II. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH
2.2.Điều kiện điạ chất công trình và điạ chất thủy văn vùng hồ
2.2.1. Khái quát về hồ chứa
Với mực nước dâng bình thường (DBT) tính toán trong thiết kế cơ sở kèm theo DAĐTXD công trình là 568 ÷ 570m thì hồ chứa làm ngập phần thấp dọc theo thung lũng dài 3,4km rộng trung bình 100m, diện tích khoảng 130ha (1,30km2) thuộc loại hồ chưá dung tích trung bình, miền núi có độ sâu từ 18m (hạ lưu) đến 2,0m (thượng lưu) trung bình là 10m có các đặc điểm về địa chất, địa hình địa mạo, địa chất công trình, địa chất thuỷ văn như sau:
a. Đặc điểm địa chất
Toàn bộ lòng hồ phân bố trên bề mặt nền đá gốc granodiorit còn tươi (lớp dưới), nguyên khối, cứng chắc, ít nứt nẻ dày hàng trăm mét (đới IIA+ IIB) tiếp đến là các đới đá gốc nứt nẻ (IB) dày 1 ÷ 3m và đới đá gốc bán phong hoá nứt nẻ mạnh (đới IA) dày 1 ÷ 4m và trên cùng là lớp phủ bở rời đệ tứ (aedQ) dày từ 0 ÷ 16m. Ngoài ra tại khu vực hạ lưu hồ cách tuyến đập chọn khoảng 120m theo dòng suối có một đới đứt gãy kiến tạo theo phương Tây Nam – Đông Bắc (10 ÷ 200) bị lấp nhét bởi đá mạch andezit – porphylit màu xám xanh đen bị nứt nẻ vỡ vụn dạng dăm cục có chiều rộng khoảng 20m, dài hàng trăm mét, cắm dốc 85 ÷ 900 cắt ngang thung lũng suối có mặt cắt địa chất (theo tài liệu HK6 khảo sát giai đoạn DAĐTXD) từ dưới lên gồm: đá mạch andezit – porphylit màu xám xanh đen cứng chắc, nứt nẻ vỡ vụn dạng dăm cục dày hàng trăm mét (theo HK6-DA chiều dày quan sát được là 10m) thuộc đới đứt gãy kiến tạo, tiếp đến là đới đá mạch bán phong hoá thuộc đới eluvi hoá IA màu xám, bán cứng, nứt nẻ, dày 1,0m và trên cùng là lớp phủ vỏ phong hoá eluvi – deluvi đệ tứ (edQ) á sét bột màu nâu đỏ dày 4,0m trong đó có lớp thổ nhưỡng (dQIV) dày 0,5m.
b. Đặc điểm địa hình địa mạo
Đối tượng được nghiên cứu ở đây là thung lũng suối trong diện phân bố hồ chứa dài 3,4km rộng theo mặt cắt ngang thung lũng đến đường phân thuỷ hai bờ gồm sườn và đáy lòng suối và được chia thành hai dạng địa hình – địa mạo theo nguồn gốc và hình thái là:
- Dạng địa hình bóc mòn rửa trôi mãnh liệt bởi dòng nước suối hiện đại: chiếm một phần diện tích không đáng kể và phân bố tại hai ghềnh chính là ghềnh 1 cách tim đập 500m phía thượng lưu, gềnh 2 cách tim đập 2,6km về phiá thượng lưu có những đặc điểm sau: Mặt cắt ngang thung lũng có hình chữ V phát triển đối xứng có chiều rộng hẹp từ 100m (ghềnh 2) đến 150m (ghềnh 1) dạng thắt nút cổ chai, sườn hai bờ có
BVTC
độ dốc lớn 15 - 30o, trên bề mặt hai sườn thành tạo lớp phủ vỏ phong hoá eluvi – deluvi bở rời đệ tứ (edQ) á sét bột pha cát lẫn dăm sạn màu nâu đỏ dày 10 ÷ 17m trên bề mặt đá gốc granodiorit và không có lớp phủ bồi tích sông suối aluvi đệ tứ (aQ) ở đáy thung lũng; Đáy suối hiện tại có lòng hẹp (20 ÷ 25m), độ dốc đáy suối lớn (>1%) vì vậy dòng nước chảy mạnh, véc tơ lực dòng chảy thẳng đứng mang tính chất bào mòn, rửa trôi, đào lòng nên lộ ra đá gốc granodiorit cứng chắc đới IB.
- Dạng địa hình tích tụ aluvi sông suối đệ tứ (aQ): Chiếm phần lớn diện tích theo chiều dài và chiều rộng thung lũng lòng hồ có những đặc điểm sau: Với MNDBT 568 ÷ 570m mặt cắt ngang thung lũng có hình chữ V không đối xứng, có chiều rộng 300m trong đó có một bên bồi và một bên lở đối diện. Sườn thung lũng bên lở có sườn dốc 15 ÷ 300, vai hẹp (50 ÷ 60m) giống sườn thung lũng hình chữ V đối xứng đã mô tả ở trên còn sườn thung lũng bên bồi có dạng địa hình trái ngược với bên lở vai sườn rất rộng (200 - 250m) gồm hai phần: phần địa hình trên cao có sườn tương đối dốc (10 ÷ 150) được thành tạo lớp phủ vỏ phong hoá bở rời eluvi – deluvi đệ tứ (edQ) dày 10 ÷ 17m, chủ yếu là á sét bột pha cát lẫn sỏi sạn màu nâu đỏ và phần thấp đáy thung lũng có sườn thoải 50 về phía sông thuộc thềm bậc II rộng 10 ÷ 100m dài hàng nghìn mét theo thung lũng với lớp phủ aluvi sông suối Pleistocen (aQ I-III) chủ yếu là cát ở phần trên dày 5 ÷ 5,5m và cuội sỏi đáy dày 0,5m. Đáy suối hiện tại có chiều rộng thay đổi lớn từ 20 ÷ 25m đến 120 ÷ 130m (bao gồm cả cù lao giữa sông), độ dốc đáy suối theo dòng chảy bé (0,23%), dòng nước suối chảy nhẹ, véc tơ lực dòng chảy có phương nằm ngang tính chất xâm thực một bờ và tích tụ đáy và bờ đối diện tạo nên các doi cát đáy, cù lao giữa sông và bãi bồi thềm bậc I (bị ngập vào mùa mưa lũ) chủ yếu là cát cuội sỏi dày từ 0,5 ÷ 2,0m, chúng phủ trực tiếp trên bề mặt bào mòn của đá gốc granodiorit và đá mạch andexit cứng chắc nứt nẻ thuộc đới IB.
c. Đặc điểm địa chất công trình
Điều kiện địa chất công trình hồ chứa phụ thuộc vào điều kiện địa chất, địa hình–địa mạo và có các mặt cắt sau:
- Mặt cắt địa chất công trình đáy thung lũng hồ chứa khu vực bóc mòn rửa trôi (thác ghềnh) trên bề mặt đá granodiorit từ trên xuống gồm:
+ Lớp 1 ký hiệu 4γ/IB dày 1 ÷ 4m: Đá gốc bị nứt nẻ do ảnh hưởng phong hoá (đới IB của đá granodiorit) và đới phá huỷ kiến tạo nứt nẻ vỡ vụn (đá mạch); đá cứng chắc (cấp VII –VIII); thấm nước trung bình đến thấm nước tốt.
+ Lớp 2 ký hiệu 5γ/IIA dày hàng trăm mét: Đá gốc granodiorit còn tươi (IIA), rất cứng chắc (cấp VIII - IX) ít nứt nẻ không thấm nước
- Mặt cắt địa chất công trình đáy thung lũng hồ chứa khu vực địa hình tích tụ (aQ) trên bề mặt đá granodiorit và đá mạch andexit có cấu tạo theo mặt cắt từ trên xuống gồm:
+ Lớp 1 ký hiệu 1a/aQIV dày 0,5 ÷ 2,0m: dày 0,50m. Bồi tích đáy lòng suối, thềm bậc I gồm: Cát thạch anh hạt thô 50%, cuội sỏi thạch anh tròn cạnh 40%, đá cuội tảng 10%, thấm nước tốt.
+ Lớp 2 ký hiệu 2a1/aQII-III dày 5,0 ÷ 5,5m: Bồi tích lòng sông cổ thềm bậc II phần trên gồm cát thạch anh hạt mịn – trung màu xám trắng, xám vàng 90%; tạp chất (sét bột, vảy mica…) 10% phần trên cùng (0,5m) và lớp thổ nhưỡng.
+ Lớp 3 ký hiệu 2a2/aQI : Bồi tích lòng sông cổ, thềm bậc I phần đáy gồm: sét nén dẻo mịn màu nâu đỏ ở phần trên (dày 0,5 ÷ 6m) phần đáy cuội tảng lẫn sét (dày
BVTC
0,5 ÷ 1m) phân bố bờ phải và cát cuội sỏi dày 0,5m phân bố ở bờ trái.
+ Lớp 4 ký hiệu 4γIB dày 1 ÷ 4m, (khu vực phân bố trên đá granodiorit) và hàng chục mét (khu vực đứt gãy trên đá andexit). Đá cứng chắc cấp VII - VIII; Thấm nước ít với đá granodiorit và thấn nước nhiều với đá andesit.
+ Lớp 5 ký hiệu 5γ/IIA dày hàng trăm mét: Đá gốc Granodiorit còn tươi (IIA) rất cứng chắc cấp VIII - IX ít nứt nẻ, thấm nước ít.
- Mặt cắt địa chất công trình vách hồ chứa: Khu vực nằm trên nền đá granodiorit:
+ Lớp 1 ký hiệu 1γ/ dQIV dày 0,5m là lớp sườn tích hiện đại dQIV thuộc đới thổ nhưỡng ásét bột pha cát lẫn rễ cây và mùn thực vật, kết cấu mềm, thấm nước tốt.
+ Lớp 2 ký hiệu 2γ/ edQ I-III dày 10 ÷ 17m: Sườn tàn tích Pleistoôcen (edQI-III ) vỏ phong hoá trên nền đá granodiorit. Trạng thái chung cuả đới này là dẻo mềm, thấm nước tốt, độ cứng cấp I - III.
+ Lớp 3 ký hiệu 3γ/ IA dày 1 ÷ 4,0m: đá gốc bán phong hoá thuộc đới eluvihoá (IA), thành phần gồm đất bở rời lẫn đá sót chưa phong hoá hết, đá bán phong hoá bán cứng (độ cứng cấp IV - V) nứt nẻ mạnh thấm nước trung bình.
+ Lớp 4 ký hiệu 4γ/ IB: có chiều dày 1 ÷ 4,0m trên nền đá granodiorit đá bị nứt nẻ do ảnh hưởng cuả phong hoá (đới IB) thấm nước trung bình, đá cứng cấp VII - VIII
+ Lớp 5 ký hiệu 5γ/ IIA dày hàng trăm mét: là đá gốc granodiorit còn tươi (IIA) ít nứt nẻ, không thấm nước.
Khu vực nằm trên nền đá mạch andesit – porphyrit (MZα)
+ Lớp 1 ký hiệu 1γ/ dQIV dày 0,5m là lớp sườn tích hiện đại dQIV thuộc đới thổ nhưỡng á sét bột pha cát lẫn rễ cây và mùn thực vật, kết cấu mềm, thấm nước tốt. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Lớp 2 ký hiệu 2γ/ edQI-III dày 10 ÷ 17m: Sườn tàn tích trên đá mạch andexit, Trạng thái chung cuả đới này là dẻo mềm, thấm nước tốt, độ cứng cấp I - III.
+ Lớp 3 ký hiệu 3γ/ IA dày 1 ÷ 4,0m: đá gốc bán phong hoá thuộc đới eluvihoá trên nền đá mạch andesit đới(IA), thành phần gồm đất bở rời lẫn đá sót chưa phong hoá hết, bán cứng (độ cứng cấp IV - V) nứt nẻ mạnh thấm nước trung bình.
+ Lớp 4 ký hiệu 4γ/ IB: có chiều dày hàng chục mét trên nền đá mạch andexit đá bị nứt nẻ do ảnh hưởng cuả đới phá hủy vỡ vụn (đới IB) thấm nước tốt, đá cấp VII - VIII.
+ Lớp 5 ký hiệu 5γ/ IIA dày hàng trăm mét: là đá gốc granodiorit còn tươi (IIA) ít nứt nẻ, không thấm nước.
Đặc điểm địa chất thuỷ văn và tính thấm của đất đá hồ chứa:
Đặc điểm địa chất thuỷ văn: Khu vực hồ chứa có ba phân vị địa chất thuỷ văn từ trẻ đến già như sau:
+ Phức hệ chức nước bồi tích sông đệ tứ (aQ).
