Luận văn: Nghiên cứu cơ sở khoa học xây dựng quy trình vận hành liên hồ chứa mùa lũ sông Cả

Tìm hiểu cơ sở khoa học vận hành liên hồ chứa mùa lũ tại lưu vực sông Cả. Phân tích nguyên tắc, quy trình, giải pháp quản lý nguồn nước hiệu quả, giảm thiểu

• Tác giả: Nguyễn Thị Thu Hằng
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Văn A
• Trường học: Trường Đại học Thủy lợi
• Chuyên ngành: Kỹ thuật tài nguyên nước
• Đề tài: Cơ sở khoa học vận hành liên hồ chứa mùa lũ lưu vực sông Cả
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về vận hành liên hồ chứa mùa lũ lưu vực sông Cả

Vận hành liên hồ chứa mùa lũ là bài toán phức tạp trong quản lý tài nguyên nước. Bài toán này yêu cầu sự phối hợp đồng bộ giữa nhiều hồ chứa trên cùng lưu vực. Mục tiêu chính là cắt giảm đỉnh lũ cho vùng hạ du. Đồng thời phải đảm bảo an toàn cho các công trình và duy trì dòng chảy tối thiểu theo quy định. Lưu vực sông Cả nằm ở vùng Bắc Trung Bộ Việt Nam. Lưu vực trải rộng trên diện tích khoảng 17.500 km², bao gồm phần lớn diện tích hai tỉnh Nghệ An và Hà Tĩnh. Hệ thống sông ngòi phân bổ phức tạp với nhiều nhánh chính và nhánh phụ. Các nhánh chính bao gồm sông Cả, sông La, sông Hiếu và nhiều phụ lưu khác. Theo Quyết định số 1879/QĐ-TTg ngày 13/10/2010, lưu vực sông Cả gồm bốn hồ phải xây dựng quy trình vận hành liên hồ. Đó là hồ Bản Vẽ, Khe Bố, Bản Mồng và Ngàn Trươi. Hồ Bản Vẽ là công trình trọng yếu nhất trên lưu vực với dung tích phòng lũ 300 triệu mét khối. Đây là công trình duy nhất có dung tích phòng lũ trực tiếp cho hạ du. Nghiên cứu cơ sở khoa học đòi hỏi phương pháp tiếp cận đa ngành. Các yếu tố bao gồm phân tích thủy văn, mô hình toán học thủy lực và kinh nghiệm vận hành thực tế.

1.1. Vị trí và đặc điểm lưu vực sông Cả

Lưu vực sông Cả nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa. Vị trí địa lý trải dài từ biên giới Việt-Lào đến biển Đông. Diện tích lưu vực khoảng 17.500 km². Địa hình chia thành ba vùng rõ rệt: miền núi, trung du và đồng bằng. Miền núi chiếm tỷ lệ lớn nhất, nằm ở phía tây lưu vực. Vùng trung du là khu vực chuyển tiếp. Đồng bằng nằm ở phía đông, giáp biển. Thảm phủ thực vật phân bố không đồng đều. Rừng tự nhiên tập trung chủ yếu ở sáu huyện miền núi thuộc Nghệ An và hai huyện trung du thuộc Hà Tĩnh. Đất đai vùng đồng bằng và trung du được xếp vào loại kém màu mỡ. Các loại đất chủ yếu là đất phù sa, đất cát ven biển và đất Feralitic.

1.2. Hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Cả

Hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Cả gồm nhiều công trình thủy điện và thủy lợi lớn. Theo quy định hiện hành, bốn hồ được chọn xây dựng quy trình vận hành liên hồ là Bản Vẽ, Khe Bố, Bản Mồng và Ngàn Trươi. Hồ Bản Vẽ nằm trên dòng chính sông Cả, thuộc huyện Tương Dương, tỉnh Nghệ An. Công trình đi vào hoạt động năm 2010. Dung tích phòng lũ đạt 300 triệu mét khối. Hồ Khe Bố và Bản Mồng nằm trên các nhánh sông. Hồ Ngàn Trươi thuộc hệ thống sông La. Các hồ có nhiệm vụ cắt giảm lũ và cung cấp nước cho hạ du theo mùa.

