Nghiên cứu phương án bố trí hệ thống quan trắc thấm trong đập đất áp dụng cho công trình hồ tả trạch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN HỒNG ĐĂNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG QUAN TRẮC THẤM TRONG ĐẬP ĐẤT- ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH HỒ TẢ TRẠCH, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN HỒNG ĐĂNG “NGHIÊN CỨU PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ HỆ THỐNG QUAN TRẮC THẤM TRONG ĐẬP ĐẤT- ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH HỒ TẢ TRẠCH, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ” Chun ngành: KTXD CƠNG TRÌNH THỦY Mã ngành: 8580202 Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Ngọc Thắng HÀ NỘI - NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Họ tên học viên: Nguyễn Hồng Đăng Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các nội dung kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu, kế thừa nội dung nghiên cứu có, thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Hà Nội, ngày… tháng….năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Hồng Đăng i LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành luận văn thạc sỹ chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy với đề tài: “Nghiên cứu phương án bố trí hệ thống quan trắc thấm đập đất- áp dụng cho cơng trình hồ tả trạch, tỉnh thừa thiên huế” tác giả nhận giúp đỡ tận tình Thầy giáo, Cô giáo Cơ sở 2- Đại học Thủy Lợi, Thầy giáo, cô giáo, trợ lý Khoa Khoa Cơng trình, Trường đại học Thủy lợi, anh chị em đồng nghiệp Trung tâm công nghệ phần mềm thủy lợi – Viện khoa học thủy lợi Việt Nam bạn bè tập thể lớp CH23C11- CS2-Đại học Thủy Lợi Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo Cơ sở 2- Đại học Thủy Lợi, thầy cô giáo, cán trợ lý Khoa Khoa Công trình, Khoa Sau đại học, anh chị em đồng nghiệp Trung tâm công nghệ phần mềm thủy lợi – Viện khoa học thủy lợi Việt Nam Gia đình Bạn bè, đồng môn tạo điều kiện giúp đỡ cho tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu, làm việc thực luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Ngọc Thắng, Khoa Cơng Trình - Trường Đại học Thuỷ lợi động viên giúp đỡ, hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn Trong luận văn khơng thể tránh khỏi sai sót định thời gian trình độ kinh nghiệm nghiên cứu Tác giả kính mong Thầy giáo, Cơ giáo, Bạn bè Đồng nghiệp góp ý để luận văn hoàn chỉnh trọn vẹn Tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày… tháng….năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Hồng Đăng ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI CAM ĐOAN i LỜI CÁM ƠN ii MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .2 3.1 Đối tượng .2 3.2 Phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận .3 4.2 Phương pháp nghiên cứu Bố cục luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT VÀ HỆ THỐNG QUAN TRẮC TRONG ĐẬP ĐẤT 1.1 Tổng quan đập đất giới Việt Nam 1.1.1 Tổng quan đập đất giới 1.1.2 Tổng quan đập đất Việt Nam .6 1.1.3 Một số vấn đề an toàn đập đất Việt Nam 11 iii 1.2 Tổng quan hệ thống quan trắc cơng trình