Nghiên cứu cơ chế hình thành, quá trình phát triển lỗ vỡ của đập đá đổ trên mô hình vật lý

-I- BẢN CAM KẾT Tôi học viên Bùi Văn Hữu; Chun ngành Xây dựng cơng trình thủy xin cam đoan: - Luận văn "Nghiên cứu chế hình thành, trình phát triển lỗ vỡ đập đá đổ mơ hình vật lý" cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, thực hướng dẫn khoa học PGS-TS Lê Văn Nghị - Các số liệu, kết luận trình bày luận văn hoàn toàn trung thực, chưa cơng bố hình thức Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hà Nội, ngày 12 tháng 05 năm 2015 Học viên Bùi Văn Hữu -II- LỜI CẢM ƠN Lời cho phép tác giả gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS-TS Lê Văn Nghị tận tình dạy, hướng dẫn khoa học học viên suốt trình thực luận văn Tác giả gửi lời cảm ơn tới tập thể giáo viên Khoa sau đại học- Trường Đại học thủy lợi dày công truyển đạt kiến thức kinh nghiệm nghề nghiệp thời gian học viên theo học khóa học trường; Tác giả xin cảm ơn tập thể Trung tâm nghiên cứu Thủy Lực- Phòng Thí nghiệm trọng điểm Quốc gia động lực học sông biển- Nơi học viên công tác tận tận giúp đỡ tạo điều kiện sở vật chất, trang thiết bị để học viên có điều kiện nghiên cứu hồn thành luận văn Xin cảm ơn Ban chủ nhiệm đề tài KC08.22/11-15 " Nghiên cứu đánh giá rủi ro thượng, hạ du xảy cố đập hệ thống bậc thang thủy điện Sông Đà", bạn bè, đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu trình học viên làm luận văn cho phép sử dụng số liệu để thực luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, ln hậu phương vững để học viên yên tậm nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn./ Học viên Bùi Văn Hữu -I- MỤC LỤC BẢN CAM KẾT I LỜI CẢM ƠN .II PHẦN MỞ ĐẦU 1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu 3.2 Phạm vi nghiên cứu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC BỐ CỤC LUẬN VĂN Chương TỔNG QUAN VÀ CÁC NGHIÊN CỨU VỠ ĐẬP 1.1 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG HỒ CHỨA VÀ NGUY CƠ SẢY RA VỠ ĐẬP 1.1.1 Trên giới 1.1.2 Tại Việt Nam 1.2 MỘT SỐ SỰ CỐ VỠ ĐẬP ĐÃ XẢY RA 1.2.1 Các cố vỡ đập giới 1.2.1.1 Đập Gleno, Italia 1.2.1.2 Đập Malpaset, Pháp .9 1.2.1.3 Đập Bản Kiều, Trung Quốc 10 1.2.1.4 Đập Möhne Edersee, Đức 12 1.2.1.5 Đập Âm Dương Khỏa, Trung Quốc 13 1.2.1.6 Đập Kelly Barnes, Mỹ 13 1.2.1.7 Đập Lawn, Mỹ 14 1.2.1.8 Đập Delhi, bang Iowa, Mỹ 15 1.2.2 Các cố vỡ đập nước 17 -II- 1.2.2.1 Hồ Yên Lập – Quảng Ninh 17 1.2.2.2 Sự cố đập đất hồ chứa Suối Hành - huyện Cam Ranh 18 1.2.2.3 Sự cố đập hồ Am Chúa- huyện Diên Khánh, Khánh Hoà 18 1.2.2.4 Hồ Cửa Đạt- Thanh Hóa 19 1.2.2.5 Đập thủy điện Ia Krel 20 1.2.2.6 Đập hồ Đồng Đáng hồ Khe Luồng - Tỉnh Thanh Hóa 21 1.2.2.7 Đập đầm Hà Động 21 1.3 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU VỀ VỠ ĐẬP 24 1.3.1 Các nghiên cứu giới 24 1.3.2 Các nghiên cứu nước 26 1.3.2.1 Các nghiên cứu vỡ đập mơ hình tốn 27 1.3.2.2 Các nghiên cứu mơ hình vật lý vỡ đập 29 1.3.2.3 Hạn chế mơ hình vật lý thực nước ta 30 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 30 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU BÀI TỐN TRÊN MƠ HÌNH VẬT LÝ 32 2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BÀI TỐN VỠ ĐẬP 32 2.1.1 Phương pháp phân tích thống kê 32 2.1.2 Phương pháp mơ hình tốn 32 2.1.3 Phương pháp mơ hình vật lý 32 2.2 CƠ CHẾ VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY VỠ ĐẬP 33 2.2.1 Cơ chế chung xảy vỡ đập 33 2.2.2 Nguyên nhân 35 2.3 LÝ LUẬN CHUNG VỀ MƠ HÌNH TƯƠNG TỰ 37 2.3.1 Lý thuyết tương tự 37 2.3.1.1 Tương tự hình học 37 2.3.1.2 Tương tự động học 38 