Nghiên cứu xây dựng các tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an toàn hồ chứa vừa và nhỏ Bắc Trung Bộ

LỜI CAM ĐOAN Học viên xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân học viên Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức nào.Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Trần Công Định i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu thực với nỗ lực thân, tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an toàn hồ chứa vừa nhỏ Bắc Trung Bộ nhằm nghiên cứu, đưa phương pháp đánh giá nhanh quan sát qua bề mặt cơng trình Với tiêu chí là: đơn giản, thực nhanh, lượng hóa mức độ hư hỏng (tương đối) dễ thực hiện, giúp cho việc kiểm tra trạng cơng trình trước mùa mưa lũ hàng năm đơn vị quản lý hồ chứa, hồ chứa nhỏ cấp huyện, xã quản lý vận hành, phục vụ cơng tác phịng chống lụt, bão bảo đảm an tồn cho cơng trình Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo trường Đại học Thủy lợi tận tình giảng dạy, đào tạo giúp đỡ tác giả suốt trình học tập sau đại học Đặc biệt, tác giả xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm Việt Hịa hướng dẫn tận tình, giúp đỡ tác giả hoàn thành Luận văn Tác giả xin cảm bạn bè đồng nghiệp Vụ Quản lý cơng trình thủy lợi an tồn đập, quan quản lý vận hành hồ chứa tỉnh Bắc Trung Bộ giúp đỡ tạo điều kiện để tác giả hoàn thành Luận văn Với trình độ hiểu biết kinh nghiệm thực tế lĩnh vực nghiên cứu an tồn đập cịn nhiều hạn chế, đồng thời với nhiệm vụ nghiên cứu đưa phương pháp đánh giá nhanh an toàn đập chừng giới hạn mức độ an toàn vấn đề phức tạp, vậy, nội dung Luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong nhận bảo đóng góp ý kiến thầy giáo Quý vị quan tâm./ Tác giả luận văn Trần Công Định ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan hồ chứa nước hệ thống tổ chức quản lý, vận hành khai thác 1.1.1 Quá trình đầu tư xây dựng hồ chứa nước 1.1.2 Hệ thống tổ chức quản lý, vận hành khai thác 1.1.3 Hệ thống Văn pháp luật quản lý an toàn đập 10 1.1.4 Tình hình thực quy định quản lý an toàn đập 11 1.1.5 Công tác tu sửa chữa 13 1.2 Đánh giá chung thực trạng an toàn hồ chứa nước 13 1.3 Hiện trạng quản lý an toàn hồ chứa vừa nhỏ khu vực Bắc Trung Bộ 16 1.3.1 Công tác quản lý 16 1.3.2 Hiện trạng an toàn an toàn hồ chứa vừa nhỏ vùng Bắc Trung Bộ 17 1.4 Tổng quan nghiên cứu đánh giá an toàn đập 199 1.4.1 Trên giới 199 1.4.2 Ở Việt Nam 20 1.5 Tài liệu tiêu chuẩn đánh giá an toàn đập 15 1.6 Khái quát đặc điểm tự nhiên vùng Bắc Trung Bộ 299 1.6.1 Điều kiện tự nhiên địa hình, mạng lưới sơng ngòi 299 1.6.2 Vị trí địa lý điều kiện khí hậu tỉnh Bắc Trung Bộ: 31 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN AN TOÀN ĐẬP 37 2.1 Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng mưa lũ đến an toàn đập kku vực Bắc Trung Bộ37 2.1.1 Nhận định biến đổi khí hậu 37 2.1.2 Đặc trưng mưa gây lũ khu vực nghiên cứu 41 iii 2.2 Đánh giá ảnh hưởng việc xây dựng đến an toàn đập 42 2.3 Đánh giá ảnh hưởng hoạt động xã hội đến an toàn đập 43 2.4 Đánh giá ảnh hưởng công tác quản lý vận hành đến an toàn đập 43 2.5 Đánh giá ảnh hưởng tuổi thọ công trình đến an tồn đập 44 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN XÂY DỰNG TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ NHANH AN TỒN ĐẬP 45 3.1 Mục đích yêu cầu phân loại an toàn đập 45 3.1.1 Mục đích yêu cầu tiêu chí an tồn hồ đập 45 3.1.2 Phân loại an toàn đập 45 3.2 Nghiên cứu xây dựng tiêu chí 47 3.2.1 Tiêu chí đánh giá an toàn thấm qua đập đất 48 3.2.2 Tiêu chí đánh giá an tồn biến dạng mái đập 58 3.2.3 Tiêu chí đánh giá an tồn nứt bề mặt đỉnh đập 62 3.2.4 Tiêu chí đánh giá an tồn cống lấy nước 64 3.2.5 Tiêu chí đánh giá an tồn tràn xả lũ: 66 3.3 Tổng hợp tiêu chí đánh giá an tồn đập 721 3.4 Quy trình đánh giá đề xuất hành động an toàn đập 72 3.4.1 Quy trình đánh giá an tồn đập 72 3.4.2 Đề xuất hành động an toàn đập: 74 CHƯƠNG ÁP DỤNG ĐÁNH GIÁ AN TOÀN ĐẬP CHO HỒ CHỨA NƯỚC KHE SÂN TỈNH NGHỆ AN 76 4.1 Thơng tin trạng cơng trình 76 4.2 Dùng tiêu chí để đánh giá 80 4.3 Tổng hợp đánh giá giá an toàn đập: 86 4.4 Đề xuất giải pháp: 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87 Những kết đạt 87 Những tồn trình thực Luận văn 88 Kiến nghị hướng nghiên cứu 88 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC: Mẫu Phiếu kiểm tra đánh giá trạng an toàn hồ chứa nước trường 92 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ tổ chức quản lý nhà nước an toàn hồ đập Hình 1.2: Sơ đồ tổ chức đơn vị quản lý khai thác hồ chứa nước Hình 1.3 Bản đồ địa giới hành khu vực Bắc Trung Bộ 30 Hình 2.1:Ngập lụt bão số 10 năm 2013 gây tỉnh Thừa Thiên Huế 40 Hình 3.1: Hiện tượng thấm xói ngầm thân đập (Hình ảnh mô tả lấy từ tài liệu SIM) 49 Hình 3.2: Hiện tượng thấm xói ngầm thân đập tạo nên nhiều lỗ hổng (Hình ảnh mơ tả lấy từ tài liệu SIM) 50 Hình 3.3: Sạt chân mái hạ lưu đập thấm qua thân đập 51 Hình 3.4: Sạt mái hạ lưu đập thấm qua thân đập (Hình ảnh mô tả lấy từ tài liệu SIM) 51 Hình 3.5: Nước thấm qua thân đập làm sạt lở chân mái hạ lưu (hồ Làng Mọ) 56 Hình 3.6: Nước thấm qua thân đập làm sạt lở chân mái hạ lưu đập 57 Hình 3.7: Nước thấm qua thân đập làm sạt lở chân mái hạ lưu đập 57 Hình 3.8: Mặt cắt đập không đủ, nguy vỡ đập cao 60 Hình 3.9: Sạt lở chân đập sóng gió 60 Hình 3.10: Đập bị xói mịn mặt đập bị biến dạng lồi lõm 61 Hình 3.11: Mối làm tổ thân đập 61 Hình 2.12: Nứt dọc đập, nguy vỡ đập cao 63 Hình 3.13: Phần mái đập phía cống bị lún lõm xuống thấm 66 Hình 3.14: Xói lở hạ lưu tràn xả lũ 70 Hình 3.15: Đi tràn bị sụt xói ngầm lớp mặt gia cố 70 Hình 3.16: Mang tràn xả lũ bị xói dịng chảy lũ tràn qua 71 Hình 4.1: Mái hạ lưu đập bị sụt lún tượng thấm- hồ Khe Sân 77 Hình 4.2: Mái đập bị thấm ướt diện rộng khoảng 100 m2- hồ Khe Sân 78 Hình 4.3: Nước thấm thành vũng chân đập- hồ Khe Sân 78 Hình 4.4: Tràn xả lũ bị hư hỏng, xuống cấp – hồ Khe Sân 79 Hình 4.5: Ngưỡng tràn bị vỡ nứt – hồ Khe Sân 79 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Phân loại hồ chứa thủy lợi: Bảng 1.2: Phân loại hồ chứa thủy điện: Bảng 1.3: Phân loại hồ chứa thủy lợi khu vực Bắc Trung Bộ: Bảng 1.4: Kết thực quy định quản lý an toàn đập 12 Bảng 1.5: Thống kê số lượng hồ chứa lớn bị hư hỏng xuống cấp 14 Bảng 1.6: Thống kê số lượng cơng trình bị hư hỏng xuống cấp 15 Bảng 1.7 Các doanh nghiệp, Tổ chức tham gia quản lý hồ chứa địa phương 17 Bảng 1.8 Bảng đánh giá theo số rủi ro hồ chứa (Dự án WB8) 22 Bảng 1.9 Bảng đánh giá chất lượng cơng trình TCVN 11669:2016 26 Bảng 2.1 Một số trị số dự báo theo kịch phát thải KNK (SRES), kinh tế, xã hội, khí hậu nước biển dâng 38 Bảng 3.1 Thang điểm đánh giá phân cấp nguy cố 46 Bảng 3.2 Các tiêu chuẩn thẩm định rò rỉ thân đập theo Sổ tay kiểm tra định kỳ Nhật Bản 53 Bảng 3.3 Các tiêu chuẩn thẩm định rò rỉ mái đập theo Sổ tay kiểm tra định kỳ Nhật Bản 54 Bảng 3.4 Thang điểm tiêu chí đánh giá an tồn thấm đập đất 55 Bảng 3.5 Thang điểm tiêu chí đánh giá an tồn biến dạng mái đập 59 Bảng 3.6 Thang điểm tiêu chí đánh giá an tồn nứt bề mặt đỉnh đập 63 Bảng 3.7 Thang điểm tiêu chí đánh giá an tồn cống lấy nước 65 Bảng 3.8 Thang điểm tiêu chí đánh giá an tồn tràn xả lũ 68 Bảng 4.1 Bảng thông số kỹ thuật hồ chứa nước Khe Sân 80 vi MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hồ chứa nước đóng vai trị quan trọng q trình phát triển kinh tế -xã hội đất nước Với điều kiện địa lý tự nhiên thuận lợi, nhiều hồ chứa nước Nhà nước nhân dân xây dựng từ khoảng năm 1930 phát triển xây dựng mạnh vào năm 1970-1980, góp phần lớn vào thành công phát triển kinh tế nông nghiệp đất nước Nghị số 26-NQ/TW ngày 05/8/2008 nông nghiệp, nông dân, nông thôn Nghị số 13NQ/TW, ngày 16/01/2012 xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đồng nhằm đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng đại vào năm 2020, đặt nhiệm vụ cho hồ chứa nước không phục vụ sản xuất nông nghiệp mà cần phải phục vụ đa mục tiêu cho ngành kinh tế quốc dân, ổn định phát triển bền vững tài nguyên nước Theo số liệu thống kê năm 2015 Tổng cục Thủy lợi, nước đầu tư xây dựng 6858 hồ chứa nước có 6648 hồ chứa thủy lợi (chiếm 96,5%) 210 hồ chứa thủy điện (chiếm 3,5%) với tổng dung tích khoảng 65 tỷ m3 