thủy lợi 16 1.2.1 Trên giới .16 1.2.2 Một số vấn đề công tác quan trắc Việt Nam .19 1.3 Quan trắc thấm số tồn quan trắc thấm đập đất 22 1.3.1 Hệ thống quan trắc thấm đập đất 22 1.3.2 Một số vấn đề quan trắc thấm đập đất .23 1.4 Kết luận chương 24 CHƯƠNG HÌNH THỨC QUAN TRẮC VÀ CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC THẤM TRONG ĐẬP ĐẤT 25 2.1 Cơ sở lý thuyết bố trí hệ thống quan trắc đập đất 25 2.2 Một số yêu cầu quan trắc thấm đập đất 28 2.2.1 Quan trắc cao độ mực nước trước sau cơng trình 28 2.2.3 Quan trắc áp lực thấm 30 2.2.4 Quan trắc lưu lượng thấm 31 2.3 Các hình thức quan trắc thấm, ưu nhược điểm .31 2.3.1 Quan trắc thủ công 31 2.2.2 Hình thức quan trắc lưu số liệu tự động (bán tự động) 32 2.2.3 Hình thức quan trắc tự động cập nhật số liệu trực tuyến 32 2.3.4 Một số ví dụ hình thức quan trắc thấm 33 2.4 Hình thức quan trắc thấm tự động thiết bị quan trắc 37 2.4.1 Nguyên lý quan trắc tự động .37 2.4.2 Thiết bị quan trắc áp lực thấm 38 iv 2.5 Kết luận chương 41 CHƯƠNG ÁP DỤNG BỐ TRÍ HỆ THỐNG QUAN TRẮC VÀ SỬ DỤNG SỐ LIỆU QUAN TRẮC ĐÁNH GIÁ SỰ LÀM VIỆC CỦA CƠNG TRÌNH CỤ THỂHỒ TẢ TRẠCH 42 3.1 Giới thiệu tổng quan cơng trình hồ Tả Trạch 42 3.1.1 Vị trí địa lý nhiệm vụ cơng trình .42 1.2 Các thông số hồ chứa 43 3.1.3 Quy mô, kết cấu hạng mục công trình 43 3.2 Hiện trạng hệ thống quan trắc thấm đập Tả Trạch 47 3.2.1 Hệ thống quan trắc thấm đập 47 3.2.2 Các thiết bị quan trắc thấm sử dụng hồ Tả Trạch 51 3.2.3 Kết từ hệ thống quan trắc thấm hồ Tả Trạch .52 3.3 Đánh giá hệ thống quan trắc thấm đập Tả Trạch đề xuất giải pháp .54 3.3.1 Những ưu điểm hệ thống .54 3.3.2 Một số tồn hệ thống 54 3.3.3 Đề xuất giải pháp 55 3.4 Tính tốn thấm cho hồ Tả Trạch 58 3.4.1 Mục đích tính tốn thấm 58 3.4.2 Các phương pháp tính tốn thấm 58 3.4.3 Giới thiệu phần mềm Geostudio .61 3.5 Kết tính tốn thấm, sử dụng số liệu quan trắc đánh giá làm việc hệ thống 63 3.5.1 Nguyên lý .63 v 3.5.2 Lựa chọn mặt cắt tính tốn 65 3.5.3 Kết quan trắc mực nước quan trắc áp lực thấm thân đập .65 3.5.4 Kết tính tốn thấm từ mơ hình 66 3.5.5 Đánh giá sai số đề xuất phương án 69 3.5.6 Kết tính tốn mơ hình ứng với trường hợp kiểm tra lại số liệu thiết bị .71 3.6 Kết luận chương 72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 74 KẾT LUẬN 74 1.1 Các kết đạt luận văn 74 1.2 Một số vấn đề tồn 74 KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 Đập Tataragi Nhật Bản Hình Đập Fort Peck Mỹ hoàn thành vào năm 1940 Hình Hồ chứa nước Kẻ Gỗ- Đập dâng đập đất 11 Hình Đập Đầm Hà Động, tỉnh Quảng Ninh 11 Hình Hiện tượng thấm mạnh hồ Núi Cốc- Thái Nguyên 14 Hình Hiện tượng sạt trượt mái hạ lưu hồ Triệu Thượng 2- Quảng Trị 15 Hình Vỡ đập Tây Nguyên – Xã Quỳnh Thắng, Quỳnh Lưu, Nghệ An 15 Hình Phòng điều khiển, hệ thống quan trắc tự động đầu mối Cơng trình lấy nước sơng Nhật Bản 18 Hình Hệ thống giám sát hình ảnh đập Kmasa- Nhật Bản 18 Hình 10 Cột thủy chí hạ lưu Đập Lịng Sơng 19 Hình 11 Mốc quan trắc thấm Đập Ayun Hạ 20 Hình Cột thủy chí 28 Hình 2 Sơ đồ bố trí hệ thống quan trắc đường bão hòa thân đập đồng chất 29 Hình Sơ đồ bố trí quan trắc áp lực thấm 30 