Sản phẩm đo mực nước hồ của các kỹ sư Công ty cổ phần Sông Ba - chủ đầu tư hồ thủy điện Krông H’Năng - Ảnh: TR.TRUNG

Đó là nhờ đội ngũ kỹ sư vận hành hồ thời gian qua sáng chế và đưa vào sử dụng các thiết bị đo mực nước và điều tiết mực nước trong lòng hồ chính xác đến từng milimet. 

Những sáng chế này đang được khuyến khích sản xuất phục vụ các công trình, hồ thủy điện, thủy lợi khác, trở thành thương phẩm trên thị trường công nghệ bổ trợ năng lượng.

Đo nước lòng hồ, đo mưa lưu vực

Kỹ sư Nguyễn Tấn Đạt (Công ty CP Sông Ba - chủ đầu tư thủy điện Krông H’Năng) vẽ một vòng tròn trên cuốn sổ tay. Anh đưa ra hai con số 1.193km² (diện tích lưu vực) và 165 triệu m³ (dung tích hồ chứa). 

"Nếu cao trình tăng 1cm sẽ có khoảng vài chục ngàn mét khối nước" - Đạt nói về tầm quan trọng trong việc đo đếm chính xác mực nước.

Những thông số này được anh thể hiện trên hai trục tung - hoành của biểu đồ. Rồi anh vẽ một đường cong hình chuông gọi là "đường đặc tính lũ cơ bản" thể hiện quy trình từ thời điểm tích nước đến thời điểm đỉnh lũ. 

Trên thực tế, để vẽ được đường đặc tính lũ một cách chính xác thì cần có thiết bị đo mực nước lòng hồ có độ chính xác cao.

"Đây là điều ai cũng biết, nhưng việc có thực hiện và có thiết bị đo chính xác thế nào để làm mới là quan trọng. Từ bức bách này, chúng tôi đã chế tạo ra thiết bị đo mực nước lòng hồ đạt độ chính xác tới từng milimet và thiết bị đo mưa để định hướng việc điều tiết lũ" - Đạt giải thích.

Với thiết bị đo mực nước hồ "Made in Sông Ba", phao đo mặt nước được các kỹ sư sáng tạo hai bộ giảm chấn để hạn chế dao động ở mặt nước. Thiết bị này cho phép sai số mực nước hồ dưới 1mm.

Phao đo được gắn với bộ phận hiển thị cho phép đo thông số chính xác với thời gian đo tùy ý. Còn lại các thủy điện chủ yếu dùng phương pháp đo cảm biến, dù giá thành thiết bị lên tới cả trăm triệu đồng nhưng kết quả vẫn còn bị ảnh hưởng bởi những tác động tự nhiên.

Thiết bị đo mực nước hồ chưa đủ để giải quyết được nhiều câu hỏi như: làm sao biết lũ về đột ngột, rồi thời điểm nào nước sẽ đầy hồ, khi nào bắt đầu xả lũ là hợp lý nhất?... Lúc này, những kỹ sư Sông Ba lại nghĩ ra các thiết bị đo mưa tự động để lắp đặt ở các khu vực thượng lưu bờ đập.

Kỹ sư Phan Đình Long, phụ trách sáng chế, cho biết việc đo càng chính xác lượng nước về hồ sẽ trả lời những câu hỏi trên càng sớm. Thiết bị đo mưa được kỹ sư Long sáng tạo thêm các cảm biến gửi thông tin về máy tính và điện thoại di động mỗi khi trời bắt đầu mưa.

Với 1.193km² lưu vực, hiện nay thủy điện Krông H’Năng đã lắp đặt 8 thiết bị đo mưa. Những thiết bị này giúp cập nhật lượng mưa rơi xuống thượng nguồn. Số liệu này được các kỹ sư Sông Ba dùng công thức tính toán dựa trên khoảng cách, dòng chảy để dự đoán lượng nước về hồ rất chính xác.

Trạm đo mực nước kết nối với thiết bị đặt trên mặt nước lòng hồ, đo đếm lượng nước lên - xuống chính xác từng milimet - Ảnh: K.H.N.