nước Bên cạnh mặt ưu điểm lợi ích, hồ chứa nước ln tiềm ẩn nguy cố, có dẫn đến thảm hoạ xảy số nước giới (năm 1975 vỡ đập Bản Kiều Trung Quốc, năm 1977 vỡ đập Kelly Barnes Mỹ, năm 1979 vỡ đập Morbi Ấn Độ ) Ở nước ta, năm gần liên tiếp xảy cố đập hồ chứa, nguyên nhân chủ yếu nguyên nhân hồ xuống cấp, chế độ dòng chảy đến hồ thay đổi (tập trung nhanh, lưu lượng vượt thiết kế ), đặc biệt công tác quản lý thiếu chặt chẽ, xem nhẹ chế độ quan trắc Một số hồ chứa nước xảy cố vỡ đập, như: năm 2009 vỡ đập hồ Z20(Hà Tĩnh), năm 2010 cố vỡ đập hồ Khe Mơ, hồ Vàng Anh (Hà Tĩnh), hồ Phước Trung, (Ninh Thuận), năm 2011 vỡ hồ Khe Làng, hồ 271 (Nghệ An), cố sạt lở mái hạ lưu gây nguy vỡ đập, hồ Vưng (Hồ Bình), cố q trình thi cơng hai hồ Lanh Ra hồ Bà Râu (Ninh Thuận), năm 2012 vỡ đập hồ Tây Nguyên sửa chữa xong, hồ Lim bị thấm mạnh mang cống đe dọa vỡ đập (Nghệ An), năm 2013 cố sụt lún thân đập hồ Bản Muông (Sơn La), cố vỡ tràn xả lũ hồ Hoàng Tân (Tuyên Quang), vỡ đập dâng Phân Lân (Vĩnh Phúc) Hình ảnh vỡ đập Z20, Hà Tĩnh ngày 5/6/2009 Hình ảnh vỡ đập Tây Nguyên, Nghệ An ngày 11/9/2012 Trong nguyên nhân dẫn đến cố an toàn đập nêu trên, yếu tố ảnh hưởng biến đổi khí hậu (BĐKH) ngày hữu, phân bố lại lượng nước mưa theo không gian thời gian có nhiều thay đổi so với thiết kế ban đầu Theo kịch BĐKH, nước biển dâng cho Việt Nam Bộ Tài nguyên Môi trường công bố: “xu chung lượng mưa mùa khô giảm lượng mưa mùa mưa tăng” “có thể xuất ngày mưa dị thường với lượng mưa gấp đôi so với kỷ lục nay”, thay đổi tác động tiêu cực đến an toàn hồ chứa nước, như: dòng chảy đến hồ chứa thay đổi cách bất lợi, dòng chảy kiệt giảm, dòng chảy lũ đến hồ tăng lên đột biến làm tăng lưu lượng đỉnh lũ, nhiều vượt thông số thiết kế làm ảnh hưởng nghiêm trọng tới an toàn hồ chứa nước Công tác quản lý hồ chứa thủy lợi chủ yếu giao cho số tổ chức quản lý (chủ đập) gồm: doanh nghiệp khai thác cơng trình thủy lợi (KTCTTL), ủy ban nhân dân xã, tổ chức hợp tác dùng nước số tổ chức khác Theo thống kê, doanh nghiệp KTCTTL giao quản lý 980 hồ chứa có dung tích từ 1,0 triệu m3 nước trở lên Các doanh nghiệp có kinh nghiệm, lực cán bộ, công nhân đáp ứng yêu cầu, công tác tu, bảo dưỡng cơng trình chủ đập quan tâm thường xuyên Còn lại, đơn vị cấp xã quản lý (hợp tác xã, ban quản lý xã, ) Việc quản lý hồ chứa tổ chức quản lý cấp xã thường không tốt thiếu cán chuyên môn việc tu, bảo dưỡng không quan tâm đầy đủ Trong năm qua, quan tâm Chính phủ, Bộ ngành, nhiều hồ chứa nước bị hư hỏng nặng đầu tư sửa chữa kịp thời nhằm bảo đảm an tồn cơng trình dân cư hạ du Chương trình bảo đảm an tồn hồ chứa nước Thủ tướng Chính phủ đạo thực văn số 1749/CP-NN ngày 30/10/2003 1734/TTg-KTN ngày 21/9/2009 Đến nay, Chương trình thực 10 năm, Bộ Nông nghiệp PTNT địa phương đầu tư gần 12.000 tỷ đồng để sửa chữa 633 hồ chứa loại Tại Chỉ thị số 21/CT-TTg ngày 14/10/2013 Thủ tướng Chính phủ việc tăng cường cơng tác quản lý, đảm bảo an tồn hồ chứa nước yêu cầu Bộ, ngành, UBND tỉnh thực nhiều biện pháp đảm bảo an tồn hồ chứa u cầu việc “Củng cố lực lượng quản lý hồ chứa có đủ lực, chuyên môn; tổ chức tốt việc theo dõi, kiểm tra hồ đập trước, sau mùa mưa lũ nhằm phát sớm nguy gây an toàn cơng trình có biện pháp xử lý kịp thời, tránh để xảy cố” Vào mùa mưa, lũ hàng năm, Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn có văn đạo, yêu cầu địa phương tăng cường công tác quản lý, kiểm tra, đánh giá mức độ an toàn hồ chứa thủy lợi Công tác kiểm tra đánh giá trạng an toàn đập đơn vị quản lý hồ chứa gặp nhiều khó khăn, cụ thể sau: - Việc đánh giá đòi hỏi người đánh giá phải am hiểu chun mơn có kinh nghiệm hồ chứa nước, nguồn nhân lực, cán kỹ thuật có chun mơn hồ chứa đơn vị quản lý cấp huyện, xã cịn thiếu, khơng có kinh phí thuê đơn vị tư vấn để kiểm tra, kiểm định v.v đặc biệt khó khăn đơn vị quản lý hồ chứa cấp huyện, xã - Về tiêu chuẩn đánh giá an toàn đập hành TCVN 11669:2016 Cơng trình thủy lợi - Đánh giá an tồn đập Các đánh giá thơng qua chấm điểm phân loại chất lượng cơng trình, gồm: Tốt, trung bình, Tiêu chuẩn thực phù hợp cho đơn vị tư vấn quan chuyên