Hình Sơ đồ bố trị quan trắc áp lực thấm đập chống thấm kiểu tường tâm 30 Hình Nguyên lý đo lưu lượng thấm qua đập mặt cắt chữ V 31 Hình Cột thủy chí 34 Hình Minh họa đo mực nước hồ theo phương pháp đo tự động 34 vii Hình Bộ thiết bị quan trắc áp lực thấm thủ công 35 Hình Thiết bị cảm biến đo mực nước tự động 35 Hình 10 Hệ thống ống đo áp lực thấm cơng trình 36 Hình 11 Sơ đồ nguyên lý tổng thể hệ thống quan trắc tự động 37 Hình 12 Model 4500S Geokon 40 Hình 13 Thiết bị đo model VWP-3000 40 Hình Mặt tổng thể hồ Tả Trạch 42 Hình Đập hồ Tả Trạch 44 Hình 3 Mặt cắt ngang điển hình đập 45 Hình Tràn xả lũ cơng trình hồ chứa nước Tả Trạch 46 Hình Các tuyến quan trắc áp lực thấm đập Tả Trạch (được đánh màu đỏ) 48 Hình Mặt cắt điển hình lịng sơng đập Tả Trạch 49 Hình Các giếng quan trắc cho mặt cắt sườn đồi 50 Hình Các giếng quan trắc cho mặt cắt lịng sơng 50 Hình Đầu đo Model 4500S Geokon 51 Hình 10 Mơ tả cơng tác thả đầu đo mực nước xuống ống đo 52 Hình 11 Thiết bị RTU 52 Hình 12 Thơng tin quan trắc hồ Tả Trạch 53 Hình 13 Biểu đồ số liệu quan trắc áp lực thấm 53 Hình 14 Vị trí giếng quan trắc đề xuất bổ sung phía sau tường tâm chống thấm 56 Hình 15 Đo lưu lượng nước thấm đập tràn mặt cắt chữ V 57 viii xây dựng, toán địa kỹ thuật b Cơ sở lý luận SEEP/W Chia miền liên tục (miền tính tốn hay vật thể) thành số hữu hạn miền có kích thước hữu hạn (mỗi miền gọi phần tử) Các miền liên kết với số hữu hạn điểm biên (gọi điểm nút) Các đại lượng cần tìm nút ẩn số toán (gọi ẩn số nút) Trong phần tử, đại lượng cần tìm xấp xỉ biểu thức đơn giản (thường nguyên hàm) biểu diễn hồn tồn qua ẩn số nút Thiết lập phương trình đại số diễn tả quan hệ ẩn số nút điều kiện nút số phần tử Tập hợp phần tử theo điều kiện liên tục nhận hệ phương trình đại số ẩn số nút tồn miền tính tốn Hình 16 Minh họa chia lưới phần tử liên kết phần tử c Xây dựng mơ hình số Việc xây dựng mơ hình số thao tác dựng lại mơ hình từ sơ đồ thực tế, khai báo điều kiện biên hợp lý Tác giả sử dụng phần mềm Geostudio 2007 để thiết lập mơ hình Các bước lập mơ hình: 62 B1: Thiết lập vùng làm việc B2: Phác họa mơ hình tính B3: Khai báo hàm thấm vật liệu B4: Khai báo điều kiện biên B5: Chia lưới phần tử B6: Kiểm tra lỗi Cao (m) B7 Chạy mơ hình xuất kết 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 17 Mơ hình tính tốn thấm 3.5 Kết tính tốn thấm, sử dụng số liệu quan trắc đánh giá làm việc hệ thống 3.5.1 Nguyên lý Tại mặt cắt, tác giả cần xây dựng mơ hình tính tốn thấm cho vơ số trường hợp ứng với điều kiện biên mực nước thượng lưu hạ lưu Trên sở trường hợp tính tốn được, tác giả tiến hành xây dựng liệt liệu mối liên hệ Mực nước hồ - Chiều cao cột nước áp lực thấm vị trí giếng quan trắc Nối lại ta đồ thị quan hệ mực nước hồ cột nước áp lực thấm giếng Sau tất trường hợp quan trắc sau cần đối chiếu vào đồ thị ta biết làm việc cơng trình hệ thống quan trắc 63 Mực nước hồ (m) Đồ thị quan hệ Áp lực thấm (m) Hình 18 Nguyên lý xây dựng mối quan hệ mực nước hồ áp lực thấm - Trường hợp giá trị quan trắc nằm lân cận đồ thị cơng trình hệ thống quan trắc làm việc bình thường - Trường hợp có giá trị quan