CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ AN TOÀN HỒ CHỨA VỪA VÀ NHỎ TẠI VIỆT
1.4 Khái quát về tràn sự cố
1.4.3 Các chỉ tiêu về yêu cầu thiết kế tràn sự cố. [9]
1.4.3.1 Phân biệt giữa tràn chính và tràn sự cố
Từ khái niệm đã nêu ở trên chúng ta thấy được giữa tràn chính và tràn sự cố có những điểm giống và khác nhau.
• Sự giống nhau:
Điểm giống nhau cơ bản giữa tràn chính và tràn sự cố là chúng được xây dựng nhằm cùng một mục tiêu đảm bảo an toàn cho cụm công trình đầu mối nói riêng và toàn bộ hồ chứa nói chung.
Tràn chính và tràn sự cố đều là những công trình tháo xả nước có nguyên lý cấu tạo và hoạt động giống nhau.
• Sự khác nhau:
Tuy giống nhau về mục tiêu và nguyên lý, song giữa tràn chính và tràn sự cố có những nét khác nhau thể hiện qua bảng sau:
Bảng 1.3 So sánh sự khác nhau giữa tràn chính và tràn sự cố
STT Hạng mục Tràn chính Tràn sự cố
1 Nhiệm vụ Xả lũ bình thường ngay cả khi lũ chưa vượt thiết kế
Xả khẩn cấp hần tràn chính không xả hết khi gặp lũ vượt thiết kế
2 Chọn vị trí Thường bố trí ở dòng sông chính hoặc vai đập là chủ yếu
Thường bố trí ở điểm yên ngựa tách xa đập chính
3 Công năng sử dụng
- Dùng bình thường - Hàng năm đều dùng
- Có quy trình nghiêm ngặt để điều hành hồ chứa
- Dùng bất thường
- Xác xuất nhỏ, ít dùng (có khi vài chục năm không xả lũ) - Có tham gia vào quy trình điều hành hồ chứa
4 Hình thức kết cấu
- Kết cấu kiên cố
- Thông thường không đơn giản
- Được gia cố từ cửa vào đến nối tiếp hạ lưu
- Thường có kết cấu tạm - Đơn giản
- Dựa theo địa hình và lợi dụng địa chất phù hợp để không phải gia cố hoặc gia cố ít
5 Đặc điểm kết cấu
- Lưu lượng xả lớn - Tổng lượng xả lớn - Dòng chảy hạ lưu sau ngưỡng có lưu tốc lớn - Có thiết bị tiêu năng chính tắc
- Cột nước tràn lớn
- Lưu lượng xả nhỏ
- Tổng lượng xả không lớn - Dòng chảy hạ lưu sau ngưỡng có lưu tốc nhỏ - Lợi dụng sườn dốc, địa hình tự nhiên để tiêu năng
- Cột nước tràn nhỏ 6 Cao trình
ngưỡng tràn Bằng cà thấp hơn MNDBT Thường lớn hơn MNDBT 7 Chiều rộng
tràn Không lớn Thường là lớn nếu dùng tràn
mặt 8 Duy tu bảo
dưỡng Thường xuyên được quan tâm Quan tâm với mức độ duy tu bảo dưỡng đơn giản
9 Phục hồ sau
xả lũ Thường không có
Ở nhiều hình thức phải có phục hồi sau khi xả lũ vượt thiết kế
1.4.3.2 Yêu cầu với tràn sựu cố
Chỉ làm việc khi mực nước trong hồ vượt mực nước thiết kế. Mực nước lũ vượt thiết kế là di lũ đến vượt tần suất thiết kế, do sự cố đóng mở cửa van, do hẹp đường tràn qua nước, do dự báo không chính xác dẫn đến vận hành hồ chứa không phù hợp.
Vận hành chính xác, nhanh chóng, thuận lợi và đảm bảo an toàn cho các công trình khác.
Đảm bảo tính mỹ thuật cà giao thông chung của cả cụng công trình đầu mối hồ chứa.
Thiệt hại cho hạ lưu là ít nhất khi xả lũ.
Phục hồi (nếu có) sau khi xả lũ vượt thiết kế thì đơn giản.
Chi phí đầu tư thấp, chi phí quản lý nhỏ 1.4.3.3 Ngyên tắc thiết kế
Triệt để lợi dụng địa hình, địa chất để chọn vị trí bố trí tràn sự cố:
+ Thường bố trí tràn sự cố ở yên ngựa hoặc vai đập chính. Có thể hoàn toàn là tự nhiên hoặc ở đập phụ. Nước qua tràn sự cố có thể về lòng sông cũ hoặc xả sang sông khác, lưu vực khác. Địa chất tuyến tràn đủ tốt để không phải gia cố. Trong trường hợp ngưỡng tràn có thể được gia cố bằng đá xây, đá xếp, bê tông, bê tông cốt thép.
+ Hạ lưu thuận lợi cho việc tạo lòng dẫn khi có sự cố xảy ra (không có khu đông dân cưu, không có cơ sở kinh tế quan trọng, không có tài nguyên quan trọng cần bảo vệ ...)
Vận hành chủ động và thuận tiện:
+ Tràn sự cố ít dùng, nhưng khi dùng lại đòi hỏi khẩn cấp. Do vậy, nếu dùng cấu hình phức tạp thì khó vận hành khi cần. Mặt khác vận hành cũng bao hàm cả nghĩa chủ động vận hành được, tránh rủi ro (tránh khi cần xả lũ thì lại không xả được).
+ Để đảm bảo yêu cầu này thường dùng tràn xả mặt, ít dùng tràn xả sâu trong tràn sự cố. Để tăng lưu lượng thường chọn bề rộng tràn lớn và đôi khi tăng cột nước tràn H một cách hợ lý (khi điều kiện địa chất cho hép như nề đá hoặc nền đất đắp...).
Đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật cần thiết:
+ Đối với tràn sự cố tuy quy mô không lớn, cột nước tác dụng nhỏ, tần suất sử dụng nhỏ nhưng những vấn đề kỹ thuật cũng cần được đảm bảo: Công trình tràn sự cố đảm bảo đủ độ bền, đảm bảo ổn định trong mọi điều kiện. Thấm qua công trình không được gây mất nước, xói ngầm, nước thoát ra ở hạ lưu không nguy hại đập. Đỉnh đủ cao để thực hiện được nhiệm vụ. Các thiết biej gia cố phải bảo vệ công trình tránh những tác hại do sóng, gió, mưa, thay đổi nhiệt độ... nhưng khi cần phá vỡ nếu có thì các thiết bị bảo vệ này không gây cản trở. Hài hòa chung về mặt kiến trúc và giao thông phục vụ các yêu cầu khác nhau.
Phục hồi tràn sự cố (nếu có) sau mỗi lần xả lũ khẩn cấp được thực hiện thuận lợi:
+ Một số loại tràn sự cố hoạt động tự động, nước trong hồ vượt quá mực nước lũ nào đó thì tràn làm việc. Mực nước trong hồ rút xuống, tràn ngừng làm việc.
Trong trường hợp này nội dung công tác quản lý không bao gồm việc phục hồi tràn sự cố về trạng thái trước khi xả lũ khẩn cấp.
+ Nhiều loại tràn sự cố, khi tháo lũ khẩn cấp đã chủ động phá vỡ kết cấu đập tạm trên ngưỡng tràn sự cố. Sau khi tháo lũ cần phục hồi trạng thái ban đầu để sẵn sàng tiếp tục thực thi nhiệm vụ. Công việc phục hồi này là một bước, một khâu thao tác trong cả quy trình làm việc của tràn sự cố. Nó cần được thực hiện một cách đơn giản nhất, ít tốn kém nhất. Lực lượng, vật tư và phương pháp phục hồi được chuẩn bị đầy đủ và chu đáo theo phương án phổ thông nhất.
Tiện quản lý duy tu bảo dưỡng: Sự xuất hiện thêm một hạng mục công trình nữa trong cum công trình đầu mối là tăng thêm khối lượng công tác quản lý. Bởi vậy tràn sự cố cần được thiết kế, xây dựng sao cho công việc quản lý duy tu bảo dưỡng được thuận tiện. Công việc này cần hướng tới mục tiêu sao cho tràn sự cố thực hiện được nhiệm vụ của mình. Muốn vậy công trình đã xây dựng phải sử dụng được trước và trong mùa lũ, công tác kiểm tra, quan trắc được thực hiện nhanh gọn và hiệu quả; tiến hành sửa chữa những sạt lở, hư hỏng một cách đơn giản; các biện pháp chống đỡ, chuẩn bị nguyên vật liệu, phương án ứng xử với những bất trắc có thể xảy ra trong mùa mưa lũ được đề ra đồng bộ, không phức tạp và gắn kết thuận lợi với nội dung chung của công tác phòng chống lụt bão ở toàn bộ cụm công trình đầu mối.
Giá thành thấp: Gía thành thấp ở đây được hiểu là giá của riêng tràn sự cố (khi làm việc độc lập) và tổng giá thành của tràn sự cố so với tràn chính (khi xem xét đồng thời). Muốn vậy phải đưa ra nhiều phương án. Tiến hành phần tích kết hợp tính toán kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý.