Ảnh hưởng của vỡ đập đến vùng hạ du hồ chứa và đề xuất giải pháp giảm thiểu kịch bản cho hồ Vực Mấu, tỉnh Nghệ An

LỜI CAM KẾT

Tôi xin cam kết: Luận văn này là công trình nghiên cứu của cá nhân, và
được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Nguyễn Cao Đơn
và TS. Nguyễn Văn Tuấn
Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn
này trung thực và chưa từng được công bố dưới bất kỳ hình thức nào.
Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình.


Học viên



Nguyễn Văn Hiến





LỜI CẢM ƠN

Đề tài
“Ảnh hưởng của vỡ đập đến vùng hạ du hồ chứa và đề xuất
giải pháp giảm thiểu: kịch bản cho hồ Vực Mấu, tỉnh Nghệ An
”được hoàn
thành tại Khoa Kỹ thuật tài nguyên nước, trường Đại học Thủy lợi Hà Nội.
Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành tới PGS. TS.
Nguyễn Cao Đơn và TS. Nguyễn Văn Tuấn người thầy đã luôn cổ vũ, động

viên, tận tình hướng dẫn và góp ý chỉ bảo trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành luận văn này.
Học viên xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, thầy cô
giáo Phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học, thầy cô giáo các bộ môn trong
Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội, những người đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt
kiến thức chuyên môn và kỹ thuật trong suốt quá trình học tập.
Cảm ơn gia đình, cơ quan, bạn bè và đồng nghiệp đã cổ vũ, khích lệ và
tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này
Vì vậy rất mong nhận được sự góp ý quý báu của các Thầy, Cô và các bạn


Hà Nội, ngày / /2014
Học viên



Nguyễn Văn Hiến







MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1

1.Tính cấp thiết của Đề tài 1
2. Mục tiêu của đề tài 3
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu 3

3.1 Cách tiếp cận 3
3.1.1 Tiếp cận tổng hợp 3
3.1.2 Tiếp cận hệ kinh tế – sinh thái – môi trường 3
3.1.3 Tiếp cận tích hợp thông tin (ảnh viễn thám, bản đồ và hệ thống
GIS) 3

3.1.4 Tiếp cận kế thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu và tiếp thu
công nghệ 4

3.2 Phương pháp nghiên cứu. 4
4. Các kết quả đạt được 4
5. Bố cục của luận văn 5
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN 6
1.1 Tổng quan về sự cố đập trên thế giới 6
1.1.1 Sự cố vỡ đập trên thế giới 6
1.1.2 Tính toán vỡ đập trên thế giới 8
1.2 Tổng quan về sự cố đập ở Việt Nam 13
1.3 Giới thiệu về vùng nghiên cứu 15
1.3.1 Vị trí địa lý 15
1.3.2. Điều kiện dân sinh kinh tế, địa hình, địa chất, thủy văn 16
1.3.3 Các chỉ tiêu chính của công trình 23
CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU 28
2.1 Cơ sở lý thuyết 28
2.1.1 Các mô hình toán thủy lực 28




2.1.1.1 Một số mô hình có khả năng áp dụng 28

2.1.1.2 Lựa chọn mô hình 33
2.1.2 Cơ cở lý thuyết mô hình toán HEC-RAS 34
2.1.2.1 Phương trình liên tục 34
2.1.2.2 Phương trình động lượng 36
2.1.2.3 Phương hướng giải hệ phương trình cơ bản 38
2.1.2.4 Hệ số phân bố dòng chảy 39
2.1.2.5 Chiều dài dòng chảy tương đương 39
2.2 Cơ sở dữ liệu 40
2.2.1 Tài liệu địa hình của khu vực nghiên cứu 40
2.2.2 Tài liệu thủy văn 40
2.2.2.1 Mạng lưới quan trác khí tượng thủy văn khu vực dự án 40
2.2.2.2 Các đặc trưng thủy văn công trình 42
2.2.3 Tài liệu hải văn, mực nước triều tại vùng nghiên cứu 47
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG VÙNG NGẬP LỤT HẠ DU 48
3.1 Thiết lập mô hình thủy lực cho hệ thống 48
3.1.1 Mô tả thủy lực hệ thống 48
3.1.2 Tài liệu địa hình 49
3.1.3 Các thông số vỡ đập và quá trình vỡ 49
3.1.4 Biên trên lưu lượng 52
3.1.5 Biên dưới mực nước Biển 52
3.2 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 52
3.3 Kịch bản mô phỏng 54
3.4 Đánh giá của vùng ngập lụt 64
3.5 Đề xuất giải pháp giảm thiểu thiết hại do lũ lụt 68
3.5.1 Giải pháp công trình 68
3.5.2 Giải pháp phi công trình 72

3.5.2.1 Xây dựng phương án chuẩn bị sẵn sàng 72

3.5.2.2 Xây dựng phương án ứng phó khi xảy ra sự cố 82
3.5.2.3 Kế hoạch hoạt động sau sự cố 86
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87
1.Kết luận 87
2. Kiến nghị 88
TÀI LIỆU THAM KHẢO 89

DANH MỤC CÁC BẢN VẼ
Hình 1.1: Vị trí công trình 15

Hình 2.1: Mặt cắt dọc, cắt ngang sông Hoàng Mai 40
Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống 49
Hình 3.1a: Lỗ vỡ đập dạng hình thang 50
Hình 3.2: Biên lưu lượng nước về hồ chứa 52
Hình3.2a: Quan hệ Mực nước tại cầu Hoàng Mai và Lưu lượng đầu 54
Hình 3.3: Kết quả vùng ngập lụt (KB1) 56
Hình 3.4: Kết quả vùng ngập lụt (KB2) 58
Hình 3.5: Kết quả vùng ngập lụt (KB3) 60
Hình 3.6: Mặt cắt 18173 61
Hình 3.7: Mặt cắt 13156 61
Hình 3.8: Mặt cắt 2541 62
Hình 3.9: Mặt cắt 1 62
Hình 3.10: Đường mặt nước sau khi mô phỏng cho 3 kịch bản khác nhau
(I-III) 63

Hình 3.11: Đường quá trình mực nước và lưu lượng cho các mặt cắt 1,
8727, 19517 với các kịch bản : I là kịch bản số 1, II là kịch bản số 2, III
là kịch bản số 3 66

Hình 3.12 : Bản đồ địa hình bố trí nhà kiên cố của các xã 72
Hình 3.13: Bản đồ địa hình hướng di chuyển và xây dựng nhà kiên cố . 76

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 : Nhiệt độ tháng, năm, trung bình nhiều năm của lưu vực 21

Bảng 1.2 : Độ ẩm tháng năm trung bình nhiều năm lưu vực 21
Bảng 1.3 : Bốc hơi tháng năm trung bình nhiều năm lưu vực 22
Bảng 1.4 : Tốc độ gió trung bình tháng nhiều năm của lưu vực 22
Bảng 1.5 : Lượng mưa trung bình tháng nhiều năm của lưu vực 23
Bảng 2.5: Kết quả tính dòng chảy năm theo các tần suất thiết kế 44
Bảng 2.6: Phân phối dòng chảy trong năm theo các tần suất thiết kế 44
Bảng 2.7: Đặc trưng dòng chảy lũ thiết kế 44
Bảng 2.8: Đặc trưng quá trình lũ thiết kế 46
Bảng 3.1: Đường quan hệ Z-V 48
Bảng 3.1a: Các thông số vỡ đập 51
Bảng 3.1b: Các thông số vỡ đập 51
Bảng 3.1c. Mực nước tại cầu Hoàng Mai và Lưu lượng đầu mối 54
Bảng 3.2 Diện tích và độ sâu ngập khu vực nghiên cứu 55
Bảng 3.3: Diện tích và độ sâu ngập khu vực nghiên cứu 57
Bảng 3.4: Diện tích và độ sâu ngập khu vực nghiên cứu 59
Bảng 3.5: Kết quả mô phỏng cho 2 kịch bản vỡ đập với thời gian từ lúc
vỡ đập đến lúc vận tốc, lưu lượng và độ sâu đạt giá trị lớn nhất 67

Bảng 3.6 Dự trù vật tư, vật liệu chuận bị tại hồ chứa 80


1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của Đề tài.
Theo tổng hợp báo cáo tại hội nghị trực tuyến của Chính phủ về an

toàn hồ chứa ngày 29/8/2013, Bộ Xây dựng cho hay, các công trình thủy
điện có công suất nhỏ hơn hoặc bằng 30MW còn tiềm ẩn nhiều nguy cơ
mất an toàn do một số chủ đập chưa thực hiện đầy đủ quy định về quản
lý an toàn đập. Tổng cộng có 144/166 đập đã đến hoặc quá kỳ hạn kiểm
tra tính toán lại dòng chảy lũ nhưng hiện chưa tới 1/3 tổng số thực hiện
xong và chỉ 36 đập có phương án bảo vệ đập được phê duyệt. Trước tình
trạng này, Bộ Nông nghiệp cảnh báo, các công trình "có vấn đề" cần
phải đặc biệt quan tâm và có biện pháp đảm bảo an toàn vì nếu bị sự cố
sẽ gây nhiều thiệt hại. Bộ Nông nghiệp cũng kiến nghị Chính phủ phê
duyệt kinh phí hỗ trợ địa phương sửa chữa cấp bách các hồ chứa bị hư
hỏng nặng để đảm bảo an toàn trong năm 2013, hỗ trợ kinh phí theo kế
hoặch có mục tiêu từ 2014 để các địa phương chủ động thực hiện.
Sự cố vỡ đập Ia Krel 2 (Gia Lai) vừa qua là hồi chuông cảnh báo
từ trung ương đến địa phương. Nếu không có biện pháp thì sẽ đối mặt
với thảm hoạ “Quản lý Nhà nước còn dễ dãi quá mà sự cố thuỷ điện,
thuỷ lợi thì không cho cơ hội rút kinh nghiệm. Một địa phương có hàng
trăm hồ nhưng quên một hồ là trả giá ngay”.
Hơn nữa các công trình thủy lợi như đập hồ chứa (bao gồm đập vật
liệu địa phương và đập trọng lực như đập bê tông thường, bê tông đầm
lăn, đá đổ bản mặt) đã được xây dựng với những quy mô, nhiệm vụ, đặc
điểm làm việc khác nhau. Trong đó nhiều công trình đã xây dựng lâu
năm bị xuống cấp tiềm ẩn nhiều nguy cơ sự cố. Thực tế nhiều đập đã bị
sự cố hoặc vỡ đập như sự cố cống Tác Giang trên đê hữu Hồng (8/2012),


