כיצד מדינות נמנעות מ"תחנות כוח הידרואלקטריות שמשחררות את מלוא הקיבולת שלהן במהלך שיא השיטפונות"?

(דן טרי) - המחלוקת סביב האחריות ונהלי התפעול של תחנות כוח הידרואלקטריות התלקחה שוב. אז איך העולם מפעיל סכרים ומשחרר מי שיטפונות כדי לאזן בין ייצור חשמל לבטיחות הקהילה?

בסוף נובמבר, ג'יה לאי, דאק לאק ומחוזות חוף רבים באזור המרכז התמודדו עם שיטפונות שנחשבו לחמורים ביותר מזה שנים רבות.

מי שיטפונות בוציים זרמו במורד הזרם, ובתוך הכאוס, אנשים ראו סכרים הידרואלקטריים פותחים את שעריהם, ושולחים מים לבנים לזרום מטה.

חלק מהדעות טוענות שישנן טעויות משמעותיות מתחנות הידרואלקטריות ומאגרים ביישום הליכי פריקת שיטפונות.

בראיון לכתב עיתון דן טרי , פרופ' ד"ר נגוין קווק דונג, סגן הנשיא הקבוע של איגוד וייטנאם לפיתוח סכרים גדולים ומשאבי מים, הביע את דעתו: סיפורם של מאגרי מים הידרואלקטריים נמצא במצב שבו כולם צודקים, זה הדבר המסוכן ביותר.

"בעל הסכר ההידרואלקטרי אמר 'פעלתי לפי הנוהל הנכון'. גם פיקוד מניעת אסונות אמר 'נתתי את הפקודה לפי הנוהל הנכון'. אבל הנוהל תלוי באנשים", העיר פרופסור דונג.

תחנת הכוח ההידרואלקטרית סונג בה הא משחררת מי שיטפונות היסטוריים (צילום: טרונג טי).

מר נגוין טונג פונג, מנהל מחלקת הניהול והבנייה של עבודות השקיה ( משרד החקלאות והסביבה ), אמר כי תהליכי תפעול רבים של מאגרים בודדים ובין מאגרים בנויים על סדרות נתונים היסטוריות ישנות.

לכן, זה לא משקף ערכים קיצוניים חדשים בשנתיים-שלוש האחרונות, כאשר כמות הגשם הייתה אולי פי 4-6 מהממוצע החודשי והשיטפונות חרגו בהרבה מהשיאים שתועדו בעבר.

מציאות זו מחייבת לבחון מחדש את אופן קביעת התדירות והסתברות התכנון, הן בתכנון, בתכנון ובבנייה של הפרויקט, והן בהתאמת נהלי התפעול.

במבט מסביב לעולם, אילו אמצעים נוקטות מדינות, ובמיוחד מדינות אסיה עם שטח הררי, גשמים קיצוניים ואסונות טבע רבים בדומה לווייטנאם, כדי להפעיל תחנות כוח הידרואלקטריות באופן שמאזן בין גורמים כלכליים לבטיחות באזורים במורד הזרם?

מגמה כללית: פעילות הסכר מבוססת על נתונים, שחרור מים לפני הצפה

מודלים בינלאומיים רבים מראים כי המפתח טמון בנתונים בזמן אמת, מודלים לחיזוי שיטפונות, טכנולוגיית ניהול בין-מאגרים ומערכת התרעה מוקדמת.

הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה (IEA) הדגישה שוב ושוב את תפקידם של מאגרי מים הידרואלקטריים כתשתית רב-תכליתית לוויסות מים: ייצור חשמל, בקרת שיטפונות, מניעת בצורת וויסות זרימה באזורים במורד הזרם.

מערכת סכר הידרואלקטרית ביפן (צילום: Getty).

לפי Research Gate, באגנים גדולים רבים באירופה, דרום אמריקה ואסיה, מאגרים תוכננו או שופצו הן כדי לייצר חשמל והן כדי לצמצם שיאי שיטפונות, בהתבסס על מערכות חיזוי ותמיכת החלטות הפועלות בהתאם לתרחישים ספציפיים.

למרות שלכל מדינה יש תנאים משלה, מודלים מודרניים חולקים שלוש "שכבות" טכנולוגיות משותפות:

ניטור בזמן אמת: גשם, מפלס מים וזרימה נמדדים באופן רציף על ידי רשת של חיישנים, תחנות מדידה אוטומטיות, מצלמות ומראד מזג אוויר, המתעדכנים למרכז הבקרה כל כמה דקות.

לפי Science Direct, מחקרים על מערכות התרעה מפני שיטפונות ברשת האינטרנט של הדברים מראים שמדידות גשם ומפלס מים רציפות, בשילוב עם העברת נתונים דרך רשתות סלולריות, עוזרות למפעילים "לראות" את התפתחויות השיטפונות בכל דקה, במקום להסתמך על מספר מצומצם של תחנות מדידה.

