Nghiên cứu, đánh giá thiệt hại do ngập lụt vùng hạ du liên hồ chứa lưu vực sông tà rục theo các kịch bản lũ và vỡ đập

L I CAM OAN
tài lu n v n cao h c “Nghiên c u, đánh giá thi t h i do ng p l t vùng h du
liên h ch a l u v c sông Tà R c theo các k ch b n l và v đ p” c a h c viên đã
đ

c Nhà tr

ng giao nghiên c u theo quy t đ nh s

tháng 05 n m 2016 c a Hi u tr
Trong th i gian h c t p t i tr

ng

i h c Th y L i.

ng v i s giúp đ c a các th y cô giáo và đ c bi t là

cô giáo PGS. TS Ph m Th H
đ tài này.

ng tr

1249/Q - HTL ngày 18

ng Lan, h c viên đã t nghiên c u và th c hi n

ây là thành qu lao đ ng, là s t h p c a các y u t mang tính ngh

nghi p c a h c viên. Các k t qu nghiên c u và các k t lu n trong lu n v n là trung
th c, không sao chép t b t k m t ngu n nào và d

kh o các ngu n tài li u (n u có) đã đ

i b t k hình th c nào.Vi c tham

c th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham

kh o đúng quy đ nh.

Tác gi lu n v n

Nguy n Thành

i

t


L IC M

N

V i t t c s kính tr ng và bi t n sâu s c nh t, Tôi xin chân thành bày t lòng bi t
n c a mình t i cô giáo PGS. TS Ph m Th H
đáo, dành r t nhi u th i gian và tâm huy t h

ng Lan đã h ng d n t n tình chu
ng d n, nghiên c u và giúp tôi hoàn

thành lu n v n t t nghi p này.
Tôi c ng xin c m n Ban giám hi u tr

ng

i h c Th y L i, các th y cô giáo

trong Khoa Th y V n đã ch b o, d y d trong su t th i gian h c t p t i tr
Cu i cùng, Tôi xin chân thành c m n nh ng ng

ng.

i thân trong gia đình, b n bè

đ ng nghi p đã giúp đ , đ ng viên, khích l tôi trong su t quá trình h c t p và
hoàn thành lu n v n.
M c dù lu n v n đã hoàn thi n v i t t c s c g ng, nhi t tình c ng nh n ng l c
c a mình, tuy nhiên không th tránh kh i nh ng thi u sót. Vì v y, Tôi r t mong
nh n đ

c s

góp ý, ch b o c a quý th y cô và đ ng nghi p, đó chính là s

giúp đ quý báu mà tôi mong mu n nh t đ c g ng hoàn thi n h n trong quá trình
nghiên c u và công tác sau này.
Xin chân thành c m n./.

Hà N i, 20 tháng 08 n m 2016
H c viên

Nguy n Thành

ii

t


M CL C
M

U ......................................................................................................................... 1
1. Tính c p thi t c a đ tài....................................................................................... 1
2. M c đích c a lu n v n. ........................................................................................ 2
3.
i t ng, ph m vi nghiên c u ........................................................................... 2
4. N i dung nghiên c u ........................................................................................... 4
5. Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u.......................................................... 4
6. Các k t qu đ t đ c. .......................................................................................... 4
CH
NG 1: T NG QUAN V MÔ HÌNH NGHIÊN C U V
P VÀ ÁNH
GIÁ THI T H I ........................................................................................................... 6
1.1 T ng quan v mô hình nghiên c u v đ p ...................................................... 6
1.1.1 M t s tr ng h p v đ p trên Th gi i và Vi t Nam ................................ 6
1.1.2 Các nguyên nhân gây v đ p..................................................................... 13
1.1.3 Các ph ng pháp xác đ nh, tính toán thông s v t v .............................. 16
1.1.4 Gi i thi u v các mô hình th y v n, th y l c mô ph ng v đ p .............. 20
1.2 T ng quan v ph ng pháp đánh giá thi t h i l l t ..................................... 23
CH
NG 2: T NG QUAN V PH M VI NGHIÊN C U VÀ CÁC MÔ HÌNH
NG D NG. ............................................................................................................... 26

2.1 T ng quan v vùng nghiên c u. ....................................................................... 26
2.1.1 c đi m đ a lý t nhiên .............................................................................. 26
2.1.2 c đi m khí h u, khí t ng vùng d án. .................................................... 26
2.1.3 c đi m th y v n ........................................................................................ 31
2.1.4 c đi m kinh t , xã h i ............................................................................... 34
2.1.5 T ng quan v h Tà R c – Su i Hành. ........................................................ 36
2.2 Các mô hình ng d ng xây d ng b n đ ng p l t ......................................... 43
2.2.1 Mô hình HDM ........................................................................................... 43
2.2.2 Ph n m m MIKE FLOOD WATCH ......................................................... 44
2.2.3 Mô hình MIKE FLOOD ............................................................................ 45
2.2.4 Mô hình NK-GIAS .................................................................................... 46
CH
NG 3: NG D NG MÔ HÌNH MIKE FLOOD MÔ PH NG CÁC K CH
B N VÀ XÂY D NG B N
NG P L T ........................................................... 48
3.1 D li u đ u vào s d ng trong tính toán ......................................................... 48
3.1.1 Tài li u khí t ng th y v n .......................................................................... 48
3.1.2 Tài li u đ a hình ............................................................................................ 53
3.1.3 Các k ch b n dùng đ tính toán .................................................................... 55
3.2 Thi t l p mô hình............................................................................................... 57
3.2.1 Mô hình th y l c 1 chi u.............................................................................. 57
3.2.2 Mô hình th y l c 2 chi u.............................................................................. 59
3.2.3 Mô hình th y l c Mike Flood ...................................................................... 63
iii