trắc đột biến xảy nguyên nhân sau: Thứ thân mơ hình tính tốn đến thời điểm có vấn đề; Thứ hai thân cơng trình gặp vấn đề thực tiễn; Thứ ba thân Thiết bị quan trắc gặp vấn đề Khi cần phải có giải pháp để kiểm tra Tuy nhiên với thời gian số liệu thu thập được, tác giả tiến hành xây dựng mơ hình tính tốn thấm với điều kiện biên mực nước thượng lưu, hạ lưu (thu thập được), đồng thời sử dụng số liệu quan trắc để tiến hành đánh giá làm việc mơ cơng trình thân thiết bị quan trắc 64 3.5.2 Lựa chọn mặt cắt tính toán Trên sở sở liệu thu thập hệ thống liệu thu thập trực tiếp đơn vị quản lý hồ Tả Trạch Tác giả tiến hành lựa chọn tính tốn thấm cho mặt cắt lịng sơng Để có số liệu đánh giá kết tính thấm kiểm tra số liệu quan trắc, tác giả lựa chọn mặt cố số 21-21 (theo vẽ thiết kế) trùng với tuyến quan trắc số (tuyến quan trắc mặt cắt lịng sơng) Bảng 3 Mặt cắt tính tốn Tuyến quan trắc Mặt cắt ngang tương ứng Vị trí Tuyến số MC 21-21 Lịng sơng Hình 19 Mặt cắt ngang Sơ đồ bố trí hệ thống quan trắc tuyến số 3.5.3 Kết quan trắc mực nước quan trắc áp lực thấm thân đập Kết quan trắc mực nước quan trắc áp lực thấm thân đập lấy từ nguồn liệu “Hochuavietnam.vn”[10] Trên tuyến số 03 giếng quan trắc áp lực thấm thân đập đánh số từ phía thượng lưu hạ lưu cơng trình: BH30; BH16; BH17; BH18 65 Bảng Bảng quan trắc mực nước hồ giá trị cột nước áp lực thấm tuyến quan trắc tuyến 03 STT Giá trị MN TL ( m) MN HL (m) 02-01-2017-04-00 41.93 BH30 BH16 BH17 BH18 ( m) ( m) ( m) ( m) 5.7 40.73 35.67 15.49 14.88 02-03-2017-02-00 39.03 4.8 34.41 29.92 13.68 13.25 04-05-2017-12-00 36.25 3.2 30.16 25.72 12.04 11.53 THỜI GIAN Giá trị TH1 quan trắc Giá trị TH2 quan trắc Giá trị TH3 quan trắc Trong đó: MNTL mực nước thượng lưu MNHL: Mực nước hạ lưu phía sau cơng trình BH30: Giá trị quan trắc cột nước áp lực thấm điểm giếng BH30 BH16: Giá trị quan trắc cột nước áp lực thấm điểm giếng BH16 BH17: Giá trị quan trắc cột nước áp lực thấm điểm giếng BH16 BH18: Giá trị quan trắc cột nước áp lực thấm điểm giếng BH18 3.5.4 Kết tính tốn thấm từ mơ hình a Xây dựng mơ hình điều kiên biên tính tốn thấm Xây dựng mơ hình tính tốn thấm với thơng số lớp đất sau: 66 Bảng Bảng thông số hệ số thấm lớp đất, đá đập Tả Trạch Lớp đất K(m/s) Đá phong hóa lớp 5,6 1.0*10-6 Đất đắp lớp 3B 5.0*10-7 Đất đắp 2b 1.0*10-7 Đất đá PH 56, lớp 3B 1.0*10-6 Lớp 2c 5*10-7 Lớp 8.6*10-6 Lớp 1.6*10-5 Lớp 5.6*10-6 Lớp 1a 1*10-6 10 Lớp 5b 4.1*10-6 11 Cát lọc 1*10-4 12 Đá lăng trụ 1*10-4 Cao (m) TT 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 20 Mơ hình tính tốn điều kiện biên b Kết chạy mơ hình Tiến hành chạy mơ hình cho trường hợp (Bảng 3.4) TH1: MNTL= 41.93m; MNHL=5.7m 67 Cao (m) 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 21 Kết chạy mơ hình TH1 Bảng Bảng kết cột nước áp lực thấm từ mơ hình TH1 MNTL MNHL ( m) (m) Giá trị Giá trị chạy mơ hình 41.93 5.7 BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) 38.05 32.62 13.22 10.34 TH2: Cao (m) MNTL= 39.03m; MNHL=4.8m 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 22 Kết chạy mơ hình TH2 Bảng Bảng kết cột nước áp lực thấm từ mơ hình TH2 