Trong bài viết, phân tích nguyên nhân của từng vấn đề tồn tại và sơ bộ đưa ra các giải pháp thiết kế cũng như các giải pháp khắc phục, ngăn ngừa và hạn chế tác hại. Vấn đề cửa ra của nhà máy thuỷ điện cần thiết phải có những nghiên cứu chuyên sâu hơn nhằm định hướng cho thiết kế, tránh hiện tượng sửa chữa khắc phục vừa tốn kém vừa khó thực hiện
Báo cáo khoa học Một số vấn đề cửa nhà máy thủy điện ThS Phạm Ngọc Rư Trung tâm Thuỷ điện, Viện Năng lượng, email: phamngocru@gmail.com TÓM TẮT Để cho việc thiết kế, xây dựng, quản lý vận hành nhà máy thuỷ điện (NMTĐ) ngày hoàn thiện, an toàn mang lại hiệu cao; trình hoạt động thực tế lĩnh vực thuỷ điện, Báo cáo tổng hợp, phân tích số vấn đề tồn cửa số nhà máy thuỷ điện Việt Nam Trong viết, tác giả phân tích nguyên nhân vấn đề tồn sơ đưa giải pháp thiết kế giải pháp khắc phục, ngăn ngừa hạn chế tác hại Vấn đề cửa nhà máy thuỷ điện cần thiết phải có nghiên cứu chuyên sâu nhằm định hướng cho thiết kế, tránh tượng sửa chữa khắc phục vừa tốn vừa khó thực Từ khố: thuỷ điện, cửa nhà máy, bồi lấp cửa ra, kẹt khe van, sóng trước cửa ra, góc tiếp tối ưu NỘI DUNG BÁO CÁO Mục tiêu nghiên cứu: từ 1,82m đến 2,25m so với thiết kế) hay thủy điện SL (cao từ 0,38m đến 2,19m) Tổng hợp, phân tích số vấn đề tồn cửa Một số nhà máy bị bồi lấp cửa trình số nhà máy thuỷ điện Việt Nam nhằm đưa thi công , số nhà máy xả lũ gây sóng giải pháp thiết kế, khắc phục, ngăn ngừa hạn chế tác lớn sau cửa nhà máy, gây khó khăn cho vận hại để cửa nhà máy thuỷ điện làm việc an toàn hành hiệu Các tồn nguyên nhân sau đây: Phương pháp nghiên cứu: + Khi tính tốn lý thuyết thường tính tốn với lòng Phương pháp tổng kết thực tiễn thí nghiệm mơ hình sơng tự nhiên sẽ, khơng phù hợp với lòng sơng thuỷ lực hồn cơng Kết nghiên cứu: Việt Nam quốc gia có tỷ lệ thủy điện cao cấu nguồn hệ thống điện Năm 2013 thuỷ điện chiếm khoảng 43% tổng sản lượng điện 47,5% tổng suất lắp đặt Thuỷ điện Việt Nam năm vừa qua có tốc độ phát triển mạnh, loạt nhà máy thuỷ điện xây dựng vào vận hành Trong q trình thi cơng khai thác thực tế xuất hiện tượng mực nước hạ lưu sau nhà máy thuỷ điện thường bị dâng cao so với tính tốn lý thuyết thực nghiệm ban đầu làm giảm sản lượng điện thủy điện SS ( MNHL vận hành cao + Vị trí, hình dạng kết cấu cửa thiết kế khơng hợp lý + Trong q trình thi cơng, đất đá đê quai, đường thi công vật liệu khác khơng dọn trả lòng sơng cao độ thiết kế (Sê San 4, Hồ Bình) + Trong trình xả lũ, đất cát bồi lấp đoạn sơng phía trước cửa nhận nước bị dòng chảy đưa xuống bồi lấp cửa nhà máy (Huội Quảng, Xekaman3) + Trong trình xả lũ, vật liệu hố xói bị đưa lên bồi sang phía kênh nhà máy (Sơn La, Bản Chát) + Đất đá bị sạt lở hai bên bờ bị dòng quẩn lại, đưa ngược lên phía kênh nhà máy (Sê San 4) + Đất đá chân đập vật liệu địa phương bị xói q trình xả lũ đưa sang phía kênh nhà máy (Hồ Bình) Tuy nhiên thiết kế cửa kênh ra, giáo - Tường phân dòng có nhiều nguy bị xói chân trình, tài liệu, sổ tay chưa đề cập chi tiết đến vấn đề dẫn đến nứt gẫy, phía tường (giống nêu tượng hay xói mạnh đầu mỏ hàn) - Các vật liệu xói từ hố xói gây bồi lấp Sau tác giả sâu phân tích sơ đưa giải cửa kênh nhà máy pháp khắc phục tồn trên: Để hạn chế tác động bất lợi trên, hình dạng, Dựa vào vị trí tương đối cửa nhà máy thuỷ điện tràn xả lũ, đưa hai dạng bố trí sau đây: kích thước, hướng tường phân dòng thường phải tối ưu kinh tế kỹ thuật thơng qua thí Cửa nhà máy bố trí gần tràn xả lũ nghiệm mơ hình thuỷ lực với lưu lượng xả lũ (thường nhà máy thuỷ điện ngang đập khác Để giảm cột nước chênh lệch nhà sau đập) máy tràn làm tường phân dòng thủng đáy Cửa