môn áp dụng nhiệm vụ thực kiểm định an toàn đập Các đánh giá phân loại theo chuẩn so sánh tiêu thiết kế, giới hạn thiết kế Thực tế hồ chứa Việt Nam nói chung, khu vực Bắc Trung Bộ nói riêng phần lớn xây dựng từ thập niên 1970 – 1980 khơng cịn lưu giữ tài liệu thiết kế, khơng thể có số liệu thiết kế để so sánh đánh giá chất lượng theo Tiêu chuẩn TCVN 11669:2016 Khu vực Bắc Trung Bộ có 1920 hồ chứa thủy lợi loại, có 120 hồ chứa lớn (hồ có dung tích ≥3 triệu m3, chiều cao đập ≥15 m), lại 1800 hồ chứa vừa nhỏ chiếm 94% tổng số hồ khu vực Theo kết thống kê từ báo cáo đánh giá trạng địa phương khu vực Bắc Trung Bộ, có khoảng 495 hồ chứa bị hư hỏng xuống cấp Với việc phân loại theo Tiêu chuẩn TCVN 11669:2016 có ba loại: Chất lượng cơng trình tốt; chất lượng cơng trình trung bình; chất lượng cơng trình 495 hồ chứa phân loại chất lượng công trình việc vận hành phải hạn chế (dưới thiết kế) Việc sửa chữa, nâng cấp cho 495 hồ chứa tốn kinh phí khó thực giai đoạn Tuy nhiên, thực tế phần số lượng hồ chứa phải tích nước hạn chế, lại cần tăng cường giám sát có mưa lũ lưu vực vận hành bình thường Các tỉnh Bắc Trung Bộ có điều kiện tự nhiên tương đối bất lợi an tồn cho cơng trình so với nước Với đặc điểm địa hình chung vùng có bề ngang hẹp, chia cắt phức tạp, sông, suối ngắn, dốc, thảm phủ lưu vực nên dòng chảy kiệt nhỏ, mùa mưa, lũ tập trung nhanh, dòng chảy siết nên có sức phá hoại lớn cơng trình thủy lợi, đê điều Chế độ khí hậu, thuỷ văn khắc nghiệt, hàng năm xảy loại hình thiên tai: úng, hạn, lũ, bão, xâm nhập mặn Từ năm 2009 đến xảy 21 vụ cố vỡ đập khu vực Bắc Trung Bộ xảy 13 vụ chiếm 62 % nước Từ vấn đề khó khăn đánh giá an toàn đập bối cảnh trạng hồ chứa nước xuống cấp nay, cần có công cụ đánh giá nhanh cho hồ chứa vừa nhỏ giúp việc đánh giá phân loại hồ chứa sát với thực tế, hồ chứa hư hỏng có nguy an toàn cao Xuất phát từ vấn đề nêu trên, đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an toàn hồ chứa nước vừa nhỏ Bắc Trung Bộ có thường; − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ nhỏ nước trong; C − Bề mặt thân cống bị xâm thực, tróc rỗ nặng, xuất kẽ nứt, tháp van, cầu công tác không bị nghiêng, lún, thiết bị vận hành cửa van hoạt động bình thường; − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ chảy thành dòng nước trong; D − Bề mặt thân cống bị xâm thực, tróc rỗ nặng, lộ cốt thép bị gỉ sét, xuất kẽ nứt vỡ, cửa cống có biểu nghiêng, lún, cửa van vận hành nặng − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ đục, lượng nước thấm tăng đột ngột so với mực nước hồ e) Tiêu chí đánh giá an tồn tràn xả lũ Thang điểm A Điều kiện đánh giá Hiện trạng cơng trình − Bề mặt tràn, tường bên tràn không bị xâm thực, tróc rỗ, nứt nẻ, khơng tồn hang hốc, tổ mối mang tràn, khơng có cối, vật cản tràn, hạ lưu tràn, tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành hoạt động bình thường; Điểm chấm − Phần tiếp giáp với đập đất khơng có nước rị rỉ − Tràn xả lũ bình thường (bảo đảm lực xả) B − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ nhẹ, xuất nứt nẻ nhỏ khơng ảnh hưởng lớn đến kết cấu xây, không tồn hang hốc, tổ mối mang tràn, khơng có cối, vật cản tràn, hạ lưu tràn; − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành sửa chữa hoạt động bình thường trở lại; − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ, nước − Mực nước qua tràn xuất vài lần vượt lũ thiết kế Trường hợp khơng có tài liệu mực nước thiết kế mực nước cách đỉnh đập 0,5 m (theo chiều cao an toàn đập) C − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ √ 84 C Thang điểm Điều kiện đánh giá nặng, xuất nứt nẻ chuyển dịch nhỏ; − Xuất hang hốc, tổ mối mang tràn; − Cây cối, vật cản tràn hạ lưu tràn làm cản trở dịng chảy qua tràn; Hiện trạng cơng trình √ − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành sửa chữa khơng hoạt động lại bình thường ban đầu; − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ, nước √ đục; − Tràn đất tự nhiên bị xói lở nặng, có hố xói hạ lưu có diễn biến gia tăng (khơng gia cố) − Mực nước qua tràn hàng năm xuất vượt lũ √ thiết kế Trường