3.3 Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình .................................................................... 64
3.3.1 Mô hình th y l c 1 chi u.............................................................................. 64
3.3.2 Mô hình th y l c Mike Flood ...................................................................... 68
3.4 Mô ph ng các k ch b n v đ p và xây d ng b n đ ng p l t. ...................... 70

3.4.1 Các k ch b n l và v đ p ............................................................................ 70
3.4.2 K t qu tính toán xây d ng b n đ ng p l t................................................. 77
CH
NG 4: ÁNH GIÁ THI T H I DO NG P L T VÙNG H L U H
CH A THEO CÁC K CH B N L VÀ V
P .................................................. 83
4.1 ánh giá thi t h i h du h Tà R c – Su i Hành theo các k ch b n ng p
l t. ........................................................................................................................... 83
4.1.1
ánh giá thi t h i theo K ch b n 1 ............................................................ 83
4.1.2
ánh giá thi t h i theo K ch b n 2 ............................................................ 84
4.1.3
ánh giá thi t h i theo K ch b n 3 ............................................................ 86
4.2
xu t gi i pháp ng phó .............................................................................. 88
4.2.1 Gi i pháp công trình .................................................................................. 88
4.2.2 Gi i pháp phi công trình ............................................................................ 89
K T LU N VÀ KI N NGH ..................................................................................... 90
TÀI LI U THAM KH O........................................................................................... 91
PH L C ..................................................................................................................... 92

iv


DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 0.1: S đ khu v c nghiên c u ............................................................................... 3
Hình 1.1: V đ p Machchu 2, n
do m a l n .......................................................... 7
Hình 1.2: p Gleno v i ph n v

gi a v n còn đ n ngày nay .................................... 8
Hình 1.3: p m Hà đ c kh c ph c gia c sau s c ............................................. 10
Hình 1.4: Toàn c nh đ p Khe M sau s c v đ p ..................................................... 12
Hình 1.5: o n thân đ p b v ...................................................................................... 12
Hình 1.6: p v t i v trí c ng l y n c ...................................................................... 13
Hình 1.7: Các nguyên nhân v đ p ............................................................................... 15
Hình 1.8: Hình nh v đ p Teton n m 1976 ................................................................. 15
Hình 1.9: Hình th c tràn đ nh (a) và xói ng m (b)........................................................ 16
Hình 1.10: Quá trình v tràn đ nh
Hình 1.11: Quá trình v xói ng m ............... 18
Hình 1.12: Hình d ng và c ch hình thành v t v ....................................................... 18
Hình 2.1: V trí nghiên c u vùng d án ......................................................................... 27
Hình 2.2: Quá trình l đ n h Tà R c. .......................................................................... 33
Hình 2.3:
ng quá trình l đ n h Su i Hành........................................................... 34
Hình 3.1: Bi u đ m a ng v i các k ch b n ................................................................ 48
Hình 3.2: Bi u đ tr n m a l n nh t n m 2010 ............................................................ 49
Hình 3.3: Bi u đ tr n m a t ngày 6-12/11/2013 ....................................................... 49
Hình 3.4: Bi u đ l ng m a t ngày 27/12/2014 - 6/01/2015 .................................... 50
Hình 3.5:
ng quá trình m c n c tri u ng v i các t n su t .................................. 50
Hình 3.6: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 28/10 - 5/11 n m 2010 ......................... 51
Hình 3.7: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 6 - 12/11 n m 2013 .............................. 51
Hình 3.8: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 01 - 7/4 n m 2014 ................................ 52
Hình 3.9: M c n c tri u Cam Ranh t ngày 27/12/2014 - 6/01/2015 ........................ 52
Hình 3.10: B n đ DEM khu v c nghiên c u ............................................................... 54
Hình 3.11: B n đ v trí m t c t ngang sông ................................................................. 55
Hình 3.12: Biên t p m t c t ngang sông........................................................................ 58
Hình 3.13: S đ th y l c m ng l i sông ................................................................... 59
Hình 3.14: B n đ mô hình s đ cao (DEM) khu v c tính toán ................................. 60

Hình 3.15: Chia l i phi c u trúc mi n tính .................................................................. 61
Hình 3.16: L i chia chi ti t các công trình .................................................................. 62
Hình 3.17: K t n i c s d li u trong MIKE 21FM .................................................... 62
Hình 3.18: H s nhám manning M mi n tính .............................................................. 63
Hình 3.19: Liên k t mô hình m t và hai chi u .............................................................. 64
Hình 3.20: K t qu hi u ch nh t i tr m th y v n Tà R c .............................................. 66
Hình 3.21: K t qu ki m đ nh đ t 1 t i tr m th y v n Tà R c ..................................... 67
Hình 3.22: K t qu ki m đ nh đ t 2 t i tr m th y v n Tà R c ..................................... 67
Hình 3.23: V trí v t l đi u tra n m 2010 .................................................................... 69
v


Hình 3.24: H
Hình 3.25:
Hình 3.26: B
Hình 3.27: B
Hình 3.28: B

s nhám c a mô hình Mike21................................................................ 69
ng quá trình v đ p ng v i l ki m tra 0,2%, h Tà R c ................... 77
n đ ng p l t h du sông Tà R c khi x l ki m tra, t n su t 0,2%. ...... 78
n đ ng p l t h du sông Tà R c khi x l c c đ i, t n su t 0,01%. ...... 80
n đ ng p l t h du sông Tà R c khi v đ p Tà R c .............................. 82

vi


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1: Các công th c hay đ c s d ng[11], [12], [13] ..........................................19
B ng 1.2: Các cách phân lo i thi t h i do ng p l t gây ra ............................................24

