Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Giải pháp kỹ thuật chống thấm cho đập đất khi được tôn cao mở rộng do nhu cầu sử dụng nước và biến đổi khí hậu

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.87 MB, 145 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn

PGS.TS. Nguyễn Phương Mậu đã vạch ra những định hướng khoa học và tận tình

hướng dẫn tác giả trong suốt q trình hồn thành luận văn này.

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Trường đại học Thủy Lợi, các bạn học viên cao học lớp 20C11 về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả học tập

và nghiên cứu tại trường.

Cảm ơn chân thành đến Lãnh đạo Công ty Cé phần đầu tư xây dựng điện Việt Nam nơi tác giả đang công tác đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về thời gian để

tác giả hồn thành chương trình học tập và luận văn đúng thời hạn.

Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong

gia đình đã ln quan tâm, động viên, khuyến khích và tao mọi điều kiện dé tác giả

hoàn thành luận văn này.

Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2015

Tác giả

Vũ Văn Hạnh

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

Ho và tên học viên: _ Vũ Văn Hạnh

Chuyên ngành: “Xây dựng côngthủy

Tên đỀ ti luận văn: "Giải pháp kỹ thuật chẳng thắm cho đập đắt khi được tn cao mé rộng do nhu cầu sử dụng nước và biển dãi khí hậu”.

Tơi xin cam đoan để tài luận văn củ tơi hồn tồn là do tơi làm, Những kết

«qua nghiên cứu, tính tốn là trung thực, không sao chép từ bắt kỳ nguồn thông tin

nào khác, Nếu vi phạm tồi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu bắt kỳ hình thức

kỹ luật nào của Khoa và Nhà trường.

Hà Nội, ngày 25 tháng 11 năm 2015cao học

'đ Văn Hạnh.

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

PHAN MỞ ĐÀI

1.Tính cấp thiết của để tài 1

TL Mue dich của ti:

11 Đối tượng và phạm ví nghiên cứu

IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:IV. Kết quả dat được của luận vấn:

CHUONG 1. TONG QUAN VE DAP DAT Ở VIỆT NAM

1.1. Tổng quan về hỗ chứa ở Việt Nam 5

12. Thực tang làm việc cửa dip đế ở Việt Nam, 9

13, Vai tò cia nước và sự cin hit để nâng cấp hồ chứa. 10

13.1 Sự cần hide ning cấp hỗ chứa 10

1.32.Vai tò của nước "

4, Cc giả php nâng co hiệu quả im việ của hồ chứa ø

1.41 Giảipháp quản ý khả thác i

1.42 Giải pháp vềcơchế, chính sch B

1.4.3.Gidi pháp về điều kiện og nhiên kinh tế - xã hội. 4

15, Kết in chương 1 “1.6, Những vấn đỀ nghiên cứu của luận vin 15

CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP TÍNH THÁM QUA DAP DAT VA CÁC GIẢI PHAP CHONG THÁM KHI NÂNG CAP DAP

.2.2.2.Tính thắm qua đập dt theo phương pháp thủy lực. 19

3223 Tính thẳm qua dip đất theo phương pháp cơ học chất ing 20

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

2.3. Các giải pháp chống thắm cho đập đất 28

2.3.1.Giai pháp chống thắm bằng tường nghiêng va sin phủ, ”

2.32.Giai pháp chống thắm bằng tring răng kết hợp lõi giữa 30 2.3.3.Giai pháp chống thắm bằng tường hào Bentonite 2 .2.3.4 Giải pháp chống thắm bằng cọc xi măng dit, 34 -23 5 Giải pháp tường hào chẳng thắm màng địa ky thuật 39 2.3.6.Giai pháp tường nghiêng chống thẩm màng địa kỹ thuật 40 -23:7 Giải pháp tường nghiêng chống thắm bằng màng chống thắm bentonie...2

`2 8 Giải phấp tường nghiêng chống thắm bảng thâm sốt dia kỹ thuật GCL 43

2 39 Giải pháp chống thắm bằng thẩm “

2.4, Kế luận chương 2 46

CHUONG 3. AP DUNG KET QUA NGHIÊN CỨU CHO CÔNG TRINH HO. CHUA NƯỚC DIEN TRƯỜNG - QUANG NGAL

3.1, Giới thiệu về cơng trình đập. 4g

3.1.1.Tổng thé cơng tình 483.1.2 Đặc điểm địa chất s03.1.8 Đặc điểm khí tượng và thủy văn cơng tinh 33.2. Mat cit đập hiện trạng. st3.3, Tính ốn dung tích hữu ich, 353.3.1,Tinh tốn lượng nước u cầu. 563.3.2:Tinh toán dong chảy đến. 66`3.3.3 KẾ! quả tinh oán. or

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

3.6, Cấp và thông số kỹ thuật cơng trình sau khi nâng cấp. $637. Xử lýthm cho đập 88

3.1.1.Đặt vấn đề cho xử lý thẩm. 89

3.72.Giai php chống thim bằng khoan pht cho dip 2

3.8. Tinh ton dn dn thm cửa dip. 102.3.8.1.Tài liệu cơ bản. 102

32 Tính tốn thắm viên định thắm 10s

htốn Gn định trượt mái 106

hin chương 3 107

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ “TÀI LIỆU THAM KHẢO.

PHY LUC TÍNH TỐN...s<<5<esseseeserrrsrrrrrrrreaee HỆ)

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

Hình 1.1: Biểu đồ phân bổ hồ chứa nước trên tồn quốc (dung tích >200000m3) 6

Hình 2.1: - Dịng thắm én định qua đập dat đồng chất (a), và qua tường lõi của đập.

đất di). 7Hình 2.2: Dịng thắm khơng én định khỉ mực nước rút xuống đột ngột 0

Hình 2.3: Minh hoa hàm xip xi H của phần từ 2 Hinh 24: Sod thim qua dip 24 Hình 2.5: - Giải pháp chống thắm bằng tường nghiêng va sân phủ. 29 Hình 26: - Giảipháp chống thẳm bằng tường răng kết hop li giữn 31

Hình 2.7: Giải pháp chống thắm bằng tường nghiêng chân ring 31

Hình 28: - Giảipháp chống thắm bing trởng hào Bentonite 3

Hình 2.9: Thi cơng tường chống thắm bằng biện pháp dio hào trong dung dich

bentonite hỗ Diu Tiếng 3

Hình 2.10: Biện pháp chống thắm bằng khoan phụt 35

Hình 2.11: Sơ đồ tường cọc xi mang đất 36 Hình 2.12: Cơng nghệ Jet-Grouting tạo tường chống thắm 37

Hình 2.13: Giải pháp chống thắm bằng khoan phyt vữa xi ming 3

Hình 2.14: Phạm vỉ ứng dụng hiệu quả rong đất nén của cọc xi măng đt... 3E

Hình 2.15: Hàng tường cọc XMD chống thắm cho cơng trình Đá Bạc ~ Hà Tĩnh 39

Hình 2.16: Cơng nghệ thi cơng mảng chống thắm địa kỹ thuật 40 Hình 2.17: Giả pháp chống thắm bing HDPE 4i

Hình 2.18: Giải pháp mảng chống thắm bentonite 43

Hình 2.19: Giải pháp chống thắm bằng thâm sét di kỹ thuật 44

Hình 2.20: Giải pháp chống thắm bằng thảm bé tơng 45

Hình 2.21: Các loại thảm bê tơng chống thắm 45

Hình 3.1: Vị tí hồ chứa nước Diên Trường trên Google 48

Hình 3.2; Hiện trạng hồ chứa nước Diên Trường 48 Hình 3.3: Mặt cit hign trang dip Diễn Trường 54

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

Dip áp trúc mái thượng lưu 80Đắp áp trúc mãi thượng lưa và ha hưu siip áp trie mái ha lưu $1

“Xây dựng tưởng chin sông si Xây dựng tường chin sóng kết hợp dp áp trúc hạ lưu 82 .Cấu tạo định đập. 83 Mặt cắt đập Diễn Trường sau khi nàng cấp S5

“Chân khay chống thắm của đập hiện trạng. 88

{On định của đập ứng ứng với mục nước theo nâng cấp 88

Sơ đồ bổ ti khu khoan phut thí nghiệm 93Cit đọc tuyén khoan phat 99Mặt bằng b tri mang lưới khoan phat 100

Mặt cắt ngang đập đã nâng cắp và xử lý thắm lôi Mặt cắt đập nâng cắp N3 - Mặt ct inh toán N3 105

Tính thắm đập nâng cắp N3 ~ Lưu lượng thắm đơn vị - Trường hợp 4

‘Tinh thắm đập nâng cắp N3 ~ Phân bổ Gradient thắm - Trường hợp 4

105

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Thống kê một số đập đắt lớn ở Việt Nam

“Chiều cao an toàn của tưởng chẳng thắm

“Thay đổi nhiệt độ và lượng mưa đến năm 2050 do BĐKH

Điện ích, cơ cầu, thời vụ ác loi cây trồng

“Các yếu tổ khí hậu vùng dự án

“Các đặc trung khí hậu trong khu tuới do ảnh hưởng BDKH.