II. Phân tích điều kiện thủy văn lưu vực sông Cả mùa lũ

Lưu vực sông Cả chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của khí hậu nhiệt đới gió mùa. Mùa mưa tập trung từ tháng 9 đến tháng 11. Lượng mưa trung bình năm đạt 1.600 đến 2.400 mm. Phân bố mưa không đều theo không gian và thời gian. Lũ trên lưu vực sông Cả có tính chất phức tạp. Lũ phân thành nhiều cấp và nhiều kỳ khác nhau. Tổ hợp lũ trên hệ thống sông tạo ra nhiều kịch bản nguy hiểm. Các trận lũ điển hình năm 1988 và 2007 cho thấy cường độ lũ rất lớn. Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn trên lưu vực khá dày đặc. Các trạm phân bố trên cả lưu vực và vùng lân cận. Dữ liệu quan trắc cung cấp cơ sở tin cậy cho phân tích thủy văn. Phân tích lũ đến hồ là bước quan trọng trong xây dựng quy trình vận hành. Mô hình lũ được xây dựng dựa trên số liệu quan trắc thực tế. Việc phân mùa mưa và phân kỳ lũ giúp xác định thời điểm vận hành phù hợp. Hiện trạng công trình chống lũ trên lưu vực bao gồm đê điều và hồ chứa. Các công trình này đóng vai trò quan trọng trong hệ thống phòng chống thiên tai.

2.1. Phân tích mùa mưa và phân kỳ lũ trên lưu vực

Mùa mưa trên lưu vực sông Cả kéo dài từ tháng 9 đến tháng 11. Giai đoạn này tập trung khoảng 70-80% lượng mưa cả năm. Phân kỳ lũ được xác định cho từng đoạn sông cụ thể. Trên sông La, phân kỳ lũ tập trung vào tháng 9 và tháng 10. Thượng lưu sông Cả có kỳ lũ sớm hơn, bắt đầu từ cuối tháng 8. Trung du sông Cả chịu ảnh hưởng từ cả thượng lưu và các nhánh. Sông Hiếu có đặc điểm lũ riêng biệt. Việc phân kỳ lũ chính xác giúp xây dựng thời gian biểu vận hành hiệu quả cho từng hồ chứa.

2.2. Xác định mô hình lũ đến hồ chứa

Mô hình lũ đến hồ được xây dựng dựa trên dữ liệu quan trắc thực tế. Các trận lũ điển hình năm 1988 và 2007 được chọn làm cơ sở tính toán. Tần suất lũ được phân tích ở mức 1% và các mức khác nhau. Quá trình lưu lượng vào hồ chứa được mô phỏng chi tiết cho từng thời kỳ. Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình đảm bảo độ tin cậy cao. Các tiểu lưu vực được phân chia cụ thể trên bản đồ. Mô hình sử dụng phương pháp mưa-dòng chảy kết hợp với mô hình thủy lực diễn toán.

III. Phương pháp khoa học xây dựng vận hành liên hồ chứa

Phương pháp khoa học vận hành liên hồ chứa dựa trên mô hình toán học. Mô hình kết hợp nhiều yếu tố: thủy văn, thủy lực và điều tiết hồ. Bài toán được thiết lập với nhiều ràng buộc kỹ thuật cụ thể. Nguyên tắc vận hành ưu tiên an toàn đập. Tiếp theo là cắt giảm lũ cho hạ du. Cuối cùng là duy trì dòng chảy tối thiểu theo quy định. Các điều kiện vận hành được xác định rõ ràng cho từng hồ chứa. Điểm kiểm soát vận hành liên hồ được đặt tại các vị trí trọng yếu. Các vị trí này thường là thị trấn và khu dân cư đông đúc. Mô hình mô phỏng việc cắt giảm lũ cho hạ du ở nhiều kịch bản khác nhau. Kết quả tính toán là cơ sở đề xuất cơ chế phối hợp giữa các hồ. Cơ chế này quy định thời điểm và lưu lượng xả của từng hồ. Sự phối hợp đồng bộ giúp tối ưu hóa hiệu quả giảm lũ toàn lưu vực. Phương pháp đảm bảo tính khoa học và khả năng ứng dụng thực tế cao.

