Luận văn thạc sỹ nghiên cứu ổn định mái đập khi mực nước rút nhanh, lập biểu đồ vận hành hồ chứa nước Dầu Tiếng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
[

  


==============



















- 2012



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình

  


==============







Chuy











- 2012


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình




Trang


1
I
Tính cấp thiết của đề tài:
1
II
Mục đích của đề tài :
3
III
Phƣơng pháp nghiên cứu :
4
IV
Phạm vi nghiên cúu:
4
V
Kết quả dự kiến đạt đƣợc:
4


Tổng quan về hiện trạng, nguyên nhân hƣ hỏng và
tình hình nghiên cứu ổn định mái dốc thƣợng lƣu
đập đất
5
I.1.
Tổng quan về tình hình xây dựng đập ở Việt Nam
5
I.2.

Hiện trạng các hồ chứa hiện nay ở nƣớc ta.
11
I.2.1.
Về tình trạng thấm của đập đất
11
I.2.2.
Về chất lƣờng cống lấy nƣớc
11
I.2.3.
Về năng lực thoát lũ, chất lƣợng tràn xã lũ
12
I.2.4.
Về hiện trạng mái thƣợng lƣu đập đất
13
I.3.
Nguyên nhân hƣ hỏng.
14
I.3.1.
Nguyên nhân từ công tác khảo sát, thiết kế :
14
I.2.2.
Nguyên nhân từ công tác thi công
15
I.3.3.
Nguyên nhân từ công tác quản lý
15
I.4.
Tình hình sửa chữa, nâng cấp các hồ chứa trong
thời gian gần đây
16

I.5.
Sự cố sạt mái thƣợng lƣu đập đất do nƣớc rút nhanh.
17
I.6.
Kết luận chƣơng
18

Cơ sở lý thuyết các phƣơng pháp tính ổn định mái
dốc thƣợng lƣu
20
II.1.
Đặc điểm mái thƣợng lƣu khi mực nƣớc thƣợng lƣu
rút nhanh:
20
II.2.
Tóm tắt các phƣơng pháp chủ yếu để tính áp lực kẽ
rỗng trong trƣờng hợp mực nƣớc thƣợng lƣu rút
nhanh:
20


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
II.2.1.
Đối với đất đắp không nén đƣợc:
20
II.2.2.
Đối với đất đắp nén đƣợc.
20

II.2.3.
Áp dụng của một số cơ quan thiết kế thế giới
23
II.3.
Phƣơng pháp tính thấm trong trƣờng hợp mực nƣớc
thƣợng lƣu rút nhanh (đất không nén đƣợc):
23
II.3.1.
Trƣờng hợp tính toán:
24
II.3.2.
Phƣơng trình cơ bản của dòng thấm không ổn định:
24
II.3.3.
Giải bài toán thấm bằng phƣơng pháp Phần tử hữu
hạn (PTHH):
27
II.3.3.1.
Trình tự giải bài toán bằng phƣơng pháp PTHH:
29
II.3.3.2.
Nội dung giải bài toán thấm bằng phƣơng pháp
PTHH.
31
II.4.
Tóm tắt phƣơng pháp tính ổn định theo Bishop:
37
II.4.1.
Giả thiết của phƣơng pháp:
37

II.4.2.
Phƣơng trình tính hệ số ổn định:
38
II.5.
Kết luận chƣơng
38

Nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến ổn định của
mái thƣợng lƣu khi mực nƣức hồ rút nhanh
40
III.1.
Đặt vấn đề
40
III.2.
Các trƣờng hợp nghiên cứu
40
III.2.1.
Quá trình hạ thấp mực nƣớc hồ
40
III.2.2.
Các trƣờng hợp tính toán
42
III.2.2.1.
Tính toán thấm:
42
III.2.2.2.
Tính ổn định mái thƣợng lƣu:
42
III.2.3.
Lựa chọn chƣơng trình phần mềm để tính toán

45
III.2.4.
Phân tích, tính thấm cho các trƣờng hợp:
45
III.2.4.1.
Tính thấm cho thời điểm ban đầu (bắt đầu hạ thấp
mực nƣớc hồ
45
III.2.4.2.
Tính thấm cho quá trình hạ thấp mực nƣớc hồ
46
III.3.
Xây dựng biểu đồ vận hành hạ thấp mực nƣớc hồ
chứa
46
III.3.1.
Mục đích
46


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
III.3.2.