2
vỡ đập Tây Nguyên 9/2012(Nghệ An), Vỡ đập Khe Mơ (Hà Tĩnh năm
2010), sự cố rò nước ở đập sông Tranh 2 (Quảng Ngãi), thấm mạnh ở
nền đập Kè Gỗ; sự cố tràn nước qua đỉnh đập ở đập Hố Hô (Hà Tĩnh)…
Hậu quả có nhiều đập có xuất hiện vết nứt, thấm qua thân đập với tác hại

lớn chưa lường hết được. Từ thực tế trên cho thấy khi đập bị sự cố thì
nhiều thiệt hại kép đã xảy ra nếu vỡ đập thì gây nên nhiều thiệt hại
nghiêm trọng hoặc gây ra thảm họa.
Hồ chứa Vực Mấu nằm trên địa bàn huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ
An, được xây dựng từ năm 1978, hoàn thành nâng cấp và cải tạo vào
năm 2008 với nguồn vốn của World Bank, và là hồ chứa lớn nhất của
tỉnh Nghệ An đến thời điểm hiện tại với tổng dung tích đạt 74 triệu m3
nước. Hồ chứa được xây dựng trên sông Hoàng Mai, diện tích lưu vực
tính tới tuyến đập là 215 km2 với chiều dài là 56 km, phần hạ lưu đập tới
cửa biển dài 20 km.
Do sự phức tạp của địa hình với nhiều dãy núi cao và hẹp chạy
theo hướng Tây- Đông, các sông của tỉnh Nghệ An nói chung và huyện
Quỳnh Lưu nói riêng thường ngắn, hẹp và có độ dốc lớn. Do vậy, nước
sông thường chảy xiết, lũ lên và xuống rất nhanh. Hạ lưu của hồ Vực
Mấu là thị xã Hoàng Mai với dân số 105 nghìn người (tính đến 2013), và
là một trong những trung tâm kinh tế của tỉnh Nghệ An, có tuyến đường
sắt bắc nam, quốc lộ 1A và tỉnh lộ 537 chạy qua. Hơn nữa, thị xã Hoàng
Mai nằm trong một vùng trũng của tỉnh Nghệ An, cao trình phổ biến chỉ
từ 0.3-3.5 m nên hàng năm thường xuyên bị ngập úng. Nếu có vỡ đập
xảy ra, hậu quả sẽ rất nghiêm trọng.
Từ trước tới nay, ít có các kịch bản vỡ đập được xây dựng cho Hồ
chứa để giúp đưa ra các phương án sơ tán và bảo vệ tính mạng tài sản


3
nhân dân, giảm thiểu thiệt hại. Vì vậy việc nghiên cứu “Ảnh hưởng của
vỡ đập đến vùng hạ du hồ chứa và đề xuất giải pháp giảm thiểu: kịch
bản cho hồ Vực Mấu, tỉnh Nghệ An” là hết sức cần thiết và cấp bách.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tính toán vỡ đập, từ đó vận

dụng tính toán các kịch bản khi vỡ đập đối với hồ Vực Mấu và kiến nghị
giải pháp ứng phó cho khu vực hạ du hồ Vực Mấu nhằm phòng tránh và
giảm nhẹ thiệt hại cho khu vực dân cư, cơ sở kinh tế, an ninh, quốc
phòng và các thiệt hại khác.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
3.1 Cách tiếp cận
3.1.1 Tiếp cận tổng hợp
Xem khu vực nghiên cứu là khu vực hạ lưu bị ảnh hưởng ngập lụt,
và tầm ảnh hưởng cấu thành hệ thống gồm: địa hình, địa chất, khí hậu,
nước, hệ sinh thái, con người, phương thức quản lý, khai thác .v.v…, là
các thành phần của hệ tương tác có quan hệ ràng buộc, tác động lẫn
nhau.
3.1.2 Tiếp cận hệ kinh tế – sinh thái – môi trường
Mục tiêu cơ bản của việc dự báo vỡ đập là xác định vùng ngập
lụt, di dân, bảo đảm an toàn cho người và cơ sở vật chất vùng hạ lưu.
Vấn đề lũ lụt sẽ tác động tới hệ sinh thái và môi trường. Vì vậy cách tiếp
cận này bảo đảm cho môi trường và sự phát triển bền vững.
3.1.3 Tiếp cận tích hợp thông tin (ảnh viễn thám, bản đồ và hệ thống
GIS)
Vùng nghiên cứu có cấu trúc địa hình phức tạp, hệ thống sông kênh


4
nhiều, điều kiện tự nhiên biến động. Do vậy để nắm bắt thông tin cập
nhật về tài nguyên về đất, nước phục vụ công tác nghiên cứu đòi hỏi
phải thích hợp các thông tin như ảnh vệ tinh; khai thác bản đồ chuyên
ngành, bản đồ đẳng trị mưa hệ thống thông tin địa lý (GIS) và so sánh,
đối chiếu với tài liệu khảo sát mặt đất.
3.1.4 Tiếp cận kế thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu và tiếp thu
công nghệ

Sử dụng các công cụ tiên tiến để triển khai thực hiện đề tài như:
Sử dụng các phần mềm tính toán và các phần mềm ứng dụng khác để
phục vụ công tác tính toán, dự báo vùng bị ngập hạ du.
3.2 Phương pháp nghiên cứu.
Luận văn sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp kế thừa;
- Phương pháp chuyên gia;
- Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu;
- Phương pháp phân tích, xử lý, đánh giá số liệu;
- Phương pháp sử dụng mô hình toán;
4. Các kết quả đạt được
• Các kịch bản vỡ đập Vực Mấu đoạn sông Hoàng Mai - Quỳnh Lưu
– Nghệ An.
• Đánh giá ảnh hưởng của diện tích vùng ngập lụt do nước lũ từ
thượng lưu đập tràn về do vỡ đập.
• Giải pháp giảm thiểu cho vùng hạ du khi có sự cố vỡ đập


5
5. Bố cục của luận văn
Luận văn ngoài phần mở đầu , kết luận và kiến nghị, gồm có 3 chương:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Cơ sở lý thuyêt và cơ sở dữ liệu
Chương 3: Xây dựng vùng ngập lụt hạ du