Giá trị MNTL ( m) MNHL (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) Giá trị chạy mơ hình 39.03 4.8 32.65 27.49 11.86 9.22 TH3: MNTL= 36.25m; MNHL=3.2m 68 Cao (m) 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 23 Kết chạy mơ hình TH3 Bảng Bảng kết cột nước áp lực thấm từ mơ hình TH3 Giá trị MNTL ( m) MNHL (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) Giá trị chạy mơ hình 36.25 3.2 28.68 23.83 10.53 8.05 c Bảng tổng hợp kết Bảng Bảng tổng hợp kết Trường hợp Giá trị MNTL ( m) MNHL (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) Giá trị quan trắc 41.93 5.7 40.73 35.67 15.49 14.88 Giá trị quan trắc Sai số (%) 41.93 5.7 38.05 6.58 32.62 8.55 13.22 14.65 10.34 30.511 Giá trị quan trắc 39.03 4.8 34.41 29.92 13.68 13.25 Giá trị mơ hình Sai số (%) 39.03 4.8 32.65 5.11 27.49 8.12 11.86 13.30 9.22 30.42 Giá trị quan trắc 36.25 3.2 30.16 25.72 12.04 11.53 Giá trị mơ hình Sai số (%) 36.25 3.2 28.68 4.91 23.83 7.35 10.53 12.54 8.05 30.18 3.5.5 Đánh giá sai số đề xuất phương án a Đánh giá sai số Như trình bày trên, tính tốn chạy mơ hình đối chiếu cột nước áp lực thấm điểm quan trắc, ta thấy có sai số hai kết đo Giá trị sai số nằm khoảng nhỏ 15% Tuy nhiên có vị trí giếng quan trắc BH18 có sai số lớn, 69 ba trường hợp lớn 30% Một số nguyên nhân dẫn đến sai số: - Do chưa cập nhật hết tính chất lý vật liệu Các số liệu thông số đầu vào cho mô hình thơng số cũ (giai đoạn hồn thiện cơng trình) Cơng trình sau q trình hoạt động, nhiều tiêu lý vật liệu bị thay đổi, khơng cịn dạng lý tưởng Để tiến hành xác cần lấy mẫu thí nghiệm lớp đất từ có tiêu lý để làm thơng số xác mơ hình - Sai số từ mơ hình: Mơ hình thiết lập theo phương pháp phần tử hữu hạn Kết trả dạng số nên nhiều có sai số từ q trình chia số phần tử mơ hình - Do thân cơng trình gặp vấn đề thực tiễn - Sai số từ kết quan trắc: Quá trình làm việc, đầu đo quan trắc bị hư hỏng vấn đề phổ biến Cũng có trường hợp, giá trị đầu đo gửi hệ thống bị nhiễu dây cáp nối có vấn đề… b Đề xuất phương án Các giếng quan trắc BH30; BH16; BH17 cho kết sai số nhỏ 15% Theo tham vấn từ phía chuyên gia sai số giá trị chấp nhận theo đầu tốn đặt Tại vị trí giếng quan trắc BH18 (nằm phía hạ lưu) cho kết sai số lớn nhất, giá trị lớn 30% Từ kinh nghiệm thân trình theo dõi làm việc thiết bị quan trắc hệ thống “Hochuavietnam.vn” tham vấn từ phía chuyên gia, tác giả nhận định vị trí dễ xảy trường hợp thiết bị quan trắc gặp vấn đề trình vận hành Chính tác giả đề xuất phương án tiến hành kiểm tra lại thiết bị quan trắc giếng số BH18 để đánh giá lại sai số Sau tiến hành kiểm tra từ phía đơn vị quản lý Thiết bị đo vị trí giếng có vấn đề hư hỏng, qua q trình xử lý nghiệp vụ sửa chữa thiết bị lắp đặt lại thiết bị, 70 tác giả tập hợp số liệu tiến hành đánh giá lại trình làm việc thiết bị Bảng 10 Bảng giá trị quan trắc áp lực thấm sau sửa chữa đầu đo THỜI GIAN MNTL ( m) MNHL (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) 08-08-2017-12-00 40.25 5.2 36.57 32.02 14.85 11.81 05-09-2017-12-00 38.4 4.3 33.37 28.97 13.44 10.53 3.5.6 Kết tính tốn mơ hình ứng với trường hợp kiểm tra lại số liệu thiết bị a Kết chạy mơ hình TH 1A: Cao (m) MNTL=40.25m; MNHL=5.2m 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 24 Kết chạy mơ hình TH1A Bảng 11 Kết cột nước áp lực thấm sai số TH1A Giá trị MNTL MNHL ( m) (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) Giá trị quan trắc 40.25 5.2 36.57 32.02 14.85 11.81 Giá trị chạy mơ hình 40.25 5.2 34.57 29.36 12.89 10.24 Sai số (%) 0 5.47 8.31 13.20 13.29 71 TH1B: Cao (m) MNTL= 38.40m; MNHL=4.3m 68 52 36 20 -12 -28 -44 -60 20 40 60 80 100 130 160 190 220 250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 Khoang cach (m) Hình 25 Kết chạy mơ hình TH1B Bảng 12 Bảng kết cột nước áp lực thấm TH1B Giá trị MNTL MNHL ( m) (m) BH30 ( m) BH16 ( m) BH17 ( m) BH18 ( m) Giá trị quan trắc 38.4 4.3 33.37 28.97 13.44 10.53 Giá trị chạy mơ hình 38.4 4.3 31.67 26.65 11.77 9.19 Sai số (%) 0 5.09 8.01 12.43 12.73 b Đánh giá sai số Sau tiến hành kiểm nghiệm sửa chữa lại đầu đo Kết sai số tất vị trí nhỏ 15% Giá trị mơ hình quan trắc tương đối sát 3.6 Kết luận chương Cơng trình hồ chứa nước Tả Trạch có nhiệm vụ cung cấp nước tưới, điều hòa dòng chảy, phát điện, cung cấp nước phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế- xã hội an ninh quốc phòng cho tỉnh Thừa Thiên Huế Với quy mơ tầm quan trọng cơng trình, cơng tác quan trắc cơng trình đặc biệt quan trắc thấm đầu tư Hệ thống quan trắc áp lực thấm đập đất với tuyến quan trắc, 32 đầu đo áp lực thiết kế theo TCVN 8215-2009 Các đầu đo áp lực tự động gửi liệu kết đo đạc lên hệ thống “Hochuavietnam.vn” giúp cho người quản lý dễ dàng theo 72 dõi làm việc cơng trình Tuy nhiên để đánh giá hết làm việc đập, nên bổ sung thêm giếng quan trắc áp lực thấm vào phía sau tường tâm chống thấm Bởi giá trị áp lực thấm đường bão hòa thân đập thay đổi đột ngột Đồng thời bổ sung thêm hạng mục quan trắc lưu lượng thấm qua thân đập phía sau hạ du cơng trình Trong chương này, tác giả tiến hành sử dụng liệu quan trắc thực tế, lấy liệu năm 2017 để tính tốn đánh giá làm việc cơng trình đánh giá làm việc thiết bị quan trắc Vẫn cịn sai số mơ hình kết đo, nhiên giá trị sai số nằm khoảng nhỏ 15% 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN 1.1 Các kết đạt luận văn Luận văn với tên đề tài “Nghiên cứu bố trí hệ thống quan trắc thấm đập đấtÁp dụng cho cơng trình hồ Tả Trạch, tỉnh Thừa Thiên Huế”, luận văn trình bày tính cấp thiết ý nghĩa đề tài nghiên cứu đồng thời trình bày nội dung sau: - Luận văn trình bày tổng quan đập đất, công tác xây dựng đập đất giới Việt Nam Đề cập, thống kê số vấn đề an toàn đập đất Việt Nam Hệ thống quan trắc công trình giới cơng tác quan trắc cơng trình thủy lợi Việt Nam Hệ thống quan trắc thấm vấn đề thường gặp hệ thống quan trắc thấm - Luận văn nêu bật hình thức quan trắc việc bố trí hệ thống quan trắc thấm cơng trình đập đất Các sở lý thuyết thiết kế bố trí hệ thống quan trắc cơng trình thủy lợi Trình bày hệ thống quan trắc thấm tự động thiết bị quan trắc thấm tự động sử rộng rãi thị trường - Từ sở lý thuyết đập đất, hệ thống quan trắc thấm đập đất, áp dụng cho công trình cụ thể hồ Tả Trạch Phân tích đánh giá hệ thống quan