3.1. Thiết lập mô hình toán thủy lực vận hành liên hồ

Mô hình toán thủy lực được thiết lập cho toàn bộ hệ thống hồ chứa. Mô hình bao gồm các phương trình cân bằng nước và phương trình dòng chảy. Đầu vào là chuỗi số liệu khí tượng thủy văn đã được xử lý kỹ lưỡng. Phương pháp tính toán điều tiết hồ chứa sử dụng nguyên lý cân bằng lưu lượng. Lưu lượng vào hồ trừ đi lưu lượng xả bằng biến thiên dung tích. Mô hình thủy lực diễn toán dòng chảy lũ trong sông sử dụng phương trình Saint-Venant. Kết quả mô hình được hiệu chỉnh và kiểm định qua nhiều trận lũ thực tế đảm bảo độ chính xác.

3.2. Xác định nguyên tắc và điều kiện vận hành hệ thống

Nguyên tắc vận hành hệ thống hồ chứa trên lưu vực sông Cả tuân thủ thứ tự ưu tiên rõ ràng. Ưu tiên cao nhất là an toàn đập và công trình. Tiếp theo là giảm thiểu thiệt hại lũ cho hạ du. Sau đó duy trì dòng chảy tối thiểu theo quy định pháp luật. Điều kiện vận hành bao gồm mực nước hồ, lưu lượng đến và dự báo mưa lũ. Các ngưỡng vận hành được xác định cho từng thời kỳ cụ thể. Hồ Bản Vẽ đóng vai trò chủ đạo trong cắt giảm lũ. Các hồ còn lại phối hợp theo cơ chế đã được tính toán kỹ lưỡng. Mô phỏng nhiều kịch bản giúp đánh giá hiệu quả từng phương án vận hành.

IV. Kết luận và ứng dụng vận hành liên hồ chứa sông Cả

Nghiên cứu cơ sở khoa học vận hành liên hồ chứa mùa lũ lưu vực sông Cả đạt nhiều kết quả quan trọng. Phương pháp tiếp cận đa ngành đã được áp dụng hiệu quả trong thực tế. Mô hình toán học cho kết quả phù hợp với dữ liệu quan trắc thực tế. Hệ thống bốn hồ Bản Vẽ, Khe Bố, Bản Mồng và Ngàn Trươi được xây dựng quy trình vận hành hoàn chỉnh. Hồ Bản Vẽ với dung tích phòng lũ 300 triệu mét khối đóng vai trò chủ đạo. Sự phối hợp giữa các hồ giúp cắt giảm đáng kể đỉnh lũ cho hạ du. Kết quả nghiên cứu có tính ứng dụng cao trong công tác phòng chống thiên tai. Quy trình vận hành liên hồ được đề xuất phù hợp với điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội. Cơ chế phối hợp giữa các hồ đảm bảo hiệu quả phòng chống lũ toàn diện. Nghiên cứu cũng chỉ ra một số hạn chế cần khắc phục. Dữ liệu quan trắc cần được bổ sung liên tục để nâng cao độ chính xác. Mô hình cần được cập nhật theo tác động của biến đổi khí hậu.

4.1. Kết quả chính đạt được từ nghiên cứu

Nghiên cứu đã xây dựng thành công cơ sở khoa học cho vận hành liên hồ chứa mùa lũ. Phân tích thủy văn chi tiết cho toàn bộ lưu vực sông Cả đã hoàn thành đầy đủ. Mô hình toán học được thiết lập và kiểm định đạt độ tin cậy cao qua nhiều trận lũ thực tế. Quy trình vận hành liên hồ được đề xuất với nguyên tắc rõ ràng và minh bạch. Cơ chế phối hợp giữa bốn hồ đã được tính toán kỹ lưỡng. Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả cắt giảm lũ đáng kể cho vùng hạ du. Các điểm kiểm soát vận hành được xác định cụ thể tại các vị trí trọng yếu.