6

CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về sự cố đập trên thế giới

1.1.1 Sự cố vỡ đập trên thế giới
Vỡ đập luôn là một thảm họa kinh hoàng đối với con người bởi
nó có thể quét sạch và cuốn trôi bất kỳ thứ gì khi hàng ngàn m
3
khối
nước đổ ập xuống. Quá khứ luôn là một bài học cay đắng cho hậu thế khi
những công trình dân sinh có thể trở thành thảm họa cướp đi mạng sống
của hàng ngàn người. Một số đập bị vỡ ở trên thế giới:
1. Năm 1802, cơn mưa lớn lịch sử tại Tây Ban Nha đã khiến con đập
Pantano de Puentes nằm ở vùng Lorca không chịu nổi sức nước và vỡ
tràn khiến ít nhất 608 người thiệt mạng. Hàng ngàn m
3
nước đổ ập xuống
khu dân cư và ảnh hưởng tới 1.800 ngôi nhà và hơn 40.000 cây cối.
2. Tại Ý, vào tháng 10/1963, một trong những con đập cao nhất thế
giới mang tên Vajont nằm ở vùng thung lũng sông Vajont đã bất ngờ sụp
đổ do một trận động đất. Chỉ trong 45 giây, 260 triệu m
3
nước đã bao
trùm toàn bộ khu vực. Thậm chí, nước từ hồ chứa khi đổ xuống các ngôi
làng cạnh đó còn tạo nên các cơn sóng cao tới 250m khiến khoảng 2.000
người thiệt mạng.
3. Trước đó 40 năm, tại Ý cũng từng xảy ra một vụ vỡ đập khác
khiến 356 người chết. Đó là khi đập nhiều tầng Gleno ở trên sông Gleno,
vùng Valle di Scalve vỡ chỉ sau… 40 ngày. Khi đó, khoảng 4,5 triệu
m
3
nước đã tràn ra từ độ cao 1.535m xuống vùng thung lũng phía dưới.
Nguyên nhân được xác định là do đơn vị thi công không sử dụng loại
vữa xi măng thích hợp.

7
4. Còn tại Mỹ, vụ vỡ đập South Fork xảy ra năm 1889 đã đi vào lịch
sử nền kinh tế số 1 thế giới với 2.209 người thiệt mạng. Trước khi “thảm
họa” xảy ra, con đập ở bang Pennsylvania liên tục được cảnh báo rò rỉ
nước ở nhiều chỗ nhưng các kỹ sư… không thể vá xuể. Và chuyện gì tới
cũng phải tới, khi lượng mưa vào tháng 5/1889 vượt quá sức chứa của hồ
thủy điện này, 20 tấn nước đã khiến đập South Fork đổ sập và gây thiệt
hại ít nhất 17 triệu USD, đồng thời khiến 2.209 người chết.
5. Tại Ấn Độ, do chủ quan và thiếu đi các biện pháp khẩn cấp, trận
mưa lớn và lũ lụt năm 1979 đã khiến con đập Machchu-2 nằm trên sông
Machhu (Morbi) sụt vỡ và gây nên cái chết của hàng nghìn người. Cho
tới nay, vẫn chưa có báo cáo chính thức về số người chết. Nhưng nhiều
nguồn tin Ấn Độ khẳng định con số này phải lên tới 15.000 người. Bởi
chỉ trong vòng 20 phút, những con sóng cao 10m đã nhấn chìm một thị
trấn cách đó 5km. Sự kiện này đã đi vào lịch sử thế giới với tên gọi
Thảm họa Morbi.
6. Đối với không ít người dân Trung Quốc, vụ vỡ đập thủy điện Bản
Kiều được coi là sự cố vỡ đập tồi tệ nhất trong lịch sử nước này.
Nó được xây dựng năm 1952 trên sông Hoài Nam, tỉnh Hà Nam
và chính là một trong những thủy điện quy mô lớn đầu tiên của Trung
Quốc. Nhưng tới năm 1975, siêu bão Nina (1 trong 5 siêu bão gây thiệt
hại lớn nhất thế giới) đổ bộ vào nước này, lượng mưa đo được trong ba
ngày lên đến 1605,3 mm.
Không chịu được sức nước, đập Bản Kiều đã sụp đổ, khiến Trung
Quốc mất đi một nguồn năng lượng khổng lồ bởi nó có khả năng đáp
ứng 1/3 nhu cầu sử dụng vào lúc cao điểm của cả nước. Công suất của
nhà máy lên đến 18 GW, tương đương 9 nhà máy nhiệt điện hay 20 lò

8
phản ứng hạt nhân.Vụ vỡ đập thủy điện này đã khiến khoảng 171.000
người thiệt mạng, khoảng 11 triệu dân trở nên vô gia cư khi hơn 5 triệu
ngôi nhà bị phá hủy.
7. Ở Việt Nam, Ngày 12/6/2013, đập dâng của thủy điện Ia Krêl 2,có
công suất thiết kế 5,5MW đã bị vỡ phần cống dẫn dòng, khiến hơn 5
triệu m3 nước tích trong lòng hồ đổ xuống hạ nguồn, tạo cơn “đại hồng
thủy” quét dọc tuyến suối Ia Krêl đến sông Sê San, với chiều dài hơn
10km. Hàng chục người bị nước lũ cuốn trôi, nhưng may mắn không có
ai thiệt mạng. Tuy nhiên, hơn 200 hécta cây trồng, hoa màu cùng nhiều
tài sản của nhiều hộ đồng bào dân tộc thiểu số đã bị dòng nước dữ cuốn
trôi, với tổng giá trị thiệt hại hơn 3,6 tỷ đồng.
1.1.2 Tính toán vỡ đập trên thế giới
Trên thế giới an toàn đập là một mối quan tâm lớn trên toàn cầu và
phát triển. Trong biến đổi khí hậu, an toàn và an ninh đập không còn chỉ
là một vấn đề của lão hóa cơ sở hạ tầng, an ninh lương thực, và các biện
pháp thích ứng phù hợp với sự thay đổi khí hậu. Dưới đây chỉ là một số
phương pháp tính toán vỡ đập trên ở thế giới.
1. Năm 2010, Tony L.Wahl đã Tổng quan về phương pháp phân tích
vỡ đập. (Joint Federal Interagency Conference on Sedimentation and
Hydrologic Modeling, June 27 - July 1, 2010 Las Vegas, NV)
Hai nhiệm vụ chính trong tính toán vỡ đập là những dự đoán của
các hồ chứa thủy văn dòng chảy và định tuyến của mà thủy văn thông
qua các thung lũng hạ lưu để xác định hậu quả vỡ đập. Khi quần thể có
nguy cơ nằm gần một con đập, điều quan trọng là dự đoán chính xác
thủy văn dòng chảy và phạm vi thời gian của nó liên quan đến các diễn
biến quá trình vỡ đập. Bài viết này cung cấp một tổng quan về các