+ Phức hệ chức nước thành tạo đá mạch andesit porphylit (MZα) + Phức hệ chức nước các thành tạo xâm nhập granodiorit (γδ3qs – bg)
BVTC
- Tính thấm của đất đá: (xem trình bày ở phần trên)
Tóm lại trong ba phức hệ địa chất thuỷ văn và tính thấm của đất đá kể trên thì hai phức hệ bồi tích sông suối (aQ) và đá xâm nhập granodiorit (γδ3qs – bg) là không ảnh hưởng xấu đến điều kiện địa chất công trình lòng hồ vì bên dưới các lớp thấm và chứa nước tốt như: 1a/aQIV, 2a/aQIII, 3γ/ IA, 4γ/ IB dày từ 1,5 ÷ 7,0m đã có lớp đá nền 5γ/ IIA dày hàng trăm mét cách nước rất tốt. Riêng phức vệ chứa và thấm nước trong đới đứt gãy kiến tạo bị lấp nhét đá mạch andesit thì ảnh hưởng rất xấu đến điều kiện địa chất công trình hồ chứa và nước hồ có khả năng bị thất thoát qua đới này.
Đánh giá khả năng giữ nước của hồ chứa
- Khả năng giữ nước: Như phần “Khái quát chung hồ chứa” đã nêu rõ về điều kiện địa chất, địa hình – địa mạo và địa chất công trình – địa chất thuỷ văn hồ chứa tồn tại yếu điểm là đứt gãy phá huỷ kiến tạo rộng 20m, dài hàng trăm mét cắt ngang thung lũng, cách tim đập phương án chọn theo đáy suối khoảng 120m phía thượng lưu có khả năng gây mất nước hồ chứa và biện pháp xử lý cần chú ý khi thi công móng đập chính không đặt lên đứt gãy trên. Nếu được như vậy thì điều kiện địa chất công trình hộ chứa là rất thuận lợi cho khả năng giữ nước của hồ chứa.
- Khả năng sạt lở bờ hồ: Vách bờ hồ chứa có các đặc điểm sau:Diện tích mặt thoáng hồ trung bình (135ha) chiều ngang hẹp do đó sóng nước không lớn (<0.5m) không gây sạt lở bờ ho; Độ dốc của sườn thung lũng hai vách bờ hồ bé (10 ÷ 300) ít gây sạt lở. Nền của vách hồ là đá granodiorit rất cứng chắc còn lớp phủ vỏ phong hoá eluvi - deluvi bở rời đệ tứ (edQ) dày 10 ÷ 15m có thành phần á sét bột pha cát lẫn ít dăm sạn màu nâu đỏ rất ổn định, đồng nhất, kết cấu chặt chẽ ít sạn lở. Tóm lại dự báo khả năng sạt lở bờ hồ trong tương lai là không xảy ra.
- Khả năng ngập và bán ngập xây dựng hồ chứa: Với MNDBT của hồ chứa là 568 ÷ 570m thì diện tích ngập của hồ chứa khoảng 130 ÷ 135ha thuộc phần đáy thung lũng chủ yếu là đất hoang rừng tạp không có nhà cửa ruộng vườn của dân. Ở phần đầu hồ có làng Hde nhưng chỗ thấp nhất là vùng ven suối của làng ở độ cao 575m nên không bị ảnh hưởng ngập lụt, ngoài ra với đặc điểm mực nước ngầm quanh hồ chứa đều nằm rất cao so với MNDBT cũng như vách hồ chứa khá dốc và dốc thoải, cấu tạo địa chất chủ yếu nền là đá cứng chắc ít nứt nẻ, ít thấm nước còn lớp phủ là á sét bột chứa dăm sạn nên khó có khả năng xảy ra hiện tượng bán ngập.
-Dự báo quá trình địa động lực ở hồ chứa: Theo tài liệu lưu trữ đã được nghiên cứu theo phương pháp đánh giá trị số hoạt động địa động lực tại các bờ hồ trong lớp phủ vỏ phong hoá á sét bột lẫn ít dăm sạn thì chúng đều có trị số hoạt động địa động lực ở mức độ yếu đến trung bình, vì vậy dự kiến hồ thuỷ điện Hà Tây khi vận hành khả năng hoạt động địa động lực yếu nên khả năng tái tạo bờ hồ ít xảy ra.