Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ đã ứng phó như thế nào trong lũ đặc biệt lớn?

Các tiêu chí nâng cao để đánh giá nguồn năng lượng tái tạo biến đổi cho lập kế hoạch, quy hoạch điện ở Việt Nam Nghiên cứu dưới đây của chuyên gia Hội đồng Khoa học Tạp chí Năng lượng Việt Nam thảo luận về những hạn chế của Chi phí điện năng quy dẫn (LCOE) khi đánh giá các nguồn năng lượng tái tạo biến đổi (VRE), đề xuất nhiều tiêu chí thay thế để cung cấp cái nhìn toàn diện hơn về chi phí và giá trị của chúng. Các tiêu chí được giới thiệu bao gồm: (1) Chi phí điện năng tránh được quy dẫn (LACE) - đánh giá giá trị kinh tế mà một nguồn điện mang lại bằng cách tránh chi phí phát điện từ các nguồn khác; (2) Chi phí điện năng quy dẫn điều chỉnh theo giá trị (VALCOE) - kết hợp giá trị năng lượng, công suất và tính linh hoạt; (3) Chi phí điện năng quy dẫn hệ thống (SLCOE) - bao gồm tất cả các chi phí tích hợp VRE vào lưới điện. Ngoài ra, (4) giới thiệu Chi phí quy dẫn lưu trữ (LCOS) để đánh giá các công nghệ lưu trữ năng lượng, cũng như các tiêu chí bổ sung như Đường cong chi phí giảm phát biên (MACC) và Chi phí giảm phát carbon quy dẫn (LCCA). Mục tiêu là cung cấp các công cụ tốt hơn cho việc lập kế hoạch và phát triển hệ thống điện với tỷ lệ VRE cao, như trường hợp của Việt Nam.

Biến đổi khí hậu đã làm thay đổi hoàn toàn quy luật thời tiết tồn tại hàng nghìn đời. Năm 2024, cơn bão số 3 (Yagi) trở thành siêu bão mạnh nhất trong hơn 30 năm qua khi đi vào Biển Đông và thậm chí là mạnh nhất trong 70 năm qua khi vượt qua đảo Hải Nam đổ bộ vào miền Bắc nước ta (ngày 7/9/2024). Hoàn lưu sau bão Yagi kết hợp với dải hội tụ nhiệt đới có trục qua Bắc bộ gây mưa lớn, lũ nhiều sông vượt kỷ lục tồn tại hơn 50 năm. Các nhà máy thủy điện trên lưu vực sông Đà, sông Gâm đã vận hành trong điều kiện thời tiết như vậy nhằm đảm bảo an toàn cho công trình mà không thể cắt lũ, hay làm chậm lũ cho vùng hạ lưu đồng bằng sông Hồng và khu vực Hà Nội.

Riêng Thủy điện Thác Bà trên lưu vực sông Chảy trong các ngày 8-9/9/2024, ngoài việc mở hết các cửa van của hệ thống xả lũ để xả lưu lượng nước tối đa xuống hạ lưu, đã tính đến phương án phá đập phụ để phân lũ nhằm đảm bảo an toàn cho công trình chính.

Do vậy, việc Công ty Thủy điện Bản Vẽ vận hành thành công, cắt đỉnh lũ lịch sử do bão Wipha gây ra ngày 23/7/2025, giữ lại khoảng 74% lưu lượng đỉnh lũ tại hồ, góp phần đáng kể trong việc cắt, giảm và làm chậm lũ cho hạ du, đảm bảo công trình an toàn là thành tích đặc biết xuất sắc trong bối cảnh đỉnh lũ vượt trên mức tần suất lũ kiểm tra của công trình. Đây là trận lũ có độ lớn tương ứng với chu kỳ lặp lại 5.000 năm - tức là xác suất xảy ra là 0,02% trong một năm.

Thủy điện Bản Vẽ cắt giảm đến 74% lưu lượng đỉnh lũ, góp phần giảm ngập lụt cho hạ du.

Diễn biến cơn bão số 3 (Wipha):

Bão Wipha hình thành từ một vùng áp thấp trên vùng biển ngoài khơi Philippines, mạnh lên thành áp thấp nhiệt đới vào ngày 16/7/2025, tiếp tục mạnh lên thành bão vào sáng sớm 18/7. Đây là cơn bão có quỹ đạo khá giống với siêu bão Yagi từng tàn phá miền Bắc nước ta vào tháng 9 năm ngoái, gây ra thiệt hại chưa từng có.