2.3.1.3 Tương tự động lực học 38 -III- 2.3.2 Các tiêu chuẩn tương tự 39 2.4 MƠ HÌNH HĨA VẬT LIỆU 39 2.4.1 Thiết kế vật liệu mô hình mềm theo lực di đẩy tới hạn: 40 2.4.2 Thiết kế vật liệu mơ hình theo điều kiện tương tự lưu tốc khởi động: 41 2.4.3 Thiết kế vật liệu mơ hình theo lý luận lưu tốc tiếp tới hạn 43 2.4.4 Thiết kế vật liệu mơ hình theo phương pháp tương tự trọng lực 44 2.5 CÁC THIẾT BỊ ĐO VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC 46 2.5.1 Các thiết bị đo 46 2.5.1.1 Đo kích thước cơng trình, địa hình: 46 2.5.1.2 Đo đường mặt nước: 46 2.5.1.3 Đo lưu tốc, mạch động lưu tốc dòng chảy: 47 2.5.1.4 Đo lưu lượng 48 2.5.2 Phương pháp thiết bị đo trình phát triển lỗ vỡ 48 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 50 Chương CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LỖ VỠ52 3.1 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 52 3.1.1 Cấu tạo vật liệu đắp đập Hòa Bình 52 3.1.2 Tỉ lệ mơ hình 56 3.1.3 Mô hình hóa vật liệu 56 3.1.3.1 Tính tốn, lựa chọn vật liệu lớp đắp 56 3.1.3.2 Kết lựa chọn vật liệu lớp đắp 58 3.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 60 3.2.1 Khả thoát lũ qua qua lỗ vỡ theo thời đoạn 60 3.2.2 Cơ chế hình thành phát triển lỡ vỡ 61 3.2.3 Quá trình phát triển lỗ vỡ theo thời gian 62 3.2.4 Chế độ thủy lực trình phát triển lỗ vỡ 65 3.2.5 Các đặc trung thủy động lực học xảy cố 66 -IV- 3.2.5.1 Mực nước xảy cố 66 3.2.5.2 Lưu tốc trung bình trình vỡ đập 66 3.2.6 Sóng hạ lưu xảy vỡ đập 69 3.3 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 69 3.3.1 Tính tốn theo lý thuyết 69 3.3.2 Đánh giá kết 70 3.4 CÁC BIỆN PHÁP ỨNG CỨU 70 3.4.2 Nhóm giải pháp lâu dài 71 3.4.2.1 Cơng tác kiểm sốt trước có lũ Bảo đảm an tồn đập 71 3.4.2.2 Công tác dự báo thủy văn, cảnh báo lũ sớm cảnh báo cố 73 3.4.2.3 Kiểm sốt quy trình vận hành thủy điện Hòa Bình 73 3.4.2.4 Bảo vệ vùng ngập lũ - Quản lý cư trú 74 3.4.2.5 Nâng cấp, gia cố hệ thống đê điều 74 3.4.2.6 Công tác bảo vệ rừng trồng rừng 75 3.4.3 Nhóm giải pháp tạm thời 75 3.4.3.1 Chuẩn bị ứng phó với lũ 76 3.4.3.2 Ứng cứu kịp thời 77 3.4.3.3 Đánh giá thiệt hại cố khôi phụ sản xuất suất 79 3.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG 80 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 KẾT LUẬN, KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỚI ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN 82 CÁC TỒN TẠI 84 KIẾN NGHỊ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC BẢNG THỐNG KÊ VỠ ĐẬP TRÊN THÊ GIỚI 88 -V- DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Biểu đồ tỷ lệ vỡ đập châu lục giới Hình 2.1 Các giai đoạn xói mòn nước tràn qua đỉnh đập 34 Hình 2.2 Biểu đồ tỷ lệ nguyên nhân gây vỡ đập .36 Hình 3.1 Đường cong cấp phối hạt lớp đắp đập 54 Hình 3.2 Thành phần cỡ hạt cát sỏi vùng lõi đập đắp xuống nước +18,0m54 Hình 3.3 Thành phần cỡ hạt vật liệu thân đập +18,0 - +50,0m 55 Hình 3.4 Thành phần cỡ hạt vật liệu thân đập từ +50,0m trở .55 Hình 3.5 Cắt ngang đập Hòa Bình 56 Hình 3.6 Quan hệ cao trình đỉnh lỗ vỡ thời điểm (Zđ~t) .63 Hình 3.7 Sơ đồ mô tả số biện pháp giảm thiểu thiện hại .71 -VI- DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tình hình cố hư hỏng đập giới Bảng 2.1 Bảng tổng hợp nguyên nhân gây vỡ 36 Bảng 3.1 Đặc tính kỹ thuật lớp sét cốt đắp lõi đập .52 Bảng 3.2 Bảng chi tiêu lớp đắp đập 53 Bảng 3.3 Khả thoát lũ lỗ vỡ .61 Bảng 3.4 Cao trình đỉnh lỗ vỡ thời điểm lần thí nghiệm 62 Bảng 3.5 Lưu tốc dòng chảy thời điểm ban đầu 67 Bảng 3.6 Phạm vi giá trị thông số vỡ đập 69 Bảng 3.7 Các thông