Lượng mưa tưới thiết kế« khu tuổi hỗ chúa Diễn Trường

Tổng hợp lượng nước yêu edu tưới CTr.mô)

“Tổng hợp lượng nước yêu cầu cho sinh hoạt

Nhu cầu nước cho thủy sản

“Tổng hợp nhu cầu cắp nước môi trường (Tr.m3). “Tổng hợp nhu cầu cấp nước hiện (Tr.m3).

Tông hợp nhu cầu cấp nước do biến đổi khí hậu (Tr.m3)

Bảng 3.16: Lưu lượng lũ lớn nhất thiết kế lưu vực hồ chứa Diên Trường tính theo.

công thức cường độ giới han.7

Bảng 3.17: Tổng lượng lũ lớn nhất thết kế lưu vục hỗ chứa Diên Trường tinh theo

lượng mưa ngày lớn nhất

Đường quá tình la thiết kế theo kịch bản hiện tai

Kế theo kịch bản Biển đổi khí hậu

‘Tinh tốn lũ trên tràn hồ chứa Diên Trường ứng kịch bản BDKH,

“Xác định cao trình đỉnh đập thiết kế.

Cée thơng số chính của đập sau khi nâng cấp.

Đường quá trình lũ thiế

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Chiêu cơ lý của vật liệu đắp đập

CChỉtiêu co lý của đắt nên đập

Các mực nước ding trong inh tonLưu lượng thắm và gradient thắm.

Kết qua phân tích ơn định mái thượng hạ lưu mặt cắt N3

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Biến đổi khí hậu trái đắc là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí qu

thuỷ quyinhân tự nh

„ sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên

và nhân tạo. Biển đổi khí hậu (BDKH) là một trong những thách thức lớn nhất đổi với nhân loại trong thé ky 21. Biến đổi khí hậu sẽ tác động nghiêm

fr giới. Nhiệt độ

dâng gây ngập lạt, gây nhiễm mặn nguễn nước, ảnh hưởng đi

sống và môi trưởng trên phạm vi toàn dltrọng đến sản xuất

tăng, mực nước bi

nông nghiệp, gây rủi ro lớn đổi với công nghiệp và các hệ thống kinh tế - xã hội

trong tương lại

(a) Môi trưởng trước đây (b) Môi trường hiện nay

Ở Việt Nam trong khoảng 50 năm qua, nhiệt độ trung bỉnh năm đã tăng

khoảng 0.5 - 07C, mực nước biển đã dâng khoảng 20em|7]. Biển đổi khí bau làm

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

hạn hán ngày càng gia tăng về số lượng, cường độ và mức độ ảnh hưởng. Thủy lợi là một trong những lĩnh vực chịu tắc động mạnh mé nhất của biển đổi khí hậu được

thể hiện rõ nhất về lượng nước, mùa khơ nước ít hơn nhưng mùa mưa nước đến.

nhiều hơn, trong khi đó cùng với q trình đơ thị hố và cơng nghiệp hố thì nhủcu ding nước gia tăng đặt biển, nhiễu hệ thống thuỷ lợi không dip ứng được yêu

sắn iêu, yêu cầu cắp nước

Nhận thức rõ ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, Chính phủ Việt Nam đã phê

duyệt Chương trình mục tiêu quốc gia ứng phó với biển đổi khí hậu. Một trong.

những nội dung quan rong của Chương trình là xây dựng và cập nhật kịch bản biển

cđỗi khí hậu dé phù hợp với từng lĩnh vực phát triển trong xã hội. Đây là định hướng

é các Bộ, ngành, địa phương đánh giá tác động của biến đổi khí hậu, xây dựng và triển khai kế hoạch hành động ứng phó, trong đó có van đề vé an tồn hỗ đập.

An toàn của các hỗ chứa bị de dog đo có sự phân bố lại lượng nước mưa theo.

thay đổi so với hết kế ban đã

chứa được xây dựng cích đây đã là), 46 là hiện tượng những vùng thì mưa rt lớn,

khơng gian và thời gian đã có nh (đổi các hồ xuất hiện nhiễu hon,

vũng it mưa; thời gian mưa tập trung ng „ hạn hán kéo,

phức tạp hơn, cường độ mạnh hơn, nhỉlúc xuất hiện trường hợp vượt mức thiết

ế ban đầu.

Nước là tài nguyên quý giá vô cùng quan trọng đối với con người. Nước cầncho sản xuất nông nghiệp, thủy sản, công nghiệp và các nghành kinh tế khác. Nước.còn cần cho phát triển thủy điện va giao thơng. Nước đồng vai trị quan trong trong.

việc duy tì sự bn vững của mơi trường

Vi vậy một trong những giải phải dé si dụng hiệu quả nguồn nước hiện nay do

biến đổi khí hậu là tăng dung tích hiệu quả hồ chứa để đảm bảo sự phát tiển bền

vũng cia hệ thing đầu mỗi cơng trình, phục vụ nhủ cầu sử dụng nước sản xuất và

sinh host là một vin để hét sức quan trọng và đặc biệt cổ ý nghĩa hiện nay

Nhưng van dé dat ra khi tăng dung tích hiệu quả của hồ chứa làm thay đổi cap

cơng trình, các chỉ tiêu thiết kế, hệ số an toàn dn định...ảnh hướng tới sự làm việc

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Vi tây việc nghiên cứu một giả pháp kỹ thuật chống thắm an tồn cơng tình

đập đất khi được mo rộng tôn cao trong điều kiện biển đơi khí hu và tăng thêm nhú

cầu cấp nước hiện nay, phù hợp với điề kiện của Việt Nam là hết sức cần thiết

Đề ti luận văn: “Gidi pháp kỹ thuật chẳng thắm cho đập đắt khi được tôn cao mở rộng do như cầu sử dụng nước và bién đổi khí hậu ` sẽ tập trung nghiên cửu phương pháp tinh toán thi + những giải pháp chống thấm cho đập khi được

nâng cao mở rộng nhằm đảm bảo kinh tế kỹ thuật, mỹ thuật

Mục đích của đề

Nghiên cứu các giải phip chẳng thắm cho đập đắt khi đập được tôn cao mỡ

_ h h

- Đề xuất giái pháp kỹ thuật chống thắm phù hop ứng với điều kiện làm việccho hỗ chứa cụ thể khi được tôn cao mở rộng.

- Tính tốn dn định thắm, én định cho đập đất sau kbi được tôn cao mở rồng

đảm bảo an toàn hd chứa

THỊ. Đối tượng và phạm vi nghiên cứ = Đồi tương ng n cứu: đập đất

+ Giới hạn khuôn khổ nghiên cứu của luận văn

"Nghiên cứu tổng quan hỗ chia bằng đập dit ở Việt Nam;

Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp tính tốn thắm:

Nghiên cứu các giải pháp chống thắm khi nâng cao mở rộng đập dat; Phân tích điều kiện kỹ thuật để sử lý thấm cho cơng tình cụ thể:

Kiểm tra đánh giá ơn định tổng thể của cơng trình

TV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

~ Cách tiấp cận

Tiếp cận bing cách trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các tổ chức, cá nhân khoa học hay các phương tiện thông tin dại ching: qua các kết quả nghiên cứu về thắm của đập dit trong nước đã có kết hợp tìm hiểu, thu thập, và phân tích đánh giá

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

giải pháp, từ đó đề ra phương án cụ thé phù hợp với tình hình điều kiện làm việc. của đập khi nâng cắp mổ rộng.

