Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của các hồ chứa ở tỉnh Nghệ An nhằm đáp ứng sự phát triển kinh tế xã hội và thích ứng với sự biến đổi khí hậu

LOI CAM ON

Với sự giúp đỡ của phòng Dao tạo Dai hoc và Sau Đại hoc, Khoa Công trình

trường Đại học Thuỷ Lợi, cùng các thầy cô giáo, bạn bè, đồng nghiệp và gia đìnhđến nay Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài: “Nghién cứu các giải pháp nâng caodung tích hữu ích của các hồ chứa ở tỉnh Nghệ An nhằm đáp ứng sự phát triển

kinh tế xã hội và thích ứng với sự biến đổi khí hậu” đã được hoàn thành.

Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhânđã truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã công bố.

Đặc biệt tác giả xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TS Phạm Ngọc Quývà PGS.TS Đỗ Tất Túc người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tác giả

trong quá trình thực hiện luận văn này.

Với thời gian và trình độ còn hạn chế, luận văn không thể tránh khỏi nhữngthiếu sót Tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy

cô giáo, của các Quý vị quan tâm và bạn bè đồng nghiệp.

Luận văn được hoàn thành tại Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy Loi.Hà Nội, tháng 08 năm 2013

Tác giả luận văn

LE QUOC TUẦN

“Tên tôi là: Lê Quốc Tuấn

Học viên lớp: 19C21-NA

“Tôi xin cam đoan dây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Những nội dung.

và kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai công bé trong bắt

kỳ công trình khoa học nào.

Hà Nội, tháng 08 năm 2013“Tác giả luận van

LÊ QUỐC TUAN

MỤMÔ BAU.

'CHƯƠNG I:TONG QUAN VỀ XÂY DỰNG HO CHUA11 Nhiệm vụ, va ồ, yêu cầu hd chia

1.4, Những nghiên cứu của các tắc giả tong và ngoài nước về việc nâng cao dung

tính hữu ích 10

1.4.1 Nâng cao ngưỡng trăn kết hợp với mở rộng khẩu độ tr, "

2.2.2 Kịch bản biển đổi khí hậu và nước biển ding 372.2.3 Phân tích ảnh hưởng của BDKH đến dung ích hữu ích của hd chứa 93⁄3 Kết luận 4

'CHƯƠNG II: CÁC GIẢI PHÁP NANG CAO DUNG TÍCH HƯU ÍCH CUA HO

3.1 Đặc điểm tự nhiên, dn sinh kinh tếxã hội Nghệ An 4“

3.2 Yêu cầu tăng dung tích hữu ích hỗ chứa ở Nghệ An 463.3 Tiêu chuan giải pháp lựa chọn 03.4 Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ich 0

3.4.1, Nang cao trình ngưỡng tràn kết hợp chuyé n hình thức ngưỡng tràn đỉnh rộng.

sang tràn thực dụng sl

3.4.2 Nâng cao trình ngưỡng tràn kết hợp mở rộng bê rộng tràn 533.4.3, Nâng cao trình ngường trin kết hợp chuyển hình thức tran thực dụng sang.tràn zich zie s43.44, Nang cao trinh ngưỡng tràn kết hop chuyển tran tự do sang trần có cửa van 573.45, Nang cao trinh ngưỡng tràn kết hop làm thêm tran phụ 383.46 Ning cao trinh ngưỡng tran + Nang cao dip kết hợp với làm tường chin sóng

63.4.7 Kết hop các gi pháp với nhau 10

3.5 Kết luận 10CHƯƠNG IV AP DUNG TÍNH TOÁN CHO HO CHUA NƯỚC VUC MÁU 71

4.1 Giới thiệu chung về công tinh n4.2 You cầu đặt rà T643 Tính toán các giải pháp 7643.1, Nông ngưỡng trăn và mổ thêm trần cổ cite van bên cạnh 764.3.2, Ning ngưỡng trăn và mổ thêm trần tự do 19

4.3.3, Nâng ngưỡng tràn và mở thêm tràn ngudng zich zie kiểu mỏ vit 79

4.4 Lựa chọn giải phấp 8145 Kết luận 82

KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ 841 Kết quả đạt được của luận văn M

2 Những tồn tại của luận vấn 843 Kiến nghĩ 85

TÀI LIEU THAM KHAO,

DANH MỤC BANG BIÊU

Bảng I-l: Thông ké theo dung tích hd chứa phục vụ tưới của tổng cục thuỷ lợi ”dy dựng trên thể giới 4Bảng 1-2: Thông số cơ bin một số đập tân labyrinth đã

Bảng 2.1 Lượng mưa trung bình 5 ngày max các thời kỳ so với trung bình nhiềunăm (ngày cảng tăng) 36

Bang 2.2: Sự biến đổi của dong chảy năm (Qo), Qmax, Qmin qua các thời kỳ Tạitrạm Dừa (F=20800km’) 37Bang 2-3: Mức tăng nhiệt độ trung bình (°C) so với thời ky 1980-1999 ở vùng Bắc.

“Trung Bộ theo kịch bản phất thải trung bình (B2) 3

Bảng 2-4: Mức thay đổi lượng mưa (%) so với thời kỳ 1980-1999 ở vùng Bac

‘Trang Bộ theo kịch bản phát thải khí trung bình (B2) 3Bảng 2-5: Mực nước biển dâng (em) so với thời ky 1980-1999 39Bảng 3-1: Chỉ i ting trường GDP của tinh Nghệ An 46

Bảng 3-2: Yêu cầu ding nước của một số khu công nghiệp 4Bang 3-3, Nhu cầu tăng dung tích hữu ích của các hồ chữa ở Nghệ An “49

Bảng 3-4: Hệ số tăng lưu lượng n cu trần piano key A sơ với trần Creager S5

Bảng 3-5: Hệ số ting lưu lượng (n) của trần piano key B so với trần Creager

Bảng 4-1: Mé hình lũ đến với tin suất -02% 7Bảng 4-2: Quan hệ mực nước và dung tích hồ Vực Mẫu 7

Bảng 4-3: Bang so sánh kết quả tính toán điều lũ các giải pháp si

Hình 1-2: Hỗ chứa nước Vực Mắu-Nghệ an

Hình 1 Hỗ chứa nước Kim Sơn-Hà Tĩnh

Hình 1-9 Tran sự cổ kiểu tự vỡ ở Hồ Nam Sơn - Trễt Giang - Trung QuốcMinh 1-10 Cắt dge trần sự cổ hồ Easoup thượng

Hình 1-11: Cat dọc trin sự cố hỗ Kẻ Gỗ - Ha Tĩnh

Hình 1-12: Trin sự cổ kiểu nỗ min gây vỡ ở Hồ Cương Nam - Trung Quốc.Hình 1-13: Trần sự cổ kiễu nỗ min gây vỡ ở Hồ Sơn Hà - Trung QuốcHình 1-142 Trần ích zac - Mỹ (nin từ hạ lưu)

Hình 1-15: Hình thức cấu tạo tràn labyrinth kiểu ngưỡng răng cưa.

Hinh 1-16: Mặt bằng các dạng ngưỡng tin đặc biệt

Hình 1-17: Mô hình tràn Sông Móng (nhìn từ thượng lưu)

Hình 1-18: Mô hình 1/2 tràn Phước Hồa (nhìn từ thượng lưu)Hình 1-19: Đập trần phim Piano Maguga ở Xoa zi lân

Hình 1-20: Đập tràn phim Piano Liege ở BiHình 1-21: Đập tràn phim Piano Goulou ở Pháp

Hình 1-22: Mô hình đập tràn phíPiano Văn Phong ở Việt Nam28Hình 1-23: Hai mô hình nghiên cứu đập tran phim Piano của giáo su F Lempériére

Hình 1-24: Thi công trần phim đân- ống dẫn khí đặt dui console hạ lưu

Hình 2-1; Hiệu ứng nhà kính

Hình 2-2: Xu thé biển đổi nhiệt độ trung bình năm tại trạm Đô Lương,

Hình 2-3: Xu thé biến đổi lượng mưa trung bình năm tại tram Vink

Hình 2-4: Xu thé biển đổi lượng mưa 5 ngày max trạm Đô Lương

Hình 2-5: Xu thể biến đổi của dòng chảy năm (Qo), Qmax, Qmin tại tram DừaHình 3-1: Phân bổ lao động ở tỉnh Nghệ an