số vỡ đập đập Hòa Bình .70 -VII- DANH MỤC ẢNH Ảnh 1.1 Đập Gleno sót lại đến ngày Ảnh 1.2 Đập vòm Malpasset 10 Ảnh 1.3 Đập Bản Kiều ngày tràn xả lũ khôi phục lại 11 Ảnh 1.4 Đập Mohne bị vỡ sau bị ném bom 12 Ảnh 1.5 Khu vực thung lũng đập Kelly Barnes sau cố 14 Ảnh 1.6 Hồ Lawn sau 23 năm xảy cố 15 Ảnh 1.7 Đập Delhi xảy cố 16 Ảnh 1.8 Sư cô đâp Am Chua – Khánh Hòa 19 Ảnh 1.9 Sự cố vỡ đập xây dở 10/ 2007 19 Ảnh 1.10 Đoạn đập bị vỡ Đập thủy điện Ia Krel .20 Ảnh 1.11 Sự cố vỡ đập hồ làm ngập quốc lộ 1A 21 Ảnh 1.12 Đập Đầm Hà sau xảy cố 22 Ảnh 1.13 Một số hình ảnh trường sau số hồ Đầm Hà .24 Ảnh 2.1 Thiết bị đo đường mực nước .47 Ảnh 2.2 Thiết bị đo lưu tốc mạch động lưu tốc 48 Ảnh 2.3 Phương pháp dùng lưới xác định kích thước vết vỡ - Viện khoa học thủy lợi Nam Kinh 49 Ảnh 2.4 Dùng phương pháp kẻ lưới xác định kích thước vết vỡ đập Hòa Bình mơ hình 2D .50 Ảnh 3.1 Dùng sàng để xác định cấp phối hạt .59 Ảnh 3.2 Các lớp cấp đường kính vật liệu sau sàng .60 Ảnh 3.3 Cân dùng để xác định trọng lượng hạt vật liệu .60 Ảnh 3.4 Quá trình phát triển lỗ vỡ thời điểm mô hình 2D 65 -VIII- Ảnh 3.5 Lúa thu hoạch chuẩn bị vật liệu cần thiết trước có lũ- cố 76 Ảnh 3.6 Lực lượng ứng cứu có cố- Hình mang tính chất minh họa .77 Ảnh 3.7 Cư dân địa phương lại trường có cố 78 Ảnh 3.8 Hậu sau lũ lụt cố 79 Ảnh 3.9 Hoạt động phục hồi sau cố- lũ lụt 80 -82- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN, KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU MỚI ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN Khi nhiều cố xẩy vỡ đập lũ tràn qua đỉnh đập ngồi thiệt hại cho thân cơng trình, phá hoại đình trệ sản xuất, gây thiệt hại sinh mạng, tài sản vùng hạ lưu đập, gây thiệt hại to lớn cho kinh tế quốc phòng an ninh Nắm tầm quan trọng cố đập luận văn sâu nghiên cứu nguyên nhân, chế hình thành trình phát triển lỗ vỡ đập đá dổ nhiều khối với nguyên hình đập thủy điện Hòa Bình Qua q trình nghiên cứu luận văn đạt số kết sau: 1- Sự cố vỡ đập thảm họa tự nhiên có sức tàn phá lớn hạ du, cố xảy gây tác hại to lớn kinh tế, xã hội đặc biệt cướp sinh mạng nhiều người hạ du Do việc nghiên cứu, tính tốn tìm biện pháp nhằm giảm thiểu đến mức tối đa tác hại vỡ đập gây cần thiết 2- Các nghiên cứu vỡ đập giới đa dạng phong phú, phương pháp áp dụng nhiều phương pháp thống kê, phương pháp mơ hình tốn học phương pháp mơ hình vật lý Mơ hình vật lý dùng để mơ q trình phát triển lỗ vỡ, Mơ hình tốn học dùng đánh giá ngập lụt thiệt hại hạ du xảy cố vỡ đập Trong phương pháp mơ hình vật lý cho kết xác trực quan Tuy nhiên nhược điểm phương pháp kinh phí thực lớn cần có sở vật chất hạ tầng thí nghiệm 3- Trong xu hướng chung giới nghiên cứu vỡ đập Việt Nam nghiên cứu từ năm 80 kỷ 20, nhiều phương -83- diện, nhiều phương pháp, nghiên cứu tập trung hệ thống sông Hồng dự án thủy điện Sơn La xây dựng 4- Các nghiên cứu thí nghiệm vật liệu xói Việt Nam đạt nhiều thành tựa đáng kể Tuy nhiên nghiên cứu vỡ đập (vỡ đê) mơ hình dừng lại đập đồng chất cho tràn cố, mô tương tự vật liệu xói hạt đều, mơ vỡ tồn đập, chưa có nghiên cứu đề cập đến khái niệm lỗ vỡ cố vỡ đập chưa có nghiên cứu cho loại đập đá đổ nhiều khối 5- Khi nghiên cứu, xác định trình phát triển lỗ vỡ nghiên cứu vỡ đập có nhiều phương pháp nghiên cứu như: Phương pháp thống kê, phương pháp mơ hình tốn phương pháp mơ hình vật lý Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm định Trong mơ hình vật lý cho kết có độ xác cao nhất, tin tưởng trực quan, nhiên nhược điểm phương pháp chi phí cao cần có đội ngũ chun gia có kinh nghiệm 