Phương pháp điều tra khảo sát, hu thập tổng hợp ti liệu

+ Phương pháp nghiên cầu lý thuyết. sử dụng m6 hình toán và các phần mém

ứng dung

+ Phương pháp chuyên gia

+ Phương pháp phân tích, tổng hợp.

1. KẾt quả đạt được của uận văn:

Tổng quan về tình hình hồ chứa bằng đập đắt hiện nay ở Việt Nam;

Phương pháp tính toin thim cho dip dit, đặc biệt là phương pháp phin tử

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Hồ chứa nước có mt vi trí quan trọng trong điều chinh dong chảy phục vụ các

yêu cầu dùng nước Khác nhau, mặt khác hd chứa nước cịn là cơng tinh phịng

chống lũ, giảm nhẹ thiên tai. Vì vậy, an tồn hồ chứa mang một ý nghĩa đặt biệt nhất à hiện nay vấn để bin đổi khí hậu tồn cầu dang diễn ra theo hưởng tăng bắt lợi cho an toàn hồ đập

‘Vigt Nam là một trong những nước có nhiễu hỗ chứa. Theo điều tra của dự án.

UNDP 7/2002 thi Việt Nam có khoảng 10.000 hỗ chứa lớn nhỏ, trong đó hỗ đập lớn

có khoảng 180 hồ đứng vào hang thứ 24 trong các nước có số liệu thơng kê của

ICOLD (Ủy hội Đập lớn Thể giới). Theo con số thống kế của Bộ Nơng nghiệp &PTNT năm 2002 cả nước ta đã có 1967 hồ (dung tích mỗi hỗ trên 2.105x10°m’);

ích 19 tỷ m cịn lạ là 1957 hỗ thủy nơng

với dung tích 5,84 tỷ mỶ. Nếu chỉ tính các hồ có dung tích tir 1 triệu mỶ nước trở lên

trong đó có 10 hỗ thủy điện có tổng dung

iện nay có 587 hỗ có nhiệm vụ tưới là chính. Các hỗ chứa phân bé khơng đều

trên phạm vi tồn quốc, trong số 61 tinh tlcó 41 tỉnh thành có hồ chứa nước. Ctỉnh miễn Bắc và miễn Trung có.lên tích tự nhin chiếm 64,3%, dân số chiếm.

603% của toàn quốc nhưng số hỗ chiếm tới 88.2% số hỗ của toàn quốc. Các hồ Auge xây dựng trong từng thời kỳ phát iển của đất nước, số hồ xây dựng từ năm 1960 rở về tước chiếm khoảng 6% từ 1960 đến 1975 chiếm 44% và từ 1975 đến

nay chiếm 50% [13]

Bảng 1.1: So sánh trữ lượng nước Miễn Bắc và Miền Trung so với toàn quốc

mỊ em TẾ ma [a [Pan |] Oa

| %soviànguGe | 69 | 3 | 63 | 24 | sS2| sie

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Hinh 1.1: Bid đồ phân bố hồ chữa nước trên tồn quốc (lưng tích >200000m3)

Hiện nay đập vậtiệu địa phương đồng vai td chủ yếu, tương đối đa dang và .được dip bằng vật liệu khác nhan, chủ yếu là đập đắt

Bảng 1.2: Thống kẻ mot sd đập dt lon ở Viet Nam

TT Tên hồ. Tỉnh. Hmax(m) Năm hoàn thành

1 Suỗi Hai Hà Tay 29,00 1964.

2 [Ba Nhim Tim Bing 38,00 1965

3 [Throng Tuy Ta Tinh 2500 1968

4+ [Cimty Quing Binh 30.00 15653 TRKso Tang Son) 3500 1972

6 | im Son Bic Giang 41-50 i978 7 | Vue Tring Tis Tinh 2580 i974

¥ | Ding Mo Hi Tây 2i00 1978

3 [Tien Lang QuảngBình 32.30 197810 | Pa Khoang Tai Chia) 26000 1978TT | Hoa Bink Hoa Binh 128,00 197813 |YênMỹ Thanh Hóa ˆ— 2500 1980

l3 | Yên Lập Quảng Ninh 40,00 1980.

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

16 ige Som QuugNgi 200 158i17] Phi Ninh QuảngNam 40.00 198718 | Nai CBe ThấNguyễn 27.00 198219” [XãHương Vinh Phic 42.00 198230 | Sing Mue Thanh Héa — 3340 1985

31 | Quit Động Quang Nhh 22.60 1983

25 | Xa Hương Vinh Phic 41.00 1988

23 | HGi Son Binh Dinh 29,00 1985 26 | Núi Một Bình Định. 30,00 1986.

27 |TuyểnLâm Lâm Đồng 3200 1987

34 [BiBin KhhHồa — 4250 1588

29 | Khe Tan Quảng Nam. 22,40 1989

30 | Khe Chè Quảng Ninh 25,20 1990.31 | Pha Xuan Pha Ven 2470 199635 Thuan Nini Binh Dinh — 530 199633 | Song Quao Bink Thun) 4000 199734 [Ayan Ha Gia at 3600 199935 [Sơng Hình Phi Yen 5000 2000

36 | Easoupe thuong | Dak Lic 2700 2005 37 [Sông Sit Ninh Thuin 2900 2007

3S | Sing Sto NghệAn 30.00 3010[Ha Dong Quảng Ninh | 30,00 20140 |LaMe Dak Lie 3500 2012Vai trò hồ chữa nước

Tai nguyên nước luôn biến động theo thời gian, khơng gian và trong quan lý khai thác nó luôn tồn tại hai mặt: mặt lợi và gây hại. Đẻ hạn chế tối đa tính gây hại

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

một chế độ quản lý, kiểm sốt q trình hoạt động của nước. Vì thé can thiết lập và. sử dung “Quy hoạch quản lý khai thc trong suốt quá tình hoạt động cia tài nguyên

nước” cho hoạt động của con người.

Việt Nam là nước có nhiều tiém năng về nguồn nước, Tuy nhiên nguồn nướcbị chỉ phối mạnh mẽ bởi các yếu tố khí hậu nhiệt đới gimùa cũng như địa hình

phức tạp, bị chia cắt nhiều nên sự phân bỗ của nó rất khơng đồng đều theo không.

gian và thời gian. Sự phân bố mưa không đồng đều rên lãnh thổ dẫn đến tinh trang nơi này có nguồn nước déi dào, mật độ sơng suối lớn, nơi khác lại khan hiểm nguồn. nước, đất dai khô cả Hang năm đồng chảy trong các sông sudi của nước ta lập

trung chủ yéu vào các mùa mưa, một số sông suối trong mùa khô nguồn nước hi

như không có. Chính sự phân bổ khơng đồng đều của nguồn nước là nguyên nhân gây khó khăn, làm phat sinh mâu thuẫn giữa tiềm năng nguồn nước và nhủ cầu sit

dụng nó dé phát triển sản xuất và đời sống của con người.

Để giải quyết mâu thuẫn này, nguy từ thờ tiền sử con người đã biết dùng biện

pháp công trình thủy lợi để chế ngự khai thác nguồn nước phụe vu lợ ích của mình

G Việt Nam cơng tác thủy lợi trong sự nghiệp chính phục các dịng sơng phục vunền kinh tế quốc phịng tồn din ln được coi trọng và đánh giá cao. Trong hệthong cơng trình thủy lợi, hồ chứa nước được coi là bộ phận chủ yêu nhất vì chúng.

cố khả năng điều it đồng chiy cả theo thời gian và không gian, là một trong những

giải pháp hiệu quả nhất, nhằm giảm tối đa tinh gây hại và nâng cao đáng kể lợi ích

của tải nguyên nước trong nhiệm vụ khai thác tài nguyên này phục vụ kinh tế xã

hội. Bởi vậy không chi ở Việt Nam mà hau hết các nước rên thể giới, hồ chứa nước được xem là một giải pháp chủ yếu trong khoa học thủy lợi.

