1.2. Các giải pháp nâng cao khả năng tháo lũ cho hồ chứa nhỏ
1.2.1. S ử dụng tràn sự cố và tràn phụ
Trên mặt tràn bố trí các cấu kiện chắn nước rời rạc nhưng kín, khi tích nước các cấu kiện này hoạt động như đập dâng nước tăng dung tích hồ thêm một lượng có độ cao bằng H. Khi có lũ nước tràn qua đỉnh cấu kiện, lúc này cấu kiện hoạt động như một đập tràn thực dụng hoặc đỉnh rộng, nước qua ngưỡng tràn được tiêu về hạ lưu bằng kênh dẫn tháo, bậc nước. Trong trường hợp lũ lớn bất thường vượt qua lưu lượng thiết kế, cột nước tràn qua đỉnh cấu kiện tăng đến độ cao Hlật thì tấm cấu kiện sẽ bị tách rời nhau ra, tự lật về phía hạ lưu giúp tăng chiều cao cột nước tháo qua tràn tức tăng lưu lượng xả tràn.
Sau mỗi lần hồ xả lũ vượt tần suất thiết kế, các cấu kiện bị lật cần khôi phục lại, quá trình khôi phục đảm bảo các cấu kiện hoạt động như thiết kế ban đầu.
Hình1.5: Cấu tạo tràn xả lũ tự lật
Ưu điểm:
Có khả năng tự vận hành ứng phó kịp thời với lũ lớn khẩn cấp, lũ vượt tần suất thiết kế, không cần sự điều hành và tác động của con người.
Nhược điểm:
+ Kỹ thuật phức tạp từ thiết kế, thẩm định và thi công.
+ Tốn kém trong việc bảo trì, sửa chữa do theo thời gian, vật liệu nhất là các khe co giãn, khít nước bị hư hỏng dễ rò rỉ nước hoặc kẹt tấm cấu kiện
nên thường xuyên phải kiểm tra các thông số của cấu kiện và bảo trì cấu kiện để các cấu kiện hoạt động đúng theo thiết kế.
Điều kiện áp dụng:
Các đập tràn của các hồ hiện trạng có khả năng hạ thấp ngưỡng tràn, thường là các tràn kết cấu mặt tràn là đất, đất nửa phong hóa, khi đó sẽ bố trí tràn tự lật một phần hoặc toàn bộ mặt tràn.
1.2.1.2.Tràn tự vỡ
Tràn tự vỡ là hình thức nước tràn qua đỉnh đập đất gây vỡ ( hay còn gọi là hình thức tràn sự cố kiểu đập đất tự vỡ). Cấu tạo của loại tràn này là trên ngưỡng tràn bố trí một đập đất có vật liệu kết cấu rời, dễ tan rã khi gặp nước, đập có thể có gia cố hoặc không gia cố, đỉnh đập tự vỡ không cao hơn cao trình mực nước lũ khống chế ởthượng lưu.
Hình 1.6: Đập tràn tự vỡ[8]
1. Đập dâng chắn nước; 2. Tường chống thấm bằng đất sét;
3. Khối cát; 4. Đường dẫn xói; 5. Máng dẫn xói
Ưu điểm:
+ Có khả năng tự vận hành ứng phó kịp thời với lũ lớn khẩn cấp, lũ vượt tần suất thiết kế, không cần sự điều hành và tác động của con người.
1
1
129 132 134
mặt cắt 1-1 300
20 300
20 300
40
2 5 2
4 3
1 2
+Trong điều kiện tràn không hoạt động được như thiết kế ( ống dẫn nước để gây xói bị tắc, đất bị nèn chặt theo thời gian) chỉ cần huy động nhân lực phá dỡ làm hạ thấp đỉnh đập đủ để nước tràn qua là đập có thể hoạt động đúng theo nhiệm vụ thiết kế.
+ Có thể làm đập tự vỡ theo nhiều cấp bằng cách phân cách đập ra làm nhiều phần bằng tường xây gạch, bê tông cốt thép,... tùy mức độ lũ đến người vận hành có thể cho nước tràn qua từng phần, hay toàn phần đập tràn tự vỡ.
+ Việc phục hồi lại tràn tự vỡ không có khó khăn gì do vật liệu dùng làm tràn tự vỡ khá phổ thông tại các địa phương đó là vật liệu cát hoặc đất cát.
Nhược điểm:
+ Sau nhiều năm không sử dụng thì đập bị nèn chặt, cỏ cây mọc gây cản trở sự tan rã của đập khi gặp nước, không thực hiện được chức năng tháo lũ nước dâng gây nguy hiểm đến các hạng mục công trình đầu mối
+ Chỉ bố trí được tại các đập có thể bốtrí thêm tràn, trong điều kiện hồ chỉ có một đập dâng, tràn không áp dụng được giải pháp này.
+ Sau mỗi lần hoạt động, phải xây dựng lại tốn kém kinh phí.
Điều kiện áp dụng:
+ Áp dụng cho các hồ trong điều kiện việc quản lý có cán bộ kỹ thuật chuyên ngành, được đào tạo tập huấn về quản lý an toàn hồ đập, có điều kiện thường xuyên kiểm tra, đánh giá về chất lượng đập.
+ Áp dụng cho các hồ chứa nhỏ dùng có nền tương đối tốt và địa hình yên ngựa thấp nhưng không đủ rộng để bố trí tràn tự do, chiều cao đập không nên xây đập cao quá 5,0m do đặc điểm các hồ chứa nhỏ có chiều cao đập thấp, việc xây dựng đập tràn tự vỡ cao quá cần phải tốn kém về kinh phí đầu tư.
1.2.1.3. Tràn phụ
Với hồ chứa có địa hình đồi thoải, yên ngựa gồm nhiều đập chính và phụ để dâng nước thì có thể bố trí được thêm tràn điều tiết phụ tại một đập
phụ của hồ. Tràn điều tiết phụ là tràn có cao trình chọn lớn hơn cao trình ngưỡng tràn điều tiết chính, thông thường lấy bằng gần bằng cao trình mực nước lũ thiết kế. Quá trình tính toán tràn điều tiết phụ phải tính đến khả năng tháo nước của kênh tháo hạ lưu tràn.
Hình 1.7: Tràn điều tiết phụ
Ưu điểm:
- Khảnăng phòng lũ tốt, tràn có thể có điều tiết hoặc không có điều tiết, trong điều kiện nguy cấp có thể phá bỏ tràn phụ để tránh hư hỏng tràn chính, đập dâng, kinh phí đầu tư sửa chữa lại nhỏ hơn so với việc phải xây dựng lại tràn chính, hay đập dâng.
Nhược điểm:
- Chỉ bố trí được ở hồ có địa hình đắp thêm được đập phụ, không áp dụng được cho hồ chỉ có một đập dâng và đập tràn chính.
Điền kiện áp dụng:
Áp dụng cho các hồ đập có khả năng về địa hình, địa chất để bố trí thêm đập tràn ngoài tràn chính