Trƣờng hợp xây dựng biểu đồ vận hành hạ thấp mực
nƣớc hồ chứa
46
III.3.3.
Khái niệm nƣớc rút nhanh và rút nƣớc chậm

47
III.3.3.1.
Khái niệm mực nƣớc rút nhanh:
47
III.3.3.2.
Khái niệm mực nƣớc rút chậm (từ từ):
47
III.3.4.
Xây dựng biểu đồ vận hành hạ thấp mực nƣớc hồ:
47
III.3.4.1.
Biểu đồ điều phối hồ chứa nƣớc:
48
III.3.4.2.
Quá trình rút nƣớc nhanh của hồ chứa:
48
III.4.
Kết luận chƣơng
53

Tính toán lập biểu đồ vận hành hạ thấp mực nƣớc hồ
Dầu Tiếng
54
IV.1.
Giới thiệu tổng quan về hệ thống thủy lợi Dầu
Tiếng.
54
IV.1.1
Lịch sử hình thành:
54

IV.1.2.
Vị trí địa lý:
54
IV.1.3.
Nhiệm vụ của công trình:
54
IV.1.4.
Thành phần và quy mô hệ thống công trình Dầu
Tiếng:
56
IV.2.
Lập biểu đồ vận hành khi hạ thấp mực nƣớc hồ
60
IV.2.1.
Mặt cắt đập Dầu Tiếng và các chỉ tiêu cơ lý
61
IV.2.1.1.
Mặt cắt đập hồ Dầu Tiếng
61
IV.2.1.2.
Các chỉ tiêu cơ lý:
62
IV.2.2.
Trƣờng hợp tính toán
62
IV.2.3.
Xây dựng biểu đồ.
62
IV.2.3.1.
Quá trình rút nƣớc nhanh của hồ chứa

62
IV.2.3.2.
Tính tóan ổn định
68
IV.3.
Kết luận chƣơng.
75

Kết luận và kiến nghị
76
V.1
Kết luận
76
V.1.1
Các kết luận rút ra từ nghiên cứu;
76
V.1.2
Những vấn đề còn tồn tại;
77
V.2
Kiến nghị
77


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình

DANH M


Trang
Hình 1-1:
Sạt lở hạ lƣu cống lấy nƣớc số 1 kênh chính Đông, hệ
thống thuỷ lợi Dầu Tiếng – Tây Ninh
2
Hình 1-2:
Sạt lở tại K13 bờ kênh chính Tây, hệ thống thuỷ lợi Dầu
Tiếng – Tây Ninh
3
Hình 1-3:
Sạt lở mái đập phụ tại K19, hồ Dầu Tiếng – Tây Ninh
3
Hình 1-4:
Hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh
9
Hình 1-5:
Hồ chứa nƣớc Kẻ Gỗ tỉnh Hà Tĩnh
10
Hình 1-6:
Hồ chứa nƣớc Núi Cốc tỉnh Thái Nguyên
10
Hình 1-7:
Sạt lở mái đập thƣợng lƣu hồ Cóm 1 - tỉnh Hoà Bình
14
Hình 1-8:
Sạt lở mái đập thƣợng lƣu hồ Cầu Cau - tỉnh Nghệ An
14
Hình 1-9:
Sạt trƣợt mái đập thƣợng lƣu hồ Bản Chành – Lạng Sơn

18
Hình 2-1:
Áp lực kẽ rỗng khi nƣớc rút đột ngột, đất nén đƣợc
(theo Bishop)
21
Hình 2-2:
So sánh áp lực kẽ rỗng khi nƣớc rút nhanh giữa phƣơng
pháp Bishop và phƣơng pháp vẽ lƣới.
23
Hình 2-3:
Quan hệ giữa áp lực kẽ rỗng và hệ số thấm
28
Hình 2-4:
Minh hoạ mặt hàm xấp xỉ H của phần tử
30
Hình 2-5:
Sơ đồ thấm qua đập
32
Hình 3-1:
Mặt cắt điển hình loại I
41
Hình 3-2:
Mặt cắt điển hình loại II
41
Hình 3-3:
Biểu đồ điều phối hồ chứa nƣớc
48
Hình 3-4:
Chênh lệch mực nƣớc hồ từng thời đoạn tính toán ứng
với mặt cắt điển hình loại I.

49
Hình 3-5:
Chênh lệch mực nƣớc hồ từng thời đoạn tính toán ứng
với mặt cắt điển hình loại II.
52


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
Hình 4-1:
Bản đồ hệ thống thủy lợi Dầu Tiếng – Tây Ninh
55
Hình 4-2:
Mặt cắt đập chính hồ Dầu Tiếng
61
Hình 4-3:
Tràn xả lũ hồ Dầu Tiếng
61
Hình 4-5
Quan hệ thời gian và cao trình tháo cạn hồ (t~z)
66
Hình 4-6:
Sự di chuyển của đƣờng bão hoà trong quá trình rút nƣớc
67
Hình 4-7:
Biểu đồ quan hệ K
ôđ
~ t (quá trình rút nƣớc)
69

Hình 4-8:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 0.
70
Hình 4-9:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 1.
70
Hình 4-10:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 2.
71
Hình 4-11:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 3
71
Hình 4-12:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 4.
72
Hình 4-13:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 5.
72
Hình 4-14:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 6.
73
Hình 4-15:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 7.
73
Hình 4-16:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 8.
74
Hình 4-17:
Hệ số ổn định ứng với thời đoạn 9.
74

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Học viên :– CH17 - Ngành công trình

DANH MNG BIU


Trang
Bảng 1-1:
Tổng hợp số lƣợng các hồ chứa nƣớc tại Việt Nam
7
Bảng 1-2:
Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (không kể các hồ
thủy điện) (Theo thứ tự chiều cao đập)