4.2. Ứng dụng và định hướng phát triển

Kết quả nghiên cứu được ứng dụng trực tiếp vào quản lý phòng chống lũ trên lưu vực sông Cả. Quy trình vận hành liên hồ là cơ sở cho các quyết định điều tiết hồ chứa trong mùa mưa bão. Cơ chế phối hợp giúp các hồ chứa hoạt động đồng bộ và hiệu quả cao. Định hướng phát triển bao gồm cập nhật mô hình theo biến đổi khí hậu. Hệ thống cảnh báo sớm cần được tích hợp với quy trình vận hành. Nghiên cứu mở rộng áp dụng cho mùa cạn và quản lý tài nguyên nước tổng hợp trên toàn lưu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU BÀI TOÁN VẬN HÀNH LIÊN HỒ CHỨA 1. Tổng quan các nghiên cứu trên thế giới Vận hành hồ chứa đa mục tiêu với việc sử dụng nước cho nhiều mục đích là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong lịch sử hàng trăm năm của công tác quy hoạch quản lý hệ thống nguồn nước và thu hút nhiều nhà nghiên cứu trong vài chục năm gần đây. Nghiên cứu vận hành quản lý hệ thống hồ chứa luôn phát triển theo thời gian nhằm phục vụ các yêu cầu phát triển liên tục của xã hội, từ nghiên cứu đơn giản của Rippl ở thế kỷ 19 về dung tích trữ phục vụ cấp nước (Rippl, 1883) tới các nghiên cứu gần đây của Lund về phương pháp luận trong vận hành tối ưu hệ thống liên hồ chứa phục vụ đa mục tiêu (Lund và Guzman, 1999, Labadie, 2004) [27]. Mặc dù đã đạt được những tiến bộ vượt bậc trong nghiên cứu quản lý vận hành hồ chứa nhưng cho đến thời điểm hiện tại không có một lời giải chung cho mọi hệ thống mà tùy đặc thù của từng hệ thống sẽ có các lời giải phù hợp.

Trong các phương pháp giải quyết bài toán vận hành liên hồ chứa, trên thế giới các nghiên cứu đã sử dụng các thuật toán điều khiển khác nhau, nhìn chung có 3 nhóm phương pháp thường được sử dụng nhất, bao gồm: mô phỏng, tối ưu và nhóm kết hợp tối ưu và mô phỏng. Để làm rõ cho các phương pháp giải quyết bài toán vận hành liên hồ chứa trên thế giới, đồng thời làm cơ sở cho việc xác định phương pháp tiếp cận của bài toán vận hành liên hồ chứa mùa lũ sông Cả, các nghiên cứu được trình bày dưới đây sẽ chi tiết các phương pháp được nêu ra ở trên: Phương pháp mô phỏng: Mô hình mô phỏng kết hợp với điều hành hồ chứa bao gồm tính toán cân bằng nước của đầu vào, đầu ra hồ chứa và biến đổi lượng trữ. Kỹ thuật mô phỏng đã cung cấp cầu nối từ các công cụ giải tích trước đây cho phân tích hệ thống hồ chứa đến các tập hợp mục đích chung phức tạp. 5 - Theo Simonovic, các khái niệm về mô phỏng là dễ hiểu và thân thiện hơn các khái niệm mô hình hoá khác.

Các mô hình mô phỏng có thể cung cấp các biểu diễn chi tiết và hiện thực hơn về hệ thống hồ chứa và quy tắc điều hành chúng (chẳng hạn đáp ứng chi tiết của các hồ và kênh riêng biệt hoặc hiệu quả của các hiện tượng theo thời gian khác nhau). Thời gian yêu cầu để chuẩn bị đầu vào, chạy mô hình và các yêu cầu tính toán khác của mô phỏng là ít hơn nhiều so với mô hình tối ưu hoá. Các kết quả mô phỏng sẽ dễ dàng thỏa hiệp trong trường hợp đa mục tiêu. Hầu hết các phần mềm mô phỏng có thể chạy trong máy vi tính cá nhân đang sử dụng rộng rãi hiện nay.

Hơn nữa, ngay sau khi số liệu yêu cầu cho phần mềm được chuẩn bị, nó dễ dàng chuyển đổi cho nhau và do đó các kết quả của các thiết kế, quyết định điều hành, thiết kế lựa chọn khác nhau có thể được đánh giá nhanh chóng. Có lẽ một trong số các mô hình mô phỏng hệ thống hồ chứa phổ biến rộng rãi nhất là mô hình HEC-5, phát triển bởi Trung tâm kỹ thuật thủy văn Hoa Kỳ. Một trong những mô hình mô phỏng nổi tiếng khác là mô hình Acres, tổng hợp dòng chảy và điều tiết hồ chứa (SSARR), mô phỏng hệ thống sóng tương tác (IRIS). Gói phần mềm phân tích quyền lợi các hộ sử dụng nước (WRAP).