Hình 3-2: Tỷ trọng các ngành ở Nghệ an.Hình 3-3: Mat cắt ngưỡng tràn đình rộng,

3536

Hình 3-4: Mặt cắt của ngưỡng trăn thực dụng Ôphisêrôp 32Hình 3-5: Mặt bằng và cắt đọc ngường tràn khi được nâng cao, mở rộng 53Hình 3-6: Cit ngang ngưỡng trần thực dung ssHình 3-7: Mặt bing và cắt ngang ngưỡng trân zich zie s4

Hình 3-8: Quan hệ giữa lưu lượng và mực nước của hình thức A, B và trànCreager 56Hinh 3-9: Chuyển hình thức tràn tự do sang trản có cửa van 57

Hình 3-10: Tổ hợp các hình thie kết cầu của trin chính và trần phụ so

Hình 3-11: Đường qué tình xã lũ hi trần chính và 39tràn phụ đều không có của 59

Hình 3-12: Đường quá trình xã khi tràn chính tự do và tràn phụ kiểu tắm gập nhanh

hoặc đập tự vỡ ( Trưởng hợp 1) 0

Hình 3-13: Dưỡng qué trình xa khi tràn chính tự do va tin phụ kiểu tắm gập 61

(Trường hợp 2) olHình 3-14: Đường qué tinh xa khi trần chính li trăn tự do và tràn phụ kiểu bản lệchtrục ngang (Trường hợp 1) 62Hình 3-15: Dường quá tình xi khi tin chính tự do và trần phụ kiểu bản lệch trụcngang (Trường hợp 2) 62Hình 3-16: Đường quả trình xa Ii khi trần chính cổ cửa vả trăn phụ tự do 6Hình 3-17: Đường quá trình xã khi trin chính cócửa van và trin phy kiểu tim gập,nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 1) 6tHình 3-18: Đường quá trinh xả khi tràn chính cócửa van và trin phụ kiểu

nhanh hoặc đập tự vỡ ( Trường hợp 2)

Hình 3-19: Đường quá trình xả khi tràn chính có cửa van và tràn phụ kiểu bản lệch.trục ngang (Trường hợp 1) 65Hình 3-20: Đường quá trình xa khi tran chính có cửa van và tran phụ kiểu ban lệchtrục ngang (Trưởng hợp 2) 66

Hình 3-21: Lắp ghép của van phụ ở phía rên 68

Hình 3-22: Áp trúc mái thượng lưu đập 68

Hình 3-23: Ap trúc mái thượng ha lưu dap 68

Hình 3-24: Áp trúc mái thượng thượng hạ lưu đập “.

Hình 4-1: Mặt bằng vị tí hồ Vục Mắu 7ÍHình 4-2: Cit đọc và mặt bằng trần xa lũ hỗ Vực Mẫu nHình 4-3: Đường quá trình lũ đến (Quiy ~T), P=I% hỗ Vue Mẫu "

Vinh 4-6 Biểu đồ quá tình điều tiết 10 kết hợp tn phụ có cửa vanHình 4-7: Bồ tri mặt bằng tran xã lũ khi mỡ rộng

Hình 4-8: Chính diện thượng hạ lưu trin sau khi mỡ rộng,

Hình 4-9: Biểu đồ quả trình điều tiết lũ kết hợp tràn phụ là tin tự do.Hình 4-10: Biểu đồ quá trình điều tiết 10 kết hợp tràn phụ là tran zich Zắc.Hình 4-11: Bồ trí trản zich zie hỗ Vực Mẫu.

7980sl

MỞ DAU1 Tính cấp thiết của để tài

Số lượng công trình hi dip lớn, vữa và nhỏ được xây dụng trong vũng Nghệ

An trong những năm qua lên đến hàng tăm công tỉnh Bên cạnh những hd chứa đã

xuống cấp cần sửa chữa lại để dim bảo ổn định là các hd chứa cần phải ning caoxã hội và biến đổi khí hậu.

dụng tích hữu ích để đáp ứng sự phát triển kinh

Kinh tế xã hội tỉnh Nghệ An đang phát triển mạnh mẽ, nhu cầu cấp nước cho.

sinh hoạt, chin nuôi tăng lên, các khu công nghiệp mọc ra hàng năm Nông dân

dang được tiếp cận với những giống cây trồng mới có năng suất cao, biện pháp canhtác thâm canh tăng vụ đồi hỏi lượng nước dùng cao hơn, bên cạnh là sự biển đổi khí

cây trồng và lượng nướ

hít triển du lich cũng dat ra đối với các hd chia có mực nước chết thip, hiện nay

tần suất dim bảo cấp nước tăng từ 75% lên 85% có ảnh hưởng đáng kể đến lượngnước tưới Để đáp ứng được các yêu cẩu đặt ra cần phải nâng cao dung tích hữu ích.

của các hỗ chứa

Các biện pháp xử lý để nâng cao dung tích hữu ích hiện nay chủ yếu là nắng

cao ngưỡng tràn kết hợp với mở rộng khẩu độ tran và tôn cao đỉnh đập Việc nâng.cao trình đỉnh đập có anh hưởng đến công tác đẻn bù giải phóng mặt bằng hoặc phảilàm thêm các đập phụ chống lũ Nghiên cứu tinh ton giải pháp nâng cao dung chhữu ich hd chứa trong khi giữ nguyên cao trinh định đập là một bài toán vừa đảm

bảo tính kỹ thuật và kinh tế.

Vi vậy dé tài "Nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của các hdchia ở tinh Nghệ An nhằm dip ứng sự phát triển kinh tẾ xã hội và thích ứng với sựbiển đội khí hậu” a rất cằn thiết và cắp bách,

TL Mục đích củn đề tai:

~ Nghiên cứu tác động của biến đổi khí hậu đến hồ chứa nước.

Nghiên cứu các phương phíp tinh toin và giải pháp nâng cao dung tích hữu

ísh hỗ chứa nước,

~ Ap dung tinh toán cho hỗ chứa nước cụ thểIIL Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Điều tra, khảo sát và đánh giá công trình (hỗ chứa) edn nâng cao dung tích

hữu ích trong khu vực dự án.

+ Nghiên cứu các ý do cin phải nâng cao dung ích hữu ích của hỗ chứa nước.Phân ích định tính và định lượng các công thức, phương phíp tinh toán tranxả lũ, Lựa chọn các công thức, phương pháp tinh toán phù hợp.

= Tính toán ứng dụng, phân tích so sánh và rút ra kết luận

IV Kết quả dự kiến đạt được.

- ĐỀ ra giải pháp hợp lý cho việc thiết ké nâng cao dung tich hữu ích của hồchứa nước.

= Tinh toán áp dụng cụ thé cho hỗ chứa nước Vie Mẫu

- Kết quả nghiên cứu được trình bảy dưới dạng các thi và biển đổ

+ Kết luận và kiến nhị.

"Nghĩa khoa học, kinh t và xã hội5.1 Ý Nghia khoa học

Kết quả của luận văn sẽ được sử dụng như là một ti iệu tham khảo cho việc

tính toán các giả pháp nâng cao dung tích hữu ích hồ chứa nước

Chương I Tổng quan về xây dựng hỗ chứa

Chương II Biển đổi khí hậu và những thách thức đặt ra đối với hỗ chứa

Chương III Các giải pháp nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa nước ở Nghệ An

Chương IV Ap dung tinh toàn cho hỗ chứa nước Vực MẫuKẾt luận và kiến nghị

Phụ lục

CHUONG I: TONG QUAN VỀ XÂY DỰNG HO CI

LLNvg, vai trà, yêu cầu hỒ chứa

Hiện nay nước ta đã xây dụng và đưa vào khai thác 6648 hồ chứa các loại, với

tổng dung tích theo thiết kế là 49,88 tỷ m' nước Trong tổng số 2198 hỗ chứa códung tích lớn hơn 200 nghin m nước, nhiều hồ có dung tích từ vài chục đến vàitrim triệu m’ nước Hỗ chứa có nhiệm vụ cấp nước tưới phục vụ cho sản xuất trong

mùa khô, cấp nước sinh hoạt cho con người và vật nuôi, cắt lũ rong mia mưa lũ,phát điện và bổ sung nước mùa kiệt cho hạ du để đầy mặn, cải tạo mỗi trường sinhthi

Hồ chứa đóng vai trò rét quan trọng trong việc bảo vệ, cải tạo môi trường sinh

thái Góp phần quan trong vào việc xoá đói giảm nghẻo, xây dựng nông thôn mới.“Tăng ning suit, ôn định sản lượng lúa, dâm bảo an nỉnh lương thực và góp phần

xuất khẩu, Tạo điều kiện đa dạng hoá cây trồng và vật nuôi chuyên canh.

a số các đập đất được xây dựng từ những năm 70-80, đến nay do thôi gian sửdụng lâu năm và tắc động của thời tiết nên các công trình đã bị xuống cấp nghiêm.trọng Hiện nay do điều kiện kính ế xã hội ngày cảng phi iễn, ân số tăng, như

công nghiệp và dití

cầu cấp nước sinh hoại, chấn nu năng tăng cao Khoa học

công nghệ dang phát trién mạnh giống cây trong năng suất cao được đưa.

vào sử dung kết hợp với các biện pháp thâm canh tăng vụ đem lại năng suất cao chonông dan, Điều kiện khi hậu ngày càng diễn biến phức tạp, lượng nước mưa có xu

hướng ting trong mia mưa và giảm trong mia khô Nhũng vẫn đề tên đã và dangcđặt ra các yêu cầu đối với các hỗ chứa là can phải sửa chữa nâng cắp để dim bảo én

định chống ũ, tăng dung tích hữu ich đáp ứng tốt hơn như cầu cắp nước, phát điện

_g6p phần vào công cuộc xây dựng và phát trién đất nước.