B ng 2.1: B ng t ng h p đ c tr ng l u v c h Tà R c, Su i Hành .............................27
B ng 2.2: c tr ng nhi t đ trung bình tháng, n m ....................................................28
B ng 2.3:
m t ng đ i trung bình tháng, n m .......................................................28
B ng 2.4: S gi n ng trung bình tháng, n m ...............................................................28
B ng 2.5: T c đ gió trung bình các tháng, n m ..........................................................29
B ng 2.6: T c đ gió l n nh t .......................................................................................29
B ng 2.7: L ng m a bình quân các tháng các tr m lân c n l u v c ..........................30
B ng 2.8: L ng m a ngày l n nh t thi t k tr m Cam Ranh, Khánh S n .................30
B ng 2.9: L ng m a ngày l n nh t khu v c nghiên c u, h du h Tà R c; Su i Hành
............................................................................................................................................ 31
B ng 2.10: M ng l i tr m khí t ng th y v n khu v c nghiên c u ...........................31
B ng 2.11: Tóm t t đ c tr ng l thi t k h Tà R c .....................................................32
B ng 2.12: Tóm t t đ c tr ng l thi t k h Su i Hành ................................................33
B ng 2.13: Th ng kê dân s vùng h du h Tà R c .....................................................34
B ng 2.14: Th ng kê dân s các xã vùng nh h ng chính h du h Tà R c ..............35
B ng 2.15: B ng thông s c b n c a h ch a .............................................................37
B ng 2.16: B ng thông s c b n c a đ p ....................................................................38
B ng 2.17: B ng thông s tràn ......................................................................................38
B ng 2.18: B ng thông s k thu t c ng l y n c........................................................39
B ng 2.19: Thông s k thu t h th ng kênh t i ........................................................39
B ng 2.20: Thông tin v h ch a n c Su i Hành .......................................................40
B ng 3.1: L ng m a ngày l n nh t khu v c nghiên c u ............................................48
B ng 3.2: c tr ng tri u thi t k - tr m C u á .........................................................50
B ng 3.3: B ng t ng h p các k ch b n tính toán ...........................................................56
B ng 3.4: Ch tiêu Nash c a WMO ...............................................................................65
B ng 3.5: Thông s nhám c a h th ng sông Tà R c ...................................................66
B ng 3.6: K t qu hi u ch nh mô hình Mike Flood ......................................................68
B ng 3.7:
ng l u l ng x l H Tà R c (m3/s) ....................................................70

B ng 3.8:
ng quá trình l thi t k H Su i Hành ...................................................71
B ng 3.9: K t qu tính toán v đ p ng v i l ki m tra 0,2%, h Tà R c ...................73
B ng 4.1: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 1 ...................................................83
B ng 4.2: S h và nhân kh u thu c các thôn n m trong ba xã b ng p k ch b n 1 .....84
B ng 4.3: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 2 ...................................................85
B ng 4.4: S h và nhân kh u thu c các thôn n m trong ba xã b ng p k ch b n 2 .....85
B ng 4.5: Di n tích ng p theo c p đ sâu k ch b n 3 ...................................................86
B ng 4.6: S h và nhân kh u thu c các thôn n m trong ba xã b ng p k ch b n 3 .....87
vii


U

M
1. Tính c p thi t c a đ tài
Các h ch a th y l i th

ng đ

c xây d ng ph c v đa m c tiêu nh : C p n

c cho

nông nghi p, công nghi p, sinh ho t, ho c ph c v các ngành kinh t khác nh giao
thông, du l ch, ch n nuôi và phát đi n. Tuy nhiên các h , đ p th y l i luôn là nh ng
công trình d b t n th

ng, nh t là khi có m a l l n. Các h ch a th y l i nh

th

ng đ

c xây d ng ch y u b ng v t li u đ a ph

th

ng đ

c đ a ph

ng đ m nh n nên ch t l

gây m t an toàn c a công trình khi tích n
nh h
hi n t
n

ng, công tác qu n lý v n hành

ng h đ p b xu ng c p nhanh chóng

c. Ngoài ra trong nh ng n m g n đây do

ng c a bi n đ i khí h u, tình hình th i ti t di n ra b t th
ng s t l đ t th

ng: M a to, bão l n,

ng ngu n làm gia t ng nguy c m t an toàn c a đ p.

c ta g n đây nhi u s c v đ p đã x y ra, nh v đ p Khe M - Hà T nh (2010) do

m a l n kéo dài làm l
v đ ph C n

ng n

c h và sông t ng v

n, Ngh An (2013), đ p ph

t m c an toàn gâp v đ p. Hay s c

m Hà

ng, Qu ng Ninh (2014).

gi m thi u t i đa thi t h i c a s c v đ p có th x y ra, ngoài vi c đánh giá an
toàn h đ p đ nh k , c ng c n có các bi n pháp d báo ng p l t h du k t h p v i
ph

ng án đ s tán ng

i dân đ n khu an toàn tr

nh ng công vi c c n làm đ xây d ng ph

c khi x y ra s c . M t trong

ng án di t n là tính toán mô ph ng các

nguyên nhân v đ p c ng nh xây d ng các k ch b n v đ p, t đó xây d ng các b n
đ ng p l t, tránh tr

ng h p ng

i dân có th di chuy n vào nh ng vùng ng p sâu

h n. Các b n đ ng p l t còn góp ph n quan tr ng trong công tác quy ho ch vùng s
d ng đ t.
D a vào các b n đ ng p này, ph n nào đánh giá đ
gián ti p v ng

c nh ng thi t h i tr c ti p ho c

i và c a, t đó các đ n v qu n lý đ a các ph

ng án di d i, và c nh

báo khi có s c v đ p x y ra, b o đ m gi m thi u t i đa các nh h
ho t đ ng s n xu t c ng nh đ m b o tính m ng c a ng

i dân

ng c a s c đ i

vùng h du.