7
Bảng 1-3:
Các hồ cần xử lý thấm
11
Bảng 1-4:
Các hồ cần sửa chữa cống lấy nƣớc
12
Bảng 1-5:
Các hồ cần sửa chữa cống lấy nƣớc
13
Bảng 1-6.
Các hồ chứa nƣớc lớn đã đƣợc sửa chữa trong thời
gian gần đây
16
Bảng 3-1:
Các trƣờng hợp tính toán
43
Bảng 3-2:
Kết quả tính toán quá trình hạ đƣờng bão hòa trong
thân đập theo mặt cắt điển hình loại I.
48
Bảng 3-3:
Kết quả tính toán quá trình hạ đƣờng bão hòa trong
thân đập theo mặt cắt điển hình loại II.
50
Bảng 4-1:
Các chỉ tiêu thiết kế của hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng
57
Bảng 4-2:
Thông số kỹ thuật của các công trình đầu mối

58
Bảng 4-3:
Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập và nền đập
62
Bảng 4-4:
Tung độ điểm đƣờng phòng phá hoại và dung tích hồ
tƣơng ứng.
63
Bảng 4-5:
Quan hệ đặc trƣng lòng hồ Z ~ W
64
Bảng 4-6:
Quan hệ thời gian và cao trình tháo cạn hồ (t~z)
65
Bảng 4-7:
Quan hệ thời gian và cao trình tháo cạn hồ (t~z)
65
Bảng 4-8:
Chỉ tiêu tính tóan của đất đắp đập, đất nền , tƣờng tâm,
lăng trụ thóat nƣớc hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng.
68
Bảng 4-9:
Hệ số ổn định K theo thời gian rút nƣớc hồ
69

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 1

Học viên :– CH17 - Ngành công trình



Hiện nay, ở nƣớc ta có khoảng 1967 hồ chứa nƣớc có dung tích từ
0,2 triệu m
3
trở lên. Trong tổng số các hồ chứa, có 89 hồ có dung tích lớn
hơn 10 triệu m
3
, 66 hồ có dung tích từ 510 triệu m
3
, 442 hồ có dung tích
từ 15 triệu m
3
, 1370 hồ có dung tích từ 0,21 triệu m
3
.
Hầu hết các đập dâng của các hồ chứa là đập đất (hiện nay, một số
hồ có đập dâng là đập bê tông trọng lực nhƣ đập Tân Giang (Ninh Thuận),
đập đá đổ ). Trong quá trình quản lý khai thác, vận hành, nhiều hồ chứa
phải hạ thấp mực nƣớc để tránh gây ra sự cố, bảo đảm an toàn công trình
khi có nguy cơ vỡ đập (đặc biệt về mùa mƣa lũ) hoặc tháo cạn hồ để sửa
chữa các hạng mục công trình đầu mối. Trong quá trình hạ thấp mực nƣớc
hồ thì tốc độ rút nƣớc ảnh hƣởng đến ổn định của mái đập thƣợng lƣu, nếu
tốc độ rút nƣớc nhanh sẽ gây sạt mái thƣợng lƣu. Khi tháo cạn hồ Bản
Chành (Lạng Sơn) để sửa chữa cống lấy nƣớc, do tốc độ tháo nƣớc nhanh
nên mái thƣợng lƣu đã xẩy ra sạt trƣợt. Nhiều đập đất của các hồ chứa, mái

thƣợng lƣu bị lồi lõm, bị sạt trƣợt cục bộ, ngoài nguyên nhân do sóng và
các nguyên nhân khác thì nguyên nhân chủ yếu là do mực nƣớc hồ hạ thấp
nhanh gây ra.
Hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng là công trình thủy nông mang tầm vóc
quốc gia, với dung tích khoảng 1,58 tỷ m
3
. Cụm công trình đầu mối gồm:
Đập chính, đập phụ, đập tràn xả lũ, cống dẫn dòng, cống lấy nƣớc số 1, số
2, số 3. Hệ thống kênh chính dẫn nƣớc gồm: kênh chính Đông, kênh chính
Tây, kênh chính Tân Hƣng; hệ thống kênh tiêu Phƣớc Hội Bến Đình thuộc
kênh chính Tây.
Hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng có nhiệm vụ cung cấp nƣớc phục vụ sản
xuất nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt và cải tại môi trƣờng cho các tỉnh
Tây Ninh, Bình Dƣơng, Long An và thành phố Hồ Chí Minh.
Hồ Dầu Tiếng có đập chính là đập đất đồng chất, chiều cao đập
28m, chiều dài đập 1,1Km; đập phụ là đập đất đồng chất chiều cao trung
bình từ 6-8m, chiều dài 27,2Km.