hợp khơng có tài liệu mực nước thiết kế mực nước cách đỉnh đập 0,5 m (theo chiều cao an toàn đập) sấp sỉ đỉnh đập D − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ nặng, xuất nứt nẻ chuyển dịch lớn; − Xuất hang hốc, tổ mối mang tràn; − Cây cối, vật cản tràn hạ lưu tràn làm cản trở dòng chảy qua tràn; − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành hoạt động bình thường − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ chảy thành dịng vòi, nước đục − Tràn đất tự nhiên bị xói lở nhẹ (khơng gia cố) − Mực nước qua tràn vài lần xuất vượt lũ kiểm tra, sấp sỉ đỉnh đập lần vượt đỉnh đập 85 Điểm chấm 4.3 Tổng hợp đánh giá giá an toàn đập: - Tổng hợp điểm đánh giá đập đất: Điểm đánh giá A B C D Tiêu chí Thấm qua đập Trường hợp đặc biệt cao x Biến dạng mái đập Nứt đỉnh đập x x Cống lấy nước x Tràn xả lũ x Tổng hợp x Kết luận:- Tổng hợp điểm công trình “D” - Mức độ an tồn: Đập có nguy cố an toàn cao 4.4 Đề xuất giải pháp: - Vận hành hạ mực nước hồ; - Xây dựng phương án bảo vệ, sẵn sàng ứng phó; - Đề nghị hồ sửa chữa cấp bách; - Báo cáo với quan phòng chống thiên tai tìm kiếm cứu nạn, quan quản lý an toàn đập Đưa vào đối tượng hồ xung yếu cần đặc biệt quan tâm mùa mưa lũ 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những kết đạt Qua qúa trình làm Luận văn với đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an tồn hồ chứa vừa nhỏ Bắc Trung Bộ đạt số kết sau: - Đánh giá tổng quan trạng hồ chứa Tìm hiểu số ngun nhân gây an tồn cho cơng trình biểu hư hỏng - Mơ tả giới hạn đánh giá, phân loại đập chấm điểm; - Xây dựng tiêu chí đánh giá trạng cơng trình thơng qua quan sát mơ tả biểu hư hỏng phổ biến thực địa, bao gồm: Tiêu chí đánh giá an tồn thấm đập đất: Đánh giá dựa vào kiểu nước thấm, diện tích vùng thấm, độ đục nước, vị trí nước hạ lưu thay đổi đột ngột lưu lượng Các ngưỡng diện tích vùng thấm khảo sát thực tế lựa chọn ngưỡng: vùng thấm phổ biến 50 m2, 100 m2, vùng thấm 100 m2 1/3 diện tích mái đập Tiêu chí đánh giá an tồn biến dạng mái đập: Đánh giá dựa mơ tả xói lở, sạt, sụt lún lồi lõm mặt mái đập có xét đến điều kiện đập bị thấm không bị thấm Tiêu chí đánh giá an tồn nứt bề mặt đỉnh đập: Tiêu chí phản ánh ảnh hưởng chất lượng hay kết cấu đập nguyên nhân gây nứt thân đập đánh giá dự giới hạn độ sâu vết nứt so sánh với mực nước hồ chứa Tiêu chí đánh giá an tồn cống lấy nước: Tiêu chí đánh giá mức độ an tồn cơng lấy nước qua quan sát mô tả biểu xuống cấp cơng trình gồm: bong tróc, vỡ lở giảm cường độ kết cấu xây đúc, tượng lún, nghiêng, thấm mang cống hang hốc động vật đào hang, làm tổ khu vực tiếp giáp với đập đất Tiêu chí đánh giá an tồn tràn xả lũ: Tiêu chí đánh giá qua bề mặt bên ngồi tràn, như: Bong tróc, nứt nẻ, vỡ thân, tường cánh tràn, lún 87 sụt mặt tràn, bể tiêu năng, sân sau tràn, xói lở hai bên mang tràn, thấm hai bên mang tràn, thấm qua thân tràn thấm luồn lớp gia cố bảo vệ Kết đánh giá mức độ an toàn hồ chứa phân thành cấp độ gồm: - Nguy cố an toàn thấp; - Nguy cố an tồn trung bình; - Nguy cố an toàn cao; - Nguy cố an toàn cao; - Nguy cố an toàn đặc biệt cao; Ngoài ra, học viên áp dụng đánh giá cho hồ chứa nước Khe Sân, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An Kết phù hợp với đánh giá mức độ an toàn chuyên gia Viện Thủy điện Năng lượng tái tạo - Viện KHTL Việt Nam an toàn đập đánh giá trước dự án “Sửa chữa nâng cao an toàn đập” (WB8) Những tồn trình thực Luận văn - Đề tài xây dựng sở tài liệu thu thập, điều tra cố thông qua hỏi đáp học viên với số chuyên gia an toàn đập, số cán trực tiếp quản lý vận hành hồ đập Chưa chứng minh mơ hình tốn, khơng hỗ trợ thiết bị khảo sát địa hình, địa chất, tính tốn ổn định cơng trình - Đây thực đề tài khó Trong phạm vi thời gian thực hiện, học viên cố gắng tìm tịi vận dụng kiến thức học nhà trường, tài liệu tham khảo liên quan đánh giá an tồn đập, có tài liệu nước ngồi (Mỹ, Nhật Bản) kinh nghiệm trình công tác quan Tuy vậy, chưa thể đề cập hết đến vấn đề liên quan khác việc đánh giá an toàn đập, như: Nghiên cứu sâu thảm phủ lưu vực hồ ảnh hưởng đến dịng chảy tập trung, địa