L u v c sông Tà R c có di n tích l u v c 250 km2. Trên l u v c có 2 h là H Tà
R c v i dung tích 23,5 tri u m3 và h Su i Hành v i dung tích 9,5 tri u m3. C 2 h
1


trên đã đi vào v n hành, vi c thi t k , v n hành và b o trì theo các tiêu chu n an toàn
do Nhà n

c ban hành. Các ch tiêu thi t k th hi n yêu c u t ng hòa gi a đi u ki n

kinh t , k thu t, quy mô, đ c đi m và t m quan tr ng c a công trình. Ngoài ra, trong
quá trình v n hành, khai thác, có th có nh ng bi n c , r i ro không th l
đ

c nh các h h ng, l l n b t th

ng, đ ng đ t quá tiêu chu n, sai sót trong v n

hành, bi n đ i các đi u ki n t nhiên,…d n đ n x y ra các tr
toàn c a h ch a n

ng h t

c Tà R c, Su i Hành c ng nh h

đ ng ng phó v i các đi u ki n b t th

ng h p kh n c p. An

ng tr c ti p đ n h du.

ng, c n ph i d ki n đ

c các tr

ch

ng h p,

tình hu ng x u ngoài mong mu n có th x y ra và t đó có k ho ch chi ti t đ phòng,
ng n ch n x y ra tình hu ng x u ho c h n ch t i đa thi t h i khi x y ra s c

c khu

v c công trình và h du công trình. K t qu c a vi c nghiên c u tính toán các tr
h p x l c ng nh tr

ng h p v đ p là l p đ

ng

c b n đ ng p l t vùng h du dùng đ

xác đ nh ph m vi vùng ng p, m c đ ng p, l p các k ho ch ng phó kh n c p, gi m
nh thi t h i khi x l c ng nh công trình g p s c .
T nh ng s c n thi t trên, lu n v n đã l a ch n nghiên c u và đánh giá nh ng thi t
h i có th do ng p l t vùng h du l u v c sông Tà R c theo các k ch b n l và v đ p
v i tên đ tài c th nh sau: “Nghiên c u, đánh giá thi t h i do ng p l t vùng h du
liên h ch a l u v c sông Tà R c theo các k ch b n l và v đ p”
2. M c đích c a lu n v n.

Mô ph ng k ch b n liên h ch a Tà R c – Su i Hành và phân tích di n bi n ng p l t
vùng h l u h b ng mô hình th y đ ng l c h c MIKE FLOOD. Xây d ng b n đ ng p
l t, đánh giá các thi t h i tr c ti p và gián ti p đ n vùng h l u h . Các k t qu đó s
giúp cho các nhà qu n lý, c quan qu n lý, khai thác h và ng

i dân vùng h l u h có

các nh n th c v nguy c và đ ra các bi n pháp phòng tránh, gi m thi u thi t h i.
3.

it

ng, ph m vi nghiên c u

Ph m vi vùng nghiên c u: Ph m vi nghiên c u c a d án bao g m toàn b l u v c
sông Tà R c và su i Trà Hoa.
phía Tây, Tây B c,
đ

ây là m t vùng lòng ch o, gi i h n b i các tri n núi

ông Nam và bi n

ông. Trong khu v c này có hai h ch a đã

c xây d ng. H Tà R c n m trên sông Tà R c và h Su i Hành trên dòng Su i
2


Hoa. Hai h n m trên hai l u v c khác nhau nh ng đ u có chung khu v c h du là

vùng tr ng ven bi n thu c huy n Cam Lâm và thành ph Cam Ranh (Xem hình 0.1).
Vùng nghiên c u thu c đ a ph n ph
ph Cam Ranh, xã Cam Ph
c u nh và t

ng Ba Ngòi và xã Cam Ph

c Tây c a huy n Cam Lâm.

c

ông c a thành

a hình khu v c nghiên

ng đ i d c so v i các khu v c khác. H th ng sông su i nh , ng n và

r t d c, bao quanh vùng h l u là vùng đ i núi cao v i đ nh núi ph bi n t 400 600m. Vùng đ ng b ng nh h p và b co th t

g n c a ra, do đó làm ch m kh n ng

thoát l vào v nh Cam Ranh. Ng p l t h l u là t h p l c a sông Tà R c và su i
Hành, hai sông này không nh p vào nhau và có s trao đ i n
c a ra 2 sông đ

c khi l tràn b ,

c n i v i nhau b i L ch C u 2.

Vùng nghiên c u có tuy n giao thông quan tr ng là Qu c l và đ

đ

g n

ng s t, các tuy n

ng này c ng làm gi m đáng k kh n ng thoát l ra bi n. Khu v c trung du còn có

t nh l 9 c ng c n tr dòng ch y và làm ch m quá trình truy n l v h du.

Hình 0.1: S đ khu v c nghiên c u
3


4. N i dung nghiên c u
C n c vào đi u ki n t nhiên khu v c, các tài li u t nhiên, dân sinh xã h i thu th p
đ

c và đ c đi m công trình c a h ch a, th c hi n vi c tính toán th y l c m ng l

i

sông h du và l p b n đ ng p l t theo các k ch b n l và v đ p.
5. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u

- Cách ti p c n: Thu th p các tài li u có liên quan nh các đi u ki n khí t
v n, tài li u đ a hình, tình hình l , thi t h i do l t i đ a ph
- Ph

ng pháp th ng kê và x lý s li u: Ph

phân tích, th ng kê các tài li u khí t

ng th y

ng,…

ng pháp này đ

c s d ng trong vi c

ng th y v n, nh ng thi t h i do l l t, x lý các

tài li u đ a hình và s li u ph c v cho quá trình phân tích, tính toán c a lu n v n.
- Ph

ng pháp mô hình toán: S d ng mô hình MIKE FLOOD đ tính toán v đ p

theo các k ch b n, t đó xác đ nh vùng ng p và đ sâu ng p. K t h p v i công ngh
GIS đ xây d ng b n đ ng p l t và tính toán thi t h i.
- Ph

ng pháp k th a: Trong quá trình th c hi n, lu n v n c n tham kh o và k th a

các k t qu có liên quan đã đ

c nghiên c u tr

c đây c a các tác gi , c quan và t

ch c khác. Nh ng th a k nh m làm k t qu tính toán c a lu n v n phù h p h n v i
th c ti n c a l u v c.
6. Các k t qu đ t đ

c.