9
phương pháp được sử dụng để dự đoán thuỷ văn dòng chảy, từ phương
pháp đơn giản thích hợp cho các ước tính thẩm định cấp với các phương
pháp phức tạp hơn để phân tích các trường hợp riêng. Sự tiến triển của
phát triển công nghệ được tiếp nối từ phương pháp dự đoán dòng chảy
cao điểm trực tiếp cho những người dự đoán phát triển phạm vi trực tiếp
và mô hình phân tích thủy lực, và cuối cùng là phương pháp mà các quá
trình mô hình xói mòn, phạm vi phát triển và thủy lực rất chi tiết.
2. Cameron, và cộng sự (2006) đã Phân tích vỡ đập được sử dụng
HEC-RAS và HEC-GEORAS. (Hydraulic Engineer and Senior Technical
Hydraulic Engineer, Hydrologic Engineering Center, Davis, CA95616)
Một phân tích các mô hình vỡ đập cung cấp một công cụ kịch bản
tạo ra để xác định các mối nguy hiểm kết quả. Quản lý vùng đồng bằng
và nhân viên quản lý khẩn cấp sau đó có thể sử dụng các kết quả dự
phòng để bảo vệ chống lại sự mất mát của cuộc sống và tài sản thiệt hại.
Phân tích hệ thống các thủy văn Kỹ thuật của Trung tâm (HEC-RAS) có
thể được sử dụng cùng với HEC-GeoRAS để phát triển một mô hình mô
phỏng đập. HEC-GeoRAS được sử dụng để trích xuất thông tin hình học
từ mô hình địa hình kỹ thuật số và sau đó nhập khẩu vào HEC-RAS. Mô
phỏng không ổn định dòng chảy của vỡ đập được thực hiện bằng cách sử
dụng HEC-RAS và kết quả được ánh xạ bằng cách sử dụng GIS. Lập bản
đồ ngập lụt mặt nước kết quả từ các mô hình mô phỏng đập cung cấp
một đánh giá sơ bộ về nguy cơ lũ lụt và cung cấp cái nhìn sâu sắc cho
chuẩn bị khẩn cấp. Quá trình thu thập và chuẩn bị dữ liệu, tạo ra một mô
hình không ổn định dòng chảy trong HEC-RAS, nhập các thông số phạm
vi đập, thực hiện phân tích vỡ đập, và lập bản đồ lũ tiến triển được thảo
luận.


10

3. Năm 2012, Yuefeng Sun, với cộng sự đã Nghiên cứu về đặc điểm
của vỡ đập dựa trên phân tích tương ứng
Hệ thống cơ sở dữ liệu vỡ đập DFDS được xây dựng, và trong đó
thông tin vỡ đập cơ bản bao gồm vị trí, thời gian xảy ra, loại, chiều cao,
khối lượng lưu trữ, số tử vong số lượng và nguyên nhân xảy ra, được
tuân thủ. Phân tích tương ứng được sử dụng để nghiên cứu các mối quan
hệ của thông tin. Phân tích thống kê cho thấy rằng tỷ lệ vỡ đập cao trong
năm 1970 ở Trung Quốc. Điều này chủ yếu là do các tiêu chuẩn xây
dựng đập thấp và công nghệ lạc hậu. Khả năng xả không đủ và chất
lượng kém là những yếu tố chính gây ra vỡ đập. Phân tích tương ứng cho
thấy đập đất tai nạn vỡ có liên quan xảy ra nền tảng, quản lý không đầy
đủ, và tràn.
4. Năm 2009, F. W. L. Kho và cộng sự đã Định lượng phân tích vỡ
đập trên một đập đất hồ chứa. (Int. J. Environ. Sci. Tech., 6 (2), 203-
210, Spring 2009, issn: 1735-1472, © irsen, ceers, iau)
Mô phỏng toán học trên vỡ đập hay xảy ra sử dụng BOSS
DAMBRK thủy động lực học lũ lụt định tuyến đập mô hình đã được tiến
hành để xác định mức độ ngập lụt ở hạ nguồn, thời gian lũ lụt, vận tốc
nước lũ và ảnh hưởng khu dân cư bị ảnh hưởng hạ lưu, tài sản và các khu
vực nhạy cảm về môi trường do nước lũ. Mô phỏng máy tính cho một
trong những kịch bản các trường hợp trên sử dụng phần mềm BOSS
DAMBRK phạm vi vỡ đập, tác lưu trữ, đồng bằng ngập lũ, dòng chảy
trên lưu vực và sóng lũ suy giảm. Kết quả mô phỏng xem xét một vận
tốc dòng chảy tối đa 2,40 m/s với một lưu lượng xả khoảng 242 m³/s xảy
ra tại 1.00 km phía hạ lưu. Xả tối đa tăng từ 244 m
3
/s (vận tốc dòng
chảy = 1.74 m/s tại 8 km.) 263 m
3
/s (vận tốc dòng chảy = 1,37 m/s xảy