Ngày 19/7/2025, theo dự báo của Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia (NCHMF): Cơn bão số 3 Wipha có khả năng ảnh hưởng đến khu vực đất liền nước ta từ khoảng sáng 22/7, gây gió mạnh cho khu vực ven biển và đặc biệt là một đợt mưa rất lớn ở Bắc bộ, Bắc Trung bộ (xem hình 1). Đây là cơn bão có tốc độ di chuyển khá nhanh, trung bình khoảng 20 km/h. Phân bố vùng mưa, gió mạnh lệch về phía Tây và phía Nam. Chính vì thế, mưa giông trước bão đã xảy ra ngay trong khoảng ngày 20-21/7 - khi bão vẫn còn ở ngoài khu vực vịnh Bắc bộ và phía Đông của bán đảo Lôi Châu (Trung Quốc). Sau khi vào đất liền và suy yếu, hoàn lưu bão số 3 vẫn tiếp tục gây mưa cho khu vực đồng bằng Bắc bộ và Bắc Trung bộ, trong đó tập trung 2 khu vực Thanh Hóa, Nghệ An, với lượng mưa khoảng 150-300 mm, cục bộ có thể cao hơn.

Từ ngày 21/7/2025, khu vực miền Tây Nghệ An hứng chịu đợt mưa lũ lớn, do ảnh hưởng của hoàn lưu bão số 3 (Wipha) kết hợp dải hội tụ nhiệt đới hoạt động mạnh.

Hướng di chuyển cơn bão số 3 (Wipha) trưa ngày 19/3/2025. Nguồn: Trung tâm Dự báo Khí tượng Thủy văn Quốc gia.

Trên thượng nguồn sông Cả (Nghệ An) tại trạm Mường Xén mực nước đã đạt đỉnh là 145,89 m (lúc 1 giờ sáng 23-7), trên báo động 3 khoảng 3,89 m, vượt lũ lịch sử năm 2011 khoảng 0,4 m và sau đó xuống dần. Mực nước trung, hạ lưu sông Cả tiếp tục tăng lên. Mực nước lúc 7 giờ sáng 23/7 tại Trạm Thạch Giám trên báo động 3 là 6,73 m, vượt lũ lịch sử năm 2018 khoảng 3,91 m. Tại Trạm Con Cuông, lũ trên báo động 3 khoảng 2,7 m, vượt lũ lịch sử năm 1975 khoảng 0,66 m. Tại Trạm Dừa trên báo động 1 khoảng 0,8 m. Tại Trạm Nam Đàn dưới báo động 1. Nguy cơ cao xảy ra ngập lụt diện rộng kéo dài vùng hạ lưu sông Cả.

NCHMF dự báo: Đến ngày 25-7, lũ hạ lưu sông Cả tiếp tục lên. Trong đợt lũ này, đỉnh lũ hạ lưu sông Cả tại Trạm Nam Đàn lên mức báo động 3.

Tại vùng hồ Thủy điện Bản Vẽ, lũ bắt đầu xuất hiện lúc 4h00 ngày 22/7 với lưu lượng 583 m3/s, mực nước hồ cùng thời điểm là 189,08 m. Lũ sau đó tăng nhanh, đạt 1.500 m3/s lúc 10h00 cùng ngày, mực nước hồ là 189,69 m. Mưa lớn tiếp tục kéo dài, khiến lưu lượng nước về hồ tăng nhanh, đạt đỉnh vào lúc 2 giờ sáng 23-7, với lưu lượng đạt mức 12.800 m3/s. Sau khi đạt đỉnh, lũ xuống nhanh, đạt mức 7.800 m3/s.

Lưu lượng nước về hồ Thủy điện Khe Bố do ảnh hưởng của mưa lũ sau cơn bão Wipha.

Các nhà máy thủy điện trên sông Cả đã ứng phó như thế nào trong bão Wipha?

Các nhà máy thủy điện đang vận hành trên sông sông Cả:

Trên sông Cả hiện có 3 nhà máy thủy điện đang vận hành: Bản Vẽ, công suất 320 MW (đã đưa vào vận hành năm 2010), Nậm Nơn, công suất 20 MW (đưa vào vận hành năm 2015) và Khe Bố, công suất 100 MW, đưa vào vận hành năm 2013.

Bản Vẽ là công trình thủy điện xây dựng tại thượng nguồn sông Cả (Nậm Nơn).