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 2

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
Hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng hiện nay đang đƣợc vận hành theo “Quy

ban hành theo Quyết định số 137/2000/QĐ-BNN-QLN, ngày 18/12/2000
của Bộ Trƣởng Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn).
Trong quá trình quản lý khai thác, hàng năm hồ nhiều lần phải vận
hành tràn xả lũ để xả nƣớc qua tràn hạ thấp mực nƣớc hồ bảo đảm an toàn
công trình khi có lũ về hoặc tháo cạn hồ để phục vụ công tác sửa chữa.
Trong Quy trình vận hành điều tiết tạm thời hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng

Tây Ninh chƣa xây dựng biểu đồ vận hành hồ ứng với các tốc độ hạ thấp
mực nƣớc, chƣa đề cập đến tốc độ hạ thấp mực nƣớc thƣợng lƣu giới hạn,
làm cho đơn vị quản lý vận hành gặp nhiều khó khăn, lúng túng trong việc
vận hành công trình bảo đảm an toàn.
Do vậy, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến ổn định của mái
dốc thƣợng lƣu hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng khi mực nƣớc thƣợng lƣu rút
nhanh là rất cần thiết để phục vụ cho công tác quản lý vận hành công trình
bảo đảm an toàn.


-1: Sạt lở hạ lƣu cống lấy nƣớc số 1 kênh chính Đông, hệ thống
thuỷ lợi Dầu Tiếng – tỉnh Tây Ninh [10]


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 3

Học viên :– CH17 - Ngành công trình


-2: Sạt lở tại K13 bờ kênh chính Tây, hệ thống thuỷ lợi Dầu
Tiếng – tỉnh Tây Ninh [10]


-3: Sạt lở mái đập phụ tại K19, hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng
tỉnh Tây Ninh [10]


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 4

Học viên :– CH17 - Ngành công trình


- Nghiên cứu, tìm hiểu các phƣơng pháp tính ổn định cho mái dốc
thƣợng lƣu khi mực nƣớc thƣợng lƣu rút nhanh.
- Phân tích ảnh hƣởng của tốc độ rút nƣớc, chiều cao rút nƣớc, các
chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập ( , C) đến ổn định của mái.
- Thiết lập các quan hệ giữa các yếu tố trên với hệ số ổn định của
mái dốc thƣợng lƣu dƣới dạng bảng biểu, đồ thị để ngƣời sử dụng có thể
tra cứu một cách dễ dàng, phục vụ cho việc vận hành công trình an toàn.

Sử dụng phƣơng pháp số ( phƣơng pháp phần tử hữu hạn) để tính
thấm, ổn định cho các trƣờng hợp khác nhau.

Đập hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng, tỉnh Tây Ninh

+ Nghiên cứu xác định đƣợc nguyên nhân gây sạt lở mái thƣợng
lƣu;
+ Đề xuất giải pháp đảm bảo ổn định mái thƣợng lƣu khi nƣớc
thƣợng lƣu rút nhanh.











Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 5

Học viên :– CH17 - Ngành công trình



G




Từ xa xƣa, đập đã đƣợc xây dựng nhiều ở các nƣớc nhƣ Ai Cập,
ấn Độ, Trung Quốc và các nƣớc Trung á với mục đích dâng và giữ nƣớc
để tƣới; điển hình nhƣ đập Moris ở Ai Cập đƣợc xây dựng cách đây
khoảng 5000 năm, tạo ra hồ chứa dung tích 12 tỷ m
3
nƣớc. Sau này, đập
càng đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác lợi dụng tổng hợp tài
nguyên nƣớc ( nhƣ cấp nƣớc tƣới, sinh hoạt, công nghiệp, phòng lũ cho
hạ du, phục vụ phát điện, nuôi trồng thủy sản, du lịch ).
Từ những năm 1950 trở lại đây, với sự trợ giúp mạnh của khoa
học kỹ thuật, với sự đòi hỏi yêu cầu ngày càng nhiều về nguồn nƣớc
phục vụ cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, lâm nghiệp, ngƣ
nghiệp, phát điện và nƣớc sinh hoạt ; số lƣợng các đập trên Thế giới
đƣợc xây dựng ngày càng nhiều, chiều cao đập đƣợc nâng lên, tính an
toàn các đập ngày càng hoàn thiện. Hiện nay có khoảng trên 400.000
đập đã đƣợc xây dựng trên thế giới.
Trong số các đập đã đƣợc xây dựng thì hầu hết là đập đất. Do
những tính năng ƣu việt nhƣ: có cấu tạo đơn giản, có thể phù hợp với
các điều kiện địa chất nền mà các loại đập khác không thể xây dựng
đƣợc; đập đƣợc xây dựng chủ yếu từ vật liệu địa phƣơng, khả năng cơ

giới hoá cao trong thi công dẫn đến đa số trƣờng hợp có giá thành hạ,
mang lại hiệu quả kinh tế cao, nên đập đất là loại đập đƣợc ứng dụng