Hồ chứa vừa và lớn không chỉ với nhiệm vụ cấp nước cho sản xuất nơng

. phát di

nghị thay sản, du lịch... mà cịn có vai trị quan trọng trong phịngchống lũ, góp phần đáng kể trong việc giảm tác hại của thiên tai hing năm. Việc sử.

‘dung vận hành liên hồ chứa có tác dụng rắt lớn trong việc điều tiết nguồn nước đặc

biệt về mùa khô nhằm đảm bảo an sinh xã hội

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Dap thường chiếm một vị trí quan trọng trong cụm cơng trình đầu mỗi của các

hỗ chứa hoặc các cơng trình đập dâng. Ở nước ta, đập đắt được xây dựng rất phd

biến do đặc điểm an tồn, kinh tế và đảm bảo vệ sinh mơi trường xây dựng. Đập đắt 6 thể xây dựng trên nhiều loi nn, dễ thích ứng với độ hin của nên. ít bị nứt nề

gây phí hoại đập

Hiện nay nước ta đã xây dựng và đưa vào khai thác trên 6648 hé chửa các. loại, với tổng dung tích the thiết kế là 49.88 tym! nước. Trong tổng số 2198 hồ

chứa có dung tích lớn hơn 200 nghìn m” nước, nhiều hi có dung tích từ vài chục

«én vài tram triệu m! nước. Hồ chứa có nhiệm vụ cấp nước tưổi phục vụ cho sản

xuất trong mùa khô, cấp nước sinh hoạt cho con người và vật nuôi, điều tiết lũ để

phịng, trình. giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an tồn tính mạng và tài sản nhân dânvùng hạ lưu, ải tạo môi trường sinh thái. Các hỗ chứa phân bổ khơng đều trên

phạm vi tồn quốc, tập trung chủ yêu ở ác tỉnh miễn Bắc và miễn Trung Việt Nam.

Đa số các dip đất được xây dựng từ những năm 60.80 (Các đập được xâydmg thời ky trước năm 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến 1975 khoảng 44%, từ 1975đến nay khoảng 50% - Theo chiều cao đập có khoảng 20% số dip là cấp ba, hơn

70% đập la cắp bốn và cắp năm, còn lại khoảng 10% là đập từ ấp hai tr lên) của thé ky trước bằng đất pha tin tích sườn đổi, đắt Bazan, đất ven biển miễn Trung: đến nay do thời gian sử dụng lâu năm và tác động của thờ tiết nên các cơng trình đã

bị xuống cấp nghiêm trọng. Hiện nay có khoảng 1200 hồ chứa bằng đập dat đã đến thời kỳ xuống cấp, đồng thời do biển đổi khí hậu lim thay đổi chế độ thủy van dòng

chiy nên cần phải được tu bổ nàng cấp sửa chữa (Bộ Nơng nghiệp và PTNT). Phân

tích 100 hỗ chứa đã có dự án sửa chữa cá tạo hoặc nâng cấp tì 71 hỗ có hiện tượng

hư hỏng ở đập (12]

‘Cac hư hong ở đập thường xay ra là

+ Do thắm gây ra như thắm mạnh. si bọt nước ở nỀn đập: như Đẳng Mô- Hà

“Tây, Suối Gai- Sông Bé, Vân Trục- Vĩnh Phúc... Thắm mạnh, sti bot ở vai đập như

Khe Chè- Quảng Ninh, Ba Khoang- Lai Châu, Sông Mây- Đồng Nai... Thắm mạnh.

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

ở nơi tiếp giáp với tràn hoặc cổng như đập Vĩnh Trinh- ĐàĐầu Tiếng- Tây

"Ninh... Loại hư hỏng biểu hiện do thắm chiếm khoảng 44,95

+ Hư hồng thết bị bảo vệ mái thượng lưu: Khoảng 85% các đập đã xây dựng .được bảo vệ mái bằng đá lát hoặc đá xây còn lạ là tắm bê tông lắp sép hoặc bê tông

êm 35,1%.

đổ ti chỗ. Số đập có hư hỏng kết cầu bảo vệ mái chí

+ Các hur hỏng khác như sạt mái, lần không đều, nút, tổ mỗi... chiếm khoảng

Hr hông của đặp đất chủ yếu do đồng thắm gây ra, những hư hong này dễ dẫn tới nguy cơ s „ ảnh hưởng tới kinh tế xã hội. Chính vì vậy cần có kế hoạch sửa chữa, nâng cấp các đập dit không chi dip ứng yêu cầu phát triển kinh tế

mà cịn thích ứng với điềubiển đổi khí hậu hiện nay.

14. Val trồ của nước và sự cần thiết để nâng cấp hỒ chứa. 1-31. Sự cầu thất nâng cắp hỗ chứu

ước là một yéu tổ sinh thái Không thể thiếu đối với sự sống và là nguồn ti nguyên có khả ning tr ti tạo vô cùng quý giá đổi với con người. Nguồn nước

quyết định í nhiều đến sự phát ign của mỗi quốc gia, mỗi dân tộc.

"Nước là mắt xích đầu tiên của chị dai dinh dưỡng chủ yếu của sự sống sinh

vật do đó ảnh hưởng của nước đến sức khỏe là rt lớn

Tnguyên nước là nguồn tài nguyên mã con người sử dung cho sự phát triểnxã hội hoặc có thể sử dụng vào những mục đích khác nhau. Nước được ding trongcác hoạt động nơng nghiệp, nơng nghiệp, cơng nghiệp, dân dụng, giải tí và mơitrường,

Trong phát iển nơng nghiệp, nước đồng vai trị quan trọng nhất, quyết định

<n năng suất cây trồng và vật nuôi. Đặc biệt đối với các quốc gia nghềo, nơ sản xuất nơng nghiệp đóng vai rd chủ đạo trong nén kinh tế quốc dân thì nước lại càng có ý nghĩa sống cịn.

“Trong phát triển cơng nghiệp và đơ Ú ¡nước cũng đồng vai trd to lớn, Cơng

nghiệp hóa, hiện đại bóa là xu hướng tắt yêu trong phát triển kinh tế, xã hội của mỗi

gốc gia. Cùng với 46 nhủ cầu sử dụng nước cũng ting lê

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

triển nhiều căn bệnh nguy hiểm.

"Nước còn là môi trường sống của nhiễu loại sinh vật tờ thực vật, động vật đến

vi sinh vật.

"Nước côn được xem là nguồn khoáng sản và năng lượng to lớn của nhân loại.

Day là một nguôn tài nguyên cần được con người khai thác và sử dụng hợp lý.

132, Vai trồ của nước

Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa bình quân hang

năm lớn (1800 ~ 2000 mm) và có một hệ thống sơng ngời ching chit, ạo nên nguồn

nước rất phong phú. Nếu tính các sơng có độ dài trên 10km thì có tới 2500 con

sơng, với tổng chiều đi lên tới 52000 km. Trong dé hai hệ thống sông lớn nhất củacả nước là sông Hồng và sông Cứu Long đã tạo nên hai vùng đắt trù phú nhất cho

phát triển nông nghiệp Việt Nam. Bên cạnh đó, hệ thơng sơng ngồi ở miễn Trung.

cũng rit phong phú, tạo nên các đồng bằng ven biễn, tuy nhỏ hep nhưng rit quan

trong trong việc phát rin nông nghiệp khu vục miễn Trung.