Thủy điện Bản Vẽ có công suất thiết kế 320 MW, sản lượng điện hàng năm 1084,2 triệu kWh. Đập dâng của thủy điện tạo ra hồ Bản Vẽ, diện tích lưu vực 8.700 km². Cấp công trình thiết kế: Cấp I theo TCXDVN285:2002. Đây là công trình thủy điện lớn nhất khu vực Bắc miền Trung và tỉnh Nghệ An. Công trình đồng thời cung cấp một phần điện cho nước bạn Lào. Là hồ điều tiết nhiều năm, Thủy điện Bản Vẽ còn cung cấp nước sinh hoạt, sản xuất, đẩy mặn, chống lũ cho vùng hạ lưu sông Cả.

Thủy điện Nậm Nơn cách Thủy điện Bản Vẽ khoảng 14 km về phía hạ lưu, có công suất thiết kế 20 MW, không có hồ điều tiết (nước đến hồ bao nhiêu thì chảy qua tua bin để phát điện), phần nước thừa chảy qua đập tràn.

Thủy điện Khe Bố có công suất 100 MW với 2 tổ máy, sản lượng điện hàng năm 442,8 triệu kWh. Dung tích hữu ích chỉ có 17,2 triệu m3, hồ chứa điều tiết ngày đêm, do vậy không có nhiệm vụ chống lũ cho hạ lưu.

Các nhà máy Thủy điện Nậm Nơn, Khe Bố hoạt động lệ thuộc vào hồ chứa nước của Thủy điện Bản Vẽ.

Các thông số cơ bản của Thủy điện Bản Vẽ, Nậm Nơn và Khe Bố nêu ở bảng 1.

Bảng 1: Các thông số cơ bản của Thủy điện Bản Vẽ, Nậm Nơn và Khe Bố:

Thủy điện Bản Vẽ đã ứng phó như thế nào với bão Wipha?

Căn cứ Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Cả tại Quyết định số 1605/QĐ-TTg ngày 13 tháng 11 năm 2019 của Thủ tướng Chính phủ: Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ phải vận hành công trình “Đảm bảo an toàn tuyệt đối cho các công trình Bản Vẽ và Nậm Nơn, 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 5.000 năm” như sau:

“Điều 6. Quy định mực nước vận hành hồ trong mùa lũ:

2. Mực nước cao nhất trước lũ của các hồ trong mùa lũ được quy định tại bảng 1; đối với các hồ chứa khác không quy định tại bảng 1, thì mực nước cao nhất trước lũ của các hồ trong mùa lũ không được vượt quá mực nước dâng bình thường.

Bảng 1: Mực nước cao nhất trước lũ của các hồ trong mùa lũ:

3. Mực nước đón lũ thấp nhất của các hồ khi tham gia giảm lũ cho hạ du được quy định tại bảng 2.

Bảng 2: Mực nước đón lũ thấp nhất của các hồ:

Do ảnh hưởng của cơn bão Wipha, trên lưu vực hồ chứa của Nhà máy Thủy điện Bản Vẽ đã xuất hiện trận lũ đặc biệt lớn. Lũ bắt đầu xuất hiện lúc 4h00 ngày 22/7, với lưu lượng 583 m3/s, mực nước trong hồ cùng thời điểm là 189,08 m - tức là mực nước trong hồ thấp hơn Quy trình vận hành liên hồ chứa là 191,5m. Sau đó lũ tiếp tục tăng nhanh, đạt 1.500 m3/s lúc 10h00 cùng ngày, mực nước hồ là 189,69 m. Đến 16h00, hồ chứa bắt đầu vận hành điều tiết nước qua tràn, với lưu lượng 508 m3/s (các cửa van mở hoàn toàn), tổng lưu lượng nước xả qua công trình là 845 m3/s, mực nước hồ cùng thời điểm là 191,23 m (mực nước đón lũ thấp nhất là 191,5 m).

Vào lúc 23h45 ngày 22/7, lũ về hồ đạt đỉnh với lưu lượng 12.128 m3/s. Tại thời điểm này, hồ chứa Thủy điện Bản Vẽ đã xả nước qua công trình là 2.857 m3/s, trong đó mở 6 cửa van xả tràn 2.510 m3/s và xả qua Nhà máy 347 m3/s, cắt giảm đến 79,3% lưu lượng đỉnh lũ (xem bảng 2).

Đến 2 giờ sáng 23/7, lũ về hồ đạt đỉnh với lưu lượng 12.800 m3/s. Tại thời điểm xuất hiện đỉnh lũ, hồ chứa Thủy điện Bản Vẽ đã xả nước qua công trình cùng thời điểm là 3.285 m3/s, cắt giảm đến 74% lưu lượng đỉnh lũ.