chất cơng trình, sạt lở đất lịng hồ, Kiến nghị hướng nghiên cứu Đây đề tài hữu ích, có ý nghĩa thực tế cao, với cơng cụ đánh giá nhanh mức độ an tồn đập, hồ chứa giúp cho cán quản lý vận hành hồ 88 chứa nước mô tả đề cập đầy đủ vấn đề liên quan đến an toàn đập Tuy nhiên, để nâng cao độ xác mô tả trạng, ngưỡng phân cấp an toàn, thang điểm đánh giá, hướng nghiên cứu sử dụng cách tiếp cận khác, như: “lý thuyết độ tin cậy phân tích an tồn” đánh giá điều kiện thiên tai bất thường Các mức đánh giá giúp đơn vị quản lý có đối sách phù hợp với loại nhằm bảo đảm an tồn cho cơng trình Hiện nay, quan quản lý nhà nước quản lý sở dự liệu hồ chứa phần mềm hoạt động internet có chức cảnh báo hồ chứa nguy hiểm, nhiên chưa xây dựng tiêu chí làm sở cảnh báo mà dựa vào mực nước hồ so với mực nước thiết kế Với mơ tả cơng trình thang điểm “D” ứng với mức “Nguy cố an toàn cao” áp dụng làm tiêu chí cảnh báo dựa theo mơ tả cơng trình kết hợp với cường độ mưa khác xảy lưu vực hồ mà có cấp cảnh báo khác nhau./ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nước: Nghị định số 72/2007/NĐ-CP ngày 07/5/2007 Chính phủ Quản lý an tồn đập; Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/5/2015 Chính phủ Quản lý chất lượng bảo trì cơng trình xây dựng; Thông tư số 40/2011/TT-BNNPTNT ngày 27/5/2011 Quy định lực Tổ chức cá nhân tham gia quản lý, khai thác cơng trình thủy lợi, Bộ Nơng nghiệp PTNT; Tiêu chuẩn TCVN 11669:2016 Cơng trình thủy lợi – Đánh giá an tồn đập Cơng tác kiểm tra xử lý cố hồ đập (Báo cáo trình bày Hội nghị “nâng cao cơng tác quản lý an toàn hồ chứa thủy lợi tỉnh miền Trung, TâyNguyên” năm 2014) GS.TS Phạm Ngọc Quý, PGS.TS Nguyễn Cảnh Thái Trường Đại học Thủy lợi Sổ Tay an tồn đập, Hồng Xn Hồng nhóm biên soạn, Hội đập lớn Phát triển nguồn nước Việt Nam, năm 2012 Nguyễn Phương Mậu nnk (ĐHTL)(2005) Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp Bộ “Nghiên cứu giải pháp quản lý hồ chứa vừa nhỏ miền Trung Tây Nguyên, chống hạn thời kỳ thiếu nước” Dự án nghiên cứu: Đánh giá tác động BĐKH - Đại học Cần Thơ thực Xây dựng lập sở liệu tổng hợp dùng chung phục vụ cho ngành thủy lợi, Nghiêm Tiến Lam nnk, Trường Đại học Thủy lợi, 2013 thực 10 Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu khai thác, giảm nhẹ thiên thiệt hại thiên tai (bão, lũ) đảm bảo an toàn hồ chứa nước khu vực miền Trung điều kiện biến đổi khí hậu GS.TS Lê Kim Truyền – Trường Đại học Thủy lợi, 2012 thực 11 Nghiên cứu ứng dụng lí thuyết độ tin cậy phân tích rủi ro để đánh giá mức đảm bảo an tồn cho hệ thống cơng trình thủy lợi lấy nước hồ chứa điều kiện Việt Nam ThS Nguyễn Lan Hương – Đại học Thuỷ 90 lợi GS TS Nguyễn Văn Mạo – Đại học Thuỷ lợi TS Mai Văn Công – Đại học Thuỷ lợi 12 Báo cáo trạng cơng trình thủy lợi trước mùa mưa bão năm 2012, 2013, 2014, 2015,2016 Tổng cục Thủy lợi 13 Báo cáo trạng an toàn cơng trình trước mùa mưa lũ 2015,2016 tỉnh Thanh Hóa, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên Huế 14 Kịch biến đổi khí hậu, nước biển dâng Bộ Tài nguyên Môi Trường Hà Nội năm 2016 15 Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biến đổi khí hậu năm 2010, 2011 Bộ Nơng nghiệp & PTNT Tài liệu nước ngồi: Sổ tay kiểm tra định kỳ an toàn đập Bộ Quản lý đất đai, Hạ tầng giao thông Du lịch Nhật Bản Sổ tay hướng dẫn quản lý bảo dưỡng hồ thủy lợi chuyên dụng loại nhỏ vừa, Bộ Nông Lâm Thủy sản Nhật Bản, TS Nguyễn Sơn Hùng, TS Nguyễn Thanh Thủy, Phòng Nghiệp vụ Quốc tế biên dịch Daniel D Bradlow, Alessandro Palmieri, Salman M A Salman (2002) Regulatory Framworks for Dam Safety The International Bank for Reconstruction and Development /The World Bank Jesung Jeon, Jongwook Lee, Donghoon Shin, HangyuPark Development of dam safety management system Advances in Engineering Software 40 (2009) pages 554–563 Asian Development Bank (1994) Climate Change in Asia: Vietnam CountryReport, p.27 91 PHỤ LỤC: Mẫu Phiếu kiểm tra đánh giá trạng an toàn hồ chứa nước trường: UBND CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TÊN ĐƠN VỊ QUẢN LÝ Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG AN