Tuy nhiên, do lượng mưa phân bổ không đề

trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa, từ tháng 4-5 đến tháng 9-10, trừ vùng duyên.

hải miền Trung, mùa mưa thức muộn 2- thắng nên thường gây rẳng lụt trong mia mưa và khơ han trong mùa khơ đặc biệt ở các tỉnh miền Trung,

nơi có địa hình đốc và bệ thống sơng ngồi ngắn. Hơn thể nữa, phía thượng nguồn cũng xây dụng các hồ chữa nước thuộc nước bạn làm ảnh hưởng đến nguồn nước

chây vào lãnh thổ nước ta, đặc biệt vào mùa khô.

“Trong khi đó lượng nước cần với lượng mưa mùa kiệt mức độ sử dung ở Ba Bộ là 79.6%, ở Bắc Trung Bộ là 46.56, ở Nam Trung Bộ là 98,7%, ở Tây Nguyên là 97%, ở Đông Nam Bộ là 72%, ở đồng bằng sông Cửu Long là 34.7%. Đặc bi tác động của biến đổi kh tậu đến dng chảy năm rt khác nhau giữa các ving! hệ

đổi khí hậu trung bình B/

thống sơng trên lãnh thổ Việt Nam, Theo kịch bản bị

dang chiy năm trên các sông ở Bắc Bộ. phần phía bắc của Bắc Trung Bộ cổ xu

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

kỳ 2080-2099, Trai lại, từ pl

phía nam Bắc Trung Bộ đến phần phía bắc của

Nam Trang Bộ và Đông Nam Bộ (hệ thống sông Đồng Na), đồng chảy năm lại có

xu thể giảm, thường dưới 2% ở sông Thu Bồn, Ngàn Sâu, nhưng giảm mạnh ở hệ

đến 7% vào thời kỹ 2040-2059 và 784 đến 9%

thống sông Đồng Nai, sông Bé từ 4

vào thời kỳ 2080-2099, Biển đổi khí hậu có xu hướng làm suy giảm ding chay mùacạn, so với hiện tại đồng chảy mùa cạn pho biến giảm từ 2% đến 9% vào thời ky

2040-2059 và từ 4% đến 12% vào thôi kỹ 2080-2099 [8]

Vi vậy để thích ứng với biển đổi khí hậu và phát triển kinh tế xã hội thì một sốgiải pháp cin lập:

+ Lập quy hoạch phát tiển bền vững tải nguyên nước các lưu vực sông, các

vùng trên cơ sở gắn kết với quy hoạch phát iển kinh tế xã hội của cả nước, Trước

tiên rả soát, xây dựng các hồ thuỷ lợi, thuỷ điện: hg thống dê điều..có tính an biển

đổi khí hậu.

+ Cũng cổ, nâng cắp, hoàn thiện và xây dựng bổ xung các hệ thẳng cơng trình

khai thác, sử dụng các nguồn nước như: đập dâng, hỗ chứa thuỷ lợi và thuỷ điện, hệ

thing kênh mương tưới tiêu, giếng liy nước ngằm, bể chửa...nhằm nàng cao hiệu

‘qui khai thấc tài nguyên nước của các cơng trình va đảm bảo vận hành an tồn.

Nhu vậy để có trừ lượng nước dỗi dào thì giải pháp hiệu quả nhất đối với sử. dung nguồn nước là nâng cấp và tôn cao các hỗ chứa dim bảo yêu cầu phát triển

kinh ế - xã hội

1.4. Các giải pháp ning cao hiệu quả tim việc cin hd chứa

1-42. Giải pháp quân lý khai thác

Lập và thực hiện kế hoạch phân phối tài nguyên nước một cách khoa học, hợp lý trên hệ thống. Cần kiểm tra rà soát thống kê các loại diện tích được cắp nước để lập kế hoạch ding nước cụ thể chính xác hơn. Thực hiện theo đõi và đánh giá hiệu

‘qua tưới tiêu và cấp thoát nước thường xuyên qua các năm khai thác cơng trình thủylợi. Các cấp kênh nội đồng đã giao cho địa phương trực tiếp quản lý cần có cí

bộ có chun mơn. Việc điều hành quản lý hỗ chứa cần chặt chế, cần lập và thực

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

xã lũ, Thực hiện được thường xuyên việc kiểm tra theo đối đo đạc, quan tắc các

thông số cần thế để đánh giá hoạt động của cơng trình để phát hiện kịp thời các hư

hỏng để có kế hoạch sửa chữa phù hợp. kịp thời [7] 14.3. Giải pháp về cơ chế, chính sách

LẺ 1. Cảng cố, cụ thể héa cúc cơ chễ chính sách hiện ti

Rà sốt lại hệ thống cơ chế chính ách đang được áp dụng tại hệ thống thủy lợi

để tìm ra những mâu thuẫn, bat cập từ đó có cơ sở đẻ hồn thiện, đổi mới cơ chế.

“Chính sách mới ban hành cần được tham khảo từ các dia phương và cần lấy ý kiến

từ đơn vị quản lý, tổ chức, cá nhân dùng nước trước khi ban hành. Việc cụ thể hóa

sắc chủ trương, chính sich của Nhà nước về quản lý hệ thống thủy nơng cần căn cứ

vào tình hình thực.để có những văn bản hướng dẫn đi kèm khi triển khai thực

LỞ cấp Trung wong : Bộ Nông nghiệp và Phát iển nơng thơn (Bộ NN&PTNT)

là cơ quan giúp Chính phủ thực hiện chức năng quản lý nhà nước về an toàn các đập

thuộc Bộ quản lý tên phạm vi toàn quốc. Tổng Cục Thủy lợi (rước diy là Cục

“Thủy lợi) là cơ quan trực tiếp tham mưu giúp Bộ NN&PTNT thực hiện chức năng

năng nói trên. Hiện nay trong cơ cau tổ chức bộ máy của Tổng Cục có “Tổ An toàn. đập là bộ phận chuyên rách về An toàn đập. thuộc Téng Cục Thủy lợi tham mưu

giúp Bộ NN&PTNT thực hiện tức năng quản lý nhà nước về An tồn đập,

Đối với hồ có quy mơ lớn. tưới và cấp nước cho nhiều tỉnh, thành phố: Bộ

NN&PTNT quyết định thành lập Công ty ‘TNHHNN một thinh viên để quản lý khai

thác, bảo vệ hd. Đây là đơn vị quản lý trực thuộc Bộ NN&PTNT.

LỞ cấp Địa phương: UBND Tinh thực hiện chúc năng quản lý nhà nước vỀ antồn các đập thuộc địa bàn Tính. Sở NN&PTNT là cơ quan tham mưu giúp UBND.tỉnh thực hiện chức năng quản lý nha nước về An toàn đập thuộc địa bàn tỉnh. Ở các.

‘Tinh, Thành pho có đập Sở NN&PTNT hau hết đều có Chi Cục Thủy lợi là cơ quan.

giúp Sở tham mưu UBND tinh thực hiện chức năng quản lý Nhà nước về An toàn

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

bộ phận chuyên trách vẻ an toàn đập hoặc long ghép với bộ phận quản lý cơng trình.nói chung,

142.2.Ning cao năng lực của đội nga thực thỉcơ chễ chính sách ti dja phương

Tổ chức các lớp tập huấn nhằm ning cao nhận thức và kỹ năng của đội ngũ.cần bộ quản ý tai cơ sở, phát tiễn tổ chức PIM (quản lý thủy nơng có sự tham gia

của người dân). Day là đội ngũ trực tiếp làm việc với các hộ dùng nước, sự nắm. vững cơ chế chính ch của họ sẽ góp phin vào việc tuyén truyền. vận động người

dân iu rõ và thực hiện tốt các cơ chế chính sách144. Giải pháp về điều kiện ur nhiên kinh tế xã hội

1.4.3.1.Giải pháp điều kiện tự nhiên

Ngăn chặn sự chặt phá rừng đầu nguồn để hạn chị ty thoái bE mặt lưu vực

làm cho lượng nước mưa thắm xuống đắt được giữ lại nhiều hơn trên lưu vực, tăng lưu lượng mùa kiệt về hề chứa đồng thời giảm sự thiệt hại do lũ quét.