V c b n b n đ ng p l t s th hi n đ

c các y u t sau:

-

Di n bi n c a quá trình ng p l t (đ sâu và di n tích ng p theo th i gian);

-

H

-

Th i đi m l b t đ u nh h

-

ng đi và c

ng đ c a l quét (n u có),
ng lên tính m ng và c a c i v t ch t;

ng p sâu l n nh t t i t ng v trí;

-

Di n tích ng p l n nh t ng v i m t con l ;

-

Thi t h i do ng p gây ra nh :

•

Di n tích làng m c, đ ng ru ng, mùa màng bi ng p,

•

S l

•

Các c s h t ng b ng p: đ

ng dân b nh h

ng do ng p,
ng sá, nhà c a, tr
4

ng h c, b nh vi n, doanh tr i,

•

Các c s kinh t nh nhà máy, xí nghi p, kho tàng, h m m ,

•

Các c s an ninh, qu c phòng, vv…

-

Th i gian nh h

ng c a l

5


CH
NG 1: T NG QUAN V MÔ HÌNH NGHIÊN C U V
ÁNH GIÁ THI T H I

P VÀ

1.1 T ng quan v mô hình nghiên c u v đ p
1.1.1 M t s tr

ng h p v đ p trên Th gi i và Vi t Nam

Trên th gi i nói chung và Vi t Nam nói riêng có r t nhi u con đ p b v do nhi u
nguyên nhân khác nhau. D

i đây là m t s tr

ng h p v đ p đã x y ra trên th gi i

và Vi t Nam.
1.1.1.1) Trên th gi i
p Kelly Barnes, M
Kelly Barnes là đ p ch n b ng đ t

bang Georgia, M . Vào ngày 6/11/1977 sau m t

tr n m a l n đ p đã b v làm 39 ng

i thi t m ng và thi t h i v tài s n lên đ n 3.8

tri u USD. Sau tr n m a r t l n kéo dài t tr a đ n đêm ngày 5/11 sáng s m ngày
6/11/1977, lúc 1h30, con đ p đã v

t qua gi i h n ch u đ ng và

t tuôn n

c v phía

h l u. Theo đi u tra, nguyên nhân d n đ n s c là khi xây d ng công trình các k s
đã tính toán sai v đ d c mái đ p. Chính vì đi u này đã làm thay đ i tr ng tâm và kh
n ng ch u l c c a đ p trong đi u ki n tr i m a l n. M c dù ch m t s c nh c ng có

th làm c con đ p b n
th

c cu n trôi và nguyên nhân chính là do kh i đ t có kích

c 3.7×9.1m b cu n trôi lúc ban đ u gây ra s c . [1]
p Machchu 2, Morbi - n

V đ p Machchu - 2 t i Morbi,
ngày 11/8/1979.
t

ng n

m ng

n

là m t th m h a liên quan đ n l , x y ra vào

p Machchu - 2 n m trên sông Machchu đã b v , t o ra m t b c

c kh ng l , quét qua th tr n Morbi gây ra thi t h i r t l n khi s ng
c tính lên đ n 25.000 ng

i.

Nguyên nhân c a s c là nh ng tr n m a l n

đ u ngu n, làm con đ p đ p b ng đ t

dài 4km b tan rã. Kh n ng thi t k c a đ p ch ch u đ
khi tr n m a l n n m đó làm l u l

i thi t

cl ul

ng 5.663 m3/s trong

ng lên đ n 16.307 m3/s, g p 3 l n s c ch u đ ng

c a công trình.
6


Hình 1.1: V đ p Machchu 2, n
Trong vòng 20 phút, n

do m a l n

c l đã dâng t 3.7m lên 9.1m, nh n chìm toàn b th tr n

công nghi p Morbi n m sau con đ p 5km. Trong quá trình tái xây d ng, con đ p m i
đã đ

c t ng c

ng kh n ng ch u đ ng v i l u l

V v đ p Machchu - 2 đã đ

ng lên đ n 21.000m3/s.

c ghi vào sách k l c Guinness nh m t th m h a kinh

hoàng nh t t ng x y ra trên th gi i. [2]
p Gleno, Italia
Gleno là con đ p nhi u t ng đ
Con đ p đ

c xây d ng trên sông Gleno

Valle di Scalve, Italia.

c xây d ng t n m 1916 đ n n m 1923 v i m c tiêu s n xu t đi n n ng.

Tuy nhiên, ch sau 40 ngày sau khi n

cđ

c ch a đ y ph n lòng h , thì m t ph n

l n c a đ p đã b v vào ngày 1/12/1923 làm 356 ng
N m 1916 đ p Gleno đã chính th c đ
đ pb tđ uđ

c kh i công.

i thi t m ng.

n n m 1920 nh ng ph n t

c xây d ng. Tháng 9 n m đó các quan ch c đ a ph

ng

ng đã đ a ra

nh ng c nh báo v vi c đ n v thi công không s d ng lo i v a xi m ng không thích
h p.
7


N m 1921 do thi u kinh phí, thi t k đ p Gleno đã thay đ i t đ p bê tông tr ng l c
chuy n sang đ p nhi u t ng.
tích n

n ngày 22/10/1923, con đ p đã hoàn thành và b t đ u

c t nh ng c n m a l n.

