2.1.1 Cơ sở lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dũng thi cụng
Khi thiết kế dẫn dũng thi cụng, việc chọn tần suất thiết kế dẫn dũng đúng vai trũ quyết định đến thành cụng của cụng tỏc dẫn dũng. Đối với mỗi phương ỏn được đề xuất trờn cơ sở phõn tớch định tớnh cỏc điều kiện thực tế, thụng thường quỏ trỡnh dẫn dũng được chia ra một số giai đoạn. Mỗi giai đoạn dẫn dũng thiết kế sẽ cú cỏc cụng trỡnh dẫn dũng cụ thể, quy mụ và thời gian dẫn dũng sẽ quyết định đến việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dũng [36].
Việc lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dũng, thời đoạn dẫn dũng và cụng trỡnh dẫn dũng cú quan hệ mật thiết qua lại với nhau. Ba nhõn tố này là cơ sở quyết định chọn lưu lượng thiết kế dẫn dũng, thời gian làm việc của mỗi cụng trỡnh dẫn dũng và sơ đồ tớnh toỏn thủy lực dẫn dũng cũng như việc xỏc định lưu lượng thỏo qua mỗi cụng trỡnh.
Cỏc giai đoạn dẫn dũng liờn quan chặt chẽ với nhau, phải cú quy hoạch thống nhất, sắp xếp toàn diện mới cú thể cú được phương ỏn dẫn dũng hợp lý về kinh tế, an toàn và đỏng tin cậy. Trong toàn bộ quỏ trỡnh thi cụng cụng trỡnh, phương phỏp dẫn dũng chọn cho cỏc thời kỳ khỏc nhau cú thể khỏc nhau, từ đú phõn chia ra cỏc giai đoạn thi cụng. Cỏc cấp của cụng trỡnh dẫn dũng cỏc giai đoạn thi cụng cú thể xem tầm quan trọng của đối tượng phục vụ để phõn biệt. Cỏc giai đoạn nờn lấy tần suất thiết kế dẫn dũng khỏc nhau.
Thực tế cho thấy phõn tớch kinh tế gặp nhiều khú khăn, ứng với từng cụng trỡnh sẽ khỏc nhau, vỡ vậy lấy thời gian làm việc của cụng trỡnh dẫn dũng, chiều cao cụng trỡnh chắn nước, dung tớch lũng hồ lớn nhất tương ứng với từng giai đoạn dẫn dũng làm chỉ tiờu cơ bản của lựa chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dũng sẽ tiện cho việc sử dụng khi thiết kế dẫn dũng và thuận tiện cho phõn tớch rủi ro của phương ỏn dẫn dũng.
Việc chọn tần suất thiết kế dẫn dũng càng nhỏ thỡ lưu lượng thiết kế dẫn dũng càng lớn, tăng mức độ an toàn cho cụng trỡnh dẫn dũng và thi cụng cụng trỡnh chớnh, nhưng sẽ làm tăng chi phớ dẫn dũng thi cụng. Ngược lại, nếu chọn tần suất thiết kế lớn thỡ chi phớ
dẫn dũng thấp nhưng rủi ro cao. Đõy là vấn đề khụng đơn giản khi chọn tần suất thiết kế, nú đũi hỏi phõn tớch toàn diện và kinh nghiệm của người thiết kế. Mặt khỏc, chỳng ta ngay nay đang đối mặt với biến đổi khớ hậu toàn cầu thỡ phõn tớch vấn đề càng khú khăn hơn. Do đú, lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dũng phự hợp với đặc điểm làm việc của cụng trỡnh khi dẫn dũng một cỏch hợp lý sẽ vừa đảm bảo thi cụng đỳng tiến độ, an toàn vừa tiết kiệm được chi phớ.
Khi đề xuất phương ỏn dẫn dũng đó phải đồng thời đề xuất phương ỏn kết cấu, loại hỡnh cụng trỡnh chớnh và loại hỡnh cụng trỡnh tạm. Vấn đề này cũng đó được đề cập trong QCVN 04-05:2012, đồng thời thiết kế dẫn dũng thi cụng luụn là nội dung chớnh trong thiết kế cơ sở của hồ sơ thiết kế giai đoạn nghiờn cứu khả thi. Đối với cụng trỡnh bờ tụng cú thể cho nước tràn qua mà khụng bị phỏ hoại, đối với cụng trỡnh đất, đỏ đổ, đỏ đắp, khi nước tràn qua cú thể phỏ hoại đập, gõy thiệt hại cho cụng trỡnh và ở hạ du nếu khụng cú giải phỏp cụng trỡnh thớch đỏng.
2.1.2 Cơ sở khoa học để nõng hoặc hạ cấp tần suất thiết kế dẫn dũng
Khi thiết kế cụng trỡnh thủy lợi, thủy điện, khỏi niệm chọn tần suất luụn gắn liền với lựa chọn loại hỡnh cụng trỡnh, loại kết cấu ỏp dụng, qui mụ cụng trỡnh. Chọn tần suất càng nhỏ thỡ lưu lượng thiết kế càng lớn. Đối với cụng trỡnh dẫn dũng là loại cụng trỡnh chỉ sử dụng trong quỏ trỡnh thi cụng, vấn đề tiết kiệm chi phớ luụn mõu thuẫn với khả năng xảy ra rủi ro.
Về mặt quản lý rủi ro, cú bốn khả năng: Chấp nhận rủi ro; Giảm thiểu rủi ro; Phũng trỏnh rủi ro; Loại trừ rủi ro. Như vậy, phương phỏp chọn tần suất thiết kế chớnh là chấp nhận rủi ro khi lưu lượng vượt thiết kế. Phương phỏp thiết kế chọn tần suất dẫn đến cho chỳng ta hàng loạt cỏc bài toỏn xỏc định thiệt hại do lũ vượt thiết kế: Vỡ đập, tràn qua đờ quai và hố múng, hư hỏng cụng trỡnh chớnh và cụng trỡnh tạm trong quỏ trỡnh thi cụng, ảnh hưởng hạ du nếu cú sự cố...
Về mặt lựa chọn phương ỏn kỹ thuật phự hợp với mỗi tần suất thỡ cho ra luận chứng kinh tế kỹ thuật. Từ đú so chọn phương ỏn an toàn cho cụng trỡnh chớnh và những thiệt hại nếu cú rủi ro để quyết định việc nõng hạ tần suất như chỳ thớch 6 của bảng 7 trong QCVN 04-05:2012. Nhưng trong chỳ thớch này cú một số điểm rất khú vận dụng, đặc biệt là dẫn dũng qua đập đang xõy dựng.
Với phạm vi nghiờn cứu của luận ỏn sẽ khụng đề cập chi tiết cỏc nội dung trờn khi xảy ra sự cố do lũ vượt thiết kế, dưới đõy chỉ đề cập một số vấn đề chớnh.
2.1.2.1 Nõng hoặc hạ tần suất thiết kế dẫn dũng
Thực tế xõy dựng cụng trỡnh thủy lợi, thủy điện hiện nay, việc chọn tần suất lưu lượng thiết kế dẫn dũng được qui định cụ thể trong hệ thống tiờu chuẩn, qui chuẩn quốc gia. Tuy nhiờn, trong tiờu chuẩn, qui chuẩn luụn cú nội dung về nõng hạ tần suất thiết kế dẫn dũng. Việc nõng hạ tần suất cần phải cú luận chứng kinh tế kỹ thuật để quyết định. Như vậy sẽ khụng bao giờ cú mức tăng giảm cụ thể mà phải dựa vào phõn tớch cụ thể cho từng cụng trỡnh và cuối cựng là quyết định của chủ đầu tư. Chấp nhận rủi ro đến mức độ nào và vấn đề khú khăn nhất khi ra quyết định.
Thụng thường vẫn là bài toỏn chi phớ và chấp nhận mức độ rủi ro trong quỏ trỡnh phõn tớch phương ỏn và lựa chọn tần suất thiết kế dẫn dũng. Thay đổi tần suất thiết kế luụn phải bảo đảm nguyờn tắc thi cụng an toàn đỳng tiến độ và bảo đảm chất lượng. Khi thay đổi tần suất thiết kế cú hai khả năng xảy ra: Lưu lượng thiết kế tăng dẫn đến chi phớ dẫn dũng tăng, rủi ro thấp đi và ngược lại lưu lượng thiết kế giảm thỡ chi phớ dẫn dũng giảm nhưng rủi ro cao.
Như vậy, khi sử dụng cụng trỡnh chớnh làm cụng trỡnh dẫn dũng cần phải chọn tần suất thiết kế dẫn dũng như tần suất đối với cụng trỡnh tạm hay như đối với cụng trỡnh chớnh. Hầu hết cỏc cụng trỡnh cú sử dụng đập (khụng phải đập bờ tụng) tham gia chắn hoặc cho nước tràn qua đều chọn tần suất thiết kế dẫn dũng nhỏ hơn tần suất thiết kế cụng trỡnh tạm và lớn hơn tần suất thiết kế cụng trỡnh chớnh (đập), cỏ biệt cú cụng trỡnh lấy bằng tần suất thiết kế đập.
2.1.2.2 Trường hợp cho nước tràn qua đờ quai và hố múng về mựa lũ
Khi đề xuất phương ỏn dẫn dũng cho một số cụng trỡnh ở miền nỳi, lũ tập trung nhanh, cột nước tăng cao, trong điều kiện đập khụng thể thi cụng vượt lũ thỡ đờ quai bảo vệ hố múng trong trường hợp này sẽ rất cao, cú thể chấp nhận cho nước tràn qua đờ quai và hố múng đang thi cụng vào mựa lũ. Việc tớnh toỏn phớ tổn để so sỏnh cú thể theo trỡnh tự sau:
Phớ tổn trực tiếp gồm: Chi phớ bơm nước, nạo vột hố múng, di chuyển cỏc thiết bị, sửa chữa đờ quai và cỏc cụng trỡnh khỏc bị hư hỏng, thi cụng lại đập phần bị hư hỏng... Phớ tổn giỏn tiếp gồm: chi phớ lương cho cụng nhõn chờ việc và chi phớ về cỏc cụng trỡnh phục vụ phải tăng thờm sau ngập lụt, chậm tiến độ thi cụng, chậm thời gian hoàn thành cụng trỡnh...
Chi phớ bơm nước: Thể tớch nước cần bơm được xỏc định từ phạm vi hố múng giữa đờ quai thượng lưu và hạ lưu, ứng với mực nước hạ lưu khi sau lũ. Từ đú tớnh số ca mỏy bơm nước và chi phi bơm nước.
Chi phớ nạo vột hố múng: Xỏc định lượng bựn đất nằm trong phạm vi đờ quai thượng lưu và hạ lưu, tớnh toỏn mỏy múc thi cụng nạo vột, từ đú tớnh chi phớ cho việc nạo vột hố múng. Chi phớ di chuyển cỏc thiết bị: Tại thời điểm thi cụng dự kiến, từ cường độ thi cụng yờu cầu, tớnh toỏn số lượng mỏy múc đang làm việc, khi sự cố xảy ra, cần di chuyển số mỏy múc đú ra khu vực an toàn. Từ định mức tiờu hao nhiờn liệu cho cỏc mỏy múc, xỏc định chi phớ cho cụng tỏc này.
Chi phớ sửa chữa đờ quai: Giả thiết phần đờ quai bị hư hỏng, tớnh khối lượng đờ quai cần thi cụng lại, xỏc định chi phớ cho phần đờ quai cần sửa chữa.
Chi phớ thi cụng lại đập phần bị hư hỏng: tựy theo địa hỡnh, phần đập hư hỏng thường là khu vực lũng sụng, tớnh toỏn khối lượng tương ứng với phần lũng sụng và cao trỡnh đập đó thi cụng, từ đú tớnh chi phớ thi cụng lại phần đập hư hỏng.
Chi phớ lương cho cụng nhõn chờ việc: Tại thời điểm thi cụng, từ cường độ thi cụng dự kiến, xỏc định số cụng nhõn đang làm việc, giả thiết số ngày phải nghỉ thi cụng, tớnh toỏn chi phớ lương cho số cụng nhõn phải chờ việc do mưa lũ.
Chi phớ chi phớ về cỏc cụng trỡnh phục vụ phải tăng thờm sau ngập lụt: Sau ngập lụt phải tăng cường cụng nhõn mỏy múc làm việc để hoàn thành cụng trỡnh theo tiến độ. Do đú cơ sở lỏn trại phục vụ cũng sẽ tăng thờm và tăng chi phớ cho cỏc hạng mục này.
Chi phớ chậm thời gian hoàn thành cụng trỡnh: Từ bảng tớnh toỏn kớnh tế của dự ỏn, xỏc định mức độ thiệt hại do việc chậm tiến độ hoàn thành cụng trỡnh.
Kết quả so sỏnh trờn cũng làm cơ sở cho việc nếu chấp nhận cho lũ tràn qua đờ quai và hố múng. Khi chấp nhận cho nước tràn qua hố múng thỡ khả năng chọn lưu lượng thiết kế dẫn dũng nhỏ đi cú thể giảm chi phớ cụng trỡnh dẫn dũng mà rủi ro thấp.