trắc thấm thiết kế lắp đặt hồ Tả Trạch, đề xuất phương án để nâng cao hiệu quan trắc Sử dụng liệu quan trắc, xây dựng mơ hình, đánh giá sai số, nguyên nhân sai số lựa chọn giải pháp để kiểm nghiệm kết tính toán thiết bị quan trắc 1.2 Một số vấn đề tồn Do thời gian tài liệu nghiên cứu, tài liệu tham khảo trình độ nhận thức chun mơn nên luận văn cịn số tồn tài sau: - Khi tính tốn mơ hình số tốn tính thấm, tác giả chưa tính tốn hết cho 08 tuyến quan trắc liệt liệu quan trắc Mới dừng lại tính tốn cho mặt cắt điển hình lịng sơng mặt cắt số 03 74 - Do liệu thu thập chưa đầy đủ, nên tác giả tính tốn cho trường hợp mực nước có độ cao trung bình Chưa tính tốn trường hợp mực nước hồ cao mùa mưa lũ tình trạng xả lũ mực nước hồ rút đột ngột KIẾN NGHỊ Tác giả đề xuất số kiến nghị sau: - - Đập Tả Trạch có lõi chống thấm tường tâm Hiện hệ thống quan trắc áp lực thấm đặt phía thượng hạ lưu Tại vị trí sau tường tâm chống thấm chưa có thiết bị quan trắc nên chưa mơ hết làm việc cơng trình Bổ sung hệ thống máng thu nước hạ lưu để xác định lưu lượng thấm qua thân đập Cần khảo sát chi tiết lại tiêu lý vật liệu đắp đập để đánh giá cập nhật xác vào mơ hình tính tốn Sử dụng kết mơ hình tính tốn để kiểm tra mức độ an tồn đập cho trường hợp khác Sử dụng số liệu quan trắc để tiến hành đánh giá xác mơ hình làm việc cơng trình Hướng nghiên cứu: - Nghiên cứu sử dụng số liệu quan trắc để xây dựng tiêu chí đánh giá an toàn cho đập Tả Trạch theo tiêu chí thấm Hồn thiện mơ hình số tính tốn thấm ổn định đập cho tốn khơng gian 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Báo cáo số 2846/BNN-TCTL ngày 24/8/2012 Tổng cục Thủy Lợi [2] “Nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi mực nước thượng lưu đến ổn định đập đất khu vực Bắc Miền Trung” Luận văn thạc sĩ Lê Văn Đạt – ĐH Thủy Lợi [3] Hoàng Xuân Hồng- Hội đập lớn phát triển nguồn nước Việt Nam- Báo cáo số cố công trình thủy lợi xảy thời gian qua [4] GS-TS Nguyễn Chiến NNK- Quan trắc cơng trình thủy lợi- Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2018 [5] GS-TS Phạm Ngọc Q- Quan trắc cơng trình thủy lợi: Hiện trạng giải pháp [6] Luật thủy lợi số 08/2017/QH14 ngày 19/06/2017 [7] Quy chuẩn quốc gia QCVN 04-05:2012 [8] TCVN 8215-2009 – Cơng trình thủy lợi- Các quy định chủ yếu thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm cơng trình đầu mối [9] TS Nguyễn Quốc Hiệp- TTCNPMTL- Công tác thi công lắp đặt, sử dụng, bảo trì hệ thống quan trắc cơng trình thủy lợi [10] Webside Hochuavietnam.vn 76 ... tiêu nghiên cứu Nghiên cứu phương án bố trí hệ thống quan trắc đập đất, phương pháp quan trắc thiết bị quan trắc Tổng hợp, đánh giá hệ thống quan trắc thấm đập đất cơng trình cụ thể hồ Tả Trạch, ... Hệ thống quan trắc thấm đập 47 3.2.2 Các thiết bị quan trắc thấm sử dụng hồ Tả Trạch 51 3.2.3 Kết từ hệ thống quan trắc thấm hồ Tả Trạch .52 3.3 Đánh giá hệ thống quan trắc thấm. .. Sử dụng kết quan trắc thấm để theo dõi làm việc đập Đối tượng phạm vi nghiên cứu 3.1 Đối tượng Hệ thống quan trắc thấm đập đất 3.2 Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống quan trắc thấm thân đập