11
ra ở 12 km.); về giảm 39% trong vận tốc dòng chảy trên một khoảng
cách 4,00 km về hạ lưu. Nếu toàn bộ đập cho cách ngay lập tức, một số
điểm kéo dài từ 0.00 km (tại tuyến đập) với khoảng 3,40 km về phía hạ
lưu đập có thể được phân loại là "vùng nguy hiểm", trong khi nguy cơ hạ
lưu và thiệt hại kinh tế hơn 3,40 km phía hạ lưu có thể được phân loại
như khu "thấp" hay "tối thiểu"
5. Năm 2013, Purvang. H. Pandya và Thakor Dixitsinh Jitaji đã viết
Một đánh giá tóm tắt về phương pháp có sẵn cho phân tích vỡ đập. (W.
R. M., L. D. College of Engineering, Ahmedabad)
Nhiều vỡ đập trong lịch sử đã dẫn đến sự khởi đầu của một nghiên
cứu mới trong lĩnh vực xảy ra vỡ đập và hậu quả của nó. Lĩnh vực
nghiên cứu này với hai quan điểm cơ bản. Quan điểm đầu tiên là biết đập
nhất định sẽ vỡ hay không. Quan điểm thứ hai là về giả định sự vỡ đập
và phân tích các hậu quả. Phân tích vỡ đập về cơ bản đề cập đến quá
trình giả định một phần phạm vi và định tuyến các sóng lũ lụt ở vùng hạ
lưu. Mục tiêu chính của phân tích này là để tạo điều kiện lập kế hoạch
hành động khẩn cấp cho một vỡ đập có thể. Nhiều mô hình định tuyến lũ
có sẵn để phân tích vỡ đập. Một số mô hình cũng cung cấp các phần mở
rộng GIS mà tạo điều kiện dễ dàng chuẩn bị các bản đồ ngập lụt
6. Năm 2007, Chương trình xuất bản Tài nguyên nước, Phân tích vỡ
đập và ngập lụt phân loại nguy hiểm hạ lưu
.(MGS Engineering
Consultants, Inc. for, Water Resources Program, Dam SafetyOffice, P.O.
Box 47600, Olympia, WA 98504-7600, (360) 407-6208)
Kỹ thuật này là nhằm hỗ trợ trong việc thực hiện một Phân tích
vỡ đập gây ra ngập lụt và đánh giá sự nguy hiểm hạ lưu bởi vỡ đập.
Trọng tâm chính sẽ là đập đất, tuy nhiên, thông tin này cũng sẽ được

12
cung cấp để sử dụng với đập bê tông. Nó không phải là dự định được
một bản tóm tắt toàn diện của tất cả các thông tin có sẵn, mà là làm nổi
bật đáng chú ý phương pháp và cảnh báo người đọc để thảo luận chi tiết
hơn và tài liệu tham khảo kỹ thuật. Lưu ý kỹ thuật này đã được chuẩn bị
vào năm 1992 dựa trên công trình của Tiến sĩ Melvin G. Schaefer. Nó đã
được cập nhật trong năm 2007 để phản ánh nghiên cứu về vỡ đập đã
được thực hiện kể từ khi báo cáo ban đầu đã được hoàn thành. Phân tích
ngập lụt được sử dụng cho nhiều mục đích trong kế hoạch và thiết kế
cho các đập được đề xuất và lập kế hoạch và nâng cấp đối với các đập
hiện có
Ứng dụng điển hình bao gồm:
+ Phân loại nguy hiểm hạ lưu.
+ lập bản đồ ngập lụt để sử dụng trong việc phát triển kế hoạch
hành động khẩn cấp.
+ Hỗ trợ trong việc lựa chọn tầng Thiết kế / Hiệu suất cho yếu tố
quan trọng của dự án.
+ Phân tích thiệt hại
7. Năm 2003. GIS cho phân tích nhanh hơn vỡ đập dòng chảy. (Steve
Pitman University of Texas at Austin GIS in Water Resources)
Một cuộc thảo luận được trình bày trên các giá trị hiện tại và tiềm
năng của các hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong phân tích của lũ lụt khi
xảy ra vỡ đập. Lũ vỡ đập có thể được
phân tích của các cường độ lớn hơn
và khác với lũ tự nhiên ở cùng một vị trí. Mô hình có sẵn để dự đoán hành
vi của sóng lũ vỡ đập, và bài viết này xem xét như thế nào GIS có thể
được sử dụng để tăng cường chức năng và/hoặc khả năng của một mô

13
hình phổ biến, FLDWAV, một sản phẩm dịch vụ thời tiết quốc gia.
Nghiên cứu trường hợp đơn giản minh họa ngắn gọn một số trong những
bước mà GIS có thể được áp dụng. Bài viết này là một dự án hạn cho sinh
viên tốt nghiệp xây dựng lớp học và do đó giới hạn trong phạm vi. Nó
không được trình bày như là một kiểm tra đầy đủ hoặc có thẩm quyền của
chủ thể.
 Qua đó việc coi trọng an toàn đập và đưa ra cảnh báo trên thế giới rất
cần thiết để áp dụng cho Viêt Nam. Nâng cao khả năng đối phó với lũ yêu
cầu áp dụng kỹ thuật bằng "con đường mềm" quản lý rủi ro lũ lụt, nhằm
mục đích để hiểu, thích ứng và làm việc với các lực lượng của thiên nhiên.
1.2 Tổng quan về sự cố đập ở Việt Nam
Ở Việt Nam có khoảng 6.648 hồ chứa nước, với tổng dung tích
trữ khoảng 11 tỷ m
3
, trong đó có khoảng 560 hồ chứa lớn, 1.752 hồ có
dung tích 0,2-3 triệu m
3
nước, còn lại hồ chứa nhỏ. Các hồ này đều xây
dựng trong bối cảnh khó khăn, thi công bằng thủ công. Trong quá trình
rà soát hệ thống hồ chứa và kết quả thật đáng báo động khi có nhiều hồ
chứa đang mất an toàn trầm trọng:
Việt Nam có nhiều hồ chứa nước, trong nhiều năm qua Nhà nước
và nhân dân đã đầu tư xây dựng 6.648 hồ, với mục tiêu chính là cung cấp
nước cho sản xuất nông nghiệp và tham gia điều tiết lũ cho vùng hạ du,
tạo nguồn nước cho sinh hoạt và phát điện. Các tỉnh xây dựng nhiều hồ
chứa là Hòa Bình 521 hồ, Bắc Giang 461 hồ, Tuyên Quang 503 hồ, Vĩnh
Phúc 209 hồ, Phú Thọ 124 hồ, Thanh Hóa 618 hồ, Nghệ An 625 hồ, Hà
Tĩnh 345 hồ, Bình Ðịnh 161 hồ, Ðác Lắc 539 hồ Tuy nhiên, hầu hết