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 6

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
rộng rãi nhất trong hầu hết các nƣớc. Ngày nay, nhờ sự phát triển của
nhiều ngành khoa học nhƣ cơ học đất, địa chất công trình, địa chất thuỷ
văn, thủy văn, lý thuyết thấm, ứng suất biến dạng, vật liệu cũng nhƣ
việc ứng dụng các biện pháp thi công tiên tiến sử dụng các thiết bị hiện
đại, ứng dụng rộng rãi cơ giới hoá trong thi công cho nên đập đất càng
có xu hƣớng phát triển mạnh mẽ, có thể xây dựng đƣợc cả trong những
điều kiện địa chất phức tạp. Kết cấu đập đất có thể gồm nhiều khối có
các chỉ tiêu cơ lý khác nhau, để tận dụng đƣợc các bãi vật liệu có sẵn tại
địa phƣơng. Cho đến nay, các nƣớc đã xây dựng đƣợc hàng nghìn đập
đất trong các hệ thống thủy lợi tạo nên cơ sở hạ tầng góp phần phát triển
nền kinh tế của các nƣớc.
Nƣớc ta có 14 lƣu vực sông lớn, có nguồn tài nguyên nƣớc phong
phú, hàng năm có khoảng 845 tỷ m
3
nƣớc chuyển tải trên 2360 con sông
lớn nhỏ. Tuy nhiên do lƣợng mƣa phân bố không đều trong năm, nên
dòng chảy cũng thay đổi theo mùa. Mùa khô kéo dài khoảng 67 tháng,
lƣợng mƣa chỉ chiếm 1520% lƣợng mƣa cả năm, còn lại 8085%
lƣợng mƣa trong 56 tháng mùa mƣa. Về địa hình, nƣớc ta có nhiều đồi
núi, thuận lợi cho việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển các
ngành kinh tế và nhu cầu về nƣớc cho dân sinh.

Trong những thập kỷ qua, đặc biệt sau ngày thống nhất đất nƣớc,

đƣợc sự quan tâm của Đảng và Chính phủ đã đầu tƣ xây dựng đƣợc rất
nhiều hồ chứa. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn, cả nƣớc ta đã có 1967 hồ chứa có dung tích trên 2 triệu m
3
đã đƣợc
xây dựng với tổng dung tích trữ của các hồ là 24,82 tỷ m
3
, trong đó có 10
hồ thuỷ điện có tổng dung tích trữ thiết kế 19 tỷ m
3
và 1957 hồ chứa thuỷ
nông với tổng dung tích trữ trên 5,82 tỷ m
3
. Các hệ thống thuỷ lợi của
nƣớc ta có thể kể đến nhƣ hệ thống thuỷ lợi Đại Lải, Cấm Sơn, Kẻ Gỗ,
Yên Lập, Sông Mực, Dầu Tiếng hay các công trình sử dụng tổng hợp


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 7

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
nguồn nƣớc nhƣ Thuỷ điện Hoà Bình, Thác bà, Đa Nhim, Trị An, Yaly,
Yazun Hạ, Vĩnh Sơn, Thác Mơ, Sơn La…
Trong số 63 tỉnh, thành phố, nƣớc ta có 43 tỉnh và thành phố có hồ
chứa nƣớc (chỉ trừ các tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long và một số
tỉnh của đồng bằng Bắc bộ nhƣ Thái Bình, Nam Định). Các tỉnh có số
lƣợng hồ chứa nhiều là Nghệ An (249 hồ); Hà Tĩnh (166 hồ); Thanh Hoá
(123 hồ); Phú Thọ (118 hồ); Đăk Lăk (116 hồ); Bình Định (108 hồ); Vĩnh
Phúc (96 hồ) [1]
Hầu hết các hồ chứa đều có các đập dâng là đập đất ( một số hồ có

đập dâng là đập bê tông trọng lực nhƣ đập Tân Giang (Ninh Thuận), hồ có
đập dâng là đập đá đổ nhƣ cửa đạt (Thanh Hóa), hiện nay đập dâng thủy
điện Sơn La là đập bê tông đầm lăn…)

-1: Tổng hợp số lƣợng các hồ chứa nƣớc tại Việt Nam [1]


TT




(10
6
m
3
)
1
Hồ thuỷ điện
10
19.000
2
Hồ cấp nƣớc tƣới
+ W >10 triệu m
3
+ W = 510 triệu m
3

+ W = 15 triệu m
3

+ W < 1 triệu m
3

1957
81
66
439
1370
5.820
3.913
446
890
571
3
Tổng cộng
1967
24.842



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 8

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
-2: Một số hồ đập lớn ở Việt Nam (không kể các hồ thủy điện)
(Theo thứ tự chiều cao đập) [2]

TT




(10
6
m
3
)
H
max

(m)




1
Đá Bàn
Khánh Hoà
79.20
42,50
1977
1988
2
Cấm Sơn
Bắc Giang
555.00
42.50
1966
1974
3
Xạ Hƣơng
Vĩnh Phúc

13.43
41.00
1977
1984
4
Yên Lập
Quảng Ninh
118.10
40.00
1976
1980
5
Phú Ninh
Quảng Nam
414.40
39.40
1977
1982
6
Đa Nhim
Lâm Đồng
165.00
38.00
1960
1963
7
Kẻ Gỗ
Hà Tĩnh
345.00
37.50

1976
1983
8
Tà Keo
Lạng Sơn
14.00
35.00
1967
1972
9
Sông Mực
Thanh Hoá
314.00
33.40
1977
1983
10
Tiên Lang
Quảng Bình
17.90
32.30
1976
1978
11
Tuyền Lâm
Lâm Đồng
10.60
32.00
1980
1987