TỒN HỒ CHỨA NƯỚC I THƠNG TIN HỒ CHỨA Tên hồ chứa: Địa điểm cơng trình: - Tỉnh / thành phố: - Huyện/ quận: - Xã/ phường: Ngày thời điểm kiểm tra, đánh giá: Tên đơn vị quản lý: Phạm vi phục vụ cơng trình: - Xã  - Huyện  - Liên xã  - Liên huyện  Cấp cơng trình: (Theo QCVN 04-05:2012/BNNPTNT) Năm xây dựng: Năm hoàn thành đưa vào sử dụng: Năm sửa chữa nâng cấp có: -Hạng mục sửa chữa: -Đập đất  -Tràn xả lũ  -Cống lấy nước  - Nội dung chính: 92 II THIẾT KẾ CỦA CÔNG TRÌNH Nhiệm vụ thiết kế chủ yếu: Các thông số thiết kế chủ yếu: Thông số Đơn vị Thông số TK chủ yếu: Diện tích lưu vực km2 Số liệu Thơng số Chế độ điều tiết Cao trình MNGC m Cao trình MNDBT m Cao trình MNC m Quy vận hành điều tiết: Chưa xây dựng Có đường quan hệ H-W: Chưa xây dựng Đập chính: Hình thức kết cấu đập Đập đất Chiều cao lớn đập m Dung tích tồn Dung tích hữu ích Dung tích chết Đã xây dựng Đã xây dựng Đơn vị Năm/nhiều năm Tr.m3 Tr.m3 Tr.m3 Tràn tự Chiều dài đỉnh đập m Chiều rộng đỉnh m đập Cao trình đỉnh đập m Số đập phụ Đập phụ số 1: Đập phụ số 2: Chiều cao lớn đập m Chiều cao lớn m đập Cao trình đỉnh đập m C.trình đỉnh đập m Chiều dài đỉnh đập m Chiều dài đập m Chiều rộng đỉnh đập m C.rộng đỉnh đập m (Nếu có nhiều đập phụ ghi thêm cuối điều tra này) Tràn xả lũ: Hình thức tràn (Tự do, Lưu lượng xả thiết m3/s cửa van, xả sâu) kế (Qtk) Kích thước bề rộng xả m Lưu lượng xả kiểm m3/s tràn (Bt) tra (Qktra) CT ngưỡng tràn m Số cửa tràn Có tràn cố Cống lấy nước: Hình thức cống (Có áp, Khơng áp Lưu lượng thiết kế m3/s khơng áp) (Qtk) Kích thước cống cm CT đáy cống m Chiều dài cống m 93 Số liệu III ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG AN TỒN Tiêu chí đánh giá thấm qua đập: Thang điểm Điều kiện đánh giá A − Khơng xuất dịng thấm bất thường, cục mái hạ lưu khu vực hạ lưu đập; − Đường bão hịa vị trí thấp so với thiết kế thoát phạm vi thiết bị tiêu nước; B − Đường bão hòa vị trí cao so với thiết kế, có vị trí điểm thấm nằm ngồi phạm vi thiết bị tiêu nước; − Diện tích vùng thấm ẩm, ướt nhẹ 50m2, nước thoát (với trường hợp thấm hóa lỏng) vị trí dịng thấm có tượng xói mịn, dịng chảy nhỏ róc rách, nước ổn định (với trường hợp xói ngầm) C − Xuất dịng thấm bất thường, cục thấm xuất phạm vi rộng 100 m2 1/3 diện tích mái hạ lưu (ngoài thiết bị tiêu nước) khu vực hạ lưu đập vị trí dịng thấm phía hạ lưu có tượng xói mịn, đẩy trồi, lún sụt, dòng chảy thành dòng vòi, nước thoát ổn định; − Điểm đường bão hịa mái hạ lưu đập nằm ngồi thiết bị tiêu nước; D − Xuất dòng thấm bất thường, cục thấm xuất phạm vi rộng >100 m2 (ngoài thiết bị tiêu nước) 1/3 diện tích mái hạ lưu khu vực hạ lưu đập vị trí dịng thấm phía hạ lưu có tượng xói mịn, đẩy trồi, lún sụt; − Điểm đường bão hòa mái hạ lưu đập nằm thiết bị tiêu nước; − Lượng nước thấm gia tăng đột ngột so với mực nước hồ trình theo dõi phát gia tăng đột ngột, nước đục 94 Hiện trạng cơng trình Điểm chấm Đánh giá theo tiêu chí biến dạng mái đập: Thang điểm Điều kiện đánh giá A − Mái đập phẳng, khơng có lún sụt cục bộ, không tồn hang hốc cối, tổ mối Hiện trạng cơng trình Điểm chấm − Khơng xuất dịng thấm bất thường, cục mái hạ lưu khu vực hạ lưu đập, đường bão hịa phạm vi thiết bị tiêu nước; B − Mái đập có tượng lồi lõm rãnh xói, chênh lệch lồi lõm 0,5m, diễn phạm vi 0,5m Mái hạ lưu đập xuất dòng thấm bất thường, cục mái hạ lưu khu vực hạ lưu đập, đường bão hịa phạm vi thiết bị tiêu nước; − Xuất vết nứt dọc đập, có khả phát sinh khối trượt lớn Tiêu chí đánh giá an tồn biến dạng nứt đỉnh đập Thang điểm Điều kiện đánh giá A Thân đập khơng bị biến dạng, nứt; kích thước hình học cơng trình đảm bảo thiết kế ban đầu; thiết bị tiêu thoát nước (nước mặt, nước thấm) làm việc bình B thường − Nứt dọc đập khơng có sạt lở, khơng xuất thấm cục bộ, bất thường; giới hạn vết nứt 95 Hiện trạng cơng trình Điểm chấm Thang điểm C D Điều kiện đánh giá mực nước lũ kiểm tra Hiện trạng cơng trình Điểm chấm − Nứt dọc đập khơng có sạt lở, khơng xuất thấm cục bộ, bất thường; giới hạn vết nứt mực nước lũ thiết kế − Xuất vết nứt dọc đập, có khả phát sinh khối trượt lớn; vết nứt ngang liên thông từ thượng lưu đến hạ lưu; giới hạn vết nứt mực nước dâng bình thường Tiêu chí đánh giá an toàn cống lấy nước Thang điểm A Điều kiện đánh giá − Bề mặt thân cống không bị xâm thực, tróc rỗ, nứt nẻ, khơng tồn hang hốc cối, tổ mối mang cống cống, thiết bị vận hành cửa van hoạt động bình thường; − Phần tiếp giáp với đập đất khơng có nước rị rỉ B − Bề mặt thân cống bị xâm thực, tróc rỗ, xuất kẽ nứt nhỏ, giữ hình dáng kích thước, tháp van, cầu cơng tác khơng bị nghiêng, lún, thiết bị vận hành cửa van hoạt động bình thường; − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ nhỏ nước trong; C − Bề mặt thân cống bị xâm thực, tróc rỗ nặng, xuất kẽ nứt, tháp van, cầu công tác không bị nghiêng, lún, thiết bị vận hành cửa van hoạt động bình thường; − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rò rỉ chảy thành dòng nước trong; D − Bề mặt thân cống bị xâm thực, tróc rỗ nặng, lộ cốt thép bị gỉ sét, xuất kẽ nứt vỡ, cửa cống có biểu nghiêng, lún, cửa van vận hành nặng − Khu vực cửa cống tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ đục, lượng nước thấm tăng đột ngột so với mực nước hồ 96 Hiện trạng cơng trình ứng với ĐKĐG Điểm chấm Tiêu chí đánh giá an tồn tràn xả lũ Thang điểm A Điều kiện đánh giá − Bề mặt tràn, tường bên tràn không bị xâm thực, tróc rỗ, nứt nẻ, khơng tồn hang hốc, tổ mối mang tràn, khơng có cối, vật cản tràn, hạ lưu tràn, tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành hoạt động bình thường; − Phần tiếp giáp với đập đất khơng có nước rị rỉ − Tràn xả lũ bình thường (bảo đảm lực xả) B − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ nhẹ, xuất nứt nẻ nhỏ không ảnh hưởng lớn đến kết cấu xây, không tồn hang hốc, tổ mối mang tràn, khơng có cối, vật cản tràn, hạ lưu tràn; − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành sửa chữa hoạt động bình thường trở lại; − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rò rỉ, nước − Mực nước qua tràn xuất vài lần vượt lũ thiết kế Trường hợp khơng có tài liệu mực nước thiết kế mực nước cách đỉnh đập 0,5 m (theo chiều cao an toàn đập) C − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ nặng, xuất nứt nẻ chuyển dịch nhỏ; − Xuất hang hốc, tổ mối mang tràn; − Cây cối, vật cản tràn hạ lưu tràn làm cản trở dịng chảy qua tràn; − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành sửa chữa khơng hoạt động lại bình thường ban đầu; − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ, nước đục; − Tràn đất tự nhiên bị xói lở nặng, có hố xói hạ lưu có diễn biến gia tăng (khơng gia cố) − Mực nước qua tràn hàng năm xuất vượt lũ thiết kế Trường hợp khơng có tài liệu mực nước thiết kế mực nước cách đỉnh đập 0,5 m (theo chiều cao an toàn đập) sấp sỉ 97 Hiện trạng cơng trình Điểm chấm Thang điểm D Hiện trạng cơng trình Điều kiện đánh giá đỉnh đập Điểm chấm − Bề mặt tràn, tường bên tràn bị xâm thực, tróc rỗ nặng, xuất nứt nẻ chuyển dịch lớn; − Xuất hang hốc, tổ mối mang tràn; − Cây cối, vật cản tràn hạ lưu tràn làm cản trở dòng chảy qua tràn; − Đối với tràn đóng mở cửa van thiết bị vận hành hoạt động bình thường − Phần tiếp giáp với đập đất có nước rị rỉ chảy thành dịng vòi, nước đục − Tràn đất tự nhiên bị xói lở nhẹ (khơng gia cố) − Mực nước qua tràn vài lần xuất vượt lũ kiểm tra, sấp sỉ đỉnh đập lần vượt đỉnh đập IV TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ AN TỒN ĐẬP Điểm đánh giá A B Tiêu chí C D Trường hợp đặc biệt cao Thấm qua đập Biến dạng mái đập Nứt đỉnh đập Cống lấy nước Tràn xả lũ Tổng hợp Kết luận: ./ 98 ... gian nghiên cứu, tìm hiểu thực với nỗ lực thân, tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an toàn hồ chứa vừa nhỏ Bắc Trung Bộ nhằm nghiên. .. tế, hồ chứa hư hỏng có nguy an toàn cao Xuất phát từ vấn đề nêu trên, đề tài: Nghiên cứu xây dựng tiêu chí đánh giá nhanh mức độ an toàn hồ chứa nước vừa nhỏ Bắc Trung Bộ có ý nghĩa thực tiễn cần... NCKH cấp Bộ ? ?Nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu đến làm việc an toàn đập đất hồ chứa nước đề xuất tiêu chí đánh giá an tồn đập” xây dựng nhóm tiêu chí gồm: Tiêu chí lũ; nhóm tiêu chí địa chất,