ביפן, המערכת ההידרולוגית הלאומית כוללת אלפי תחנות גשם ומפלס מים, רבות מהן מתעדכנות כל 5 עד 10 דקות, המשמשות הן לחיזוי שיטפונות והן להפעלת סכרים.

מודלים לחיזוי שיטפונות וזרימה: נתוני תצפית מוזנים למודלים הידרולוגיים והידראוליים, ואף משלבים בינה מלאכותית, כדי לחזות את כמות המים הזורמת לאגם מספר שעות עד מספר ימים מראש.

זהו הבסיס להחלטה "לשחרר מוקדם", לשריין קיבולת לקליטת שיטפונות, במקום להמתין שהמים יעלו לסף האזעקה לפני שיהיה צורך לפתוח את כל שערי הסכרים בו זמנית.

יפן, שוויץ ודרום קוריאה משלבות כולן תחזיות מטאורולוגיות ברזולוציה גבוהה עם מודלים של זרימת נחלים כדי לחשב מראש את זרימות המים באגמים ואת תרחישי הפליטה הנדרשים.

מערכת התרעה מוקדמת לקהילה: מידע על מפלס המים באגם, זרימת הפליטה ותחזיות שיטפונות נשלח לרשויות ולתושבים במורד הזרם באמצעות הודעות טקסט, אפליקציות, מערכות רמקולים ציבוריות ושלטים אלקטרוניים, מה שעוזר לאנשים לפנות אנשים ורכוש.

לדוגמה, משרד הקרקעות, התשתיות, התחבורה והתיירות של יפן (MLIT) דורש שיתוף כללי הפעלת סכרים ומידע על שפכי הצפות עם הציבור, ופרסום מפות של אזורי הצפות ואזורי סיכון כדי להקל על הפינוי.

על בסיס תלת-שכבתי זה, כל מדינה בונה את מודל הניהול שלה המתאים לתנאי הנהר, לכלכלה ולרמת הטכנולוגיה שלה, אך עם אותה מטרה: פריקה מוקדמת, פריקה מבוקרת, מזעור האפשרות של "פתיחת כל השערים" בדיוק עם הגעת שיא השיטפונות.

להלן מספר מודלים בולטים של הפעלה בטוחה של אנרגיה הידרואלקטרית במדינות ברחבי העולם:

יפן: דיגיטציה של כל האגן, עם תרחישי תגובה לכל אזור

על פי סוכנות המים של יפן, יפן היא אחת המדינות הסובלות מהגשמים הכבדים ביותר ומסופות טייפון חזקות בעולם, ולכן מערכות הסכרים והמאגרים שלה מופעלות מתוך חשיבה של "בטיחות תחילה".

משרד הקרקעות, התשתיות, התחבורה והתיירות של יפן מנהל רשת של סכרים רב-תכליתיים, המקושרים למערכת חיזוי גשם מפורטת מבוססת רשת ולמודלים לחיזוי שיטפונות עבור כל אגן.

ליפן מודל יעיל מאוד לחיזוי שיטפונות התומך בהחלטות מוקדמות על שחרור מים בסכרים פעילים (צילום: MDPI).

מודלים של נגר המשלבים נתוני גשם משמשים גם לחיזוי מפלסי מים, סימולציה של הצפות ותמיכה בהחלטות לגבי הפעלת סכרים.

מסמכי MLIT ו-JICA מראים כי יפן רואה בשיתוף מידע גורם חיוני.

לכל אזור במורד הזרם יש מפת שיטפונות, תרחישי מפלס מים התואמים לרמות שונות של ספיקה מהמאגר. הרשויות המקומיות מקבלות מידע בזמן אמת על מפלסי מים וזרימת ספיקה, יחד עם רמות התרעה מומלצות (ממצב זהירות ועד לפינוי חירום).

כאשר צפויים גשמים עזים, מפעילי הסכרים יחשבו מראש את כמות המים שיש לשחרר כדי לשריין קיבולת להגנה מפני שיטפונות, ויתאמו עם הרשויות להוצאת הודעות פינוי במידת הצורך. "שחרור מוקדם והדרגתי" זה מפחית את הסיכון להצטברות מים פתאומית במורד הזרם.

דרום קוריאה: יישום בינה מלאכותית כדי לייעל את ניקוז השיטפונות

לפי מגזין Smart Water, דרום קוריאה הולכת צעד קדימה ביישום בינה מלאכותית. תאגיד ניהול המים K Water הכריז על אסטרטגיית "בינה מלאכותית תחילה", המשלבת בינה מלאכותית בכל מערכת ניהול המים, החל מחיזוי בצורת ושיטפונות ועד לתפעול מאגרים.