12
Núi Một
Bình Định
111.50
30.00
1978
1986
13
Cẩm Ly
Quảng Bình
42.00
30.00
1963
1965
14
Vực Tròn
Quảng Bình
52.80
29.00
1979
1986
15
Hội Sơn
Bình Định
30.50
29.00
1982
1985
16
Liệt Sơn

Quảng Ngãi
28.60
29.00
1977
1981
17
Dầu Tiếng
Tây Ninh
1,580.80
28.00
1979
1985
18
Núi Cốc
Thái Nguyên
175.50
26.00
1972
1978
19
Pa Khoang
Lai Châu
45.90
26.00
1974
1978


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 9

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
20
Khuôn Thần
Bắc Giang
20.10
26.00
1960
1963
21
Hoà Trung
Đà Nẵng
10.30
26.00
1979
1984
22
Khe Chè
Quảng Ninh
11.50
25.20
1986
1990
23
Yên Mỹ
Thanh Hoá
66.20
25.00
1978
1980
24

Thƣợng Tuy
Hà Tĩnh
19.60
25.00
1961
1964
25
Suối Hai
Hà Tây
46.50
24.00
1958
1963
26
Phú Xuân
Phú Yên
12.10
23.70
1994
1996
27
Vĩnh Trinh
Quảng Nam
20.30
23.00
1977
1980
28
Vực Trống
Hà Tĩnh

130.00
22.80
1970
1974
29
Quất Động
Quảng Ninh
11.30
22.60
1978
1983
30
Khe Tân
Quảng Nam
43.50
22.40
1985
1989
31
Đồng Mô
Hà Tây
84.50
21.00
1970
1974
32
Biển Hồ
Gia Lai
41.50
21.00

1980
1985
33
Kinh Môn
Quảng Trị
16.70
21.00
1985
1989
Một số hình ảnh về hồ chứa ở Việt Nam










Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 10

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
1-4: Hồ chứa nƣớc Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh [10]
Dung tích tổng cộng: 1,58 tỷ m3;
Dung tích hữu ich: 1,111 tỷ m3;
Mực nƣớc dâng bình thƣờng: 24,40 m
Mực nƣớc chết: 17,00 m;
Chiều cao đập chính: 28 m;
Năm xây dựng: 1979;

Năm hoàn thành: 1985.


1-5:  [4]
Dung tích tổng cộng: 345 triệu m3
Mực nƣớc dâng bình thƣờng: 32,5 m;
Chiều cao đập chính: 37,5 m;
Năm xây dựng: 1976;
Năm hoàn thành: 1983.


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 11

Học viên :– CH17 - Ngành công trình









1-6: Hồ chứa nƣớc Núi Cốc tỉnh Thái Nguyên [4]
Chiều cao đập chính: 26 m;
Dung tích tổng cộng: 175,5 triệu m3;
Năm xây dựng: 1972;
Năm hoàn thành: 1978.
I.2. HIỆN TRẠNG CÁC HỒ CHỨA HIỆN NAY Ở NƯỚC TA.
Năm 2002, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã tổ chức điều tra thực trạng

các hồ chứa nƣớc trong toàn quốc và đã có những đánh giá trong Chƣơng
trình Bảo đảm an toàn các hồ chứa nƣớc, cụ thể nhƣ sau:
I.2.1 
Tình trạng thấm xảy ra rất phổ biến ở các đập đất, ở nhiều hồ chứa
là rất nghiêm trọng.
Trong 25 hồ chứa đƣợc Bộ Nông nghiệp và PTNT cho sửa chữa gần
đây đã có 17 hồ chứa phải xử lý an toàn về thấm ở các mức độ khác nhau.
Theo kết quả điều tra năm 2002 [1], số lƣợng các hồ chứa cần đƣợc
xử lý thấm theo bảng 1-3:


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 12

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
-3: Các hồ cần xử lý thấm [1]


TT


1
W
trữ
 10 triệu m
3

39/79
2
W
trữ

= 5 10 triệu m
3

5/66
3
W
trữ
= 1 5 triệu m
3

67/442
4
W
trữ
 1 triệu m
3

255/1370

I.2.2 
Đối với các hồ chứa đã đƣợc xây dựng từ lâu ( trên 25 năm ), chất
lƣợng cống lấy nƣớc đã hƣ hỏng, xuống cấp, bê tông bị bong tróc, khớp
nối bị gẫy nhƣ hồ Tà Keo (lạng Sơn), Suối Hai (Hà Tây), Hoà Trung (Đà
Nẵng)
Một số cống lấy nƣớc của các hồ chứa do chất lƣợng thi công kém
cũng đã bị hƣ hỏng nhƣ cống hồ EaChu Cáp, Ea Bông, Ea Knốp (Đăk
lăk)
Cống lấy nƣớc của nhiều hồ chứa nƣớc nhỏ và vừa có kết cấu bất
hợp lý, sử dụng ống bê tông lắp ghép ( phổ biến ở các tỉnh miền Trung và
Tây nguyên)