6- Các nguyên nhân gây vỡ đập có nhiều lũ vượt tần xuất, địa chất yếu, động đất, thiết kế sai, hay sử dụng vật liệu không chủng loại Tuy nhiên nguyên nhân phỏ biến chiếm 50% lũ vượt tần suất thiết kế 7- Cơ chế phát triển lỗ vỡ đập vật liệu địa phương nước tràn qua đỉnh đập q trình bóc mòn dần bề mặt mái hạ lưu, đào sâu, mở rộng sang hai bên để hạ thấp chiều cao đỉnh đập (đỉnh lỗ vỡ) để đảm bảo thoát hết lưu lượng lũ 8- Các lý thuyết mơ hình tương tự, mơ vật liệu tương tự có nhiều Trong phương pháp mơ vật liệu theo điều kiện tương tự trọng lực có ưu điểm dễ thực cho kết có độ xác mức tin -84- cậy Tuy nhiên để chọn vật liệu phù hợp cần thí nghiệm có thí nghiệm bổ sung, lựa chọn nhiều lần 9- Mơ hình thí nghiệm thiết kế mơ hình thái theo tiêu chuẩn Froude, có tỉ lệ 1/25 Được xây dựng máng kính (với kích thước 0,5x20m) mơ dài mặt đập ngồi ngun hình 62,5m, chiều rộng chân đập 680m 10- Ứng dụng phương pháp lựa chọn vật liệu theo điều kiện tương tự trọng lực thiết kế, lựa chọn vật liệu đắp đập Hòa Bình cấu tạo lớp vật liệu đắp đập theo Bảng 3.1 Bảng 3.2 11- Kết thí nghiệm: - Cơ chế phá hủy: Vận tốc lớn mái đập hạ lưu thời điểm ban đầu đạt đến gần 32,0m/s, lúc mái đập bắt đầu hình thành vị trí xói sâu (tương đương vị trí có lưu tốc lớn nhất) phát triển thành rãnh xói (xung quanh cao trình +75,0m) phát triển xuống hạ lưu, sau rãnh xói đào sâu mở rộng bên gây ổn định chân mái đập gây sạt trượt phía lỗ vỡ phát triển dần phía thượng lưu đạt đến trạng thái ổn định (Chiều sâu lớn nhất, bề rộng lớn nhất) - Vận tốc lớn mặt đập xuất cao trình từ +75,0m xuống + 70,m với giá trị lên đến gần 32,0m/s ( 31,86m/s) - Thời gian xói lớn nhất: Thời gian xói lớn để chiều sâu lỗ vỡ đạt đến trạng thái tương đối ổn định từ 150 đến 190 phút (tương đương giờ); - Chiều sâu lỗ vỡ lớn nhất: Chiều sâu lỗ vỡ lớn đạt đến 60m, tương đương cao trình đỉnh lỗ vỡ +63,0m - Kết thí nghiệm phù hợp với hướng dẫn mà chương trình an tồn đập USACE (Hoa Kỳ) đưa năm 2007 CÁC TỒN TẠI -85- Do thời gian thực luân văn có hạn, kiến thức học viên hạn chế nên q trình làm luận văn khơng thể khơng tồn sai sót hạn chế Cụ thể: 1- Luận văn chưa trình bày kết thí nghiệm q trình phát triển lỗ vỡ mơ hình tổng thể - 3D; 2- Phạm vi mơ mơ hình thực tế nhỏ nên chưa mơ phòng tồn dung tích hồ chứa thực tế nên trình hạ thấp mực nước diễn nhanh so với thực tế; 3- Quá trình lưu lượng cấp động lực khác nhiều so với q trình lũ đến dung tích hồ thực tế 4- Thiết bị đo hạn chế nên việc xác định thông số, đặc tính vỡ đập hạn chế KIẾN NGHỊ NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU 1- Tiếp tục nghiên cứu phát triển vấn đề mơ hình 3D- Mơ hình tổng thể đồng thời xây dựng hệ thống thiết bị đo trình phát triển lỗ vỡ theo hướng tự động 2- Thí nghiệm với nhiều cấp lưu lượng cho loại cấp phối (Đối với loại đập) thí nghiệm nhiều cấp phối (Cho nhiều loại đập) ứng với cấp loại cấp phối để xây dựng mối quan hệ h=f(Q, B,Hđ,d,t) b=f(Q, h,Hđ,d,t); -86- TÀI LIỆU THAM KHẢO TiếngViệt [1] Nguyễn Cảnh Cầm, Nguyễn Văn Cung tác giả - Thủy lực tập 1,2 Nhà xuất Nông nghiệp Hà nội, 2006 [2] Lê Duy Hàm, Lê Văn Nghị nnk- Báo cáo kết thí nghiệm mơ hình hóa vật liệu hố tiêu hạ du tràn xả lũ cơng trình thủy điện Bình (Giai đoạn thử nghiệm thí nghiệm PA1) Viện Khoa học Thủy lợi- Hà Nội 1999 [3] Nguyễn Văn Hạnh, Nguyễn Đức Diện , Nghiên cứu lũ lũ vỡ đập hệ thống sơng Hồng - sơng Thái Bình- Hợp phần thuộc dự án DANIDA, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội 2003 [4] Trần Đình Hợi, Trần Quốc Thưởng, Lê Văn Nghị, Nghiên cứu