Đánh giá cơ chế hình thành xoáy mặt tự do và cuốn khí tại cửa lấy nước thủy điện bằng tiêu chí (∆, Frh): Trường hợp Gibe III và Nậm Ma 2

Tóm tắt

Nghiên cứu này xây dựng bản đồ vận hành hai chiều ∆(Q–Z) và Frₕ(Q–Z) nhằm mô tả quá trình khởi phát và phát triển của xoáy mặt tự do (VT₁–VT₆) tại cửa lấy nước của trạm thủy điện theo hai tiêu chí: “không cuốn khí -Zero-air” và “cuốn khí cho phép -Air-allowance”, β=1×〖10〗^(-5)). Bằng việc kết hợp phân tích định lượng và dữ liệu thực tế từ hai trạm Gibe III (Ethiopia) và Nậm Ma 2 (Lào), nghiên cứu đã xác lập ranh giới vận hành an toàn theo các mức độ xoáy. Với trạm Gibe III, ngưỡng an toàn ∆≈0 xuất hiện thấp hơn thiết kế khoảng 3 m, cảnh báo sớm hơn tín hiệu Frₕ; với Nậm Ma 2, Frₕ duy trì thấp nên chấp nhận “mức cuốn khí cho phép” ở mức VT3 giúp mở rộng vùng làm việc. Đây sẽ là cơ sở đánh giá lại thiết kế, xác định ngưỡng an toàn, và đề xuất cơ sở dữ liệu tham chiếu cho vận hành của trạm thuỷ điện. Từ khóa: Xoáy mặt tự do, cửa lấy nước, độ ngập tới hạn, Gibe III và Nậm Ma 2.