Theo kết quả điều tra năm 2002 [1], số lƣợng các hồ chứa cần sửa
chữa nâng cấp cống theo bảng 1-4:
 1-4: Các hồ cần sửa chữa cống lấy nƣớc [1]
TT


1
W
trữ
 10 triệu m
3

21/79
2
W
trữ
= 5 10 triệu m
3

27/66


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 13

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
3
W
trữ
= 1 5 triệu m
3

160/442
4
W
trữ
 1 triệu m
3

789/1370
I.2.3 
Nhiều hồ chứa còn thiếu năng lực xả lũ do tính toán lũ thiết kế thiếu
tài liệu, tính thiên nhỏ, mô hình thiết kế lũ không phù hợp với tình hình
mƣa lũ trên lƣu vực, rừng đầu nguồn bị tàn phá nên lũ tập trung về hồ
nhiều hơn và nhanh hơn, dẫn đến đập luôn làm việc trong điều kiện nguy
hiểm, bị de doạ mất an toàn.
Trong 25 hồ chứa lớn đƣợc Bộ Nông nghiệp và PTNT cho sửa chữa
gần đây có 14 hồ chứa đã phải mở rộng tràn xả lũ, một số hồ phải tăng
1,52 lần quy mô tràn nhƣ các hồ Pa Khoang (Lai Châu), Chúc Bài Sơn
(Quảng Ninh), Núi Một, Hội Sơn (Bình Định), Phú Ninh (Quảng Nam)…
(theo số liệu của Bộ NN &PTNT).
Về hiện trạng tràn xả lũ của các hồ : Nhiều hồ chứa có tràn xả lũ chỉ
là tràn tạm không đƣợc gia cố, dễ gây mất an toàn cho công trình. Nhiều
tràn đƣợc gia cố bằng đá xây, bê tông chất lƣợng đã xuống cấp.
-5: Các hồ cần sửa chữa cống lấy nƣớc [1]

TT



 /



 / 

1
W
trữ
 10 triệu m
3

10/79
10/79
2
W
trữ
= 5 10 triệu m
3

21/66
20/66
3
W
trữ
= 1 5 triệu m
3

118/442
162/442
4
W

trữ
 1 triệu m
3

457/1370
572/1370

Theo kết quả điều tra năm 2002 [1], số lƣợng các hồ chứa còn thiếu
năng lực xả lũ và cần sửa chữa nâng cấp tràn nhƣ bảng 1-5:


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 14

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
I.2.4 
- Hầu hết các hồ chứa có dung tích hồ dƣới 1 triệu m
3
, đập thấp, do
địa phƣơng tự làm, mái thƣợng lƣu đều không đƣợc gia cố. Phần lớn mái
thƣợng lƣu của các đập này đều bị sạt lở cục bộ.
- Tình trạng lớp gia cố mái thƣợng lƣu đập đất bị xô tụt là phổ biến
ở các hồ chứa nƣớc, mái đập thƣợng lƣu bị sạt lở, dễ gây mất an toàn cho
công trình; có 12 trong số 25 hồ chứa nƣớc lớn do Bộ Nông nghiệp và
PTNT sửa chữa gần đây đã phải thực hiện nâng cấp lớp gia cố chống sóng
bảo vệ mái thƣợng lƣu.
Theo số liệu thống kê năm 2002 [1], tống số hồ có mái thƣợng lƣu
đập đất không đƣợc gia cố là 631 hồ, số hồ có mái thƣợng lƣu đập bị hƣ
hỏng là 757 hồ.

-7: Sạt lở mái đập thƣợng lƣu hồ Cóm 1 - tỉnh Hoà Bình [2]

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 15

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
-8: Sạt lở mái đập thƣợng lƣu hồ Cầu Cau - tỉnh Nghệ An [2]
I.3. NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG :
Hồ chứa ở nƣớc ta đƣợc xây dựng nhiều từ sau giải phóng miền Nam;
trƣớc sức ép về phát triển kinh tế, an toàn lƣơng thực, nhiều hồ chứa đã
đƣợc xây dựng gấp, trong điều kiện kinh phí hạn hẹp, dẫn đến công tác
khảo sát, thiết kế, thi công có nhiều thiếu sót. Phân tích hiện trạng và các
sự cố, hƣ hỏng của các hồ chứa, có các nguyên nhân chính nhƣ sau:
I.3.1 
Khảo sát, đánh giá địa chất nền, đất đắp đập không đầy đủ, thiếu
chính xác.
Kết cấu mặt cắt đập chƣa hợp lý; biện pháp chống thấm cho đập không
phù hợp, hoặc không triệt để (nhƣ đập Dầu Tiếng, Am Chúa ). Trong tính toán
thiết kế chƣa kiểm tra đầy đủ các điều kiện an toàn về thấm, ổn định.
Tài liệu khí tƣợng, thủy văn phục vụ cho công tác thiết kế hồ chứa
thiếu dẫn đến việc tính toán thủy văn không sát thực với thực tế. Mặt khác
rừng đầu nguồn bị tàn phá nghiêm trọng dẫn đến cạn kiệt nguồn nƣớc và
lũ về hồ tập trung nhanh hơn, lớn hơn.
I.3.2 
Do thiết bị thi công thiếu, nhiều đập đất nhỏ ở các địa phƣơng đƣợc
thi công bằng thủ công ( thƣờng huy động nhân công nghĩa vụ) dẫn đến
chất lƣợng thi công không bảo đảm thiết kế. Hầu hết các đập đất bị thấm
đã xử lý, khi xác định nguyên nhân đều do dung trọng đất đắp đập chƣa
đạt thiết kế, độ chặt không đồng đều, đất đắp đập không bảo đảm, chứa
nhiều dăm sạn, hệ số thấm lớn.