tốn mơ hình thủy lực vỡ đập cơng trình thủy điện Sơn La phục vụ thiết kế vận hành an tồn cơng trình, Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội 2004 [5] Vũ Hoàng Hưng, Hiện trạng an toan đê- đập Việt Nam, Trường Đại học Thủy Lợi, Hà Nội 2014 [6] Lê Văn Nghị, Bùi Văn Hữu, Phạm Hồng Thành, trình hình thành phát triển lỗ vỡ theo chiều đứng đập đá đổ nhiều khối, Phòng thí nghiệm trọng điểm quốc gia động lực học sông biển, Hà Nội 2015 [7] P.G Kixelep nnk, Sổ tay Tinh toán thủy lực, NXB Xây dựng, Hà Nội 2008 [8] Nguyễn Viết Phách, Hàm Quốc Trinh, Lê Văn Nghị, Báo cáo kết đề tài “Nghiên cứu thí nghiệm mơ hình thủy lực hố tiêu sau tràn vận hành thủy điện Hòa Bình”, Viện lượng – Viện Khoa học Thủy lợi, Hà Nội 1999 -87- Tiếng Anh [9] C Zoppou, S Roberts, Numerical solution of the two-dimensional unsteady dam break, Center for Mathematics and Its Applications, Australian National University, Canberra, ACT 0200, Australia 1999 [10] D Michael Gee, Comparison of Dam Breach Parameter Estimators, Senior Hydraulic Engineer, Corps of Engineers Hydrologic Engineering Center, 2009 [11] Jain S.K., M.K Goel, Flood Control Regulation of Multi-reservoir System National Institute of hydrooogy, Rookee 1999 [12] Jan Vigyan Bhawan, Dambreak study of Barna dam, National Institute of Hydrology, India 1996 - 1997 [13] Mohamed Hassan, Mark Morris, Greg Hanson, Laboratory and Numerical Modelling of Breach Formation, IMPACT Project 2003 [14] M W Morris , Concerted Action on Dambreak Modelling, Final Report, Wallingford 2000 [15] Tony A.Atallah, A review on dams and breach parameters estimationMaster of science n hydrosystem Engineering, Virginia Polytechnic Institute and State University Blacksburg, VA 2002 [16] YANG Fang-li, ZHANG Xiao-feng, TAN Guang-ming, One and twodimentional coupled hydrodynamics model for dam break flow, China 2006 -88- PHỤ LỤC BẢNG THỐNG KÊ VỠ ĐẬP TRÊN THÊ GIỚI (Nguồn: http://en.wikipedia.org) ST T Năm 575 Đập Marib 1802 Đập Puentes 1852 Hồ chứa Bilberry 1864 Hồ chứa Dale Dike 1874 Đập sông Mill 1889 Đập South Fork 1890 1894 1900 Tên đập Vùng/Nước Số người chết Sheba, Yemen Lorca, Tây Ba Nha Holme Valley,Vương Quốc Anh South Yorkshire, Vương Quốc Anh 608 Williamsburg, Hoa Kỳ 139 Johnstown, Hoa Kỳ 2,209 Đập Walnut Grove Wickenburg, Hoa Kỳ 100 Đập hồ chứa Gohna Đập Garhwal Ấn Độ Texas, 81 244 Nguyên nhân Thông tin chi tiết - Không rõ nguyên nhân - Hậu việc di cư 50 000 người từ Yemen 1.800 nhà 40.000 bị phá hủy - Do mưa lớn kéo dài - Xây dựng khiếm khuyết, rò rỉ nhỏ tường lớn đập thất bại Hơn 600 nhà bị hư hại bị phá hủy - Quy định không chặt chẽ vận hành hồ chứa, cắt giảm tối đa thiết bị thiết kế hồ tích đầy nước - Hậu 600 gallons bị tràn quà làm phá hủy thị trấn xung quanh trở thành vấn đề quốc gia Sau cố quy định xây dựng đập điều chỉnh chặt chẽ Nguyên nhân đưa trình bảo dưỡng chủ hồ Tuy nhiên toàn án phán "Luật Chúa" Mưa to gây lũ Johnstown làm 600 nhà bị phá hủy Do Tuyết mưa lớn Sau kỹ sư quản lý đập yêu cầu có biện pháp đề tăng cường cấu trúc đập Đập bị vỡ Các nhà chức trách có lệnh sơ tán\ Nguyên nhân vỡ đập đến -89- ST T Vùng/Nước Số người chết Năm Tên đập 10 1908 McDonald Đập Hauser Hoa Kỳ Helena, Hoa Kỳ 11 1911 Đập Austin Austin, Hoa Kỳ 78 12 1916 Đập Desná 62 13 1916 14 1916 15 1916 Đập Lower Otay Đập Sweetwater Đập hồ Toxaway 16 1917 Đập Tigra 17 1923 Đập Gleno 18 1925 Đập Llyn Eigiau Hồ chứa Coedty Desná, ÁoHungary (Nay cộng Hòa Czech) Bang San Diego, Hoa Kỳ Bang San Diego, Hoa Kỳ Bang Transylvania, Hoa Kỳ Gwalior, Ấn Độ Bergamo, Italy Dolgarrog, Vương Quốc Anh 19 1928 Đập St Francis 20 1935 21 1942 Secondary Dam of Sella Zerbino Nant-y-Gro dam Nguyên nhân Thơng tin chi tiết chưa có lời giải đáp Lũ lớn kết hợp với địa chất yếu Những người quản lý cảnh báo cho người dân vùng hạ du Sai sót thiết kế, trình xây dựng sử dụng thuốc nổ Nhà máy giấy nhiều thị trần Austin bị phá hủy Sai sót cơng tác xây dựng gây vỡ đập 14 Lũ vượt thiết kế - Tần suất Lũ vượt thiết kế - Tần suất Mưa lớn + đường đập Đập xây dựng lại vào năm 1960 Do nước tràn qua đỉnh đập, Số người tử vong lớn Sai sót thiết kế xây dựng Mua lớn làm dòng chảy từ sông Llyn Eigiau vào hồ Coedty làm phá hủy đập Các nhà xây dựng đỗ lỗi cho việc cắt giảm chi phí xây dựng Tuy nhiên mưa lớn liên tục ngày trước Địa chất bên vách núi ổn định không phát kịp thời Lũ lớn kết hợp địa chất không ổn định 1,000 356 17 Santa Clarita, Hoa Kỳ 600 Molare, Italy 111 Elan Valley, Vương Quốc Anh Bị phá hủy trình chuẩn bị cho hoạt động trừng phạt Thế chiến II -90- ST T Năm 22 1943 Möhne Dam Ruhr, Đức Số người chết 1,579 23 1943 Edersee Dam Ruhr, Đức 70 24 1953 Tangiwai disaster 151 25 1959 Malpasset dam Sông Whangaehu , New Zealand Côte d'Azur, Pháp 26 1959 Vega de Tera Ribadelago, Tây Ba Nha 144 27 3/13/1961 Kurenivka mudslide 28 1961 Panshet Dam Kiev Ukraine Pune Ấn Độ Monte Toc Italy 1,500 Norwich, Tên đập 29 1963 Vajont Dam 30 1963 Spaulding Vùng/Nước 423 1,000 2,000 Nguyên nhân Thông tin chi tiết Bị phá hủy vụ đánh bom Chiến dịch trừng phạt Thế chiến II Trong đó: 11 nhà máy bị phá hủy, 114 bị hư hỏng nặng Bị phá hủy vụ đánh bom Chiến dịch trừng phạt Thế chiến II Phá hủy diện rộng DO phun trào nham thạch núi lửa Ruapehu Do đứt gãy địa chất sinh trình xây dựng đập có sử dụng thuốc nổ Trong q trình khảo sát không triệt để Hai làng bị phá hủy Theo lời khai từ cơng nhân, q trình xây dựng vật liệu có thiếu hụt nghiêm trọng Vào đêm 9/1/1959 150m chiều dài đập bị phá hủy làm triệu m3 nước bị tràn Gây mưa lớn với 2.000 trường hợp tử vong Đập bị vỡ áp lực nước mưa tích lũy Nghiêm khơng phải thất bại đập, cấu trúc đập khơng sụp đổ đứng Đổ nước vào hồ chứa gây thất bại địa chất tường thung lũng, dẫn đến 110 km / h lở đất vào hồ; nước thoát thay đổi mực nước hồ đỉnh đập Valley đánh giá khơng xác ổn định Một số làng hồn tồn bị xóa sổ Thiệt hại ước tính -91- ST T 31 Năm 1963 Tên đập Vùng/Nước Pond Dam (Mohegan Park) Baldwin Hills Reservoir Hoa Kỳ 32 6/10/1964 Swift Dam Số người chết 6.000.000 $ Los Angeles, Hoa Kỳ Montana, Hoa Kỳ Vratsa, Bulgaria 28 33 1966 Mina Plakalnitsa 34 1967 Sempor Dam 35 1971 Certej dam failure Đảo Java, Indonesia Certej Mine,Romania 36 1972 Canyon Lake Dam South Dakota, Hoa Kỳ 37 1972 Buffalo Creek Flood West Virginia, Hoa Kỳ 38 1975 Banqiao and Zhumadian, Nguyên nhân Thông tin chi tiết 107 Do tình trạng khai thác dầu mức gây sụt lún 277 nhà bị phá hủy Gây mưa lớn Vỡ đập hồ chứa chất thải mỏ đồng Plakalnitsa gần thành phố Vratsa Tổng cộng 450.000 mét khối bùn nước gây thiệt hại diện rộng, làm gập thành phố Vratsa làng Zgorigrad gần Tại thời điểm dó số người chết 107, số người tích khoảng 500 người 2,000 Lũ tràn qua đỉnh đập trình xây dựng 89 Đập hồ chứa chất thải bị vỡ làm ngập Certeju de Sus với chất thải độc hại 238 Lũ lớn kết hợp cửa van bị kẹt mảnh vỡ nguyên nhân gây vỡ đập Thiệt hại : 3.057 người bị thương, 1.335 nhà 5.000 xe ô tô bị phá hủy, trôi 125 Việc khai thác than mức làm cho kết cấu đập không ổn định, kết hợp mưa lớn làm đập bị vỡ Thiệt hại: khoảng 125 người chết, 1.121 người bị thương, 507 nhà bị phá