được ít lại. Con số cuối cùng là kết quả tính toán kinh tế – kỹ thuật cho từng công trình, không có một tỷ lệ chung cho mọi hồ.
Dung tích hữu ích: con số quyết định tính cách của hồ
Dung tích hữu ích cho biết hồ có thể "để dành" bao nhiêu nước từ mùa mưa sang mùa khô. Hồ có dung tích hữu ích nhỏ so với lượng nước chảy đến trong năm chỉ điều tiết được trong ngày hoặc trong tuần: mặt hồ dao động ít, nhà máy chạy theo nước về. Hồ có dung tích hữu ích lớn điều tiết được theo mùa, thậm chí nhiều năm: nó trữ nước mùa mưa, nhả ra mùa khô, và mặt hồ dao động mạnh trong năm.
Đồng Nai 3 thuộc nhóm thứ hai. Theo các tài liệu giới thiệu dự án, đây là hồ có khả năng điều tiết lớn trên dòng chính sông Đồng Nai, giữ vai trò trữ nước cho cả các nhà máy bậc dưới. Chính vai trò này giải thích biên độ dao động mặt hồ đáng kể giữa các mùa, và giải thích vì sao vành bờ đất đỏ quanh Tà Đùng rộng hơn nhiều so với những hồ chứa nhỏ chỉ điều tiết ngày đêm. Con số dung tích chính xác cần tra trong hồ sơ dự án hoặc quy trình vận hành do cơ quan chức năng ban hành.
Dung tích phòng lũ và mực nước trước lũ
Với các hồ chứa trên lưu vực có nhiệm vụ giảm lũ cho hạ du, quy trình vận hành liên hồ chứa thường đặt ra một mực nước trước lũ: trong những tháng mùa lũ chính, hồ không được tích cao quá mức này, để chừa một khoảng trống đón lũ. Khi lũ về, hồ được phép dâng vào khoảng trống ấy, cắt bớt đỉnh lũ trước khi xả dần. Hết thời kỳ lũ chính, hồ mới được tích tiếp lên mực nước dâng bình thường.
Cơ chế này lý giải một điều nhiều người ven hồ để ý: có năm giữa mùa mưa mà hồ vẫn chưa đầy, đến cuối mùa mưa mới lên nhanh. Đó không nhất thiết là vì thiếu mưa, mà có thể là hồ đang giữ khoảng trống phòng lũ theo quy định. Chi tiết mực nước trước lũ, thời đoạn áp dụng và trách nhiệm từng hồ được ghi trong quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Đồng Nai do Thủ tướng Chính phủ ban hành; anh chị nên đọc bản hiện hành vì quy trình được điều chỉnh theo thời gian.
Cao trình đo so với đâu, và vì sao không phải độ sâu
Mọi mức nước nói trên đều là cao trình, tức độ cao của mặt nước so với mốc cao độ quốc gia, quen gọi nôm na là "so với mực nước biển". Một hồ trên cao nguyên có cao trình mặt nước hàng trăm mét không có nghĩa là hồ sâu hàng trăm mét; nó chỉ có nghĩa là mặt hồ nằm cao hơn mặt biển chừng ấy. Độ sâu tại một điểm bằng cao trình mặt hồ trừ đi cao trình đáy tại điểm đó, và đáy hồ là địa hình thung lũng cũ nên chênh lệch rất nhiều giữa các chỗ.
Sự nhầm lẫn này khá phổ biến trong các bài giới thiệu: thấy một con số cao trình rồi viết thành "hồ sâu ngần ấy mét". Để ước lượng độ sâu lớn nhất, người ta cần cao trình đáy sông cũ tại chân đập, thông tin thường chỉ có trong hồ sơ kỹ thuật. Khi không có nguồn chính thức, cách nói an toàn là: lòng hồ sâu nhất dọc dòng sông cũ và gần đập, nông dần ở các vịnh nhánh và thượng hồ.
Biên độ dao động: vì sao vành bờ Tà Đùng rộng như vậy
Biên độ dao động là chênh lệch giữa mức nước cao nhất và thấp nhất trong một năm. Ở hồ điều tiết ngày, biên độ có khi chỉ một vài mét. Ở hồ điều tiết năm như Đồng Nai 3, biên độ lớn hơn nhiều, vì hồ phải tiêu một phần đáng kể dung tích hữu ích trong mùa khô. Mỗi mét nước hạ xuống, trên một sườn đồi thoải, có thể làm bờ lùi ra hàng chục mét theo phương ngang. Nhân với chiều dài đường bờ ngoằn ngoèo, kết quả là một vành đất trơ rất rộng bao quanh hồ vào cuối mùa khô.
Biên độ thực tế mỗi năm khác nhau. Năm mưa nhiều, hồ đầy sớm và có thể chỉ hạ vừa phải; năm hạn, hồ phải hạ sâu hơn để duy trì phát điện và cấp nước hạ du, có khi tiến gần mực nước chết. Người ở lâu ven hồ thường nhớ các năm theo "năm hồ xuống thấp" hay "năm hồ đầy sớm", và ký ức ấy, đối chiếu với số liệu mưa, cho một bức tranh khá rõ về khí hậu của lưu vực.
Đọc một bản tin mực nước hồ cho đúng
Bản tin vận hành hồ chứa, khi được công bố, thường có các con số dạng "mực nước thượng lưu", "lưu lượng đến hồ", "tổng lưu lượng xả". Vài điều cần nhớ khi đọc:
- Mực nước thượng lưu là cao độ mặt hồ so với mốc cao độ quốc gia, đơn vị mét. Nó không phải độ sâu của hồ.
- Lưu lượng đến hồ là lượng nước chảy vào hồ mỗi giây, đơn vị mét khối trên giây; con số này tăng vọt sau mưa lớn trên lưu vực.
- Tổng lưu lượng xả gồm nước qua tua bin và nước qua cửa tràn (nếu đang xả); đây là con số hạ du quan tâm.
- So mực nước hiện tại với mực nước dâng bình thường và mực nước chết để biết hồ đang ở phần nào của dung tích hữu ích.
- Đừng suy ra độ sâu từ cao trình. Cùng một cao trình mặt hồ, chỗ thì sâu vài mét, chỗ thì sâu hàng chục mét, tuỳ địa hình đáy.
Trong các bản tin, chênh lệch vài chục xăng-ti-mét mỗi ngày là bình thường ở hồ lớn. Một hồ rộng như Đồng Nai 3 cần một lượng nước rất lớn để dâng thêm mỗi mét, nên mặt hồ thay đổi khá chậm nếu nhìn từ bờ, trừ những đợt lũ lớn.
Câu hỏi thường gặp
Mực nước dâng bình thường của hồ Đồng Nai 3 là bao nhiêu?
Con số này được ghi trong hồ sơ thiết kế và quy trình vận hành của công trình do cơ quan có thẩm quyền ban hành. Anh chị nên tra trực tiếp từ nguồn của chủ đầu tư hoặc cơ quan quản lý nhà nước về điện và tài nguyên nước, vì số liệu trên các trang du lịch thường không ghi nguồn.
Mực nước chết có phải là lúc hồ cạn không?
Không. Mực nước chết là mức thấp nhất mà nhà máy còn lấy nước phát điện được. Dưới mức này vẫn còn một lượng nước lớn trong phần sâu nhất của lòng hồ, gọi là dung tích chết, đồng thời là chỗ chứa bùn cát lắng trong suốt tuổi thọ công trình.
Vì sao mực nước hồ cao mà hạ du vẫn thiếu nước?
Vì lượng nước xả xuống hạ du phụ thuộc kế hoạch vận hành, nhu cầu phát điện và quy định của quy trình liên hồ chứa, không phụ thuộc trực tiếp vào việc hồ đang đầy hay vơi. Quy trình liên hồ thường đặt yêu cầu lưu lượng tối thiểu cho hạ du trong mùa khô để cân bằng lợi ích.
Mực nước gia cường khác mực nước dâng bình thường thế nào?
Mực nước dâng bình thường là mức cao nhất được giữ lâu dài. Mực nước gia cường cao hơn, chỉ xuất hiện tạm thời khi hồ đón lũ thiết kế trong lúc cửa tràn đang xả. Đập được tính toán để an toàn ở mức gia cường và cả ở mức lũ kiểm tra hiếm gặp hơn.
Có cách nào biết mực nước hồ hằng ngày không?
Các hồ chứa lớn thường phải báo cáo thông số vận hành cho cơ quan quản lý, và một số hệ thống công bố số liệu công khai trên trang của ngành điện hoặc cơ quan tài nguyên nước. Mức độ công khai thay đổi theo thời kỳ, nên nên tìm đúng nguồn chính thức hiện hành.
Hồ có bao giờ vượt mực nước dâng bình thường không?
Có, trong những đợt lũ lớn khi lượng nước về nhiều hơn khả năng xả tức thời, mặt hồ có thể tạm dâng vào khoảng dung tích phòng lũ hoặc lên gần mực nước gia cường. Sau lũ, nhà máy xả dần để đưa hồ về mức quy định.