nhà máy xa tràn xả lũ (thường thực tế chưa có cơng trình thiết kế dạng nhà máy kiểu đường dẫn) Đối với loại thứ (như Thác Bà, Lai Châu, Đối với loại thứ hai (như Huội Quảng, Sê San ) xả lũ, cửa nhà máy thường xảy Xekaman ) xả lũ, cửa nhà máy thường tượng sau: xảy tượng sau: + Sóng trước cửa lớn dao động liên tục làm + Khi xả lũ, đất cát bồi lấp, sạt lở đoạn sơng phía cho cột nước phát điện thay đổi q nhanh lớn trước bị dòng chảy đưa xuống bồi lấp vào kênh (đến vài mét thời gian vài giây) làm cho thiết nhà máy, có nhiều viên đá lớn lăn xuống chân mái bị điều khiển đóng mở cánh hướng tua bin dốc ngược gây tắc cửa kẹt khe van sửa chữa khơng thích ứng kịp hạ lưu + Đất đá bên phía tràn xả lũ sang bồi lấp cửa + Lũ lớn thường gây trơi, vỡ, xói lở mạnh bờ kênh nhận nước nhiều viên đá lớn lăn xuống chân nhà máy mái dốc ngược gây tắc cửa kẹt khe van sửa + Lũ tràn qua bờ kênh gây nước nhảy trước cửa chữa hạ lưu (cửa kênh bể tiêu theo chiều Để khắc phục, giải pháp thi công: cần phải dọn dòng chảy lũ sơng) đất đá thải khu vực lòng sơng trước đưa Để khắc phục, giải pháp thi công: cần nhà máy vào vận hành, nạo vét kênh nhà máy phải dọn đất đá thải khu vực lòng sơng gia cố hai bờ hạ lưu; giải pháp thiết kế: thường trước đưa nhà máy vào vận hành, nạo vét kênh bố trí tường phân dòng ngăn cách cửa ra nhà máy gia cố hai bờ hạ lưu trước sau nhà máy tràn (có thể hố xói tràn) Tuy cửa ra; giải pháp thiết kế cần thơng qua thí nhiên bố trí tường phân dòng thường xảy nghiệm mơ hình thủy lực (TNMHTL) để lựa chọn tượng bất lợi sau: góc tiếp tối ưu kênh dòng sơng, đơi - Tường phân dòng thường dài cao phải làm mỏ hàn trước cửa để lái dòng MNHL max lại cạnh hố xói nên tốn lũ sang phía bờ đối diện, làm bẫy đá để ngăn đá - Mực nước bên kênh nhà máy thường bị cao lớn lăn xuống mái dốc ngược Các kết cấu không xả lũ thường tốn kém, khó thi cơng cơng trình vào vận hành Một số hình ảnh cửa số nhà máy thuỷ điện Hình 1: Cửa NMTĐ Hồ Bình Hình 2: NMTĐ Huội Quảng, bồi lắng cửa nhà máy (TNMHTL) Hình 3: NMTĐ Huội Quảng, kết cấu cửa khơng bồi (TNMHTL) Hình 4: NMTĐ Xekaman3, bồi lấp xói lở cửa sau cửa nhà máy Hình 5: NMTĐ Sê San 4, bồi lấp sau kênh nhà máy Hình 6: NMTĐ Bản Chát, cửa nhà máy sóng kênh xả lũ Hình 7: NMTĐ Trung Sơn, bồi cửa sóng kênh nhà máy xả lũ (TNMHTL) Kết luận kiến nghị đưa khuyến cáo cụ thể chi tiết, giúp cho thiết Trong trình thiết kế thi công, cửa nhà kế cửa hoàn chỉnh từ đầu tránh việc máy thủy điện chưa quan tâm mức, sửa chữa gây tốn khó khăn tài liệu, giáo trình viết vấn đề chưa có nên thực tế thiết kế, thi công vận hành [1] Báo cáo thí nghiệm mơ hình cho cơng trình thời gian qua xảy nhiều vấn đề tồn Hồ Bình, Thác Bà, Sơn La, Lai Châu, Bản Chát, cửa nhà máy thuỷ điện gây thiệt hại Huội Quảng… điện giải pháp khắc phục tốn [2] Bộ Thuỷ Lợi, 1979, Sổ tay kỹ thuật thuỷ lợi, NXB Nơng Nghiệp Kiến nghị: cần có nghiên cứu chun sâu [3] GS TS Ngơ Trí Viềng (chủ biên) nnk, 2004, vấn đề lý thuyết mơ hình vật lý; Thuỷ cơng, NXB Xây dựng Tài liệu tham khảo: ... trình vào vận hành Một số hình ảnh cửa số nhà máy thuỷ điện Hình 1: Cửa NMTĐ Hồ Bình Hình 2: NMTĐ Huội Quảng, bồi lắng cửa nhà máy (TNMHTL) Hình 3: NMTĐ Huội Quảng, kết cấu cửa khơng bồi (TNMHTL)... bồi lấp xói lở cửa sau cửa nhà máy Hình 5: NMTĐ Sê San 4, bồi lấp sau kênh nhà máy Hình 6: NMTĐ Bản Chát, cửa nhà máy sóng kênh xả lũ Hình 7: NMTĐ Trung Sơn, bồi cửa sóng kênh nhà máy xả lũ (TNMHTL)... cách cửa ra nhà máy gia cố hai bờ hạ lưu trước sau nhà máy tràn (có thể hố xói tràn) Tuy cửa ra; giải pháp thiết kế cần thơng qua thí nhiên bố trí tường phân dòng thường xảy nghiệm mơ hình thủy