hủy, 4.000 người nhà cửa 171,000 Mưa lớn bão Nina dổ vào -92- ST T Năm Tên đập Vùng/Nước Số người chết Shimantan Dams Trung Quốc Idaho, Hoa Kỳ Johnstown, Hoa Kỳ 11 Georgia, Hoa Kỳ 39 Morbi, Ấn Độ 5,000 Benghazi,Libya 39 1976 Teton Dam 40 1977 Laurel Run Dam 41 1977 Kelly Barnes Dam 42 1979 Machchu-2 Dam 43 1979 Wadi Qattara Dam 44 1982 Tous Dam Valencia, Tây Ba Nha 25 45 1982 Lawn Lake Dam Rocky Mountain 40 Nguyên nhân Thông tin chi tiết Trung Quốc, lượng mưa vượt qua tần suất thiết kế gây vỡ đập Thiệt hại: Vỡ đập tồi tệ làm 11 triệu người nhà cửa Vỡ đập thấm qua đập đất, làm 13.000 gia súc chết Mưa lớn, mực nước vượt qua đỉnh đập với đập khác vỡ ngày làm chết hàng 100 người Nguyên nhân khoog biết Có thể chủ hồ nhiều lần sửa thiết kế chiều cao đập, tăng khả khả sản xuất điện Muaw lớn gây lũ vượt tần xuất, vượt khả làm việc đập tràn Thiệt hại ước tính thời điểm xảy cố 1,800-25,000 người chết, gần sách Sandersara & Wooten đưa khoảng 5.000-10.000 người chết Lũ lớn vượt khả xả tràn làm hư hỏng phá hủy đập Lũ lớn kết hợp với chất lượng đập kém, thiếu cán quản lý cẩu thả cảnh báo mưa Thiệt hại ban đầu có khoảng 40 người chết 25 tích, sau số Một năm sau, La Vanguardia nói có khoảng 25 người chết Do xói vị trí cửa đường ống nước -93- ST T 46 Năm 1985 Tên đập Val di Stava dam Vùng/Nước National Park, Hoa Kỳ Tesero, Italy Số người chết 268 47 4/20/1986 Kantale Dam Kantale, Sri Lanka 180 48 1986 Upriver Dam Bang Washington, Hoa Kỳ 49 1993 Peruća Dam detonation Split-Dalmatia County,Croatia 50 1994 Merriespruit tailings dam Bang Tự Do Nam Phi 17 51 1996 Saguenay Flood Quebec, Canada 10 52 1996 Meadow Pond Dam New Hampshire, Hoa Kỳ 53 1997 Opuha Dam Canterbury, New Zealand Andalusia, Tây Ba Nha 54 4/25/1998 Doñana disaster Nguyên nhân Thông tin chi tiết Nguyên nhân lỗi trình bảo dưỡng lỗi thiết kế gây áp lực lớn lên cửa đường ống nước Bảo dưỡng gây rò rỉ làm vỡ đập.Phá hủy 1.600 nhà 2.000 mẫu ruộng lúa Sét đánh hệ thống điện, làm tua bin tắt Hệ thống điện dự phòng khơng làm việc Nước sau đập dâng lên sau kho cố gắng khỏi động lại hệ thống Đập bị phá hủy phần thuốc nổ sau lực lượng Serb rút lui Đập vỡ sau bão lớn Đạp làm việc điều kiện vượt khả đập Thiệt hại: Tàn phá diện rộng thiệt hại môi trường Mua lớn liên tục tuần làm kết cấu đất bị giảm Nước chứa sơng hồ vượt q tần xuất Sau người ta phát khả làm việc hệ thống đê đập bảo vệ thành phố Sai sót thiết kế xây dựng điều kiện tuyết lớn nguyên nhân gây vỡ đập Mưa lớn trình xây dựng làm đập bị vỡ trước hồn thành Đập bị vỡ trượt đất sét, làm 4-5 triệu mét khối chất thải mỏ axít vào sông Agrio, nhánh sông -94- ST T Năm Tên đập 55 9/21/1999 Shihgang Dam 56 10/11/200 Martin County coal slurry spill 57 2002 58 2002 Zeyzoun Dam Vodní nádrž Soběnov 59 5/14/2003 Silver Lake Dam 60 2003-05 61 2003 Hope Mills Dam Ringdijk GrootMijdrecht (nl) 62 6/17/2004 Camará Dam Vùng/Nước Số người chết Đài Loan Martin County, Hoa Kỳ Zeyzoun,Syria 22 Soběnov, Cộng Hòa Czech Michigan, Hoa Kỳ Bắc Carolina, Hòa Kỳ Wilnis, Hà Lan Paraiba Brazil 0 63 2004 Big Bay Dam Mississippi, Hoa Kỳ 64 2005 Shakidor Dam 70 65 2005 Taum Sauk Pasni Pakistan Lesterville, Nguyên nhân Thơng tin chi tiết Guadiamar, nguồn nước cho cơng viên quốc gia Dana, giới UNESCO di sản Hư hại gây trận động đất 21/9/1999 Vỡ đập hồ chứa bùn than Việc cung cấp nước cho 27.000 cư dân bị ô nhiễm Khối lượng tràn lớn 30 lần so với vụ tràn dầu Exxon Valdez thảm họa môi trường tồi tệ thời đại miền đông nam Hoa Kỳ Hơn 2.000 dân phải di dời ảnh hưởng trực tiếp 10.000 người Gây