các hồ đều được xây dựng từ những năm 60 của thế kỷ trước đến nay đã
xuống cấp nghiêm trọng, độ an toàn tương đối thấp. Sự cố
vỡ đập Ia


14
Krel 2 (Gia Lai) vừa qua là hồi chuông cảnh báo từ trung ương đến địa
phương. Nếu không có biện pháp thì sẽ đối mặt với thảm hoạ “Quản lý
Nhà nước còn dễ dãi quá mà sự cố thuỷ điện, thuỷ lợi thì không cho cơ
hội rút kinh nghiệm. Một địa phương có hàng trăm hồ nhưng quên một
hồ là trả giá ngay”.
• Trước thực trạng trên, từ năm 2003, Bộ NN và PTNT đã xây dựng và
trình Chính phủ phê duyệt chương trình bảo đảm an toàn hồ chứa. Mục tiêu
của chương trình là đầu tư sửa chữa, nâng cấp công trình đầu mối các hồ
chứa đã xuống cấp và từng bước nâng cấp hệ thống kênh mương, nhằm bảo
đảm an toàn, hiệu quả công trình; kiện toàn hệ thống tổ chức quản lý và
tăng cường các trang thiết bị giám sát từ các hồ chứa. Ðội ngũ cán bộ làm
công tác quản lý hồ chứa được tập huấn, nâng cao năng lực, trình độ về
quản lý hồ; đồng thời tuyên truyền cho nhân dân trong vùng hưởng lợi nắm
được tầm quan trọng của công tác bảo đảm an toàn hồ. Mục tiêu từ năm
2003 đến 2020 nâng cấp, sửa chữa 3.174 hồ các loại, tăng cường đào tạo
công tác quản lý khai thác, bảo vệ các hồ chứa.
Cụ thể, có 114/166 đập đã đến hoặc quá kỳ kiểm định/kiểm tra tính
toán lại dòng chảy lũ, nhưng hiện mới có 45 đập đã thực hiện xong, 35
đập đang thực hiện và còn tới 34 đập chưa thực hiện. Chỉ có 36/166 đập
đã có phương án bảo vệ đập được phê duyệt theo quy định, 54/166 đập
đang xây dựng hoặc đang trình duyệt và 76/166 đập còn lại chưa có
phương án. Về hiện trạng công trình đầu mối của các hồ chứa, hiện có
tới 317 hồ bị hư hỏng, trong đó có 120 hồ trọng điểm, cần nâng cấp, sửa
chữa ngay để bảo đảm an toàn trong mùa mưa lũ 2013.

• Thời gian qua, công tác quản lý đầu tư xây dựng các hồ, đập thủy
điện của một số bộ, ngành địa phương còn lúng túng và "dễ dãi". Phó


15
Thủ tướng Hoàng Trung Hải chỉ đạo Bộ Xây dựng cần rà soát năng lực
của các đơn vị tư vấn, thiết kế, giám sát chất lượng thi công các dự án
hồ, đập thủy điện. Bộ Công thương tăng cường kiểm tra an toàn các hồ
chứa thủy điện, tập trung vào các hồ thủy điện nhỏ, kiên quyết xử lý
những vi phạm. Nếu vi phạm nghiêm trọng các quy định về an toàn hồ
chứa phải kiên quyết dừng hoạt động.
 Cho đến nay, ít có hồ chứa được tính toán xậy dựng kịch bản vỡ đập
được xây dựng cho Hồ chứa để giúp đưa ra các phương án sơ tán và bảo vệ
tính mạng tài sản nhân dân, giảm thiểu thiệt hại. Vì vậy việc nghiên cứu “Ảnh
hưởng của vỡ đập đến vùng hạ du hồ chứa và đề xuất giải pháp giảm thiểu:
kịch bản cho hồ Vực Mấu, tỉnh Nghệ An” là hết sức cần thiết và cấp bách.
1.3 Giới thiệu về vùng nghiên cứu
1.3.1 Vị trí địa lý

Hình 1.1: Vị trí công trình
Hồ Vực Mấu trên sông Hoàng Mai thuộc địa phận xã Quỳnh Trang
huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An. Tọa độ địa lý 19
0
15’ vĩ độ Bắc, 105
0
37’
kinh độ Đông.
Hồ Vưc Mấu