1-4.12 Giải pháp điều kiện kinh tế- xã hội

Hạn chế việc phát triển các khu cơng nghiệp trên diện tích đất nơng lâm

nghiệp để diện tích rừng khơng bi ảnh hướng. đồng thai tăng điện tích phát triển

rimg bing cách giao khốn cho các hộ gia đình khơng chỉ đảm bảo về mặt mở rộng

diện tích rimg mà cịn phát triển kính tế rừng một cách có hiệu quả

15. Kết luận chương 1

(Qua tình hình tổng quan chung thấy rằng nước ta có số lượng hồ đập khá lớn,

hầu hét các đập của nước ta là đập đất, xây dụng đã lâu nhưng các cơng tình này

làm việc đã xuống cắp nghiêm trọng, đặc biệt là các hỗ chứa vừa và nhỏ.

Hon nữa, nước ta có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào nhưng phần bổ không cđều về không gian và thời gian, mùa lũ thì lưu lượng tắt lớn nhưng mia cạn thì

nên giải pháp sử dung và kiếm sốt nguồn ải nguyên nước là xây dựng hỗ chứa đã

in đổi khí hậuđược ứng dung. Hiện nay do sự phát triển kinh tế xã hội, đồng thời

dang diễn ra rit mạnh mẽ làm cho tải nguyên nước ngày càng cạn kiệt nên để tăng

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

Tay nhiên để hd chứa làm việc hiệu quả, an tồn cin có những giải pháp hiệu

aqua về cơ chế chính sách và đào tạo nhân lực nhằm phát huy làm việc tối da củamỗi hồ chứa và của liên hd,

Nhur vậy, có thể nói việc năng cấp hồ chứa trong điều kign hiện này là cần thiết để sử dụng có hiệu quả nguồn tải nguyên nước phục vụ phát triển kinh tẾ xã hội và thích ứng với biển đổi khí hậu. Sự phân tích, đánh giá va tổng quan dp đất ở nước ta có ý nghĩa quan trọng và là tiền để cho việc nghiên cứu, để xuất các giải pháp xử lý thắm cho nén khi đập đắt được mở rộng tôn cao

1.6, Những vẫn để nghiên cứu của luận văn

Trên cơ sở phân tích vai rd quan trong của nước, nhủ cầu đồng nước và biếnđối trong thời kỳ hiện nay nên việc nâng cấp tôn cao mở rộng,

không chỉ đảm bảo phát triển kinh tế xã hội mà cịn đảm bảo an tồn hỗ

phạm vi luận văn nà n cứu một số nội dung sauác giả tập trung di sâu vào ng!day:

+ Nghiên cửu các phương pháp chồng thắm cho đập dit;

+ Nghiên cứu và lựa chọn gii pháp kỹ thuật chồng thắm cho đập khi được tôn

‘cao mở rộng trong các điều kiện khác nhau;

+ Nghiên cứu ứng dụng giải pháp chống thắm cho công tinh thực tế khi được

tôn cao mỡ rộng.

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

PHAP CHONG THAM KHI NÂNG CAP DAP

2.7. Sự hình thành dong thấm.

2741. Ý nghĩa việc nghiên cứu thắm

Đồng thấm ln hình thình trong mơi trường lỗ rổng khi có sự chênh lệch

mực nước, dòng thắm mạnh hay yếu phụ thuộc vào các yếu tổ như: mỗi tường thắm, cột nước thắm. Đánh giá thắm được xem xét thông qua ảnh hướng của nó tới

dn định và hiệu quả làm việc của cơng tì

Đối với cơng trình thủy lợi, mục đích xây dựng đập nhằm tạo đầu nước vùng.thượng lưu của hồ chứa, nhưng lại tạo ra chênh lệch cột nước giữa thượng lưu và hạ

lưu nên vin để thắm cần kiểm tốn tỷ mi. Đối với đập đất, nếu khơng kiểm soát

.được đồng thấm o6 thể gây ra một số hư hỏng:

- Các hạt đắt dich chuyển cùng đồng thắm, dẫn đến hiện tượng xối ngằm,hình thành hang thắm tập trung trong thân và nền đập.

- Lim bão hòa, tạo ra áp lực diy ngược, lực thắm nên các cơng trình bảo vệđập.

én cứu thắm là tìm ra quy luật chuyển động của đồng thắm, phụ

. dia chấtNhu vậy nại

thuộc vào hình dạng, kích thước các bộ phận cơng tình là biên dịng thd

nên cơng trình; xác định các đặc trưng phân bổ áp lực thắm lên bộ phận cơng trình,

phân bổ gradient thắm trong miễn thấm và trị số lưu lượng thắm. Trên cơ sở này,

thiết kế bộ phận chống thắm, đảm bảo điều kiện lam việc an toàn của cơng tình và

tính kin tế của phương án [16] 2.72. Sự hình thành dong thắm

Dit được tạo thành bởi các hạt đắt, các hạt ất we sắp xếp với nhau tạo thành khung cốt đắt có nhiều lỗ rồng, ong lỗ rỗng thường chứa nước và khí. Do đó, đắt gồm 3 thành phần hợp thành: th rắn, thể lòng và th khí. Dưới tác dụng của trọng

lực nước di chuyển qua các khe rỗng trong đất, dịch chuyển từ vỉ trí này sang vị trí

khác [11]

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Đồng thắm trong môi trường dp vật liệu địa phương được chia

+ ang thắm ổn định qua thân đập dit đồng chất và nỀn đắt (hình 2.18) hoặc

‘qua thiết bị chống thắm (ví dụ như tưởng lõi) của đập đất đ (hình 2.1), được xác

inh bởi biên cổ định (3) và (4) (khơng thay đổi theo thời gian).

Hình 2.1: Dịng thắm ổn định qua đập đất đẳng chất (a), và qua tường

ngột tr vị tí () xuống vị kí D) tỉnh 22), kh đơ nước bắt đầu thốt r từ trong lỗ

môi trường thắm không đổi, như trong trường hợp mye nước hi

tổng của các vat liga ít thắm nước, đường bão hoà sẽ thay đổi theo thời lan. Trong.

lớp vậ liệu thắm nước (2) thực tế nước sẽ rút đồng thời với mực nước rút trong hỗ

Hình 22: Dịng thắm không bn định khi mục nước rủ xuống độ ngột

{1) vật liệu ít thắm nước; (2) vật liệu thắm nước; (3) đường bão hoà ban đầu, thay đổi theo

thời gian

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

thời gian. Mơi trường thắm có thể thay đổi theo thời gian do sự nén chặt của dat sét

dưới nh hưởng của lực hoặc do sự làm chặt của đắt rời sau khi chúng được xáotrộn, ví dụ như do một vài ti trọng động,

Dang thắm én định hoặc khơng ơn định được tính tốn xắc định thơng qua các phương tình vỉ phân tổng qt về thắm:

+ Trường hợp dong thấm ôn định:

ky: Hé s6 thim theo phurong y: Q Luu lượng biên;,

my : Hệ số góc đường cong lượng chứa nước với áp lực lỗ rỗng;

2.8, Phương pháp tinh thắm

Hiện nay có nhiều phương pháp tinh thắm thơng dụng có phương pháp phântích lý luận, đồ giải và thí nghiệm.

Phương pháp phản tích lý luận bao gồm phương pháp cơ học chất lồng,phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp thủy lực [15]. [16].

28.2, Cơ sỡ lý thut

Chuyển động dịng thắm chính là chuyển động của các dịng nước trong đắt có“chứa các lỗ rỗng, phụ thuộc vào đất nền và chênh lệch cột nước thượng hạ lưu.

Quy luật cơ bản về sự chuyển động của dòng thấm biểu thị định luật Darcy

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Với ọ = -k.h hàm thé, trong đó ọ và h là những him điều hịa.

Thơng thường trong tính tốn thắm cho bài tốn 2 chiều:

qua đập đắt theo phương pháp thấy lực

Phương pháp thủy lục cho kết quả tính tốn à những đặc trưng trung bình của

đồng thắm.