trận mưa lớn Châu Âu năm 2002 Mưa lớn gây vỡ đập đất hệ thống đê bao Làm 800 người phải sơ tán Gây mưa lớn 1.600 người phải sơ tán Đập chứa ngan than bùn, Trong thời ký hạn hán than bùn nhẹ nước gây vỡ đập Khoảng 1.500 người dân phải sơ tán Do bảo dưỡng Vụ vỡ đập thứ vòng 11 ngày, làm 3000 người trở thành vô gia cư Một lỗi nhỏ đập không phát làm đập bị phá hủy 104 tòa nhà bị hư hại bị phá hủy Mưa lớn gây lũ lớn bất ngờ cực đoan Lỗi hệ thống điều hành Lũ -95- ST T Năm Tên đập Vùng/Nước reservoir Hoa Kỳ Số người chết 66 2006 Gusau Dam Gusau, Nigeria 40 67 2006 Ka Loko Dam Kauai Hoa Kỳ 68 2006 2008 Campos Novos, Brazil Koshi Zone,Nepal 69 Campos Novos Dam Koshi Barrage 70 6/9/2008 Lake Delton 71 12/22/200 Kingston Fossil Plant coal fly ash slurry spill 72 2009 Situ GintungDam 73 8/17/2009 Sayano– Shushenskaya Dam 74 5/27/2009 Algodões Dam 75 2010 Kyzyl-Agash Dam 76 10/4/2010 Ajka alumina plant accident 77 8/7/2010 Niedow Dam 250 Nguyên nhân Thông tin chi tiết lụt vượt khả làm việc hồ chứa Do lũ lớn Khoảng 500 nhà bị phá hủy, thay 1.000 người Nguyên nhân lũ lớn Tuy nhiên bao gồm bảo dưỡng kém, cơng tác kiểm tra sửa chữa không tiến hành hợp lý Tuynel sụt đổ Do mưa lớn Lũ lụt ảnh hưởng tới 2,3 triệu người phía bắc bang Bihar Vỡ đập trận lụt tháng năm 2008 miền Trung Tây Vỡ đập hồ chứa bùn tro bay Lake Delton, Hoa Kỳ Roane County, Hoa Kỳ Tangerang, Indonesia Sayanogorsk, Liêng bang Nga 98 Mưa lớn bảo dưỡng 75 tua bin bị vỡ , làm ngập nhà sập trần nhà máy Piaui Brazil Qyzylaghash, Kazakhstan 43 Ajka Hungary 10 Lower Silesian Voivodeship, Phần Lan Do mưa lớn Thiệt hại: 80 người bị thương, 2.000 người vô gia cư Mưa lớn tuyết tan 300 người bị thương 1000 di tản khỏi làng Vỡ tường chẵn bê tông nhà máy alumina Một triệu mét khối bùn đỏ bị ô nhiễm khu vực rộng lớn, Sau ngày bùn tới sông Danube Mưa lớn vượt qua đỉnh đập -96- ST T Năm Tên đập 78 10/8/2010 Kenmare Resourcestaili ngs dam 79 7/24/2010 Delhi Dam Vùng/Nước Topuito, Mozambique Số người chết Iowa, Hoa Kỳ North Carolina, Hoa Kỳ Oliver Canada 82 3/11/2011 Fujinuma Dam Sukagawa, Nhật Bản 83 2/24/2012 Köprü Dam Tỉnh Adana, Thổ Nhĩ Kỳ 10 80 2010 Hope Mills Dam 81 6/13/2010 Testalinda Dam 0 84 2/6/2012 Ivanovo Dam Biser,Bulgaria 85 1/4/2012 Campos dos Goytacazes dam 2/4/2014 Tokwe Mukorsi Dam Campos dos Goytacazes Brazil Tỉnh Masvingo Zimbabwe 86 Nguyên nhân Thông tin chi tiết Vỡ đập chứa chất thải mỏ titan Mưa lớn Khoảng 8.000 người phải sơ tán Do lỗ hổng gây vỡ đập Là cố lần thứ đập Mưa lớn + Bảo dưỡng Phá hủy nhà Chôn lộ 97 Vỡ đập xảy trận động đất Tōhoku 2011 Thiệt hại: người chết người tích Mưa lớn làm cửa đường hàm dẫn dòng Vụ tai nạn làm 10 cơng nhân tử nạn Tuyết tan thời gian dài vết nứt đập không sửa chữa nhiều năm Tám người thiệt mạng số cộng đồng ngập nước Do mưa lớn lũ lụt thời gian Khoảng 4000 người phải di dời Hồ chứa tích đầy nước vỡ hạ lưu đập tai cao trình 90,3m Dân vùng thượng nguồn phải sơ tán ... lũ qua qua lỗ vỡ theo thời đoạn 60 3.2.2 Cơ chế hình thành phát triển lỡ vỡ 61 3.2.3 Quá trình phát triển lỗ vỡ theo thời gian 62 3.2.4 Chế độ thủy lực trình phát triển lỗ vỡ 65... VI NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn Đập đá đổ nhiều khối 3.2 Phạm vi nghiên cứu Trong khuôn khổ luận văn này, sâu nghiên cứu chế hình thành, trình phát triển lỗ. .. thiết bị đo trình phát triển lỗ vỡ 48 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 50 Chương CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN LỖ VỠ52 3.1 MƠ HÌNH NGHIÊN CỨU 52 3.1.1 Cấu tạo vật liệu đắp đập Hòa