בכל יום, חברת K water מעבדת יותר מ-7.4 מיליארד נתונים מחיישנים, תחנות מדידה ולוויינים כדי לאמן מודלים של חיזוי ולמטב את הפעילות.

מערכת ניטור המים של K-water מבוססת על טכנולוגיית תאומים דיגיטליים (צילום: K water).

חברת K water בונה "תאומים דיגיטליים" עבור האגן, המדמים את מבנה נהרות, אגמים, סכרים ואזורי מגורים במורד הזרם.

כאשר צפוי גשם כבד, מהנדסים יכולים לבחון אפשרויות רבות לסחיטה על פי מודל מספרי: אם הם יעצרו יותר מים, מה יהיה הסיכון לסכר? אם הם ישחררו מים מוקדם עם קצבי זרימה שונים, מה יהיה מפלס המים במורד הזרם? משם, הם יכולים לבחור את התרחיש הכי פחות מסוכן לפני יישומו בפועל.

מידע ואזהרות על שפכי שיטפונות מוצגים בפומבי באתרי אינטרנט, אפליקציות ולוחות אלקטרוניים, ועוזרים לאנשים לדעת מראש ולהגיב באופן יזום.

סין: פלטפורמת ביג דאטה לחיזוי זרימה

בסין יש מאגרי כוח הידרואלקטריים גדולים רבים, כולל שלושת הערוצים שעל נהר היאנגצה.

סכר שלושת הערוצים מתוכנן עם קיבולת הצפה גדולה, המחובר לרשת של תחנות גשם, נתוני מפלסי מים ונתוני לוויין ברחבי האגן. מערכת חיזוי ההצפות של סין משתמשת במודלים הידרולוגיים והידראוליים המבוססים על ביג דאטה כדי לחשב את כמות המים הזורמת למאגר, ותומכת בהחלטה לאגור מים או לשחרר מי שיטפונות בכל שלב במהלך עונת הגשמים.

על פי Science Direct, מחקרים שנערכו לאחרונה בסין בדקו גם אלגוריתמים של למידת מכונה כדי לייעל את הפעילות הבין-מאגרים, הן כדי להבטיח בטיחות מפני שיטפונות והן כדי לשמור על תפוקת החשמל.

נורבגיה, שוויץ: הערכת סיכוני סכר באמצעות חיישנים ובינה מלאכותית

על פי NGI, נורבגיה היא "מעצמת אנרגיה הידרואלקטרית" באירופה, כאשר רוב החשמל שלה מגיע ממאגרי מים בהרים.

לחצי שינויי האקלים מחמירים יותר ויותר את דרישות בטיחות הסכרים.

המכון הגיאוטכני הנורבגי (NGI) הקים מחלקה ייעודית לבטיחות סכרים, תוך שימוש בפלטפורמה הדיגיטלית GeoHub ובמערכת NGI Live כדי לאסוף נתונים מחיישנים המותקנים בסכרים ובמדרונות, למדוד עיוות, חלחול ורעידות בזמן אמת, ולשלב מודלים מספריים ובינה מלאכותית כדי להעריך סיכונים.

זה מאפשר להם לא רק לראות את מפלסי המים אלא גם "לשמוע" כיצד מבנה הסכר מתפקד, מה שמאפשר להם לקבל החלטות תפעוליות בטוחות יותר במהלך אירועי שיטפונות קיצוניים.

מודל בולט נוסף הוא MINERVE באגן נהר הרון בשוויץ.

זוהי מערכת לחיזוי שיטפונות ותמיכה בקבלת החלטות עבור כל נהר הרון העליון לפני שהוא זורם לאגם ז'נבה. MINERVE משתמשת בתחזיות מזג אוויר מהשירות המטאורולוגי השוויצרי ומרכז התחזית האירופי, המוזנות למודל ההידרולוגי של RS MINERVE כדי לחשב את זרימות ומפלסי המים בנהרות ובאגמים.

בהתבסס על תחזית זו, כלי תמיכת ההחלטות MINDS מציע תרחישים להפעלת מאגרי אנרגיה הידרואלקטרית לשחרור מים מוקדם דרך טורבינות או סכרים תחתונים, על מנת לשריין קיבולת לקליטת שיטפונות. המטרה היא לשמר את רוב שיא השיטפונות במאגר, ולמזער את הצורך בשחרור נזילות בזמן הנכון כאשר שיא השיטפונות עובר במורד הזרם.

MINERVE משולב בתהליך בקרת השיטפונות של המדינה, וממחיש בבירור את היתרונות של ניהול בין-מאגרים בקנה מידה כלל-אגני, מבלי להשאיר זאת למפעלים בודדים.

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