Hình 1.2:

p Gleno v i ph n v

gi a v n còn đ n ngày nay

Ngày 1/12/1923, khi s c x y ra, nh ng n l c kh c ph c đã hoàn toàn th t b i. M t
l

ng n

phía d
ng

c kho ng 4.5 tri u m3 đã tràn ra t đ cao 1 535m xu ng vùng thung l ng
i. Th m h a ch ng ng l i khi m c n

c ch còn 186m. S c làm ít nh t 356

i thi t m ng.

Theo nh ng đi u tra sau đó, nguyên nhân d n đ n s c c a đ p Gleno ph n nhi u là
do ch quan. Vi c thi u kinh phí đã làm các nhà th u thay đ i thi t k và thi t k m i
đã không phù h p v i lo i móng đ

c thi công t tr

c.

Ngoài ra, tay ngh công nhân kém và nh ng sai ph m trong s d ng v t li u nh dùng
l

i ch ng l u đ n đã s d ng trong Th chi n I làm đ gia c các ph n c a công trình

c ng nh s d ng bê tông kém ch t l

ng. [1]

8

p h Lawn, M
ây là đ p đ t đ

c xây d ng trong công viên qu c gia Rocky Mountain, M . Nó đã

b s p vào ngày 15/7/1982 v i l

ng n

c tràn ra lên đ n 830 000 m3 làm 3 ng

ic m

tr i trong khu v c thi t m ng và thi t h i kinh t lên đ n 31 tri u USD.
Lawn là h t nhiên v i di n tích m t n
n

c là 66 000 m2

đ cao 3.3 km so v i m c

c bi n trên dãy núi Rocky. N m 1903, nhóm nh ng nông dân trong khu v c đã xây

d ng m t con đ p b ng đ t đ t ng di n tích m t n
đích cung c p n

c cho t

Khi con đ p b v , l

c c a h lên 190 000 m2 v i m c

i tiêu th y l i trong vùng.

ng n

c kh ng l đã ch y xu ng thung l ng phía d

đ 510 m3/s t o nên rãnh l n d

i thung l ng làm 3 ng

m ng. V i t c đ kh ng khi p này, c h n

i đang c m tr i

iv it c
đó thi t

c đã c n ch trong kho ng 1 phút. [1]

1.1.1.2) T i Vi t Nam
Theo th ng kê và kh o sát s b c a c quan ch c n ng,

Vi t Nam có h n 200 đ p

và h n 95% trong s đó là các đ p không đ t yêu c u. Ph n l n đ p và h ch a t p
trung

mi n Trung, n i có đ d c cao (m t bên giáp bi n, m t bên giáp núi). Vì v y,

nh ng l n x l và v đ p gây ra nh ng h u qu vô cùng kh ng khi p cho toàn b
ng

i dân trong khu v c.
p

S

m Hà, t nh Qu ng Ninh

c v

đ p

30/10/2014. Tr
c pn

ct

n

m Hà

c

m Hà là s

c v

đ p x y ra m i nh t

Vi t Nam vào ngày

c đó, c n m a t đêm 29 kéo dài đ n sáng 30/10 khi n con đ p cung

i tiêu cho c huy n
ng đ

m Hà b quá t i và v . Công trình th y l i h ch a

c kh i công xây d ng ngày 12/4/2006 v i t ng s v n đ u t

trên 500 t đ ng, t ngu n v n trái phi u Chính ph và v n ngân sách đ a ph
Công trình do Công ty t v n và chuy n giao công ngh Tr
thi t k , BQL đ u t và xây d ng th y l i 2 thi công. [3]

9

ng

ng.

i h c Th y L i


Hình 1.3:

p

m Hà đ

c kh c ph c gia c sau s c

Theo báo cáo c a t nh Qu ng Ninh, s c trên khi n mái h l u đ p chính b xói l
t 20 đ n 40 cm, hai vai đ p h h ng n ng, đ nh đ p b bóc m t s đo n.
lên đ p chính b n

c làm v , h ng 100 m chi u dài. Thi t h i

ng d n

c tính kho ng 10 t

đ ng.
V vi c c ng làm s p và h h ng n ng 5 c n nhà. Hàng nghìn gia súc, gia c m b ch t
trôi... Thi t h i tài s n dân sinh

c tính kho ng 19,5 t đ ng. Thi t h i v c s v t

ch t và trang thi t b y t c a Trung tâm y t kho ng 29 t đ ng.
Ngoài ra, s c còn làm h h i nhi u công trình tài s n công c ng nh khu v
công viên, kênh m

ng; giao thông s t l nghiêm tr ng v i

c tính thi t h i kho ng

26 t đ ng. Qu ng Ninh đang ti p t c đánh giá thi t h i khác do s c v đ p
gây nên.
V đ p Su i Tr u
p Su i Tr u

Khánh Hòa

Khánh Hoà b s c 4 l n:

- L n th 1: n m 1977 v đ p chính l n 1
- L n th 2: n m 1978 v đ p chính l n 2
10

n hoa

m Hà


- L n th 3: n m 1980 xu t hi n l rò qua đ p chính
- L n th 4: n m 1983 s t mái th

ng l u nhi u ch , xu t hi n 7 l rò

p Su i Tr u có dung tích 9,3 tri u m3 n
dài thân đ p: 240m.

