Nhà máy Thủy điện Đa Nhim nằm trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng và Ninh Thuận cũ (nay thuộc Khánh Hòa), khai thác nguồn nước từ hồ Đơn Dương trên lưu vực sông Đa Nhim và sông Krong-Klet. Được khởi công năm 1961, phát điện từ năm 1964 với công suất ban đầu 160MW, đây là một trong những công trình thủy điện lâu đời tại Việt Nam.

Điểm đáng chú ý của nhà máy là hệ thống đường hầm dẫn nước xuyên núi, kết hợp 2 đường ống áp lực dài hơn 2,2km trên đèo Ngoạn Mục, tận dụng độ chênh cao gần 800m để phát điện. Sau dự án mở rộng hoàn thành năm 2021, tổng công suất nhà máy được nâng lên 240MW.

Công trình hơn 60 năm tuổi với hệ thống dẫn nước xuyên núi

Nhà máy Thủy điện Đa Nhim được xây dựng trên lưu vực sông Đa Nhim và sông Krong-Klet, bắt nguồn từ khu vực huyện Lạc Dương cũ, tỉnh Lâm Đồng. Nguồn nước từ 2 con sông tập trung về hồ Đơn Dương, tạo điều kiện khai thác tiềm năng thủy điện trên hệ thống sông Đồng Nai.

Ngày 1/4/1961, công trình Nhà máy Thủy điện Đa Nhim với công suất thiết kế 160MW chính thức được khởi công. Đây là một trong những dự án thủy điện quy mô lớn đầu tiên tại miền Nam Việt Nam, đồng thời đánh dấu giai đoạn hợp tác giữa Việt Nam và Nhật Bản trong lĩnh vực năng lượng.

Phạm vi xây dựng ban đầu gồm đập chính, cửa xả tràn, cửa nhận nước, đường hầm dẫn nước, nhà van, đường ống áp lực, nhà máy phát điện, kênh xả, trạm phân phối và đường dây truyền tải 230kV Đa Nhim - Sài Gòn.

Dự án có sự tham gia của nhiều doanh nghiệp Nhật Bản. Liên danh Kajima - Hazama đảm nhiệm phần xây dựng chính. Công ty Mitsui cung cấp đường dây truyền tải 230kV; Tokyo Shibaura Electric cung cấp tua-bin nước; Mitsubishi Electric cung cấp máy phát điện; Hitachi cung cấp thiết bị sân ngắt; Fuji Electric cung cấp máy biến áp chính. Công ty Sakai Iron Work đảm nhiệm cung cấp đường ống áp lực, cửa xả và cửa van. Công tác giám sát thi công do Công ty Nippon Koei thực hiện.

Trong giai đoạn cao điểm, công trường có khoảng 4.140 người tham gia, gồm 3.700 công nhân, kỹ sư Việt Nam và 440 nhân sự Nhật Bản. Sau 33 tháng xây dựng, ngày 15/1/1964, hai tổ máy đầu tiên chính thức phát điện. Đến tháng 12/1964, hai tổ máy còn lại được đưa vào vận hành, hoàn thành toàn bộ công trình với tổng chi phí khoảng 47,6 triệu USD (1.200 tỷ đồng).

Nhà máy được trang bị 4 tổ máy trục ngang, mỗi tổ có công suất 40MW, nâng tổng công suất lắp đặt lên 160MW. Theo thiết kế, sản lượng điện bình quân đạt khoảng 1 tỷ kWh mỗi năm.

Một trong những đặc điểm kỹ thuật đáng chú ý của Thủy điện Đa Nhim là hệ thống dẫn nước tận dụng độ chênh cao lớn giữa hồ chứa và nhà máy phát điện. Với cột áp khoảng 800m, công trình khai thác áp lực dòng nước để vận hành tua-bin.

Từ hồ Đơn Dương, nước được dẫn qua đường hầm dài khoảng 5km, sau đó đi vào 2 đường ống áp lực đặt song song trên sườn đèo Ngoạn Mục, trước khi tới nhà máy tại khu vực Lâm Sơn, Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận trước đây.

Mỗi đường ống áp lực dài khoảng 2.257m, có đường kính giảm dần từ 2m xuống 1,05m ở đoạn gần nhà máy. Hai tuyến ống được lắp đặt trên địa hình núi dốc, có những đoạn nghiêng từ 20 đến 45 độ. Đây cũng là hạng mục tạo nên dấu ấn dễ nhận diện của công trình khi nhìn từ khu vực đèo Ngoạn Mục.

Nhờ tận dụng độ chênh cao địa hình, nhà máy có suất tiêu hao nước khoảng 0,55-0,56m³/kWh điện. Theo đơn vị vận hành, đây là mức tiêu hao thấp so với nhiều công trình thủy điện khác.

Ngoài phát điện, hồ Đơn Dương còn đảm nhiệm vai trò điều tiết nguồn nước cho khu vực hạ du. Công trình cung cấp nước sinh hoạt và phục vụ sản xuất nông nghiệp tại đồng bằng Ninh Thuận trước đây, với diện tích tưới tiêu khoảng 16.000ha. Vai trò này đặc biệt quan trọng đối với địa phương có khí hậu khô nóng, lượng mưa trung bình hằng năm chỉ khoảng 700-800mm.

Phục hồi hệ thống điện sau hơn 40 năm vận hành

Sau hơn 40 năm vận hành, hệ thống thiết bị của Nhà máy Thủy điện Đa Nhim bước vào giai đoạn cần phục hồi, nâng cấp. Năm 1997, dự án phục hồi hệ thống điện Đa Nhim được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt với sự hỗ trợ về vốn và kỹ thuật từ Nhật Bản.

Dự án khởi công ngày 22/12/2004, tập trung nâng cấp máy phát, tua-bin và hệ thống thu thập dữ liệu thủy văn. Ngày 8/8/2006, công trình hoàn thành. Các thiết bị điều khiển cũ được thay thế bằng hệ thống PLC (Programmable Logic Controller) điều khiển bằng máy tính. Cùng với đó, mạng lưới quan trắc gồm 7 trạm đo mưa, 4 trạm đo mực nước và 4 trạm cảnh báo lũ được lắp đặt trên lưu vực hồ chứa, hỗ trợ công tác dự báo dòng chảy và bảo đảm an toàn vùng hạ du.

Đến năm 2015, Công ty CP Thủy điện Đa Nhim - Hàm Thuận - Đa Mi triển khai dự án mở rộng nhà máy với công suất bổ sung 80MW. Dự án có tổng mức đầu tư hơn 1.952 tỷ đồng, sử dụng vốn vay ODA Nhật Bản. Phương án xây dựng tận dụng hồ chứa và đập tràn hiện hữu, đồng thời bổ sung hệ thống dẫn nước và một nhà máy phát điện mới.

Một trong những hạng mục quan trọng nhất là tuyến đường hầm dẫn nước dài 4.885m, đường kính 3,9m, được xây dựng xuyên qua núi. Trong đó, khoảng 4.665m đường hầm được đào bằng máy TBM. Thiết bị này có khả năng đào liên tục và hỗ trợ gia cố thành hầm trong quá trình thi công.

Tuy nhiên, ngày 23/3/2019, khi máy TBM đào được 3.739m, công trình xảy ra sự cố sụt trượt khiến bùn đất tràn vào một phần thiết bị, làm gián đoạn quá trình thi công. Sau khi đánh giá các phương án khắc phục, chủ đầu tư chuyển sang phương pháp khoan nổ để hoàn thành đoạn hầm còn lại.

Ngày 16/12/2020, tuyến hầm chính thức được thông sau gần 4 năm thi công. Hạng mục này kết nối với cửa nhận nước, tháp điều áp, nhà van và đường ống áp lực, hình thành hệ thống dẫn nước phục vụ tổ máy mở rộng.

Trong thời gian chờ hoàn thành đường hầm mới, tổ máy mở rộng được vận hành bằng nguồn nước trích từ hệ thống dẫn nước của nhà máy hiện hữu. Tổ máy H5 bắt đầu phát điện giai đoạn đầu với công suất 45MW vào năm 2018. Ngày 4/8/2021, tổ máy chính thức vận hành đủ công suất thiết kế 80MW.

Việc hoàn thành dự án mở rộng đưa tổng công suất Nhà máy Thủy điện Đa Nhim từ 160MW lên 240MW. Theo thiết kế, tổ máy mới có thể bổ sung khoảng 99 triệu kWh điện mỗi năm, góp phần khai thác hiệu quả hơn nguồn nước từ hồ Đơn Dương.

Sau hơn 60 năm vận hành, Thủy điện Đa Nhim tiếp tục đảm nhiệm vai trò phát điện và điều tiết nguồn nước phục vụ khu vực hạ du. Hệ thống kênh mương thủy lợi đưa nước về các vùng canh tác thuộc Ninh Sơn, Ninh Hải, Ninh Phước và Phan Rang - Tháp Chàm, góp phần duy trì sản xuất nông nghiệp tại Ninh Thuận trước đây. Nguồn nước phục vụ tưới tiêu cho các loại cây trồng như nho, táo và hoạt động chăn nuôi gia súc tại địa phương.