‘Tinh hình xây dựng hồ chứn nước trên thể giới và Việt Naminh hình xây dựng hỗ chứa nước trên thé giới

Hồ chứa chiếm một vị tí quan trong trong việc điều chỉnh đồng chảy, điều tiết

lưu lượng Yêu cầu xây dựng hỗ chứa phải đảm bảo an toàn và kinh tế.

nước mỗi hd với tông dung ích các hồ là 4.200 tỷ mét khối.

Theo tiêu chí phân loại của uy ban Quốc ế về dip lớn (ICOLD), hb có dungtích từ triệu m' nước trở lên hoặc chiều cao đập dâng nước trên 10 mét có hơn45.000 hồ Trong đó Châu A có 31.340 hỗ (chiếm 70%), Bắc và Trung Mỹ có 8.010hỗ, Tây Âu có 4227 hd, Đông Âu có 1.203 hd, Châu Phi 1.260 hỗ, Châu ĐạiDương 577 hồ Đứng đầu danh sách các nước cỏ nhiều hồ là Trung Quốc (22.000hồ), Mỹ (6.575 hồ), An Độ (1291 hồ), Nhật Bán (2.675 hồ), Tay Ban Nha 1.196

“Hình 1-1: Hỗ chúa nước Gileppe (Bi)

Nước Nga có hơn 150 hồ lớn với tổng dung tích trên 200 tỷ m3 nước, Các hồlớn nhất thé giới có hỗ Boulder trên sông colorado (Mỹ) dung tích 38 ty m' nước,

hỗ Grand coulle trên sông Columbia (Mỹ) dung tích 24 tỷ m’ nước, Hỗ Borat trên

sông Angera (Nga) có dung tích gần 20 tỷ mỶ nước.

TH chứa mang đến nhiều lợi ích khác nhau, nhưng cũng có những hạn chế

Mit ích cực của hồ chứa nước i những công trình sử dụng nguồn nước tổnghợp và mang tính đa chức năng Hồ cấp nước cho các ngành sản xuất công nghiệp,nông nghiệp, sinh hoạt, phòng chống la fut, hạn han, hồ phát điện Khi một hồchứa nước được xây dựng sẽ tạo sự én định và phát triển kinh tế cho cả một khu.vực, Tạo công ăn việc làm, giải quyết thất nghiệp, phân bổ lao động Mặt khác,trong một số trường hợp còn đảm bao an ninh quốc phòng

Mặt hạn chế khi xây dựng hỗ là: nếu có sơ xuất trong thiết kế, xây dựng, vận.

hành khai thác hoặc trình độ kỹ thuật quản lý chưa cao không đáp ứng được đồi hoi

của thực tế, thì có thể gây ra sự có dẫn đến những hậu quả thảm hại Nếu thất thoátnước nhiều gây thiếu nước ảnh hưởng đến năng suất cây trồng vật muỗi, giảm điệnnăng và gây khô khăn cho các hoạt động kinh tế, xã hội khác, Nước trong hỗ dâng

é gây ra trượt lở đất ở thượng lưu, xói 16 đất ở hạ lưu, gia tăng các hoạtđộng địa chất trong ving, sinh lẫy ving ven, làm 6 nhiễm một số vùng ảnh hưởng

<én chất lượng cuộc sing còn người, thim thực vật và sự phát triển các loài hủysản Ngập lạt lông hồ lâm mắt đi một diện tích đăng kế đất nông nghiệp, đất lâmnghiệp, khoáng sản, đi tích lch sử, văn hóa, Nếu con người sử dụng nước hd khôngđăng din cổ thể din tới mắt an toàn vệ sinh và lao động Vi vây cỗ quan điểm ở mộtsố nước không xây hd chứa nữa vì nó gây ra nhiều bắt cập, bắt lợi

Xây dựng và sử dụng hồ chứa nước trên thé giới có một lịch sử phát triển lâu.đồi Cách đây hơn 6 nghìn năm người Trung Quốc và Ai Cập đã biết sử dụng vậtliệu tại chỗ để dip đập ngăn sông subi tạo thành hồ chứa Thời kỳ cổ đại có hồ

Vicinity tại Menphis thuộc thung ling sông Nin (Ai Cập) có xây dip đá d cao 15im, dài 45 m

1.22 Tình hình xây dựng hồ chứa nước ở Việt Nam

Việt Nam có 3⁄4 diện tích đất đai là đi núi và hệ thống sông suối dy đặc,lượng mưa trung bình hang năm từ 1.800mm đến 2.000mm nhưng phân bố không.

đều; mùa khô kéo dai khoảng 6 + 7 tháng, lượng mưa chỉ chiếm 15% +6 tổnglượng mưa cả năm, còn lại 80% + 85% lượng mưa trong Š + 6 thắng mia mưa;những đặc điềm trên it thuận lợi đ xây dựng các hỗ chứa

và tải sản nhân dân vùng hạ lưu.

Hồ chứa nước én kinh tếvai trò quan trọng để phát t tới chung và sin xuấtnông nghiệp nói riêng Nhà nước rắt quan tâm phát triển xây dựng các hỗ chúa nướcđặc biệt La từ sau khi đất nước thống nhất.

Trong nhiều năm qua Nhà nước và nhãn dân đã đầu tư nhiều tiền của, côngsức để xây dựng hồ chứa nước phục vụ cho phát triển sản xuất Hiện nay, trên địa"bản 45 tỉnh, thành phổ trong cả nước xây dựng được 6648 hồ chứa nước các loại vớitổng dung tích trữ trên 49,88 tỷ m” nước Nhiều hỗ chứa nước lớn như hỗ Hoa Bình

(Hòa Bình), Thác Bà (Yên Bái), Sơn La (Sơn La), Na Hang (Tuyên Quang), Núi

Cốc (Thái Nguyên), Cấm Sơn (Bắc Giang), Cửa Đạt, Sông Mực (Thanh Hóa), KẻGỗ (Hà Tinh), Phú Ninh (Quảng Nam), Dau Tiếng (Tây Ninh).v.v mang lại hiệuích to lớn, cấp nước phục vụ cho sin xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoại, cảitạo moi trường sinh thấi, còn có nhiệm vụ cắt lũ bảo đảm an toàn cho hạ du.