Từ ngày 22/7 đến nay, Công ty Thủy điện Bản Vẽ liên tục mở cả 6 khoang tràn để xả nước xuống hạ lưu, nhằm giữ mực nước trong hồ đạt xấp xỉ mực nước dâng bình thường.

Việc cắt đỉnh lũ, giảm lũ cho hạ du làm mực nước hồ tăng nhanh, hồ chuyển dần sang chế độ vận hành đảm bảo an toàn công trình. Tuy nhiên, do vùng hạ du đang xảy ra ngập lụt nghiêm trọng, nên Công ty Thủy điện Bản Vẽ đã báo cáo Chủ tịch UBND tỉnh Nghệ An xin chuyển từ chế độ “vận hành đảm bảo an toàn công trình” sang chế độ “vận hành bất thường” để hạn chế việc xả nước xuống hạ du, tiếp tục đóng góp vào việc giảm ngập lụt cho hạ du.

Bảng 2: Diễn biến lưu lượng nước đến và xả xuống hạ lưu của hồ chứa Thủy điện Bản Vẽ. Nguồn: EVN.

Đây là trận lũ đặc biệt lớn, vượt tần suất lũ kiểm tra (lũ kiểm tra của công trình Thủy điện Bản Vẽ có lưu lượng là 10.500 m3/s, ứng với tần suất p=0,02%). Tuy nhiên, Công ty Thủy điện Bản Vẽ đã thực hiện đúng Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Cả, thậm chí vào ngày 20/7/2025, mực nước thượng lưu hồ Bản Vẽ chỉ ở mức 188.55 m, thấp hơn quy định của Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Cả đến 2,95 m (xem bảng 2). Ngay tại thời điểm xuất hiện đỉnh lũ lịch sử vào lúc 23h45 ngày 22/7, mực nước thượng lưu hồ Bản Vẽ vẫn đang ở mức 200,03 m, mực nước dâng bình thường chỉ 0,03 m và còn thấp hơn mực nước lũ kiểm tra là 204,762 m. Chính điều này đã cho phép hồ Bản Vẽ cắt được đỉnh lũ lịch sử, giữ lại gần 75-80% lưu lượng đỉnh lũ tại hồ, góp phần làm chậm lũ cho vùng hạ lưu công trình.

Các nhà máy thủy điện (Nậm Nơn, Khe Bố), với hồ chứa dung tích nhỏ, do vậy, lưu lượng đến hồ bao nhiêu thì xả xuống hạ lưu công trình bấy nhiêu.

Nếu không có hồ Thủy điện Bản Vẽ vận hành thành công cắt đỉnh lũ lịch sử do cơn bão Wipha gây ra, thì vùng hạ lưu công trình thủy điện Bản Vẽ sẽ còn ngập sâu hơn trong cơn lũ vừa qua. Đây là thành công rất đáng ghi nhận của Công ty Thủy điện Bản Vẽ (dù đỉnh lũ xuất hiện vượt quá tần suất lũ kiểm tra của công trình), nhưng tập thể các bộ, công nhân viên của Công ty đã vận hành đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình đầu mối, góp phần đáng kể trong việc cắt, giảm và làm chậm lũ cho hạ du công trình.

Hiểu đúng về lũ 5.000 năm mới xảy ra một lần:

Thông báo khẩn số 604/TB-UBND ngày 22/7/2025 của UBND tỉnh Nghệ An thông tin lưu lượng nước về thượng lưu hồ Thủy điện Bản Vẽ đạt 9.543 m3/s, gần chạm mức đỉnh lũ kiểm tra 10.500 m3/s, tương đương “lũ chu kỳ lặp lại 5.000 năm xảy ra 1 lần” (xác suất tương đương 0,02%) đã tạo ra thắc mắc trong dư luận và gây hoài nghi: Liệu đây có phải là đỉnh lũ mà 5.000 năm mới xảy ra 1 lần?

Hiểu “trận lũ 5.000 năm mới xảy ra 1 lần” là chưa chính xác. Phải hiểu đúng là “trận lũ có độ lớn tương ứng với chu kỳ lặp lại 5.000 năm” - tức là xác suất xảy ra 0,02% trong 1 năm, chứ không phải 5.000 năm mới xảy ra 1 lần.