Bớt sợ lũ

Theo kỹ sư Long, quy trình vận hành hồ chứa lúc nào cũng yêu cầu có mực nước đón lũ. Việc nắm chắc lượng nước về hồ sẽ giúp việc xả lũ được chủ động.

Anh giải thích: "Vì lợi ích kinh tế, nhiều thủy điện vẫn giữ nước chạy máy phát điện. Nhưng do không tính toán được lượng nước về hồ nên thấy mưa lớn là xả lũ gấp gáp. Đó là nguyên nhân gây nên cảnh lũ chồng lũ. 

Còn với thiết bị đo mưa, có thể hiểu rằng một khi nước rớt xuống lưu vực của mình thì dù có một tiếng hay một ngày sau nước cũng về lòng hồ của mình. Khi tính được sớm chừng nào thì có nhiều thời gian xả lũ và điều tiết nước từng ấy".

Long cho biết đa số thủy điện lấy thông số đo mưa từ các trung tâm khí tượng vốn bao quát một vùng rộng lớn. 

Trong khi đó, quy trình vận hành các hồ chứa chỉ yêu cầu thực hiện "đúng quy trình" xả lũ dựa trên thông số đo mưa hạ du và mực nước lòng hồ chứa. Vì thế, nhiều thủy điện không giải được bài toán vừa cắt lũ kịp thời vừa đủ nước để phát điện.

Nhờ những thiết bị sáng tạo của mình, từ năm 2012, mỗi khi có mưa to, Nhà máy thủy điện Krông H’Năng đều vẽ được đỉnh lũ dự kiến và xác định thời điểm xả lũ hợp lý. 

Ngồi tại bờ đập thủy điện Krông H’Năng, các kỹ sư vẫn có thể... xác định được chính xác lưu lượng cần xả, thời điểm xả hợp lý để vừa đảm bảo lượng nước phát điện vừa giảm được thiệt hại ở hạ du. 

Trong những năm qua, thủy điện Krông H’Năng đã thực hiện cắt được hơn một nửa lưu lượng nước đỉnh lũ xả xuống vùng hạ du.

"Hiện nay, quy trình xả lũ yêu cầu phải báo trước cho người dân 2-4 tiếng. Nhưng ở hồ thủy điện Krông H’Năng, chúng tôi tính được lượng nước về hồ trước tới 23 tiếng. Nếu thủy điện nào cũng lắp thiết bị như chúng tôi, việc thông báo cho người dân địa phương trước 6 tiếng cũng như xả lũ nhẹ nhàng như tự nhiên là điều hoàn toàn có thể làm được" - kỹ sư Phan Đình Long nói.

"Hiện nay, quy trình xả lũ yêu cầu phải báo trước cho người dân 2-4 tiếng. Nhưng ở hồ thủy điện Krông H’Năng, chúng tôi tính được lượng nước về hồ trước tới 23 tiếng. Nếu thủy điện nào cũng lắp thiết bị như chúng tôi, việc thông báo cho người dân địa phương trước 6 tiếng cũng như xả lũ nhẹ nhàng như tự nhiên là điều hoàn toàn có thể làm được " - Kỹ sư Phan Đình Long

Theo bà Đặng Thị Lành - phó trưởng Chi cục Thủy lợi kiêm phó chánh văn phòng Ban phòng chống lụt bão tỉnh Phú Yên, nhờ những sáng kiến này mà từ trước đến nay địa phương chưa xảy ra cảnh lũ chồng lũ ở lưu vực hạ du thủy điện Krông H’Năng. 

"Phải nói rằng đây là những sáng chế rất hữu dụng và chính xác. Tôi khẳng định rằng với những thiết bị này, người quản lý sẽ dễ dàng biết được mực nước về hồ và tính toán được việc cắt lũ. Trong quy trình vận hành, nếu chúng ta bắt buộc những thủy điện khác cũng thực hiện việc đo đếm bằng cách này sẽ tốt cho người dân vùng hạ du" - bà Lành nói.

Từ sự thành công này, nhóm kỹ sư cho ra thêm hai sáng chế nội bộ trong hệ thống công nghệ vận hành xả lũ gồm thiết bị đo mực nước sông và đo độ mở cửa van. Những thiết bị này đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích và đưa ra "chào hàng" trên thị trường.