đuôi c ng.

c. Chi u cao đ p cao nh t là 19,6m. Chi u

n v t v n thi t k : Công ty KSTK Thu l i Khánh Hoà.

n

v thi công: Công ty công trình 4-5, B Giao thông V n t i. [4]
Nguyên nhân c a s c :
- V thi t k : Xác đ nh sai dung tr ng thi t k . Trong khi dung tr ng khô đ t c n
đ t g = 1,84 T/m3 thì ch n dung tr ng khô thi t k g k = 1,5T/m3 cho nên không c n
đ m, ch c n đ đ t cho xe t i đi qua đã có th đ t dung tr ng yêu c u, k t qu là đ p
hoàn toàn b t i x p.
- V thi công: ào h móng c ng quá h p không còn ch đ ng
mang c ng.

t đ p không đ

c ch n l c, nhi u n i ch đ t dung tr ng

khô g k =1,4T/m3, đ đ t các l p quá dày, phía d
-

V qu n lý ch t l

i đ m đ ng đ m đ t

i m i l p không đ

c đ m ch t.

ng: Không th m đ nh thi t k . Giám sát thi công không ch t

ch , nh t là nh ng ch quan tr ng nh mang c ng, các ph n ti p giáp gi a đ t và bê
tông, không ki m tra dung tr ng đ y đ . S l
h n quy đ nh c a tiêu chu n, th

ng l y m u thí nghi m dung tr ng ít

ng ch đ t 10%. Không đánh d u v trí l y m u.

Nh v y s c v đ p Su i Tr u đ u do l i c a thi t k , thi công và qu n lý.
S c đ p Khe M – huy n H
p Khe M đ

ng S n, t nh Hà T nh

c xây d ng t n m 1993, s c ch a 730.000 m3; cung c p n

c cho

xã S n Hàm, S n Di m, S n Phú và th tr n Ph Châu. S c đ p x y ra lúc 7h sáng
ngày 16/10/2010. Nguyên nhân s c là do đ p đ
nghiêm tr ng. [5]

11

c xây d ng đã lâu nên xu ng c p


Hình 1.4: Toàn c nh đ p Khe M sau s c v đ p

Hình 1.5: o n thân đ p b v

S c đ p Z20, (KE 2/20 REC) huy n H
H ch a Z20 đ

ng S n, t nh Hà T nh

c đ a vào s d ng n m 2008, đ p đ t cao 12.5 m, c ng l y n

tông c t thép có đ

c bê

ng kính D = 0.6 m. S c x y ra r ng sáng ngày 06/06/2009, đ p

b v t i v trí c ng l y n

c; thân c ng b gãy ngang và b n

c cu n trôi v h l u;

n n c ng b xói sâu đ n 3m. D n đ n s c này có hai nguyên nhân chính: Th nh t là
do đ t đ p xung quanh thân c ng không đ
12

c đ m ch t đ m b o yêu c u ch ng th m.


Trong đó thi t k có l i là không quy đ nh c th v ch tiêu đ t đ p xung quanh c ng,
thi công không th c hi n đ y đ quy trình, đ p đ t th công xung quanh c ng và ki m
tra ch t l

ng đ t đ p và không giám sát đ y đ quá trình đ p quanh thân c ng và l y

m u ki m tra ch t l

ng. Th hai là mái h móng b trái đào quá d c, không đ m b o

n i ti p an toàn gi a thân đ p và b trái. Trong đó, thi t k có l i khi không ghi chú rõ
ràng yêu c u làm chân khay

đáy đ p và rãnh thoát n

c

chân h l u đ p đo n vai

trái; thi công thì đào mái h móng phía trái quá d c, không theo đúng b n v thi t k ,
không làm chân khay

đáy đ p và rãnh thoát n

c

h l u chân đ p đo n vai trái và

giám sát không phát hi n nh ng sai khác c a thi công so v i thi t k đ x lý k p
th i.[5]

Hình 1.6:

p v t i v trí c ng l y n

c

1.1.2 Các nguyên nhân gây v đ p
p là công trình tr n

c. V đ p có th có nhi u hình th c, bao g m c s tr

đ ho c v thân đ p. H ch a có tr l

ng l n khi v đ p có th gây ra l l t l n

t, s t
h

l u. V đ p có th do b t k m t, ho c m t s k t h p, trong nh ng nguyên nhân sau
đây:
- Bi n đ i khí h u m a t p trung v i c

ng xu t l n, l x y ra b t th
13

ng, trái v i quy


ho ch. Ph n l n các h đ

c xây d ng tr

c th p k 80 theo tiêu chu n c , tràn x l

thi u kh n ng thoát l , không đ y đ tài li u tính toán (tài li u khí t

ng, thu v n,

đ a ch t..).
- N ng l c đ p tràn không đ y đ , d n đ n tràn đ nh
- V t li u đ a vào thi công các h ng m c, sau th i gian dài khai thác s d ng các k t
c u b m c.
- Xói mòn n i b gây ra b i kè, rò r thân đ p ho c đ
-B od

ng ng

ng không đúng, trong đó có v đ p khi lo i b cây, s a ch a các v n đ rò r

n i b , ho c duy trì ho t đ ng c a c a x , van các thành ph n ho t đ ng khác
- Thi t k không đúng cách ho c s d ng các v t li u xây d ng không đúng
- S t l đ t vào các h ch a, gây dâng d n đ n tràn đ nh
-

ng đ t, mà th

ng gây ra các v t n t theo chi u d c t i các đ nh c a kè, d n đ n

v đ p
- Ch t l

ng công tác kh o sát, thi t k c theo tiêu chu n c ; không còn phù h p v i

th c t hi n tr ng, th
n

ng xuyên ki m tra công trình đ phát hi n k p th i vi c th m

c qua thân đ p, mang c ng gây v đ p (h Z20, h

á B c t nh Hà T nh; h Tây

Nguyên, t nh Ngh An).
- Công ngh thi công tr

c kia còn h n ch : Ch t l

ng thi công x lý n n, đ t đ p t i

các v trí ti p giáp (thân v i n n, n n, các vai, mang công trình...) không đ m b o ch t
l

ng, gây th m qua thân đ p, n n đ p.