Mặc dù có sẵn một số các mô hình tổng quát, vẫn cần thiết phải phát triển các mô hình mô phỏng cho một (hệ thống) hồ chứa cụ thể vì mỗi hệ thống hồ chứa có những đặc điểm riêng.J [18] đã nghiên cứu áp dụng thuật toán tiến hóa (Evolution Algorithm–NSGA-II) vào vận hành hệ thống hồ chứa gồm hồ Feitsui và Shihmen ở Đài Loan. Các tác giả đã mô phỏng và vận hành hệ thống hồ chứa theo thời đoạn ngày, sau đó tính toán các chỉ số thiếu hụt nước (shortage indices – SI) cho cả 2 hồ trong một thời gian dài mô phỏng. Thuật toán NSGA-II đã được sử dụng để làm giảm chỉ số SI thông qua chiến lược phối hợp vận hành 2 hồ. Với 49 năm số liệu, các tác giả cho thấy hoàn toàn có thể tìm các chiến lược phối hợp vận hành tốt hơn nhiều so với thực tế vận hành trong 49 năm qua và giải tối ưu Pareto tìm được cho 2 hồ chính là giải kiến nghị cho việc vận hành phối hợp.

[19] đã nghiên cứu áp dụng mạng trí tuệ nhân tạo tiến hóa (ENNIS) vào vận hành hồ chứa Shihmen ở Đài Loan với 5 biến ra 6 quyết định. Kết quả đạt được cho thấy mạng ENNIS sử dụng cho việc vận hành hồ chứa Shihmen này có nhiều thuận lợi hơn nhiều vì nó có ít thông số, dễ dàng xử lý các biến điều khiển, dễ kết hợp giữa mô hình vận hành với các mô hình dự báo dòng chảy đến. Kết quả nghiên cứu cũng chỉ ra rằng mạng ENNIS hoàn toàn có khả năng kiểm soát nhiều biến ra quyết định để đưa ra các quyết định hợp lý khi vận hành hồ chứa đa mục tiêu. Ưu nhược điểm của phương pháp mô phỏng: 1.

Có thể cung cấp các biểu diễn chi tiết và hiện thực hơn về hệ thống hồ chứa và quy tắc điều hành chúng (chẳng hạn: đáp ứng chi tiết của các hồ và kênh riêng biệt hoặc hiệu quả của các hiện tượng theo thời gian khác nhau) 2. Thời gian yêu cầu để chuẩn bị đầu vào, chạy mô hình và các yêu cầu tính toán của mô phỏng là ít hơn nhiều so với mô hình tối ưu 3. Các kết quả mô phỏng sẽ dễ dàng thỏa hiệp trong trường hợp đa mục tiêu 4. Công cụ máy tính hiện đại cho phép sử dụng hiệu quả các phần mềm mô phỏng 5.

Số liệu sử dụng cho các phần mềm có thể chuyển đổi cho nhau, các kết quả của các thiết kế, quyết định điều hành, thiết kế lựa chọn khác nhau có thể được đánh giá nhanh chóng. Phương pháp mô phỏng là phương pháp thông dụng và đã được ứng dụng có hiệu quả ở nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam Phương pháp tối ưu: Kỹ thuật tối ưu hoá bằng quy hoạch tuyến tính và quy hoạch động đã được sử dụng rộng rãi trong quy hoạch và quản lý tài nguyên nước. - Kumar, Viện Khoa học Ấn Độ [21] đã sử dụng thuật toán tối ưu SWARM vào nghiên cứu vận hành hệ thống liên hồ chứa gồm 4 hồ mà trước đây Larson đã sử dụng Quy hoạch động để giải quyết. Hai nhà Thủy văn Kumar và Singh cũng đã áp dụng các thuật toán GA - giải đoán gen.

Tiếp đó Giáo sư Kumar lại thử nghiệm áp dụng cho hệ thống hồ chứa Bhadra của Ấn Độ. Kết quả cho thấy thuật toán tối 7 ưu SWARM có khả năng áp dụng rất tốt vào giải quyết bài toán vận hành liên hồ chứa. - Robin, Trường đại học Edinburgh, vương quốc Anh [23] cũng đã tiến hành nghiên cứu đánh giá thuật toán GA - Giải đoán gen vào vận hành tối ưu hệ thống liên hồ chứa. Nghiên cứu điển hình đã được thực hiện cho hệ thống 4 hồ chứa, rồi cho hệ thống 10 hồ chứa.

Kết quả đạt được cho thấy thuật toán GA đem đến một giải pháp chấp nhận được. Tuy nhiên vẫn còn nhiều vấn đề cần xem xét đặc biệt là phân tích độ nhạy của các biến. - Oliviera and Loucks (1997) [26] đã ứng dụng phương giải đoán gen (GA) để xác định quy trình xả của hệ thống và phương trình cân bằng hồ chứa như các phương trình tuyến tính. Quy trình xả hệ thống cho biết tổng lượng xả ra từ hệ thống liên hồ như một phương trình của lượng nước có sẵn trong hệ thống tại một thời điểm trong năm.

Các phương trình đảm bảo lượng nước trữ cho biết lượng nước cần phải xả từng hồ để đảm bảo mục tiêu xả của hệ thống. Khi xây dựng được hai phương trình này, ta có khả năng xác định chính sách vận hành liên hồ cho phép điều phối quá trình vận hành của toàn hệ thống. Việc điều phối các điểm uốn (inflection) được lựa chọn như là các biến số quyết của vấn đề tối ưu nhằm xác định các chính sách vận hành giúp tối ưu hóa quá trình vận hành hồ chứa.[24] nghiên cứu áp dụng vận hành tối ưu với các quy tắc nhánh cây (treebased rules) cho hệ thống hồ chứa đa mục tiêu phòng lũ với thời gian thực bằng việc tích hợp vào hệ thống mô hình dự báo thủy văn. Phương pháp này đã được áp dụng cho hệ thống hồ chứa trên sông Tanshui ở Đài Loan.

Kết quả vận hành thử nghiệm cho các trận mưa lũ lịch sử năm 2004 (trận Aere, Haima và Neck-ten) cho thấy phương pháp này có kết quả tốt hơn nhiều đảm bảo cắt được đỉnh lũ theo yêu cầu của các điểm kiểm soát ở hạ lưu mà vẫn đảm bảo yêu cầu tích nước ở cuối mùa lũ ở các hồ chứa. - Liu, Zhao, Li và Shen đã ứng dụng phương pháp quy hoạch động lực học bất định (Stochastic Dynamic Program-SDP) để xây dựng mô hình vận hành cho hệ thống ba hồ Gorges ở Trung quốc. Phương pháp quy hoạch bất định này (Stochastic 8 programming) cung cấp kỹ thuật để thực hiện mô hình tối ưu hóa các vấn đề không chắc chắn đối với cả chức năng và vấn đề tuyến tính và không tuyến tính. Nhóm nghiên cứu đã ứng dụng SDP để xác định (discretized) dòng chảy vào và trữ lượng nước trong hồ và tìm kiếm giải pháp tối ưu cho việc vận hành hồ.

Labadie [20], Trường Đại học Bang Colorado đã tổng kết rất nhiều phương pháp sử dụng cho bài toán vận hành liên hồ chứa. Nhóm các phương pháp thường dùng như: Tối ưu ngẫu nhiên ẩn (Implicit StochasticOptimization) gồm: các mô hình quy hoạch tuyến tính (Linear Programming Models), các mô hình tối ưu dòng chảy mạng (Network Flow Optimization Models), các mô hình quy hoạch phi tuyến (Nonlinear Programming Models), các mô hình quy hoạch động rời rạc (Discrete Dynamic Programming Model), các mô hình quy hoạch động liên tục (Diffirential Dynamic Programming Models), các lý thuyết điều khiển tối ưu rời rạc theo thời gian (Discrete Time OptimalControl Theory). Nhóm các phương pháp ngẫu nhiên hiện (Explicit Stochastic Optimization) bao gồm: các mô hình quy hoạch tuyến tính ngẫu nhiên (Stochastic Linear Programming Models), các mô hình quy hoạch động ngẫu nhiên (Stochastic Dynamic Programming Models), các mô hình điều khiển tối ưu ngẫu nhiên (Stochastic Optimal Control Models). Nhóm tích hợp dự báo để vận hành hồ chứa theo thời gian thực.