I. Tính cấp thiết của đề tài luận án
Hệ thống sông Hồng là một trong những hệ thống sông lớn nhất Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế và xã hội. Tuy nhiên, tình trạng cạn kiệt dòng chảy đang diễn ra ngày càng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến việc vận hành hồ chứa và cung cấp nước cho hạ du. Các nguyên nhân như khai thác dòng chảy từ thượng nguồn, tác động của biến đổi khí hậu và các hoạt động khai thác cát trái phép đã làm gia tăng áp lực lên hệ thống. Quy trình quản lý nước hiện tại chưa đáp ứng được yêu cầu thực tiễn, cần thiết phải có các nghiên cứu về giải pháp tối ưu hóa vận hành hệ thống hồ chứa trong mùa cạn nhằm đảm bảo phát điện và cấp nước hiệu quả.
II. Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của nghiên cứu là xây dựng cơ sở khoa học để đề xuất giải pháp vận hành hồ chứa thượng lưu sông Hồng trong mùa cạn. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa phát điện và cấp nước hạ du theo hướng tối ưu hóa đa mục tiêu. Việc ứng dụng thuật toán BORG-MOEA sẽ giúp phân tích và tối ưu hóa các mục tiêu vận hành, từ đó đưa ra các hàm vận hành thời gian thực phù hợp với thực tiễn của hệ thống hồ chứa. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước mà còn đảm bảo an toàn cho các hoạt động kinh tế - xã hội trong khu vực.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là hệ thống các hồ chứa thủy điện lớn trên lưu vực sông Hồng, bao gồm các hồ như Bản Chát, Lai Châu, Sơn La, Hòa Bình, Thác Bà và Tuyên Quang. Phạm vi nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến vận hành hồ chứa trong mùa cạn, từ đó đề xuất các giải pháp tối ưu hóa phù hợp. Nghiên cứu sẽ xem xét các điều kiện tự nhiên, khí hậu, thủy văn và các yếu tố kinh tế - xã hội có liên quan đến việc quản lý và sử dụng nước trong khu vực.
IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu sẽ áp dụng cách tiếp cận hệ thống và tổng hợp, xem xét lưu vực sông Hồng như một hệ thống thống nhất. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm điều tra thực địa, thu thập số liệu khí tượng, thủy văn, và phân tích các yếu tố tác động đến vận hành hồ chứa. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng sẽ sử dụng các phương pháp mô phỏng và tối ưu hóa để xây dựng các hàm mục tiêu và ràng buộc cho bài toán vận hành. Việc áp dụng các công nghệ mới và phương pháp tính toán hiện đại sẽ giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả của các giải pháp đề xuất.
V. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Luận án không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn mang lại giá trị thực tiễn cao trong việc quản lý nước và vận hành hồ chứa. Các giải pháp tối ưu hóa được đề xuất sẽ giúp nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước, đảm bảo cung cấp nước cho hạ du và phát điện trong mùa cạn. Đồng thời, nghiên cứu cũng sẽ góp phần vào việc xây dựng các chính sách quản lý nước bền vững, đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội trong khu vực đồng bằng sông Hồng. Điều này sẽ tạo ra một nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực quản lý tài nguyên nước.