‘Trong số các hỗ chứa đã được xây dựng, thủy điện có 29 hỗ với tổng dung tíchtrữ khoảng 39,6 tỷ m3 nước Thủy lợi có 5.466 hồ với tổng dung tích 10,28 tỷ m3nước, bảo đảm tưới cho 803.180ha đất canh tác, gdm:

Bing 1-1: Thẳng kẻ theo dung ích hỗ chứa phục vụ trổ của tổng cục thus lợi

>I0 triệu m3 | 5uiệu *10uiệu | Tuiệu =Striệu [ 0.2tiệu:Suiệu | <0.2uiệu mãmã mã mã

103 68 543 2295 4182Các tinh có nhiều hỗ chứa là Hoà Bình (521 hỗ), Bắc Giang (461 hỗ), Tuyên

Quang (440 hồ), Vĩnh Phúc (227 hồ), Phú Thọ (124 hồ), Thanh Hoá (436 hồ), NghệAn (625 hồ), Hà Tinh (339 hồ), Bình Định (223 hd), Đăk Lak (458 hồ),

Hồ chứa nước có nhiễu li ích song cũng luôn tiềm én nguy cơ sự cổ, đc doa{én an toàn của công trình và hạ du Trong thời gian qua nhiều hd chứa có quy mô

Vita và nhỏ đã bị vỡ gây thiệt hại đáng kể tới người, tải sin của nhân dân như:

+ Năm 1978 tinh Nghệ An vỡ đập hỗ Quán Hai (4,6 triệu m3), hồ Đôn Húng(9 triệu m3) làm 14 người chết

+ Năm 1986 tỉnh Khánh Hòa vỡ đập hồ Suối hành (7.34 triệu m3)

+ Năm 1989 vỡ đập hồ Am Chúa (2,97 triệu m3) sau khi xử lý năm 1992 hồlại iếp tực vỡ

+ Năm 2009 tỉnh Hà Tĩnh vỡ Đập Z20 (0.30 triệu m3)

+ Năm 2010 vỡ dp hồ Khe Mơ (070 triệu m3), đập Trứng (0.20 triệu mồ);

tính Quảng Bình vỡ đập hồ Cây Tắt (070 triệu m3), Khe Cay (030 triệu mồ): tỉnhNinh Thuận vỡ đập hỗ Phước Trung (2.34 triệu m3)

+ Năm 1989 vỡ đập hỗ Am Chúa (297 triệu m3) sau khi xử lý năm 1992 hồ

lại ip te vỡ.

Các hỗ bị vỡ nguyên nhân do chất lượng thi công không bảo đảm, mưa lĩ quálớn vượt tần xuất thiết kể, công tác quản lý còn nhiễu hạn chế, không đủ kính phí để

sửa chia ning cắp

Để phát huy mặt lợi và đề phòng các diễn biển bắt lợi, công tác đầu tư sửachữa, nông cấp, quản lý hỗ chứa cần được quan tim và tăng cường nhằm bảo dim

an toàn công trình và nâng cao hiệu qua của hỗ chứa

1.3 Những đặc điểm hd chứa nước ở Nghệ An

13.1 Khái quát

+ Số hồ có dung tích tr từ 10 triệu m` trở lên cố '6 hồ (Vực Mẫu, Vệ Vũng,

Khe Đá, Sông Sào, Xuân Dương, Bau Da)

+ Số hi cổ dung ích tr tử 5 đến dưới I0 triệu m’ có 12 hỗ+ Số hồ có dung tích trữ từ 1 đến dưới 5 triệu m có 68 hồ+ Số hỗ có chiễu cao dip từ 10m ở lên có 111 hỗ

Các hồ nước này ngoài nhiệm vụ cung cp nước cho 39 nghin ha đất sin xuất,

IM bảo vệ vùng hạ du

phục vụ dan sinh và kinh tế thi cồn có nhiệm vụ điều ti

Hình 1-4: Vị tí các hỗ chứa ở Nghệ An1.3.2 Dặc điểm

+ Chủ yếu được xây dựng từ những năm 1970 - 1980 trong điều kiện nên kinh18 đất nước còn nhiều khó khăn, công tác khảo sắt, thiết kế và thi công côn nhiềuthiểu sót, các công trình đầu mồi không được xây dựng hoàn thiện Thời gian khai

kinhthác, sử dụng các hỗ đã lâu, việc quản lý chưa được quan tâm đúng mức,

phí để duy tu sửa chữa, dẫn đến nhiều hồ chứa nước nhanh chóng bị xuốngBây

mắt an toàn công trình Số liệu mới nhất của các ngành chức năng tại Nghệ An chomưa lũ lớn

biết hiện có đến 500 trên tổng số 625 hồ chứa hư hong, xuống cấp,sẽ cổ nguy cơ vỡ hỗ chữa

ait, thiết kế+ Về thiết kế : Các hồ do nhà nước đầu tư xây dựng được khảo.

theo quy tình, quy phạm kj thuật của ngành „ nhưng phin lớn mức phỏng lũ được

tính với ti liệu thuỷ văn ngắn, mô hình lũ đơn, tin suắt phòng lũ thấp 5-10%

Các hồ đo nhà nước và nhân dân cũng lim ti liệu thuỷ văn thương thiểu

hoặc phải tính theo phương pháp tương quan có độ chính xác không cao

Các hỗ do dân tr xây dựng _ thường có dung tich ti 0.3 đến dui triệumÌ nước, nhiều hd không có khảo sit thiết kế

+ Về thi công: th công không đồng bộ các hạ ng mục công trinh và bằng nhiều

phượng tiện kỹ thuật khác nhau.

+ Vé đập đất ; Phần lớn đắp bằng thủ công _ dim nén kém , nhiều hd không.được xử lý mồng ở lòng khe Một số hồ dip cao chồng lũ bằng đắp vuốt mai limgiảm chiều rộng mặt đập và không đảm bảo mặt cất theo tiêu chuẩn kỹ thuật

+ VỀ tràn xd lũ: Phần lớn Id trần bãi, su được gia cổ dẫn và mỡ rộng thêm, cótrân phải mở rộng thêm, 3-4 lần tản cũ, có trân trước đây chỉ rộn g 4-8m nay phảimỡ rộng 25m, 40m Hiện nay vẫn còn nhiều hồ sử dụng tràn bãi., quá trình sử dụng

bị xói sâu làm giảm dung tích hữu ích của hồ,

+ Cổng lay nước chủ yếu bằng ống bê tông lắp ghép, cửa công hầu hết là cửa

phẳng, không kin nước.

+ Tinh hình quản lý : Các Công ty, xí nghiệp thuỷ lợi (nay là công ty TNHH

thuỷ loi) quản lý 50 hỗ (thương hồ có dung tích 1,5 triệu m* nước trở lên) Hàng,

năm được duy tu , sửa chữa, hỗ sơ thiết kể ban đầu và quá trìn _h quản lý khai thác

được cập nhật , lưu giữ tương đối đầy đủ trường hợp thiếu thi được đo đạc khỏiphục bổ sung nhưng hi hết còn thiểu quy trình vận hành (ca tong mùa tưới và

trong phòng chống lụt bão)

Xã, HTX quản lý 575 hỗ,

triệu m* nước, công tác quản lý còn nhiều

A các hỗ nhỏ, tưới gon x! 1 dung tích thường dưới 1n tại như li: Việc duytu,, sửa chữa

thường không thực biện thường xuyên hoặc chưa tương xứng với tài sin nên công

trình bị xuống cáp , rd nước, tốn thất nước lớn Nhiều địa phương quản lý nhưng

không có hồ sơ công trinh tà liệu t đt kế ban đầu mắt mắt, th lạc, không có quytrình kỹ thuật quan lý, công tác do đạc, quan trắc (quan trắc mục nước lũ, quan trắclún, xê địch) thực hiện không diy dù Đang coi nhẹ quản lý hd, chưa chú ý xây,

dạng né nếp quản ý kỹ thuật và quản lý kinh tế

Các tác nhân chính gây mắt an toàn cho hỗ chứa là do lũ lớn tran qua đỉnh đập.đất gây vỡ đập, thắm lớn qua nền và thân đập gây xối ngằm hoặc trượt mai ưu,

sóng do bão làm trượt mái thượng lưu hoặc vận hành không đúng kỹ thuật (háo can

hồ quả nhanh gây sat trượt mái thượng lưu dip dit) Các tổ méi, hang hỗc không

“được phát hiện, xử lý kịp thời Nhiều hồ chứa còn thiểu năng lực xã lũ do khi thiết

kế tính toán lũ thiên nhỏ, mô hình thiết é lũ không phù hợp với tình hình mưa lũtrên lưu vực, rừng đầu nguồn bị tin phá nên lũ tập trung về hỗ nhanh hơn, nhiềuhơn Hau hết các hồ chứa nhỏ có dung tích dưới 1 triệu m3 mái thượng lưu không.được gia cổ, thường bi sat trượt nghiêm trong, ảnh hưởng đến an toàn công trình.Một số hỗ chứa được gia cổ mái thượng lưu bằng đá lá hoặc bê tông, do gia cổ lâunên lớp gia cổ bị xô tut

+ Khả năng an toàn của các hd chứa:

Các hỗ có dung tích trữ trên 10 triệu rở lên có thé đảm bảo an toàn ở mức.tn sult 15.3%.