Về thuật ngữ này, khi thiết kế các công trình thủy lợi và thủy điện quy định lũ thiết kế (hoặc lũ kiểm tra) được tính toán theo lý thuyết xác suất thống kê, dựa trên dãy số liệu quan trắc lũ nhiều năm tại lưu vực dự kiến xây dựng công trình (nếu lưu vực dự kiến xây dựng công trình không có số liệu quan trắc thực tế thì chọn lưu vực tương tự). Dãy số liệu dùng để tính toán thường có khoảng từ 25 đến 50 năm (tùy từng lưu vực), có lưu vực đặc biệt có số liệu thực đo đến cả 100 năm như lưu vực sông Đà. Trên cơ sở đó người ta vẽ được các đường cong quan hệ giữa tần suất (p,%) và lưu lượng đỉnh lũ (Qmax, m3/s). Các số liệu từ tần suất 1% (100 năm lặp 1 lần) trở xuống (p<0,1%) sẽ nằm trong khu vực kết quả ngoại suy.

Một trong những tham số quan trọng nhất của cách tính này là hệ số tạo dòng chảy lũ - vốn phụ thuộc vào các yếu tố như thổ nhưỡng, độ dốc lưu vực, thảm thực vật, mức độ che phủ rừng v.v... Các đặc trưng tự nhiên này đang bị biến đổi nhanh chóng theo hướng suy thoái khiến hệ số tạo dòng chảy lũ ngày càng tăng.

Nếu bão Wipha với cường độ mưa và quỹ đạo như hiện tại xuất hiện cách đây 50 năm, hoặc 100 năm trước, thì lưu lượng lũ lớn nhất (đỉnh lũ) tại lưu vực hồ Thủy điện Bản Vẽ chắc chắn sẽ nhỏ hơn nhiều so với con số 12.800 m3/s (xuất hiện lúc 2h ngày 23/7/2025). Khi đó, nó có thể không được xếp vào loại đỉnh lũ có chu kỳ lặp 5.000 năm, mà có thể chỉ tương ứng với tần suất 1.000 năm (xác suất 0,1%), hoặc lớn hơn nữa. Nghĩa là tần suất càng lớn, thì đỉnh lũ càng nhỏ. Tàn phá rừng, đất trống, đồi trọc, biến đổi khí hậu là tác nhân gây ra lũ lụt, lũ quét, sạt lở đất… ngày càng tăng.

Kết luận:

Trong bối cảnh biến đổi khí hậu ngày càng khắc nghiệt và hiện tượng thời tiết dị thường xuất hiện không theo quy luật là mối đe dọa thường xuyên, trực tiếp đến công tác vận hành an toàn các công trình thủy điện và vai trò chống lũ cho khu vực hạ lưu hồ chứa. Siêu bão Yagi xuất hiện cuối mùa mưa bão năm ngoái (tháng 9/2024) và bão Wipha xuất hiện sớm (đối với khu vực Bắc Trung bộ) năm nay với cường độ mạnh đã gây những thiệt hại rất lớn về kinh tế đối với khu vực cơn bão đi qua.

Trước đây, các hiện tượng thời tiết (bão, lũ, hạn hán) diễn ra có quy luật theo mùa. Tuy nhiên, những năm gần đây, hiện tượng thời tiết bất thường này có thể xuất hiện quanh năm.

Vì vậy, công tác dự báo, cảnh báo sớm, chính xác, phạm vi hẹp nhất về mưa, lũ, lũ quét, sạt lở đất giữ vai trò quan trọng hàng đầu trong vận hành các công trình thủy điện để ứng phó với thiên tai. Việc dự báo chính xác thời tiết và lượng mưa từng thời điểm trong cả năm theo thời gian thực sẽ giúp cho việc vận hành các công trình thủy điện an toàn và hiệu quả.

Để thực hiện được điều đó, cần năng cao năng lực dự báo bão và mưa lũ để ứng phó với thiên nhiên trong điều kiện khí hậu biến đổi cực đoan.

Kiến nghị:

Với việc vận hành thành công cắt đỉnh lũ lịch sử do bão Wipha gây ra, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công trình và làm giảm, chậm lũ cho vùng hạ du, Công ty Thủy điện Bản Vẽ đã lập được thành tích đặc biệt xuất sắc. Vì vậy, kiến nghị EVN, EVNGENCO1 xem xét khen thưởng kịp thời cho tập thể, cá nhân người lao động đã lập nên chiến công này và đề nghị Thủ tướng Chính phủ xét tặng Huân chương Lao động cho Công ty Thủy điện Bản Vẽ./.

TS. NGUYỄN HUY HOẠCH - HỘI ĐỒNG KHOA HỌC TẠP CHÍ NĂNG LƯỢNG VIỆT NAM

Tài liệu tham khảo:

1. Quy trình vận hành liên hồ chứa trên lưu vực sông Cả - Quyết định số 1605/QĐ-TTg ngày 13 tháng 11 năm 2019 của Thủ tướng Chính phủ.