Do kinh phí xây dựng công trình thiếu nên nhiều hạng mục công
trình không đƣợc đầu tƣ xây dựng đầy đủ; nhiều hồ chứa tràn xả lũ không
đƣợc gia cố hoặc gia cố tạm thời (nhƣ hồ Vân Trục (Vĩnh Phúc), Thạch
Khê (Bình Định) ), mái thƣợng lƣu không đƣợc bảo vệ (nhƣ hồ Giăng
Gié, CƣĐRăm (Đắk Lắk), Cầu Cau (Nghệ An) ).


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 16

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
I.3.3 
Công tác quản lý chƣa đƣợc chú trọng, năng lực cán bộ kỹ thuật,
cán bộ quản lý còn yếu.
Thiếu kinh phí duy tu bảo dƣỡng công trình dẫn đến tính trạng công
trình không đƣợc sửa chữa ngay khi có những hƣ hỏng nhỏ; chỉ khi có
nguy cơ đổ vỡ mới đƣợc cấp kinh phí để sửa chữa.
Do vận hành công trình không đúng kỹ thuật, nhƣ: tháo cạn hồ quá
nhanh gây sạt trƣợt mái thƣợng lƣu đập đất.
I.4         

Qua kết quả điều tra và đánh giá về hiện trạng các hồ chứa, phản ánh
một thực tế là các hồ chứa ở nƣớc ta có độ an toàn không cao. Trong mấy
năm gần đây Bộ Nông nghiệp và PTNT đã cho sửa chữa, nâng cấp 25 hồ
chứa nƣớc lớn và hiện đang cho lập các Dự án Sửa chữa, nâng cấp một
loạt các hồ chứa khác.

-6. Các hồ chứa nƣớc lớn đã đƣợc sửa chữa trong thời gian
gần đây [1]

TT




1
Tà Keo
Lạng Sơn
Tôn cao đập, mở rộng tràn xả lũ
2
Bản Chành
Lạng Sơn
Sửa chữa đập , cống lấy nƣớc
3
Yên Lập
Quảng Ninh
Sửa chữa cống lấy nƣớc, tràn xả lũ
4
Cấm Sơn
Bắc Giang
Tràn xả lũ sự cố, nâng cấp đƣờng quản lý
5
Kim Sơn
Hà Tĩnh
Xử lý thấm (bƣớc 1)
6
Khe Chè
Quảng Ninh
Xử lý thấm đập đất
7
Chúc Bài Sơn
Quảng Ninh

Xử lý thấm đập, mở rộng tràn


Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 17

Học viên :– CH17 - Ngành công trình
8
Núi Cốc
Thái Nguyên
Xử lý thấm đập, mở rộng tràn
9
Suối Hai
Hà Tây
Sửa chữa cống lấy nƣớc
10
Pa Khoang
Lai Châu
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
11
Quan Sơn
Hà Tây
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc
12
Vực Tròn
Quảng Bình
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc
13
Kinh Môn
Quảng Trị
Sửa chữa cống lấy nƣớc, tràn xả lũ

14
Hoà Trung
Đà Nẵng
Sửa chữa đập, cống, tràn
15
Phú Ninh
Quảng Nam
Sửa chữa đập, mở rộng tràn
16
Liệt Sơn
Quảng Ngãi
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
17
Hội Sơn
Bình Định
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, tràn xả lũ
18
Núi Một
Bình Định
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
19
Am Chúa
Khánh Hoà
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
20
Dầu Tiếng
Tây Ninh
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, tràn xả lũ
21
EaKao

Đắk Lắk
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
22
EaKnốp
Đắk Lắk
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, tràn xả lũ
23
Bàu Da
Nghệ An
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, mở rộng tràn
24
La Ngà
Hà Tĩnh
Sửa chữa đập, mở rộng tràn
25
Cù Lây
Hà Tĩnh
Sửa chữa đập, cống lấy nƣớc, tràn xả lũ

Các hồ phải sửa chữa cống lấy nƣớc, gia cố mái thƣợng lƣu đập đất,
chống thấm cho đập bằng biện pháp tƣờng nghiêng đều phải tháo cạn hồ
để sửa chữa. Tốc độ rút nƣớc, chiều cao rút nƣớc ảnh hƣởng rất nhiều đến
ổn định của mái thƣợng lƣu đập.