Các hỗ có dung tich tr trên 2 đến 10 triệu m trở lên có thể dim bảo an ton ởmức tin suất 359%

Các hỗ nhỏ dưới 2 triệu m’ chỉ đảm bảo ở mức tin suất lũ 5-10% và một số hồ.

còn thấp hơn nữa (chủ yếu do nhân din xây đụng và quản lý) Gặp mưa lũ lớn cóthé nước tran qua mặt đập làm vỡ đập,

1.4 Những nghiên cứu cũa các tie giả trong và ngoidung tích hữu ích

nước vé việc nâng cao

Các hồ chứa đã xuống cắp cần phải được nâng cắp sửa chữa Ngoài việc kiên

cố hoá dé dim bảo sự ôn định còn phải nâng cao dung tích hữu ich để đáp ứng được.

nhu cầu sử dung nước ngày cảng cao Để nang cao dun ig tích hữu ích phải nâng cao.

trình ngưỡng tràn làm ảnh hưởng đến diện tích ngập lụt trong lòng hd Vì vay cản

phải được phân tích, so sánh, lựa chọn giái pháp hợp lý dé dem lại hiệu quả cao.

Hiện nay đã có nhiều giải pháp nâng cao dung tích hữu ích:

1.4.1 Nang cao ngưỡng trần kết hợp với mỡ rộng khẩu độ tràn.

Mở rộng diện trần làm tăng khả năng tháo lũ, giải pháp này khắc phục được,

nhược điểm của tăng cột nước tin, không ảnh hưởng đến kết cầu các bộ phận saungưỡng Tuy nhiên cần căn cứ vào điều kiện địa chất, địa hình tuyến trần có chophép mở rộng hay không và vin đề nối tiếp giữa kết cấu cũ và mới cũng cần phải

xem xét kỹ,

1.4.2 Nang cao ngưỡng trần kết hợp thay trần không có cửa van bằng tràn cóKhi cần tăng kha năng an toàn về tháo trong điều kiện địa hình hẹp, dia chấttốt có thé hạ thấp cao trình ngường tran va lắp thêm cửa van Giải pháp này có ưu.

điểm là khả năng tháo lớn, tính chủ động cao, không làm tăng ngập lụt, khả năng,vượt tải lớn, khả năng đảm bảo an toàn cao Nhưng phải để cao công tác quản lývan hành để đạt hiệu quả

1.4.8, Nâng cao ngưỡng tràn kết hợp làm thêm tràn phụ, tràn sự cỗ.

ing đã có nghiên cứu nhất định vé tràn sự cố như ở Trung

Trên thể giới

“Quốc, trước những năm 1980 chưa có trim sự cổ, thing 8 năm 1975 xuất hiện lũ lớnvượt thiết kế làm hư hại nhiễu đập hồ Từ đó người ta đã đưa ra khái niệm mựcnước lũ bảo vệ đập và cần có trăn sự cổ Tử năm 1980 đã thực hiện thiết kế, xây

‘dug bổ sung tran sự cỗ cho các hỗ chứa đã có hoặc dang trong xây dựng mới Hình

thức hay dùng ở Trung Quốc là tràn tự do, tran sự cổ kiểu đập đắt tự vỡ, tràn sự cố.kiểu nỗ min gy võ Nói chúng ở Trung Quốc đều dùng hình thức trần sự cổ có kếtcấu đơn giản, chiều cao từ 2 + 5 mt, chiều dai ngưỡng trin lớn để giảm lưu tốc V,lưu lượng đơn vq và vin đễ tiêu năng không nặng nf

Cũng với việc nghiên cứu về tràn chính người ta còn nghiên cứu kết hợp trân

sự cổ thio kết hợp với tràn chính để giảm giá thành công tinh tràn xã lũ Ở Liêu

Ninh (Trung Quốc) làm trin sự cổ kiểu nước tràn qua dip đắt gây vỡ, kết hợp tràn

chính xả lũ đã giảm 40% + 60% giá thành công trình xả lũ Ở Australia so sánh 5

đập có đăng trần sự cỗ (kết hợp với trần chỉnh) cho thấy vốn đầu tư giảm 20% +

30% so với chỉ ding tràn chính.

6 Mỹ, Mexico, Pháp, Australia, Bỏ Đảo Nha người 4 có những nghiền cứu

lý thuyết và mô hình thủy lực về hình thức kết cfu khả năng théo của tn Zich zie(tràn Labyrinth) và đã áp dựng xây đựng loại phim đản piano, loại mỏ vit, loạingưỡng xiên đễ tăng chiễu đãi ngưỡng lên nhiều lẫn

Đặc biệt, Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới ấm, gid mùa, sự khắc nghiệt về thờitiết tính ác liệt của mưa to, l lớn xảy ra thường xuyên trong năm, từ vùng này sangvũng khác, Bên cạnh đó với tinh chất của biến đổi khí hậu, lượng mưa năm hẳu như.ít thay đổi nhưng có sự chuyển đổi lượng mưa giữa các mùa, số các trần mưa

giường như tăng về mia mưa và giảm về mùa khô Trong mia mưa, lượng mưa

cũng trở nên tập trung bơn Ngoài ra do chúng ta tàn phá rừng tài nguyên rừng đầu.nguồn giy hiện trợng đất trồng đồi núi trọc dn đến đồng chảy vé các hỗ chứa điễnranhanh hơn do không có thảm phủ thực vật để giữ nước lại din đến gây ra lũ quết,

Wk„ lũ đặc biệt lớn vượt tiêu chuẩn 1 ngày cảng nhiều Vì vậy, bên cạnh

can có cảnh báo, dự báo lũ, nh toán lũ vượt thiết kế cũng cằn có tràn sự cổ Trincác công trình hỗ.

sự cố là một hạng mục công trình có thể có trong cụm đầu mí

chứa nước thủy lợi - thủy điện Trin được xây dựng để xả lũ vượt thiết kế nhằm

tránh sự cổ có thể xảy ra đối với cụm công trình đầu mỗi và đảm an toàn cho hồ

chứa, gọi là tràn sự cổ.

Sau đây là một số giải pháp cụ thé

a Đặc điểm ket caw

Cong trình tin sự cổ tự do a loại kênh hở được đảo tiền nên đất (đình 1-5),44a tự nhiên có cao trình ngưỡng tràn thấp hơn mực nước lũ thiết ké thường từ 0,5 =

1,0 mết Trin được dat tại những vị trí yên ngựa thuận lợi xung quanh vách hồ, tràn

-Thth hợp với hỗ chứa vừa và nhỏ,

~ Kết cấu đơn giản dễ thi công, tiện quản lý.

- Tự động vận han,= Chỉ phí nhỏ.

.4 Nhược điễm

Nếu đặt cao trình ngưởng tràn thấp hơn mực nước lũ thiết kế (MNLTK) thitràn vận hành sớm khí công trình đầu mối chưa thực sự gặp nguy hiểm Ngược lạ,nếu cao trình ngường tràn bằng MNLTK thì phải xử lý nâng cấp hoặc hạ thấp tiêuchuẩn thiết kế các hạng mục công trình đầu mỗi Sau mỗi lan trăn lâm việc thì cuốikênh tràn thường bị xói lỡ tạo thành lòng dẫn mới và phải gia cổ lại

e Điễu kiện áp dung

‘Trin sự cổ dang tràn tự do với cột nước thấp, thường từ 0,3 + 0,5 mết nên bÈ

rộng tràn rit lớn Trần tự do thường được áp dung ở những công trình hỗ chứa nước

loại nhỏ, lũ kiểm tra chênh không nhiều so với lũ thiết kế và ở những nơi có điềukiện địa hình, địa chất thuận lợi: Yên ngựa thấp, rộng và dai, nên có khả năng chẳng

xối tốt để giảm khối lượng công trình Ở Việt Nam loại này được ding nhiều như

hỗ Thanh Lanh ~ Vĩnh Phúc, hồ Ao Châu ~ Phú Thọ

Hình 1-6: Trần sự cổ hỗ chứa nước ` Hình 1-7: Tràm sự cổ hồ chứa mước

Thanh Lanh - Vink Phúc ‘Ao Châu - Phú Tho.# Nguyên lý tin toán

~ Phân tích dang đường quá trình xá lũ kết hợp giữa tràn chỉnh là tràn tự do (hoặc có.

cửa van) và trên sự cổ là trần tự do

‘Qué trình lũ đến Q - t có thé chia ra các thời đoạn sau:

tis thời điểm đầu của quá tình lũ Mực nước trong hỗ là MNDBT, Là thờiđiểm tràn chính bắt đầu làm việc Khi có lưu lượng x4 lũ là lưu lượng qua tran