Ưu diễm: Có tíi được những trường hợp phức tạp trong thực tễ. Mặtkhác, độ chính xác đáp ứng đuợc yêu cầu kỹ thuật, nên được áp dụng rộng rãi

"Nhược điểm: Do phải dựa vào một số tiên 48, giả thiết nhất định. Nên phương,

pháp này kém chính xác,

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

2.84, Tính thẩm qua đập đắt theo phương pháp cơ học chất ling

Phương pháp này dùng toán học làm công cụ để xác định những đặc trưng của

đồng thắm như lưu lượng, lưu tốc, grdien, ấp ực, đường bão hịa.. ti bắt kỹ một

vị tí nào trong mơi trường thắm. Do khi tính tốn khơng đưa nhiều vào những giả

thiết cho nên phương pháp cơ học chit lồng cho kết quả chính xác

Vũ điểm: Phương pháp cơ học chit lịng chủ yếu có tằm quan trong về mặt lý thuyết, trên cơ sở dé người ta có thể đưa ra các giải quyết gắn đúng. Ứng dụng những lồi giải của cơ học chất long ta có thể lập được những biễu đồ tính tốn để

dang rong thực tế

"Nhược điểm: Phương pháp này chi sử dụng được trong trường hợp bài tốn có

sơ đồ đơn giản. Khi gặp những sơ đồ phức tạp (điều kiện ban đầu và điều kiện biên

phức tạp) thi cích giải này gặp nhiều Khỏ khăn về mặt oán học và rong nhiều trường hợp gần như bé tie, Do vậy trong thực tế thiết

pháp này ứng dụng rat hạn chế.

28.8. Tinh thắm qua đập đắt theo phương pháp thực nghiệm

Nghiên cứu thực nghiệm là dùng mơ hình để xác định những đặc trưng củadong thắm. Phuong pháp nay bao gồm những loại chính sau:

nghiệm bing máng kính: Việc thí nghiệm được tiễn hành trên mơ hình

trong máng kính để xác định lưu lượng, áp lực, đường bão hịa.

= Thí nghiệm khe hẹp: Dựa vào sự tương tự giữa chuyển động của chất long có

“độ nhớt lớn (các loại dầu nhờn) trong khe hẹp vơi sự chuyển động của nước trongmôi trường rng (chảy ting) mà xác định những đặc trưng đồng thắm trên cơ sở do

đạc những đặc trưng của dong chảy của dẫu trong khe hẹp,

- Phương pháp tương tự đi~ thủy động (EGDA): Dùng tinh tương tự giữa

dang điện và dong thắm để giải quyết những bài toán thắm trên mơ hình dng điện Ui điểm: Được ứng đụng rộng ri vì khí tiện lợi, có thể gi quyết được

hững sơ đồ thắm phức tạp

"Nhược điểm; Giá thành thí nghiệm cao, ết quả thí nghiệm phụ thuộc vào điều

kiện thí nghiệm cũng như chủ quan của người làm thí nghiệm.

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

2.8.6, Tính thắm qua đập đắt bằng phương pháp phan tử hữu han

Phương pháp phần từ hữu hạn (PTHH) sử dụng sự gần đúng về mặt vật lý của mơi trường. Việc giải bài tốn chính xác trong môi trường liên te được xp xi bằng

tập hợp hữu han các phần từ liên kết với nhau ở các điểm nút. Theo phương pháp

thắm được chia thành những min con gọi là các phần it. Các phần từ thường được sử dụng trong bài toán phẳng là phần tử tam giác và phần tử tứ “Trong miễn thắm, các phần tử có kích thước và hình dạng khác nhau để phù hợp với các dita kiện biên hình học và tính chit cia dng thắm ti các khu vục khc nhau (khu vye có cường độ thắm mạnh tì chia thành các phần tử có kích thước nhỏ và ngược lại). Giá tr cật nước thẳm tại một vị trí bắt kỷ ở trong phẫn tử được xắc định

cdựa vào giá trị cột nước tại các điểm nút của phần tử.

28.6.1. Trình a gidi bài ốn bằng phương pháp PTHH

+ Chia mi tính tốn thành nhiều miỄn nhỏ gọi là các phần tử c phần tửie nút này có thể là địnhđiểm duge quy ước trên cạnh của phần tử.

được nối với nhau bằng một số hữu hạn các điểm nút,

“của các phin tử, cũng có thể là một

“Trình tự tính tốn của phương pháp PTHH được nghiên cứu đầy đủ trong bài

toán thắm én định phẳng. Cin phải xác định sự phân bổ cột nước áp lực dưới đập,

gradient thắm và tổng lưu lượng đồng thắm. Ở đây cột nude áp lực được xem là

hàm chưa biết H, Mặt trơn của hàm H được xắp xi bing một bộ các mảnh mặt

phẳng tam giác dạng i,kK? nhự hình II-1S xác định trên miễn con tam giác i, jkthuộcnghiên cứu trong mặt phẳng xy.

Vi trí mặt phẳng trong không gian được xác định don trị bằng 3 điểm không

nằm trên một đường thẳng. Hiển nhiên là để xắp xi hàm trom H bằng các mảnh mặt

phẳng thì các PTHH i, j,k phải là phần tử tam giác

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

Hình 2.3: Minh họa hàm xp xi H của phần tic

Độ sai lệch của mặt phân manh xấp xỉ so với mặt trơn thực tế sẽ càng lớn khi độ cong của mặt trơn cảng lớn và kích thước phần từ càng lớn, từ đó rút ra quy tắc sơ bản xây dựng lưới các phần tử là làm day đặc lưới tại những nơi có gradient ham

tìm cao, chẳng hạn như các cột ấp.

Cơng cụ tốn học của phương pháp PTHH là đảm bảo đưa ra bài tốn tíchphân phương trình vi phân song điều hịa về phép giải hệ thống các phương trình.dai số tuyển tinh, trong đó gid trị cột áp tại các nút phi tir hiện diện như la các én

Do giới hạn lời giải của bài toán thắm dừng trên cơ sở định luật Darcy

= AH: Chênh lệch cột nước giữa 2 mặttinh tốn cách nhau một

khoảng DL. Hay có thé viết dưới dang vi phân.

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Trong đó Kx, Ky Lin lượt là các hệ số thắm theo phương x,y.

+ Phạm vi của mỗi phần tử giả thiết một dang phân bổ xác định nào đỏ của hàm cẳntìm. Đồi với bà tốn thắm thì hàm xp xỉ có thể là hàm cột nước.

‘Thuong giả thiết hàm xắp xi là những đa thức nguyên mà hệ số của nó được

gọi là các thông số. Trong phương pháp PTHH, các thông số nảy được biểu diễn‘qua các tị số của hầm và có thể là trị số của đạo hàm của nó tại các điểm nút của

phần tử. Dang đa thức nguyên của him xắp xi phải chọn đảm bảo để bài toán hội tự Nghĩa là khi tang số phần tử lên khá lớn thi kết quả tính tốn sẽ tiệm cận đn kết

quả chính xác

Ngồi ra hàm xắp xi của bài toán thắm duge chọn phải được đảm bảo tuân

theo định luật Darey. Song để thỏa mãn chặt chế tt cả các u cầu thì sẽ gặp nhiều

khó khăn trong việc lựa chọn mơ hình và lập thuật tốn giải. Do d trong thực tế

người ta phải giảm bớt một số yêu cầu nào đó nhưng vẫn đảm bảo được nghiệm đạt

độ chính xá

+ Dựa vào phương nh cơ bản của bài toán nghiên cứu để tim các đại lượng

khác, Đối với bài toán sử đụng định luật Darey để tìm trường lưu tốc thắm, trường

gadien thắm, lưu lượng thắm, vv

286.2. Giải bàitoán thắm bằng phương pháp PTHH

Do đặc thù của đập đất thường có chiều dài lớn so với chiễu cao, Do vậy việc

nghiên cứu bài toán thắm trong phạm vi luận văn chỉ dừng lại ở mô hình bài tốn.

phẳng, thắm én định. Lúc đầu có thể cắt một đoạn dip dai bằng đơn vị để nghiên

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

- Tại cúc điểm nút, , k của các phần tử, các giá tr cột áp bằng HỊ, H, Hy và chúng được xác định bằng phương trinh (2-10) khi x, y lẫn lượt bằng x) ý, X, Xi,

