- Trong điều kiện biến đổi khí hậu và nhu cầu dùng nước khu vực hạ du
tăng lên hiện nay thì vấn đề tăng thêm dung tích hồ chứa là cần thiết. Hồ chứa nước Hao Hao Thanh Hóa là một trong những công trình điển hình và quan trọng của khu vực Bắc Miền Trung do đó nhu cầu tăng thêm dung tích hồ chứa nước tại đây là vô cùng cấp thiết.
- Song song với việc nâng cao dung tích hồ chứa của hồ Hao Hao thì cũng cần phải đảm bảo yêu cầu an toàn đập tại đây.Hiện nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ đã có nhiều biện pháp làm tăng sự ổn định của các công trình đập đất đã xây dựng, tuy vậy mỗi phương pháp đều có các ưu điểm và nhược điểm khác nhau, do đó tùy vào từng điều kiện thực tế mà lựa chọn các phương pháp đó cho phù hợp.
- Với điều kiện thực tế hiện nay tại hồ chứa nước Hao Hao chỉ có thể nâng được mực nước thượng lưu tối đa lên thêm 0,45m là công trình bắt đầu
mất ổn định. Sử dụng giải pháp làm tăng sự ổn định đập đó là sử dụng công
nghệ phụt cao áp Jet – grouting (cọc xi măng đất) và tiến hành nâng cao đỉnh đập lên cao trình +28,50m thì mực nước thượng lưu có thể nâng lên thêm được 0,50m.
CHƯƠNG IV
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I. Những kết quả đã đạt được
Trong luận văn này tập trung nghiên cứu ảnh hưởng biến đổi mực nước thượng lưu đến ổn định của đập đất khu vực bắc miền Trung. Từ các kết quả nghiên cứu có thể rút ra được các kết luận sau:
1. Khu vực Bắc Trung Bộ là khu vực thường xuyên chịu ảnh hưởng của lũ lụt, các công trình hồ chứa chủ yếu là sử dụng đập vật liệu địa phương với chiều cao đập chủ yếu là từ 20 – 30m. Mặc dù đã có nhiều hồ chứa được xây dựng nơi đây nhưng phần lớn đều được xây dựng vào những năm 70 – 80, khi mà điều kiện và khả năng xây dựng lúc bây giờ còn khó khăn, nên với hiện tượng thiên tai bất thường, mực nước thượng lưu đập cao hơn so với mực nước thiết kế đã gây ra nhiều sự cố về đập. Nguyên nhân mất ổn định đập một phần là do biến đổi mực nước thượng lưu đập, mực nước thượng lưu tăng đột ngột ngoài dự báo, ban quản lý vận hành đập phải mở xả toàn bộ để tránh đập bị vỡ. Đã xảy ra trường hợp, khả năng xả tràn của đập chậm hơn lượng nước đổ, khiến đập bị vỡ như đập Đồng Đáng, huyện Tĩnh Gia, Thanh Hóa...
2. Qua các số liệu thu thập thì các công trình đập tạo hồ Khu vực Bắc Trung Bộ chủ yếu là đất. Kết cấu đập đất đa dạng, tuy nhiên qua thu thập số liệu thực tế một số hồ chứa ở Bắc miền trung thì kết cấu mặt cắt điển hình có 2 dạng chính: đập đồng chất có thiết bị chống thấm dưới nền là chân khay, thiết bị thoát nước thân đập là lăng trụ thoát nước và đập có thiết bị chống thấm dưới nền là chân khay, thiết bị thoát nước thân đập ống khói kết hợp với lăng trụ thoát nước.
3. Qua quá trình tính toán nghiên cứu ảnh hưởng của mực nước thượng lưu tới sự ổn định của đập đất có thể rút ra được một số kết luận sau:
- Khi nâng cao dung tích hồ chứa cần phải xem xét đến đặc điểm của tầng thấm nước T (lớp nền), nếu không sẽ gây mất ổn định đập.
- Tầng thấm nước T (lớp nền) ảnh hưởng đến khả năng nâng cao dung tích hồ chứa, tầng thấm càng lớn thì khả năng nâng cao dung tích càng ít.
- Với đập càng cao thì giá trị gradient càng cao và hệ số ổn định càng thấp. Điều đó chứng tỏ rằng với đập càng cao thì khả năng tăng dung tích hồ chứa càng thấp.
- Biểu đồ hình 2.6 là biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập (Hđ), chiều dày tầng thấm (T) và khả năng tích thêm nước của hồ chứa (∆H) được xây dựng dựa trên các cơ sở khoa học và thực tiễn diễn ra ở khu vực Bắc Miền Trung ứng với đập đất có thiết bị thoát nước là ống khói kết hợp với lăng trụ thoát nước. Biểu đồ này có thể dùng làm tài liệu tham khảo đánh giá sơ bộ về khả năng tích nước thêm của từng hồ chứa từ đó có giải pháp công trình cụ thể để đập đầu mối làm việc an toàn.Ngoài ra, đối với loại đập chất có thiết bị thoát nước là lăng trụ thì có thể tham khảo thêm tài liệu đã nghiên cứu trước [8] (thể hiện ở hình 2.3) trong luận văn này để tra cứu khả năng nâng cao dung tích của hồ chứa.
4. Nếu muốn tích nước lớn hơn khả năng tích thêm nước cho phép (∆H) thì cần phải có giải pháp gia cố đập và chống xói ở đáy chân khay hợp lý, nếu không sẽ gây xói ngầm ở đáy chân khay và trượt mái hạ lưu gây mất ổn định đập đất. Về nguyên tắc khi thiết kế sửa chữa, nâng cấp cho đập đất thuộc các công trình hồ chứa đều dựa theo nguyên lý làm việc của các biện pháp chốngthấm khi thiết kế mới đề ra.
5. Tính toán áp dụng cho đập đất của hồ chứa nước Hao Hao, luận văn đã sử dụng biểu đồ quan hệ giữa chiều cao đập (Hđ), chiều dày tầng thấm (T) và khả năng tích thêm nước của hồ chứa (∆H) để xác định sơ bộ khả năng nâng cao mực nước thượng lưu đập, từ đó đưa ra giải pháp hợp lý. Kết quả này minh chứng tính khả thi khi áp dụng biểu đồ và khuyến cáo biểu đồ quan
hệ này có thể dùng làm tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý đánh giả sơ bộ về khảnăng tích nước thêm của từng hồ chứa, từđó có giải pháp công trình cụ thểđểđập đầu mối làm việc được an toàn
II. Một số vấn đề tồn tại
Vấn đề nghiên cứu mới chỉ tập trung vào sự ảnh hưởng của mực nước thượng lưu đến ổn định đập, mà chưa nghiên cứu chi tiết đến ảnh hưởng của các yếu tốkhác như tải trọng, mưa, nhiệt độ, biến dạng của nền và thân đập...
Các số liệu thu thập về chỉ tiêu cơ lý, thiết bị thoát nước thân đập... của các đập đất ở Bắc miền trung chưa nhiều, tuy nhiên với các số liệu thu thập
được, luậnvăn mới chỉ nghiên cứu đối với đập đất có thiết bị thoát nước thân
đập là dạng ống khói kết hợp với lăng trụ và đề cập đến kết quả của nghiên cứu trước là thiết bị thoát nước là lăng trụ.
Đối với hồ chứa nước Hao Hao tác giả mới chỉ nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích hồ chứa trên cở sở tính toán lý thuyết, trong thực tế để tiến hành các giải pháp đó cũng còn cần tính toán tìm hiểu thêm điều kiện và phương pháp thi công, xử lý chống thấm, nguồn vật liệu đắp cao thêm đập phù hợp.
III. Kiến nghị
Mỗi công trình đập dâng đều có các đặc điểm như hình dạng, địa hình, địa chất, chỉ tiêu cơ lý của nền, đất đắp... khác nhau, do đó để xác định khả năng tăng dung tích hồ chứa ngoài việc tham khảo sơ bộ quan hệ giữa chiều cao đập (Hđ), chiều dày tầng thấm (T) và khả năng tích thêm nước của hồ chứa (∆H) mà tác giả đã nêu trong luận văn thì vẫn cần tiến hành tính toán chi tiết với các trường hợp cụ thể, bên cạnh đó cũng cần phải xét đến các yếu tốgây ảnh hưởng đến sự ổn định của đập khác như tải trọng, mưa, nhiệt độ, biến dạng của nền và thân đập.... Từ đó mà đưa ra được các biện pháp làm tăng sự ổn định của đập.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Nông nghiệp & PTNT (2012). Báo cáo thực trạng an toàn hồ chứa thủy lợi số 2846/BNN-TCTL ngày 24/08/2012.
2. Bộ Nông nghiệp & PTNT . QCVN 04 – 05 (2012). Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia công trình thủy lợi – Các quy định chủ yếu về thiết kế.
3. Nguyễn Chiến – Tổng cục thủy lợi đăng trên báo điện tử. Cổng Thông Tin
Điện Tử, Bộ NN và PTNT.
4. Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An, NguyễnQuốc Huy (2005).Công nghệ
khoan phụt cao áp trong xử lý nền đất yếu. Nhà xuất bản Nông nghiệp,
Hà Nội.
5. Hoàng Thị Hà (2013). Nghiên cứu nguyên nhân các sự cố đập vật liệu địa phương nói chung và nguyên nhân các sự cố đập do thấm nói riêng.
Luận văn cao học
6. Hồ sơ thiết kế công trình hồ chứa nước Hao Hao – Thanh Hóa.
7. Ngô Lan Hương. (2013). Nghiên cứu ảnh hưởng hình dạng của đáy vật liệu
địa phương đến lưu lượng và đường bão hòa. Luận văn cao học
8. Lê Xuân Khâm (2014), Nghiên cứu cơ sở khoa học tăng thêm dung tích hồ
chứa nước ở miền trung Việt Nam. Tạp trí khoa học trường đại học Thủy
Lợi
9. Nguyễn Cảnh Thái (2003). Thiết kế đập vật liệu địa phương. Bài giảng cao học
10. Lê Kim Truyền & nnk (2012-2014). Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả khai thác, giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai (lũ, hạn) và đảm bảo an
toàn hồ chứa nước khu vực miền Trung trong điều kiện biến đổi khí hậu.
Đề tài NCKH cấp bộ
11. TCVN 8216 (2009). Tiêu chuẩn Việt nam - Thiết kế đập đất đầm nén. Bộ Nông nghiệp & PTNT
12. Trường đại học thủy lợi. Giáo trình thủy công tập 1. Nhà xuất bản xây dựng 2005
13. Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam – Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, TCCS 05:2010/VKHTLVN, Tiêu chuẩn cơ sở - Hướng dẫn sử dụng phương pháp Jet-grouting tạo cọc xi măng đất để gia cố đất yếu, chống
thấm nền và thân công trình đất, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam ban
hành theo quyết định số 671/QĐ-VKHTLVN-KHCN ngày 28 tháng 5 năm 2010.
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN
- Phụ lục 1. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 0m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
- Phụ lục 2. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 2,5 m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
- Phụ lục 3. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
- Phụ lục 4. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 7,5m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
- Phụ lục 5. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 10,0m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
- Phụ lục 6. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 0m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m
- Phụ lục 7. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 2,50m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m
- Phụ lục 8. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m
- Phụ lục 9. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 7,50m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m
- Phụ lục 10. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 10,0m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m
- Phụ lục 11. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 0m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m
- Phụ lục 12. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 2,5m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m
- Phụ lục 13. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m
- Phụ lục 14. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 7,50m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m
- Phụ lục 15. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 10,0m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m
Phụ lục 1. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 0m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
Phụ lục 2. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 2,5m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
Phụ lục 3. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
Phụ lục 4. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 7,5m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
Phụ lục 5. Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 20m, chiều sâu tầng thấm T = 10,00m, cột nước thượng lưu là H = 17,50 m
Phụ lục 6: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 0,00m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m.
Phụ lục 7: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 2,50m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m.
Phụ lục 8: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m.
Phụ lục 9: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 7,50m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m.
Phụ lục 10: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 25m, chiều sâu tầng thấm T = 10,0m, cột nước thượng lưu là H = 22,50 m.
Phụ lục 11: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 0,0 m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m.
Phụ lục 12: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 2,50 m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m.
Phụ lục 13: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 5,0 m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m.
Phụ lục 14: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 7,50 m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m.
Phụ lục 15: Kết quả tính toán ổn định với trường hợp đập cao 30m, chiều sâu tầng thấm T = 10,0 m, cột nước thượng lưu là H = 27,50 m.