"Nếu là trần tự đo được tính theo công thức

Que = Qe = mụn Bc,vJ2g.H7” al

Nếu li trin có cửa van được tinh theo công thức

Q= smBa.|2g(H, —aa) a2)

ty thời điểm trân sự cổ bắt đầu lim việc Trong khoảng thời gian t,zt; chỉtrần chính lâm việc Mục nước bắt đầu ding từ MNDBT đến mực nước lũ khôngchế.

tị thời điểm mực nước lữ lớn nhất Zmax , Trong khoảng thời gian từ ttcả trin chỉnh và tràn sự cổ cũng lim việc Khi đó:

Q xả =Qc + Qs (3)

a Hệ số co hep đứng do ảnh hưởng độ mởi

tạ: thời điểm mực nước hạ xuống MNLKT Thời đoạn ts+ty trạng thái làmviệc của hai trăn giống như thời đoạn trước, nhưng mực nước hỗ đang giảm dẫn

Đập được thi ở phía hạ lưu, trong lòng dẫn hở, tạo ra một ngưỡng tràn

cứng cổ cao trình thường cao hơn mực nước dng bình thường (MINDBT), trên nó

ta dip một đập đất bằng vật iệu đồng chit đinh đập lớn hơn hoặc bằng MNLTK

(hình 1-8) Khi có lũ thit kế vượt tất kế dp đắt

công trình gây vỡ đập như: gia tải bằng nước, dẫn xói hoặc nỗ min.

thể tự vỡ hoặc có biện pháp

Hình -š: Trin sự cổ iẫu đập dt để gây vỡ hoặc tự do

+ Binh đập ditty vỡ thấp hơn cao trình mực nước khống chế thượng lưu (vi

dụ mực nước không ché thượng lưu là từ MNDBT đến MNLKT).

+ Vai đập đất tự vỡ có chiều cao lớn thi đập gồm 2 phin: phần thượng lưuđảm bảo điều kiện chống thắm, giữ ổn định, khi chưa có lũ vượt thiết kể, phần hạlưu giữ ôn định cho cả đập khi chưa có nước trin qua đỉnh đập Nhưng khi có nướctrân qua thì đễ gây xối từ nhỏ rồi vùng xói lớn dẫn và đạp vỡ, Khối hạ lưu thường làlăng trụ cát Ví dụ như tràn sự cổ thuỷ điện sông Hinh.

+ Vi đập đt trên ngưỡng trần cổ c ao nhỏ thi đập chỉ là một khối (như

tràn sự cố ở hd Easoup thượng Khi nước tràn qua đình đập, sẽ gây xói dẫn mái đậpvà dẫn đến vỡ đập

Thiết bị bảo vệ mái hạ lưu thích ứng đảm bao nhiệm vụ vỡ khi có nước tràn

«qua, nhưng lại không bị xối min gây hong mãiUi điền

Vị í võ, phạm vi vỡ có tính ngẫu nhiên không không chế được

"Để khắc phục nhược điểm này, người ta làm đường dẫn xói trên mặt đậpxuống mới hạ lưu (hur là inh)

eid liện áp dụng

Dùng với địa hình có yên ngựa thấp, nhưng không quá rộng để làm trân tự do

và nn tương đối ốt (vi khi đó cột nước trăn, lưu tốc đồng chảy không nhỏ) Vớinhững hồ chứa đã xây dựng tràn sự có tự do dạng đỉnh rộng nhưng chưa đảm bảo.tháo lũ có thể dùng dang này để thay thể.

Hình 1-9 là trăn sự cổ kiểu nước trần qua đỉnh đập gây vỡ của Hồ chứa nước

"Nam Sơn - Tiết Giang - Trang Quốc

Tình 1-9 Trin sự cổ hig tự vỡ ở Hỗ Nam Sơn - Triễt Giang - Trung Oude

1 Ngưỡng tràn sau khi phần đắt phía trên xi vỡ,

33 Trường chẳng thim bằng đất sét

3 Khối cát 4 Đường din vối 5 Ming din với

Ở Việt Nam loại này được thiết kế ở một số hỗ như EASOUP Thượng, thuỷ điệnSông Hình.

(Qua trinh lũ đến Q-t có thể chia lâm các thời khoảng

tụ: thời điểm đầu của qué trình lũ Mục nước ong hé là MNDBT, La thời

điểm tràn chính bắt đầu làm việc Trin chính có nhiệm vụ nhiệm vụ điều tiết mục

nước trong hồ:

Néu là trin tự do được tính theo công thức

Quả =Qe= mịei.Be V2g.H”” (5)Néu là trần có cửa van được tinh theo công thức.

Q= zmBa.|26(H, —øa) 1-6)

t; : thời điểm tran sự cố bit đầu làm việc Trong khoảng thời gian t,t) chỉtrần chính làm việc Mục nước bắt dầu dâng từ MNDBT

thời điễm mực nước lũ lớn nhất Zmax Trong khoảng thd gm từ t›st

cả tin chính và trần sự cỗ cũng làm việc Khi đồ lưu lượng xã tổng cộng tinh theo

công thức (1-5) hoặc (1-6)

tr thời điểm mực nước hạ xuống MNLKT, Thời đoạn ty trang thấ lâmviệc của hai trân giống như thỏi đoạn trước, nhưng mực nước hỗ dang giảm dầntheo thời gian,

t thôi điểm mục nước hạ đến MNDBT trang thio lim việc tong thời đoạn

3 Trim phụ (tràn sự c6) kiểu đập đắt gây vỡ bằng năng lượng thuắc nỗ.

a Nguyên lý hoạt động:

Trin sự cổ kiểu gây vỡ đập đất bằng năng lượng thuốc nỗ (gọi tt là kiểu nỗ min

gây vỡ) có nguyên lý hoạt động là sử dụng năng lượng thuốc nỗ bằng các phương.

phấp nỗ min hiện dại gây vỡ đập

b Đặc điểm kết cau

“Trong lòng dẫn trin ho, trên ngưỡng trần (thường được gia cổ bằng bé tôngcốt thép hoặc đá xây), cô đập đất bằng vật liệu địa phương Cao trình ngưỡng tran

thường cao hơn MNDBT và thấp hơn MNLTK, đôi khi thấp hơn MNDBT Cao.

trình định đập bằng hoặc cao hơn MNLTK Hình thức kết cầu trin sự cổ kiểu gâyvỡ đập đất bằng năng lượng thuốc nỗ về cơ bản như các đập đắt khc, Điều khác làtrong thân đập bổ tí hệ thống lỗ min hoặc buồng min để khi cần thiết nap thuốc nd,

kích nổ theo phương pháp hiện đại gây vỡ đập Hiện ching ta đã xây dựng ở một số

hồ như hỗ Vinh Sơn, hỗ Kỳ

“Tính toán thiết & đập sự cổ như tính toán thiết kể đập đất thông thường Tuỷtheo quy mô của tran sự cố và tình hình thực tế của cụm công trình đầu mỗi để bd

trí vị trí lỗ min và số lượng thuốc nỗ để gây vỡ đập Tính toán khả năng phá vỡ đập,

bằng thuốc nỗ là hoàn toàn có thể thực hiện được.

« u điền

Công trình có kết cấu đơn giản, vận hành thuận tiện và có biện pháp chủđộng gây vỡ đập, Quá tình xôi gây vỡ đập là chủ động không cần phải có nhiềuthời gian để vỡ và vỡ hết nên trần nhanh chống tham gia tháo lũ Trần sự cổ kiểu nd

min gây vỡ có thể cơ giới hoá trong thi công, dễ dim chặt nên qui tình cổ kết củađập khó gây lún nứt và đảm bảo ôn định của đập

thuốc nỗ cũng như hệ thống lỗ min ho;

vỡ đập phụ thuộc hoàn toàn vào thuốc nổ, vi vậy việc bảo quản

budng min đặt trong đập phải thườngxuyên, liên tục Vì nếu có trục rặc ở một trong những khâu này thi khi gặp lũ vượt

thiết kế đập tran sự cổ sẽ không hoàn thành chức năng của nó, do đó de dọa an toàn.

“của toàn bộ công trình.

~ Thời gian, thời điểm tạo nỗ gây vỡ đập hoàn toàn phụ thuộc vio chủ quan

của người quin lý nên phải thường trụ theo dồi ũ và chuẩn bị sin sing cho công

Hình 1-11: Cắt dọc trần sự cổ Ha Tĩnh© Điều kin áp dung:

- Điều kiện địa chất có khả năng chẳng xói tố (ngưỡng tran nằm trên nn đá

phong hoá vừa và it), điều kiện địa hình không có yên ngựa rộng và thuận lợi, nếu.làm các loại trần sự cổ khác khối lượng sẽ rất lớn

Loại này thường chọn dùng ở eo núi, ở đập phụ Lỗ min, buồng min có thébố trí 6 mái hạ lưu dẫn vào như (Hình 1-12) là tran sự cổ của hồ chứa nước CuongNam Son - Trung Quốc Hoặc lỗ min, buồng min bổ t từ định đập như (hình 1-13)là tràn sự cỗ kiểu nỗ min gây vỡ ở hỗ Sơn Hà - Trung Quốc)

ty thei điểm đầu của quá trình lũ Mục nước trong hồ là MNDBT, Là thời

điểm tràn chính bắt đầu làm việc, Trin chính có nhiệm vụ nhiệm vụ điều tiết mực

nước trong his

t; : thời điểm tràn sự cổ bắt đầu làm việc Trong khoảng thời gian t,2t; chỉtrần chính làm việc.Mực nước bắt đầu ding từ MNDBT

ty: thời điểm mực nước lũ lớn nhất Zmax Trong khoảng thd gian từ trẻt;cả tràn chính và tràn sự cô củng làm việc Khi đó lưu lượng xả tổng cộng tính theo.

công thức (1-5) hoặc (1-6)

tạ: thời diér mực nước hạ xuống MNLKT Thời đoạn t;:t, trang thái lâmviệc của hai trân giống như thời đoạn trước, nhưng mye nước hồ đang giảm din

theo thời gian

ts: thời điểm mục nước hạ đến MNDBT trạng tháo làm việc trong thời đoạnoats giống ets

1.4.4, Nẵng cao ngưỡng trân kết hợp thay đối kiểu tran thẳng sang trần ziczic.

Ở nước la, đập trấn thio l mặt (chảy tự do hoặc có cửa van điều tiế),thường được thiết kế theo dạng ngưỡng đỉnh rộng hoặc ngưỡng thực dụng kiểu

Crigio-Ofixerop, Đối với các kiểu ngưỡng này, khi cao trình đặt ngưỡng và kíchthước cửa tháo nước đã được xác định, nếu muốn tăng năng lực tháo lũ thi ein phải

tăng chiều cao cột nước trên ngưỡng trân Điều này có nghĩa là tăng cột nước siêu

, dẫn

cao, tức là tăng dung tích trừ phải nâng cao trình đỉnh đập, làm tăng diện.

fu khó khăn.tích ngập It của lồng hd, vỉ thể công tác én bù và tải định cư gặp nh

Chúng ta biết, theo quan hệ giữa dung tích hồ chứa và cao trình mục

nước( f2), ở pha

tích nước trong hỗ sẽ lớn hơn rất ni

trên cao cia bụng hỗ, cứ mỗi mét chiều cao cột nước tì thểso với phần bụng hồ ở dưới thấp Như vay

nếu chúng ta tìm được kiểu đập tràn mới có năng lực tháo nước lã lớn hơn nhiều so

với các kiểu truyền thống, thi ứng với việc giữ nguyên cao trình đỉnh đập không

tràn(khi sử dụng đập trin kiểu truyền thống) chúng ta có thé nâng cao trình mựcnước ding bình thường lên và như vậy nâng cao được dung tích hữu ích Đây li vẫn448 có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, nó có thể làm thay đổi các quan điểm cũ, cho

phép chúng ta lựa chọn được phương án có các chỉ

trong thiết kế Đối với các hề chứa đã xây dựng, nếu áp dụng kiểu đập tran mới cónăng lực tháo lũ lớn hơn nhiễu so với các kiểu truyền thống, có thể cho phép cai tụosông trình thio lũ đễ nâng cao dung tích hữu ích của hd chứa.

Dap trăn kiểu mới có ngưỡng zich Zắc đã được áp dung ở nhiều nước trên thế

Siới với tỷ lệ 1/1000 đập lớn và lâm giảm được dung tích siêu cao (Vsc) 100-109

m3 dem lại hiệu quả tăng năng lực tháo nước lũ thừa của hỗ chứa, nâng cao an toàn.cho đập chắn, nâng cao dung tích hữu ích, giảm diện tích ngập lụt và đền bù Pháp,Angiér, Trung Quốc là những nước khỏi đầu, đã và đang tiẾp tc nghiên cổu để áp‘dung loại đập tran này Ở Việt Nam, tràn zich zie đã được nghiên cứu và ứng dụng

“Tiên Thành vv.

tông trình như trin sông Móng, đập dâng Văn Phong, tràn Nam Ba, tràn.

1 Ngưỡng tran zich ắc kiểu truyền thắng:

@ Định nghĩa:

Tran labyrinth là tần tự do có mặt bằng hình gắp khúc (zích zic) nhằm kéo

đài đường tràn nước đài hơn tràn thắng có cùng khẩu độ.

Là % k1 13

Hinh 1-14: Trim sich sắc = Mỹ (nhàn từ hạ lu)

Lâu nay, đập trin zich zắc truyền thống đã được áp dụng thành công tại ắtnhiều nơi trên thé giới Trin zich zắc đầu tiên được xây dựng ở Australia vào năm.1941, có lưu lượng xã lớn nhất Q=1020ms, cột nước trần H~I.36m,chiều caongưỡng trần P=2,13m, số nhịp n=11 Những nghiên cứu sâu vẻ lý thuyết và mồ hình

kiểu Creager.

Loại đập này có nhiều biến thái khác nhau, nhìn chung đều nhằm mục.kéo

cài ngường tràn giống như hình 1-15

4) Hình dạng 1 rng tràn b) Hình dang tí ngưỡng tràn

Hinh 1-15: Hình thức cu tạo tràn labyrinth du ngưỡng răng cưa

0 Các dạng mặt bằng cia tran Labyrinth

Hink 1-16: Mặt bằng các dạng ngưỡng trân đặc biệt

- Loại hình tam giác (hình 1-16b): Có mặt bằng hình tam giác, loại này thường

ít được sử dung vì tại vị trí góc tam giác biệu quả không cao, trong khi đó lại kéo dài

phần để móng tràn

~ Loại hình thang (hình 1-l6a): Hầu hết tràn labyrinth có hình dang mặt bằng

kiểu hình thang, thậm chí có tác gi còn định nghĩtrần labyrinth là trần tự do có

Hình dang mặt bằng là một số hình chang xếp liền kề” Kiểu hình thang khắc phụcđược nhược điểm của kiểu tam giác, tại vị trí góc hình tam giác thì được cắt đi (cắttại vi tí nào xem phần san), mục đích là et bo phần mà khả năng thoát không hiệu‘qua, đồng thời còn làm giảm chiều rộng để mồng.

~ Kiểu chữ nhật hay phim đản piano (Hình I-16c)

~ Kiểu mỏ vịt (Hình 1-16d)

~ Kiểu trản xiên (Hình 1-16¢)

~ Kiểu tran bên (Hình 1-16f)

c Ủng dụng trần labyrinth trên thé và ở Việt Nam:

Tran labyrinth được xây dựng trên khắp thể giới, nước ứng dụng loại trần nàynhiều nhất là Mỹ và Bồ Bio Nha Trần có lưu lượng thoát lớn nhất hiện nay là trầnUte thuộc Mỹ Bảng 1-2 thống kê một s6 đập tần labyrinth đã được xây dựng trên

thể giới

.Bảng-2: Thông số cơ bản một số đập tràn labyrinth đã xây dựng trên thể giới

team | nee [NHI gf | £ | w | r | | may

Gen Poorwgal Vis] 112] 30] 128] 300] 2| Quine eat

Hưeza TAlgm |iwi 3880| ¡9| AS] 97| B86] 3|xSĐ)

Hyrum usa 256| 168) 366] 9.1] 457) 2| Lax i989)

Influente | Mozambique | 1985 60| 1.00] T60| 415] 2476] 3| Magahass

Juarmaba Beil ss 82) 07 sharKeliem (Algea |IS 280/ 2.46] 35] 89] 263] 2| Lan (1989)Kisileapine | Turkey amo] dá| 40] 754] 2639| 5) VidzMase USA ire 2| 183] 457) 540| 176) 4| CHEMHUINavet Tendad 974 ABE] 68) 305] $49) 12.8] 10) Phelps

‘Ohaw Canal |New Zeatand | 1980 | 540] 1.08] 250] 625] 375) 12] Walsh

Paces Brasil 9803400) 273| 40) S0| 4152| 18) Magahaex

ng USA 1973 | 265] 213} 396] 136] 265] 4| MagainacsRistchard | USA sss] 274] 305] sas] 4H| 9| Vemeyen

Rollins USA wai] 274| 335 ana] 9| tatsSaco Brasil 9x6 640) L5 45] 2485] | Quinetal

‘SDomings Pommgl | 1993160] 188) 30] 7.5] 2353| 2| Magathacs

SamRayburn UScoLD

a usa 1996 1] 1951) 8671 16) làn

‘Woronora Austria | 1987 1020) 136) 313|1341| 31.33) 11] AlberFlamingo USA 1990 1591} 2233| 752) 951) 674| 4|LaWegsnv“Tongue River USA Decker, MỸTwintake USA 1939-570] 274| 338] 831] 3405] 4| Burial, WY

Ố Việt Nam, đập tran I"mình bước đầu dang được nghiên cửu và ấp dụng ở

một số công tình như: Trần xả lũ Sông Móng - Bình Thuận (hình 1-17), tràn xà lũPhước Hòa -Bình Phước (hình 1-18) Một số thông số cơ bản của tràn như sau:

* Tran xả lũ Sông Móng (Bình Thuận):

~ Lưu lượng xa: Qc = 224,44 m/s

- Hình dạng ngưỡng tràn: Cin có chiều cao ngường trần đảm bảo sao cho

HUP<0.9, do vậy thay thé tin cũ có chiễu cao ngưỡng, như là: tràn thực dụng, hìnhthang hoặc thành mông là thích hop nhất

~ Bộ phận thân dée: Cần phải tạo ra sao cho phía sau ngưỡng trần là dòng xiết~ Bộ phận tiêu năng sau trần: đơn giản và có th tăng tỷ lưu lên hoặc mở rồng

= Địa chất: Do cần phải số chiều cao ngưỡng trần đảm bảo sao cho H/P<)9,

do vay nếu cần phải đào sâu ngường hân tì địa chất nền có thé đảo sâu được Đặc.Điệt bộ phận tiêu năng, do đảm nhận tiêu năng với tỷ lưu lớn hon trước (tường hop

không mở rộng bộ phận sau tràn) thì nền phía sau tốt nhất là nền đá cứng chắc hoặctiêu ning bằng mũi phun.

2, Ngưỡng tràn ích sắc kiểu phim Piano: (Piano Keys Weir)

Hình 1-19: Đập tran phim Piano Maguga ở Xoa zi lan

Năm 1999, nhóm của giáo sư E Lempéritre (thuộc tổ chức Hydrocoop Cộng

hoà Pháp ) đã tiến bành các nghiên cứu và tìm ra kiểu đập tràn mới này với kiểu.thiết kế đầu tiên đã được thử nghiệm vio ở phòng thí nghiệm L .Ñ:HLE của Điện lựcPháp và vào năm 2002 ở trường đại học Roorke của Ấn Độ cùng với trường đại học

Biskra của Algeria

4) Mé hình nghiên cứu trần phim din b) Mô hình nghién cứu tran phim dinPiano Kiểu A Piano Kiểu B

“Hình 1-23: Hai mô hình nghiên cứu đập tràn phim Piano của giáo sue F LempériéreTir năm 2000, nhiễu nghiên cứu va thí nghiệm mô hình về trin theo kiểu.

labyrinth có thể bổ trí được trên đập trọng lực thông thường đã được thực hiện ởPhp, Algeri, Trang Quốc, An Dộ, Việt Nam và Thụy Sỹ Một số kiểu đã được cổ

gắng tối ưu về phương điện thủy lực cũng về phương diện kết cấu và thi công Hơn100 kiểu dang tràn đã được nghiên cứu và thí nghiệm, nhiều giải pháp có tinh khả.

thi song các kiểu thuận li nhất đã được xây dựng trên hai nguyên lý sau

- Các tường có dang chữ nhật trên mặt bằng, tương tự như các phim dan piano;

cũng vi ậy kiễu tràn này được đặttênlà tràn phim din piano, gọi ắt là trần

đàn, từ tiếng Anh là Piano Keys Weits, viết tắt là P.K We

~ Các tường theo phương thẳng góc với dòng chảy đều được bố trí theo mặtđốc (nghiêng) Bổ tí này tạo nên thuận lợi vỀ phương diện thủy lực, nhất là trongtrường hợp lưu lượng xả lớn, đồng thời lại giảm được chiều rộng đáy của kết cấu, và

do vây, có thé bổ trí trần phim dan trên các đập trần ngưỡng dinh rộng hay đập

‘bétng trọng lực thông thường.

VỀ điều kiện thi công, trăn phim din có thể được xây dựng bằng bê tông cốtthếp đúc sẵn hoge đổ tại chỗ Trong trường hop tường thp, có thé chọn chiều diytường từ yêu cẫu sử dụng cốt thép, Trường hợp H< 2 m có thể sử dụng tưởng thép,

số các đại tăng cứng Chỉ phí xây dựng theo một mét chiều rộng tràn thường tỉ lệ

Do xây ra cuốn khí mạnh nên dng“chảy ra khỏi tràn phídan được tiêu

năng nhiều hơn và x6i 6 hạ ưu giảm

đăng kể, nhất là với cc lưu lượng xả —

Hình 1-24: Ta công tran phim đần- ôngtừ trung bình trở xuống.

dẫn khi đặt dưới console hạ lưu.

1.4.5 Kết luận.

Hồ chứa nước mang lại những lợi ich to lớn, gốp phần rit quan trong vào

việc xoá đối giảm nghèo, xây dựng nông thôn mới Tăng năng suất, ổn dịnh sảnlượng lúa, đảm bảo an ninh lương thực Phát điện, cắp nước phục vụ sinh hoạt, chăn.môi và phát iển du lịch Để duy trì A phát huy những lợi ích đó, các hỗ chứa phải

được đầu tư sửa chữa, nâng cấp dé đáp ứng tốt hơn yêu cầu ngày càng cao của đất

"ước trong giai đoạn hội nhập hiện nay.

Nang cao dung tích hữu ích của hd chứa, tăng khả năng tháo của tràn xã lũ làvấn dé mang tinh thời sự đối với các hồ chứa nước ở Việt Nam Vấn dé tràn zichzc, tần phím in Piano, tràn sự cổ ở nước ta tuy mới được đầu te nghiền cứu, ấpdụng ở một số hỗ chứa nhưng đã mang lại hiệu quả lớn về nhận thức trong phương

pháp luận thiết kế công trình thuỷ lợi Giúp cá nhà chuyên môn tổng kết đánh giáđược hiện trang sự cổ công trình thuỷ lợi, nắm bắt được ý nghĩa và tầm quan trong

ủa biện pháp tràn sự cố trong xây dựng công trình Các nhà đầu tư có cái nhìđăng din để lựa chọn phương án đầu tư có lợi nhất

CHƯƠNG II: BIEN ĐÔI KHÍ HẬU VÀ NHỮNGRA DOI VỚI HÒ CHỮA.

2.1 Nội dung kịch ban biến đổi khí hậu

2.1.1, Kịch bản biến đổi khí hậu

-Bị di khí hậu tri đất là sự thay đổi cũa hệ thống khí hậu gồm khí quyển,

thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện ti và trong tương lai bối các nguyênnhân tự nhiên và nhân tạo.

+ Nguyên nhân chính lâm biển đổi khí hậu tái đất là do sự gia tăng các host

“động tạo ra các chất thai khí nhà kính, các hoạt động khai thác quá mức các bể hip

thy và bê chữa khí nhà kính như sin khối, rùng, các hệ sinh thi bin, ven bở và dt

liền khác

Hiệu ứng nhà kính

np số tà hồn ngoạiTa niiel0is9E

wipe wat và được ip,

các Mông

Sete động này làm cho

Trai đất và bầu Khi quyềntrông lên

bu khi

Phần lên ts knoe aPst ret dược nắp độ,

Hình 2-1: Hiệu ứng nhà kính

3.12 Tác động của biến đổi khí hậu đối với ự an toàn hồ chứa

‘Theo báo cáo của Tổ chức liên Chính phủ về biến đổi khí hậu của Liên hiệp.

quốc (IPCC) nhiệt độ trang bình trên bỀ mặt trái đất đã ẩm lên gẵn 1°C và tăng it

nhanh trong khoảng 25 năm nay (từ 1980 đến 2008); khoảng thời gian 40 năm

(1962-2003), mực nước biển đã tăng thêm 7,2cm (trung bình mỗi năm tăng Ì,Šmm).