Yu. Hệ thức này có thể viết dưới dạng ma trận

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Xnon —X$ You = You — Yu¡ mạn = ikvamen:“Thực hiện hốn vị vịng quanh ta có

2S =XVu + X,Y XY) G12)

Thay vào phiém hàm HEN,

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

- Điều kiện cực tiêu của phiém hàm L:aL _ yal.

eon 2.16)

Thay phiém him vào điều kiện cực tiên

KHIE= G1)

K ; Ma trận đặc trưng cho tính thắm của các phần tử. Sau này dé thống nhất

thut ngữ sẽ gợi man K tama trận độ công & «SK

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

Vee to E, chỉ được xác định các nit rén biên.

kiện biên: Các điều kiện biên trong bai tốn thắm khơng áp.

ign trên biên (S,), (Sz) xử lý như kiểu gin 0 hoặc vô cùng lớn như đãtình bày ở trên. Riêng biên BC: Dưỡng bão hòn cần thda min diễu kiện (S.) và(Ss). Điều kiện (S.) đã tự thõa mãn trong quátình thiết lập hệ phương trình cơ bản.

bài tốn. Cịn điều kiện (S;) chưa thể xác định được vi đường bão hỏa chưa xác

định, nó cồn là một dn số cần tìm. Trong tính tốn phải dùng phương pháp lập để

xác định đường này. Tình tự tiền hành như sau

+ Diu tiên xác định đường bão hòa thắm bằng một phương pháp don giản nào,

46 hoặc tự giả thiết, Như vậy ta tam thời xác định được miễn tính tốn. Tiếp tục rời rac hóa min tính tốn này bằng lưới các phần tử. Giải bài toán với lưới phần tử này

s)bằng cách so sánh giá tri H, tạ các điểm nút trên đuờng bão hòa, với toa độ Z, của

xác định véc tơ H tai các điểm nút của các phần tử. Kiểm tra điều kiện biên

điểm đó, Nếu ching thoa man điều kiện biên (Ss) với sai số cho trước là được, tức

lW,-z, <4 219)

Nếu chưa thda mãn yêu cầu trên ta lại giả thiết lại đường bão hồa thắm và lấp lại quá tinh trên cho đến khi thỏa mãn

Sau khi xác định đuợc vị trí đường bão bịa, có thé xác định được các thông số

của đồng thắm như gradien thắm, lưu lượng thắm. Gọi J.J, là gradien dang thắmtheo phương x và y ta có:

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

~ Ma trận b,e xác định:

belb, bị bị] elec eu) 21)

~ Lưu lượng thắm qua một tiết diện œ„ nào đó bằng:

Q=Ko,l, (2.22)

‘Voi: -n: Phương pháp tuyển tai tiết diện dang xét.

J: Gradient thắm tại tết điện đang xét theo phương n.

2.9, Các giải pháp chống thấm cho đập dat

Do nhng tác bại của đồng thắm có thể gây ra những tổn tất to lớn nên khi nâng cắp tôn cao đập đất cin phải nghiên cứu kỹ bài toán thắm và đề m các biện

pháp làm giảm tác hại do đồng thắm gây rũ

Chống thắm trong than đập có nhiệm vụ

+ Hạ thấp đường bão hỏa trong thân đập để nâng cao độ ỏn định;

+ Giảm gradient thắm trong thân đập và vùng cửa ra, đề phòng các hiện tượng

biến dang của đất do tác dụng của dong thấm làm phát sinh thắm tập trung trong

thân dip, nén đập, trong phần đất ue nhiên tip giáp hai vai đập và bạ lưu, dẫn đ

+ Biện pháp thứ nhất bao hàm việc làm giảm lưu lượng thắm bằng cách tạo ra một miễn có hệ số thấm nhỏ (tường lồi, tường nghiêng) trong đập: Chân khay, phụt

tường hào hoặc sân phủ chống thắm. thường là các kết cấu được lựa

‘chon để xử lý thắm của nền.

+ Biện pháp thứ 2 đề cập đến việc làm sao cho đồng thắm di ra mái hạ lưu

.được an toàn, Yêu cầu đối với biện pháp thứ 2 là tạo nên một hệ thông thốt nước

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

đảm bảo lực thắm khơng thé làm các hạt đt dịch chuyển. Đồng thời độ lớn và

phương chiều của lực.

không đủ gây ra trượt mái, lay hóa hoặc din đất ở

29.1. Gidi pháp chẳng thắm bằng tường nghiêng và sân phi

Khi xây dựng đập đt trên nén thắm nước mạnh mà chiều day ting nền thắm

nước mỏng và vật liệu lim th s hệ số thắm lớn thì hình thức chống thấm hợp lý nhất là tường nghiêng nối tiếp với sân phủ,

Hình 2.5: Gi phip chống thắm bằng tường nghiêng và sân phủ

+ Chiều dày sân trước: phải đủ để loại trừ hiện tượng xói ngắm do gradient

thắm sân trước gây ra

AH/U]= (hị-hJ/[T] 423)Trong đó:

AH: Chênh lệch cột nước giữa hai mặt trên và mặt đưới sân trước;hy: Cột nước trước đập (cột nước trên tường nghiêng),

hi: Cột nước mặt dưới của tường nghiêng (cột nước thay đổi theo từng mặt cắt

của tường nghiêng):

Ul: Gradient thắm cho phép và

Đối với đất sét

Đối với đt 4 sét t=+6 Đối với đất á sét nhẹ [I

‘Theo điều kiện thi công, chiều dày sân trước không bé quá ö,> 0,5m đổi với

dap thấp và đối với đập cao không bé quá ð,> Im.

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

+ Cao trình đỉnh tưởng nghiêng: chon khơng thấp hon mực nước gia cường ở

+ Chiểu đài sân phủ Ls: Xác định theo digu kiện không chế lưu lượng thấm. «qua đập và nền và điều kiện không cho phép phát sinh bién dạng thắm nguy hiểm cho đất nên. Sơ bộ chọn Ls= (*5).H, trong đó H cật nước lớn nhắt

tí đền

- Vật liệu chống thắm chủ yếu bằng đất sét nỀn sin có, giá thành xây dựng

thấp, thiết bị thi công thông dụng nên hiệu quả kinh tế;

- Thi cơng trên nén cát cuội sỏi có hệ thắm lớnNhược điền

- Giải pháp chống thắm không triệt để do tính thắm xem tường nghiêng sân

phủ là hồn tồn khơng thắm;

+ Chi thi cơng ở nơi có dia hình rộng;

ing dụng

~ Chống thắm cho các đập đất có nỀn thắm nước sâu hoặc vô hạn 292, Giảipháp chống thắm bằng urờng răng kết hợp li

Khi đập đất có lõi giữa xây dựng trên nén thắm nước và chiều dày ting thắm nước khơng lớn thì biện pháp chống thắm cho nén thường là kéo dai lỗ giữa xuống tin ting khơng thắm,

`Với tường lõi chồng thắm bằng đất thì chiễu dày tối thiểu đình lõi được chọn

theo điều ki thi công cơ giới. không nhỏ hơn 3m, Chiu rộng ở đáy không nhỏ

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

hơn 1/4 chiều cao cột nước đổi với tường lõi, đảm bảo điều kign độ bền chống

- Vật gu chống thắm chủ yếu bằng đắt sét nên rit sẵn có, giá thành xây dựng thấp, thết bị tỉ công thông dung:

= Thi công trên nén có hệ số thắm lớn:

~ Chống thắm theo phương pháp này hiệu quả cao"Nhược điểm:

- Chẳng thắm theo phương pháp này phải thi công các loi đắt giữa phần lõi

và nền có tinh chất tương tự nhau tránh phân lớp giữa tường lõi va đắt nền gây thắm.

do phân lớp:

- Thi cơng địa hình xây dựng rộng:

= Khơng thi công được khi nền là đã lăn, đá tảng.Pham vi ứng dụng: