کشورها چگونه از «تخلیه کامل ظرفیت نیروگاه‌های برق آبی در زمان اوج سیل» جلوگیری می‌کنند؟

(دن تری) - جنجال بر سر مسئولیت و رویه‌های عملیاتی نیروگاه‌های برق آبی بار دیگر شعله‌ور شده است. بنابراین جهان چگونه سدها را اداره می‌کند و سیلاب‌ها را رها می‌کند تا تعادلی بین تولید برق و ایمنی جامعه برقرار کند؟

در اواخر ماه نوامبر، گیا لای، داک لاک و بسیاری از استان‌های ساحلی در منطقه مرکزی با سیلی مواجه شدند که شدیدترین سیل در سال‌های اخیر محسوب می‌شد.

آب گل‌آلود سیل به سمت پایین‌دست هجوم آورد و در بحبوحه هرج و مرج، مردم سدهای برق‌آبی را دیدند که دریچه‌هایشان را باز کردند و آب سفیدرنگی را به پایین سرازیر کردند.

برخی معتقدند که نیروگاه‌های برق آبی و مخازن در اجرای رویه‌های تخلیه سیل خطاهای قابل توجهی دارند.

پروفسور دکتر نگوین کووک دونگ، معاون دائمی انجمن سدهای بزرگ و توسعه منابع آب ویتنام، در مصاحبه با خبرنگار روزنامه دن تری ، نظر خود را اینگونه بیان کرد: داستان مخازن برق آبی در شرایطی است که همه حق دارند، این خطرناک ترین چیز است.

پروفسور دانگ اظهار داشت: «مالک سد برق آبی گفت که 'من از رویه صحیح پیروی کردم'. فرماندهی پیشگیری از بلایا نیز گفت که 'من طبق رویه صحیح دستور دادم'. اما رویه به افراد بستگی دارد.»

نیروگاه برق آبی سونگ با ها، سیلاب تاریخی را رهاسازی می‌کند (عکس: ترونگ تی).

آقای نگوین تونگ فونگ، مدیر دپارتمان مدیریت و ساخت کارهای آبیاری ( وزارت کشاورزی و محیط زیست ) گفت که بسیاری از فرآیندهای بهره‌برداری تک مخزنی و بین مخزنی فعلی بر اساس مجموعه داده‌های تاریخی قدیمی بنا شده‌اند.

بنابراین، این مقادیر شدید جدید را در ۲-۳ سال گذشته منعکس نمی‌کند، زمانی که بارندگی ممکن است ۴-۶ برابر میانگین ماهانه بوده و سیل‌ها بسیار فراتر از رکوردهای ثبت شده قبلی بوده‌اند.

این واقعیت مستلزم بررسی نحوه تعیین فراوانی و احتمال طراحی، هم در برنامه‌ریزی، هم در طراحی و ساخت پروژه و هم در تنظیم رویه‌های عملیاتی است.

با نگاهی به سراسر جهان، کشورها، به ویژه کشورهای آسیایی با مناطق کوهستانی، بارندگی شدید و بلایای طبیعی فراوان مشابه ویتنام، چه اقداماتی را برای بهره‌برداری از نیروگاه‌های برق آبی به گونه‌ای که عوامل اقتصادی و ایمنی را برای مناطق پایین‌دست متعادل کند، انجام می‌دهند؟

روند کلی: بهره‌برداری از سد بر اساس داده‌ها، رهاسازی آب قبل از سیل

بسیاری از مدل‌های بین‌المللی نشان می‌دهند که کلید حل این مشکل در داده‌های بلادرنگ، مدل‌های پیش‌بینی سیل، فناوری مدیریت بین مخازن و یک سیستم هشدار اولیه نهفته است.

آژانس بین‌المللی انرژی (IEA) بارها بر نقش مخازن برق‌آبی به عنوان زیرساخت‌های چندمنظوره تنظیم آب تأکید کرده است: تولید برق، کنترل سیل، جلوگیری از خشکسالی و تنظیم جریان برای مناطق پایین‌دست.

یک سیستم سد برق آبی در ژاپن (عکس: گتی).

طبق گزارش ریسرچ گیت، در بسیاری از حوضه‌های آبریز بزرگ در اروپا، آمریکای جنوبی و آسیا، مخازن آب بر اساس پیش‌بینی و سیستم‌های پشتیبانی تصمیم‌گیری که طبق سناریوهای خاص عمل می‌کنند، برای تولید برق و کاهش اوج سیلاب طراحی یا بازسازی شده‌اند.

اگرچه هر کشوری شرایط خاص خود را دارد، مدل‌های مدرن سه «لایه» فناوری مشترک دارند:

پایش بلادرنگ: باران، سطح آب و جریان آب به طور مداوم توسط شبکه‌ای از حسگرها، ایستگاه‌های اندازه‌گیری خودکار، دوربین‌ها و رادارهای هواشناسی اندازه‌گیری می‌شوند و هر چند دقیقه یکبار به مرکز کنترل به‌روزرسانی می‌شوند.

طبق گزارش Science Direct، مطالعات انجام شده روی سیستم‌های هشدار سیل اینترنت اشیا نشان می‌دهد که اندازه‌گیری‌های مداوم باران و سطح آب، همراه با انتقال داده‌ها از طریق شبکه‌های تلفن همراه، به اپراتورها کمک می‌کند تا به جای تکیه بر تنها چند ایستگاه اندازه‌گیری پراکنده، هر دقیقه تحولات سیل را «ببینند».

در ژاپن، سیستم هیدرولوژیکی ملی هزاران ایستگاه باران‌سنجی و سنجش سطح آب دارد که بسیاری از آنها هر ۵ تا ۱۰ دقیقه به‌روزرسانی می‌شوند و برای پیش‌بینی سیل و بهره‌برداری از سدها مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مدل‌های پیش‌بینی سیل و جریان: داده‌های مشاهداتی به مدل‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی، حتی با استفاده از هوش مصنوعی، وارد می‌شوند تا میزان آب ورودی به دریاچه را از چند ساعت تا چند روز قبل پیش‌بینی کنند.

این مبنای تصمیم‌گیری برای «رهاسازی زودهنگام» است، که به معنای حفظ ظرفیت برای دریافت سیل است، به جای اینکه منتظر بمانیم تا آب به آستانه هشدار برسد و سپس مجبور شویم همه دریچه‌های سد را همزمان باز کنیم.

ژاپن، سوئیس و کره جنوبی همگی پیش‌بینی‌های هواشناسی با وضوح بالا را با مدل‌های جریان رودخانه ادغام می‌کنند تا جریان‌های ورودی به دریاچه‌ها و سناریوهای تخلیه لازم را از قبل محاسبه کنند.

سیستم هشدار اولیه برای جامعه: اطلاعات مربوط به سطح آب دریاچه، جریان تخلیه، پیش‌بینی سیل از طریق پیامک، برنامه‌های کاربردی، سیستم‌های بلندگوی عمومی و علائم الکترونیکی به مقامات و ساکنان پایین‌دست ارسال می‌شود و به مردم کمک می‌کند تا زمان کافی برای تخلیه افراد و اموال خود داشته باشند.

برای مثال، وزارت زمین، زیرساخت، حمل و نقل و گردشگری ژاپن (MLIT) الزام کرده است که قوانین بهره‌برداری از سد و اطلاعات مربوط به تخلیه سیل با عموم مردم به اشتراک گذاشته شود و نقشه‌های مناطق سیل‌خیز و پرخطر برای تسهیل تخلیه منتشر شود.

بر این اساس سه‌لایه، هر کشور مدل مدیریتی خود را متناسب با شرایط رودخانه، اقتصاد و سطح فناوری خود می‌سازد، اما با همان هدف: تخلیه زودهنگام، تخلیه کنترل‌شده، به حداقل رساندن احتمال نیاز به «باز کردن همه دروازه‌ها» درست زمانی که اوج سیل فرا می‌رسد.

در زیر برخی از مدل‌های برجسته بهره‌برداری ایمن از نیروگاه‌های برق‌آبی در کشورهای مختلف جهان آورده شده است:

ژاپن: دیجیتالی کردن کل حوضه آبریز، با سناریوهای واکنش برای هر منطقه

طبق گزارش آژانس آب ژاپن، ژاپن یکی از کشورهایی است که بیشترین باران‌های سنگین و طوفان‌های شدید را در جهان متحمل می‌شود، بنابراین سیستم‌های سد و مخزن آن با ذهنیت «اولویت با ایمنی» اداره می‌شوند.

وزارت زمین، زیرساخت، حمل و نقل و گردشگری ژاپن شبکه‌ای از سدهای چندمنظوره را مدیریت می‌کند که به یک سیستم پیش‌بینی بارندگی مبتنی بر شبکه دقیق و مدل‌های پیش‌بینی سیل برای هر حوضه آبریز متصل هستند.

ژاپن یک مدل پیش‌بینی سیل بسیار مؤثر دارد که از تصمیمات اولیه رهاسازی آب در سدهای عملیاتی پشتیبانی می‌کند (عکس: MDPI).

مدل‌های رواناب که داده‌های بارندگی را در بر می‌گیرند، برای پیش‌بینی سطح آب، شبیه‌سازی سیل و پشتیبانی از تصمیمات بهره‌برداری از سد نیز استفاده می‌شوند.

اسناد MLIT و JICA نشان می‌دهد که ژاپن به اشتراک‌گذاری اطلاعات را یک عامل حیاتی می‌داند.

هر منطقه پایین‌دست دارای نقشه سیل و سناریوهای سطح آب مربوط به سطوح مختلف تخلیه از مخزن است. مقامات محلی اطلاعات لحظه‌ای در مورد سطح آب و جریان‌های تخلیه، همراه با سطوح هشدار توصیه‌شده (از احتیاط تا تخلیه اضطراری) دریافت می‌کنند.

وقتی باران‌های شدید پیش‌بینی می‌شود، گردانندگان سد از قبل میزان آبی را که باید برای حفظ ظرفیت حفاظت از سیل آزاد شود، محاسبه می‌کنند و در صورت لزوم با مقامات هماهنگی می‌کنند تا اطلاعیه‌های تخلیه صادر کنند. این «رهاسازی زودهنگام و تدریجی» خطر تجمع ناگهانی آب در پایین‌دست را کاهش می‌دهد.

کره جنوبی: استفاده از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تخلیه سیلاب

طبق گزارش مجله Smart Water، کره جنوبی در استفاده از هوش مصنوعی پا را فراتر گذاشته است. شرکت مدیریت آب K Water از استراتژی «اولویت با هوش مصنوعی» خبر داده است که در آن هوش مصنوعی در کل سیستم مدیریت آب، از پیش‌بینی خشکسالی و سیل گرفته تا عملیات مخزن، ادغام می‌شود.

هر روز، شرکت آب K بیش از ۷.۴ میلیارد داده از حسگرها، ایستگاه‌های اندازه‌گیری و ماهواره‌ها را برای آموزش مدل‌های پیش‌بینی و بهینه‌سازی عملیات پردازش می‌کند.

سیستم نظارت بر آب K-water مبتنی بر فناوری دوقلوی دیجیتال است (عکس: K water).

شرکت آب K «دوقلوهای دیجیتال» را برای حوضه آبریز می‌سازد و ساختار رودخانه‌ها، دریاچه‌ها، سدها و مناطق مسکونی پایین‌دست را شبیه‌سازی می‌کند.

وقتی باران شدید پیش‌بینی می‌شود، مهندسان می‌توانند گزینه‌های تخلیه زیادی را روی یک مدل عددی آزمایش کنند: اگر آب بیشتری را نگه دارند، چه خطری سد را تهدید می‌کند؟ اگر آب را زودتر با سرعت‌های جریان مختلف آزاد کنند، سطح آب در پایین‌دست چقدر خواهد بود؟ از آنجا، می‌توانند قبل از اعمال آن در عمل، کم‌خطرترین سناریو را انتخاب کنند.

اطلاعات و هشدارهای مربوط به تخلیه سیل به صورت عمومی در وب‌سایت‌ها، اپلیکیشن‌ها و تابلوهای الکترونیکی نمایش داده می‌شوند و به مردم کمک می‌کنند تا از قبل مطلع شوند و به طور پیشگیرانه واکنش نشان دهند.

چین: پلتفرم کلان داده برای پیش‌بینی جریان

چین مخازن برق آبی بزرگی دارد، از جمله سه دره در رودخانه یانگ تسه.

سد سه دره با ظرفیت سیلاب بالا طراحی شده است و به شبکه‌ای از ایستگاه‌های باران‌سنجی، سطح آب و داده‌های ماهواره‌ای در سراسر حوضه متصل است. سیستم پیش‌بینی سیل چین از مدل‌های هیدرولوژیکی و هیدرولیکی مبتنی بر کلان‌داده برای محاسبه میزان آب ورودی به مخزن استفاده می‌کند و از تصمیم‌گیری برای ذخیره آب یا آزادسازی سیلاب در هر مرحله از فصل بارندگی پشتیبانی می‌کند.

طبق گزارش ساینس دایرکت، مطالعات اخیر در چین نیز الگوریتم‌های یادگیری ماشین را برای بهینه‌سازی عملیات بین مخازن آزمایش کرده‌اند تا هم ایمنی در برابر سیل را تضمین کنند و هم تولید برق را حفظ کنند.

نروژ، سوئیس: ارزیابی ریسک سد از طریق حسگرها و هوش مصنوعی

طبق گزارش NGI، نروژ یک «نیروگاه برق آبی» در اروپا است که بخش عمده برق آن از مخازن کوهستانی تأمین می‌شود.

فشارهای ناشی از تغییرات اقلیمی، الزامات ایمنی سدها را به طور فزاینده‌ای سختگیرانه می‌کند.

موسسه ژئوتکنیک نروژ (NGI) یک دپارتمان تخصصی ایمنی سد تأسیس کرد که با استفاده از پلتفرم دیجیتال GeoHub و سیستم NGI Live، داده‌ها را از حسگرهای نصب‌شده در سدها و شیب‌ها جمع‌آوری می‌کند، تغییر شکل، نشت و ارتعاش را به‌صورت بلادرنگ اندازه‌گیری می‌کند و مدل‌های عددی و هوش مصنوعی را برای ارزیابی خطرات ترکیب می‌کند.

این به آنها اجازه می‌دهد نه تنها سطح آب را ببینند، بلکه نحوه عملکرد سازه سد را نیز "بشنوند"، و به آنها اجازه می‌دهد در هنگام وقوع سیل‌های شدید، تصمیمات عملیاتی ایمن‌تری بگیرند.

یکی دیگر از مدل‌های بسیار قابل توجه، MINERVE در حوزه رودخانه رون در سوئیس است.

این یک سیستم پیش‌بینی سیل و پشتیبانی تصمیم‌گیری برای کل رودخانه رون بالایی قبل از ریزش آن به دریاچه ژنو است. MINERVE از پیش‌بینی‌های آب و هوایی از سرویس هواشناسی سوئیس و مرکز پیش‌بینی اروپا استفاده می‌کند و آنها را به مدل هیدرولوژیکی RS MINERVE وارد می‌کند تا جریان رودخانه‌ها و دریاچه‌ها و سطح آب را محاسبه کند.

بر اساس آن پیش‌بینی، ابزار پشتیبانی تصمیم‌گیری MINDS سناریوهایی را برای عملیات مخزن برق آبی پیشنهاد می‌دهد تا آب را زودتر از طریق توربین‌ها یا دریچه‌های پایینی آزاد کند تا ظرفیت پذیرش سیل را حفظ کند. هدف، حفظ بیشتر اوج سیل در مخزن و به حداقل رساندن نیاز به آزاد کردن سرریز در زمان مناسب، زمانی که اوج سیل از پایین‌دست عبور می‌کند، است.

MINERVE در فرآیند کنترل سیل ایالتی ادغام شده است و به وضوح مزایای مدیریت بین مخازن را در مقیاس کل حوضه نشان می‌دهد، نه اینکه آن را به کارخانه‌های منفرد واگذار کند.

منبع: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/cac-nuoc-lam-the-nao-de-tranh-giua-dinh-lu-thuy-dien-xa-het-cong-suat-20251127232650764.htm