- Phân c p quá sâu cho huy n xã qu n lý h đ p. Do v y không có cán b chuyên
ngành thu l i đ n ng l c. Thi u các thi t b quan tr c đo, th m dò d n đ n không
phát hi n đ

c và k p th i x lý các h h ng

- Nguyên nhân phá ho i khác

14

Hình 1.7: Các nguyên nhân v đ p

Hình 1.8: Hình nh v đ p Teton n m 1976
Tuy có r t nhi u nguyên nhân k trên nh ng ta có th nh n th y khi đ p v có th v
theo 2 d ng chính v tràn đ nh (overtopping) khi kh n ng x c a h nh h n khi l
đ n (l PMF, h ng c a van ....) và v xói ng m (pipping) khi xu t hi n dòng ch y qua
thân đ p (do th m, ho c do đ ng đ t t o ra v t n t trên thân đ p).

15


(a)

(b)

Hình 1.9: Hình th c tràn đ nh (a) và xói ng m (b)
1.1.3 Các ph

ng pháp xác đ nh, tính toán thông s v t v

1.1.3.1) C ch hình thành v t v
Quá trình truy n l xu ng h du do v đ p ph thu c r t nhi u vào các yêu t nh kích
th

c v t v , đ d c v t v , th i gian phát tri n v t v . Các thông s này đ

cg i

chung là thông s v t v . Vi c xác đ nh chính xác thông s c a v t v này r t ph c t p
đòi h i kh i l

ng tính toán và d li u l n và t ng h p.

có th s d ng các ph
+ Ph
ph

ng pháp sau:

ng pháp so sánh[10]: ây là ph

ng pháp đ n gi n nh t trong tính toán v đ p,

ng pháp này d a trên k t qu nghiên c u các đ p đã b v trong quá kh , trên c

s so sánh qua m i t
+ Ph
đ

xác đ nh thông s v t v

ng pháp kinh nghi m[10]: Ph

c t các tr

tích kh i n

c ch a, chi u sâu m c n

ng pháp này d a trên phân tích th ng kê thu
c h , di n tích h ...Các thông s này đ

ng pháp bình quân nh nh t ho c v các đ

ng pháp kinh nhi m đã đ

các ph

ng t .

ng h p v đ p. Quan h gi a các thông s v đ p v i th tích đ p, th

d ng th ng kê theo ph
ph

ng quan v i đ p nghiên c u đ đ a ra các thông s t

c nghiên c u và áp d ng t

ng pháp ph bi n nh t bao g m: ph

c xây

ng bao. Có nhi u

ng đ i t t trong th c t ,

ng pháp MacDonad & Langridge –

Monopolis (1984), USBR (1988) Washington State (2007), Froehlich (2008)...
+ Ph

ng pháp mô hình toán: Có nhi u ph
16

ng pháp mô hình toán đ

c xây d ng


trên các s s lý thuy t khác nhau áp d ng cho xác đ nh các thông s v t v . Có
ph

ng pháp xác đ nh d a trên b n ch t v t lý s d ng lý thuy t xói và v n chuy n

bùn cát theo các hàm và đi u ki n r ng bu c d a trên tính ch t c h c đ t c a v t li u
đ p đ p; Ph

ng pháp mô hình th y v n d a trên các ph

gi i tích ho c th c nghi m gi a l u l
th y l c mô ph ng d a trên các ph
ph
+ Ph

ng trình n ng l

ng và m c n

ng trình liên t c và quan h
c t i các v trí; Ph

ng trình đ ng l c h c, ph

ng pháp

ng trình liên t c, và

ng ( Sóng gián đo n) đ mô ph ng các y u t v đ p.

ng pháp mô hình v t lý: Ph

ng pháp mô hình v t lý là ph

ng pháp mô ph ng

th c t quá trình hình thành v t v đ p b ng các mô hình có tính ch t t
công trình nghiên c u, ph

ng pháp này đòi h i kh i l

nên không ph i công trình nào c ng có th đáp ng đ

ng công vi c và kinh phí l n
c.

Trên th gi i hi n nay vi c xác đ nh các thông s v t v th
các công th c kinh nghi m đây là ph

ng đ

c xác đ nh qua

ng pháp cho k t qu t t nhanh và đ m b o chi

phí cho nghiên c u. Trong Lu n v n l a ch n ph

ng pháp công th c kinh nhi m đ

xác đ nh các thông s c a v t v c a các công trình h
đ p chính. Các thông tin này đ

ng t v i

ng M trong tr

ng h p v

c s d ng làm đ u vào cho mô hình th y l c MIKE

11 trong mô đun v đ p đ mô ph ng v t v .
C ch v đ p đ

c mô t b i các thông s v đ p: chi u r ng v t v B; chi u cao v t

v h; và th i gian v đ p T; hình d ng v t v có th đ

c quy đ nh là hình thang, hình

ch nh t, ho c hình tam giác. S hình thành l v có d ng hình thang v i c ch hình
thành tuy n tính đ

c thông qua trong tr

ng h p này v i m c đích xây d ng mô hình

v đ p nguy hi m nh t, d a trên gi đ nh r ng l v đ p n
th i gian.

17

c thay đ i tuy n tính v i


Hình 1.10: Quá trình v tràn đ nh

Hình 1.11: Quá trình v xói ng m

Hình 1.12: Hình d ng và c ch hình thành v t v
1.1.3.2) Các công th c kinh nghi m xác đ nh các thông s v t v
Các công th c kinh nhi m xác đ nh v t v :
MacDonald & Langridge-Monopolis (1984) tính toán l

ng bùn cát b xói khi x y ra

v đ p thông qua m i quan h v i tích s c a dung tích c a h và chênh l ch l n nh t
m cn

c h v i đáy v t v . T kh i l

ng b xói này cùng v i kích th
18

c c a đ p,