16
Vùng lòng hồ và lưu vực có tọa độ địa lý 19
0
15’ đến 19
0
20’ vĩ độ Bắc
105
0
37’ đến 105
0
48’ kinh độ Đông.
Khu hưởng lợi 14 xã và 1 nông trường: Quỳnh Trang, Quỳnh Tân,
Quỳnh Vinh, Quỳnh Thiện, Quỳnh Dị, Quỳnh Lộc, Quỳnh Xuân, Mai Hùng,
Quỳnh Văn, Quỳnh Thạch, Quỳnh Hoa, Quỳnh Mỹ, Quỳnh Hậu, Quỳnh Lâm
và nông trường Trịnh Môn có tọa độ địa lý 19
0
07’ đến 19
0
18’ vĩ độ Bắc
105
0
33’ đến 105
0
50’ kinh độ Đông.
Quỳnh Lưu có đường biên giới dài 122km, trong đó đường biên
giới đất liền 88km và 34 km đường bờ biển. Khoảng cách từ huyện lỵ là
thị trấn Cầu Giát đến tỉnh lỵ là thành phố Vinh khoảng 60Km. Phía bắc
huyện Quỳnh Lưu giáp huyện Tĩnh Gia và huyện Như Thanh (Thanh
Hoá), có chung địa giới khoảng 24km với ranh giới tự nhiên là khe Nước
Lạnh. Phía nam và tây nam Quỳnh Lưu giáp với Diễn Châu và huyện

Yên Thành với ranh giới khoảng 31km. Vùng phía nam của huyện
Quỳnh Lưu có chung khu vực đồng bằng với hai huyện Diễn Châu và
Yên Thành (thường gọi là đồng bằng Diễn-Yên-Quỳnh). Phía tây, huyện
Quỳnh Lưu giáp huyện Nghĩa Đàn huyện Tân Kì và thị xã Thái Hoà với
ranh giới khoảng 33km được hình thành một cách tự nhiên bằng các dãy
núi kéo dài liên tục mà giữa chúng có nhiều đèo thấp tạo ra những con
đường nối liền hai huyện với nhau. Phía đông, huyện Quỳnh Lưu giáp
biển Đông.
1.3.2. Điều kiện dân sinh kinh tế, địa hình, địa chất, thủy văn
a. Điều kiện dân sinh kinh tế
* Dân sinh xã hội:
- Khu hưởng lợi công trình thủy lợi Vực Mấu gồm 14/43 xã và một
nông trường, được phân chia như sau:


17
+ Vùng Nông Giang: Gồm 7 xã: Quỳnh Thạch, Lâm, Mỹ, Hoa,
Văn, Xuân, Hậu và Nông Trường Trịnh Môn
+ Vùng Hoàng Mai: Gồm 6 xã: Quỳnh Lộc, Vinh, Thiên, Dị, Mai
Hùng, Quỳnh Trang
+ Vùng bán sơn địa: Xã Quỳnh Tân.
- Tổng dân số khu hưởng lợi 104.000 người, số người trong độ tuổi
lao động 50.200 người, chủ yếu là lao động nông nghiệp, ngoài ra còn
một số lao động ngành nghề khác như: Tiểu thủ công nghiệp, trồng rừng,
chăn nuôi gia súc có rừng và nuôi trồng thủy sản.
* Tình hình kinh tế:
- Nông nghiệp
Nông nghiệp là nghề sống chính của nhân dân trong vùng dự án.
Đất đai ở đây có nhiều loài, phân bố trên nhiều dạng địa hình và thổ
nhưỡng khác nhau, thích hợp cho loài cây trồng phát triển, trong đó cây

trồng phát triển, trong đó cây lương thực (lúa, màu) và cây công nghiệp
ngắn ngày (Lạc, Vừng, Mía, Dứa…) vẫn chiếm ưu thế.
- Nuôi trồng thủy sản
Quỳnh Lưu nói chung vùng dự án nói riêng có nhiều lợi thế để
phát triển nuôi trồng thủy sản, đây là ngành kinh tế có hiệu quả cao đang
được chú trọng ở Quỳnh Lưu trong những năm gần đây. Tuy nhiên
nguồn nước ngọt cấp cây cho nuôi trồng thủy sản đang còn thiếu trầm
trọng. Cá đạt 450 – 500kg/ha, Tôm cua đạt 120-150kg/ha. Nếu được đầu
tư đúng mức, cung cấp đủ nguồn nước ngọt để nuôi tôm thâm canh thì có
thể đạt đến 3000kg/ha/vụ.



18
- Các ngành kinh tế khác
+Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp:
Trong vùng dự án đã xuất hiện nhiều mô hình tổ hợp sản xuất nhỏ
như chế biến nông sản, hải sản, cơ khí nhỏ, vật liệu xây dựng và các làng
nghề truyền thống như thủ công mỹ nghệ làm muối, mộc cao cấp, đang
bắt đầu phát triển và làm ăn đang có nhiều hiệu quả. Tổng số lao động
ngành nghề công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp chiếm khoảng 15% lao
động toàn vùng.
+ Dịch vụ thương mai
Mạng lưới thương mại đang được mở rộng. Hàng hóa nơi đây có
nhiều loài Tôm, Cua, Cá, Nước mắm, Lúa gạo, Chè hòe, Lộc hương đang
được thị trường ưa chuộng.
+ Giao thông
Hệ thống giao thông đường bộ đường sắt gồm có Quốc lộ IA,
Quốc lộ 48, đường sắt Bắc Nam, đường sắt Giát – Nghĩa Đàn là những
tuyến đường huyết mạch quan trọng nối liền với khu vực dự án với các

vùng kinh tế quan trọng trong Tỉnh cũng như cả nước, tạo điều kiện giao
thông giữa các vùng trong huyện rất dễ dàng.
Hệ thống đường thủy gồm có sông Thái, sông Hoàng Mai, sông
Mơ và một số kênh lạch như kênh La Man, Kênh nhà Lê tạo điều kiện
cho tầu thuyền vào ra thuận lợi
+ Vật liệu xây dựng
Khu vực vùng dự án có khu công nghiệp Hoàng Mai là trung tâm
sản xuất vật liệu xây dựng như xi măng, gạch, tấm lợp và đá xây dựng
rất thuận tiện để phục vụ dự án.