Nghiên cứu, đánh giá thiệt hại do ngập lụt vùng hạ lưu hồ chứa theo các kịch bản vỡ đập hồ đồng mỏ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.65 MB, 102 trang )
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 l u h
ng M ” c a h c viên đã đ
ch a theo các k ch b n v đ p h
nghiên c u theo quy t đ nh s
Hi u tr
ng tr
ng
c Nhà tr
ng giao
1321/Q - HTL ngày 10 tháng 08 n m 2015 c a
i h c Th y L i.
Trong th i gian h c t p t i tr
ng v i s giúp đ c a các th y cô giáo và đ c bi t là
th y giáo TS V Thanh Tú, h c viên đã t nghiên c u và th c hi n đ tài này.
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
tài li u (n u có) đã đ
i b t k hình th c nào.Vi c tham kh o các ngu n
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
inh Ng c Hà
i
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 th y giáo TS V Thanh Tú đã h
nhi u th i gian và tâm huy t h
ng d n t n tình chu đáo, dành r t
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, 03 tháng 03 n m 2016
H c viên
inh Ng c Hà
ii
M CL C
M
U .........................................................................................................................1
1. Tính c p thi t c a đ tài .............................................................................................1
2.M c tiêu nghiên c u ...................................................................................................2
3.
it
ng, ph m vi nghiên c u ..................................................................................3
4.Cách ti p c n và ph
CH
ng pháp nghiên c u ...............................................................3
NG 1:T NG QUAN V MÔ HÌNH NGHIÊN C U V
THI T H I
P VÀ ÁNH GIÁ
.........................................................................................................4
1.1T ng quan v mô hình nghiên c u v đ p..................................................................4
1.1.1 Các nguyên nhân gây v đ p ................................................................................4
1.1.2 M t s tr
ng h p v đ p trên Th gi i và Vi t Nam .........................................6
1.1.2.1 Trên th gi i ........................................................................................................6
1.1.2.2 T i Vi t Nam .......................................................................................................9
1.1.3 Các ph
ng pháp xác đ nh, tính toán thông s v t v .......................................13
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 .......................17
1.1.4.1 Trên th gi i ......................................................................................................17
1.1.4.2 T i Vi t Nam .....................................................................................................19
1.2 T ng quan v ph
CH
ng pháp đánh giá thi t h i l l t ..............................................20
NG 2:GI I THI U VÙNG NGHIÊN C U VÀ CÁC MÔ HÌNH
NG D NG.
.......................................................................................................23
2.1 Gi i thi u vùng nghiên c u .....................................................................................23
2.1.1
c đi m đ a lý t nhiên ......................................................................................23
2.1.2M ng l
2.1.3
i khí t
ng th y v n ...............................................................................24
c đi m khí h u, khí t
ng vùng d án .............................................................26
2.1.3.1. Nhi t đ không khí, (T0C) ................................................................................26
2.1.3.2.
mt
ng đ i c a không khí, (U%) ............................................................27
2.1.3.3. S gi n ng .......................................................................................................27
2.1.3.4. Gió và v n t c gió m nh, V(m/s) .....................................................................27
2.1.3.5. Ch đ b c h i ..................................................................................................28
2.1.3.6. Ch đ m a .......................................................................................................28
2.1.3
c đi m th y v n ................................................................................................31
iii
2.1.3.1 M ng l
i sông ngòi l u v c nghiên c u ......................................................... 31
2.1.3.2 Ch đ dòng ch y l .......................................................................................... 32
2.1.4
c đi m kinh t , xã h i....................................................................................... 35
2.1.4.1 Hi n tr ng v dân s .......................................................................................... 35
2.1.4.2 Hi n tr ng đ t đai .............................................................................................. 36
2.1.4.3 Hi n tr ng h t ng xã h i .................................................................................. 36
2.1.5 Các thông s c b n c a h ch a ......................................................................... 36
2.2 Các mô hình ng d ng ............................................................................................ 38
2.2.1 Gi i thi u mô hình phân tích v đ p và mô ph ng ng p l t. ............................... 38
2.2.1.1 MIKE 11 ............................................................................................................ 39
2.2.1.2 MIKE 21 ............................................................................................................ 42
2.2.1.3 MIKE FLOOD .................................................................................................. 43
2.2.2
ng d ng công c GIS trong xây d ng b n đ ng p l t và phân tích thi t h i ... 45
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 ...................................................................... 47
3.1 D li u đ u vào s d ng trong tính toán ................................................................ 47
3.2.1 Mô hình hóa m ng l
i sông và vùng nghiên c u ............................................... 49
3.2.1.1 Xây d ng m ng l
i th y l c m t chi u MIKE 11 .......................................... 49
3.2.1.2 Xây d ng m ng l
i th y l c hai chi u MIKE 21............................................ 52
3.2.1.3 K t n i hai mô hình trong MIKEFLOOD ......................................................... 53
3.2.2 Hi u ch nh và ki m đ nh mô hình ........................................................................ 53
3.3 Mô ph ng các k ch b n v đ p và xây d ng b n đ ng p l t................................. 55
3.3.1 L a ch n các k ch b n gây v đ p
ng M ....................................................... 55
3.3.2 Tính toán các thông s v t v .............................................................................. 57
3.3.3 Các k t qu tính toán v đ p và di n bi n h du.................................................. 58
3.3.4 Xây d ng b n đ ng p l t h du đ p ng v i các ph
ng án v đ p .................. 65
3.3.4.1 D li u đ u vào dùng trong xây d ng b n đ ................................................... 65
3.3.4.3 K t qu xây d ng b n đ ng p l t cho các k ch b n v đ p ............................. 66
CH
NG 4: ÁNH GIÁ THI T H I DO NG P L T VÙNG H
THEO CÁC K CH B N V
PH
4.1 ánh giá thi t h i trên l u v c h
L UH
CH A
NG M .................................................... 74
ng M theo các k ch b n ng p l t ............... 74
iv
4.1.1 Xác đ nh các đ i t
ng ch u t n th
ng ..............................................................74
4.1.2 Hàm thi t h i ........................................................................................................76
4.2Xây d ng b n đ thi t h i cho vùng ng p l t...........................................................81
4.2.1 B n đ thi t h i vùng ng p l t h l u h
ng M v i k ch b n v đ p hình th c
tràn đ nh .........................................................................................................................83
4.2.2 B n đ thi t h i vùng ng p l t h l u h
ng M v i k ch b n v đ p hình
th c xói ng m ................................................................................................................85
K T LU N VÀ KI N NGH .......................................................................................87
TÀI LI U THAM KH O .............................................................................................88
DANH M C CÔNG TRÌNH Ã CÔNG B ..............................................................89
PH L C ......................................................................................................................90
v
DANH M C CÁC HÌNH NH
Hình 1-1 Các nguyên nhân v đ p .................................................................................. 5
Hình 1-2 Hình nh v đ p Teton n m 1976.................................................................... 5
Hình 1-3 Hình th c tràn đ nh (a) và xói ng m (b) .......................................................... 6
Hình 1-4 V đ p Machchu 2, n
Hình 1-5
p Gleno v i ph n v
Hình 1-6
p
m Hà đ
do m a l n ........................................................... 7
gi v n còn đ n ngày nay....................................... 8
c kh c ph c gia c sau s c ............................................. 10
Hình 1-7 Toàn c nh đ p Khe M sau s c v đ p ...................................................... 12
Hình 1-8 o n thân đ p b v ....................................................................................... 12
Hình 1-9
p v t i v trí c ng l y n
Hình 1-10 Quá trình v tràn đ nh
c ...................................................................... 13
Hình 1-11 Quá trình v xói ng m................. 15
Hình 1-12 Hình d ng và c ch hình thành v t v ....................................................... 15
Hình 2-1: B n đ th hi n v trí đ a lý khu v c nghiên c u .......................................... 23
Hình 2-2 M ng l
i tr m khí t
ng th y v n l u v c nghiên c u ............................... 26
Hình 2-3: Quá trình l thi t k , l ki m tra c a HCN
Hình 2-4: M ng l
ng M .................................. 35
i th y l c ....................................................................................... 39
Hình 2-5 K t n i tiêu chu n .......................................................................................... 43
Hình 2-6 K t n i bên ..................................................................................................... 44
Hình 2-7 K t n i công trình .......................................................................................... 44
Hình 3-1 K t qu hi u ch nh và ki m đ nh mô hình NAM theo l u v c t
ng t Ng c
Th ch trên sông Thanh L c ........................................................................................... 50
Hình 3-2 K t qu tính toán các biên khu gi a nh p l u ............................................... 51
Hình 3-3 M ng l
i th y l c m t chi u MIKE 11 ....................................................... 51
Hình 3-4 M ng l
i th y l c m t chi u MIKE 11 ....................................................... 52
Hình 3-5:
ng quá trình l u l
ng qua v t v và m c n
ch
t i th i đi m v đ p
....................................................................................................................................... 59
Hình 3-6:
ng quá trình m c n
Hình 3-7:
ng quá trình m c n
c t i ngã 3 su i Thác Lác – sông Phó áy .......... 59
c m t c t d c su i Thác Lác t i th i đi m xu t
hi n l l n nh t 11:10:00 ngày 18/8/1971 t sau thân đ p đ n nh p l u v i sông ...... 60
Hình 3-8: Di n bi n l u l
ng d c sông sau khi v đ p chính .................................... 60
vi
Hình 3-9: Di n bi n m c n
Hình 3-10
c d c sông sau khi v đ p chính ....................................61
ng quá trình l u l
ng qua v t v và m c n
ch
t i th i đi m v đ p
.......................................................................................................................................63
Hình 3-11:
ng quá trình m c n
Hình 3-12:
ng quá trình m c n
c t i ngã 3 su i Thác Lác – sông Phó áy ........63
c m t c t d c su i Thác Lác t i th i đi m xu t
hi n l l n nh t 11:10:19 - 18/8/1971 t sau thân đ p đ n nh p l u v i sông Phó
áy
.......................................................................................................................................64
Hình 3-13: Di n bi n l u l
ng d c sông sau khi v đ p chính ...................................64
Hình 3-14: Di n bi n m c n
c d c sông sau khi v đ p chính ..................................65
Hình 3-15: Model tính toán di n tích ng p l t ng v i các c p ng p ...........................66
Hình 3-16: B n đ ng p l t vùng h l u đ p
ng M ................................................67
Hình 3-17: B n đ ng p l t vùng h l u đ p
ng M ................................................69
Hình 3-18: B n đ ng p l t vùng h l u đ p
ng M ................................................71
Hình 4-1 B n đ s d ng đ t vùng nghiên c u .............................................................75
Hình 4-2 Hàm thi t h i cho nhà c p 4B – Vi t Nam [8] ...............................................77
Hình 4-3 Hàm thi t h i cho cây lúa gi ng Q5 [8] .........................................................78
Hình 4-4 Hàm thi t h i cho đ
ng giao thông [8] ........................................................80
Hình 4-5 B n đ thi t h i do v đ p chính h
ng M v i hình th c tràn đ nh ........83
Hình 4-6 B n đ thi t h i do v đ p chính h
ng M v i hình th c xói ng m .......85
vii
DANH M C B NG BI U
B ng 1-1 Các công th c hay đ
c s d ng[11], [12], [13] .......................................... 16
B ng 1-2 Các cách phân lo i thi t h i do ng p l t gây ra ............................................. 21
B ng 2-1 Các tr m khí t
B ng 2-2:
B ng 2-3:
ng th y v n cùng các y u t đo. th i k đo ........................ 25
c tr ng nhi t đ không khí đo t i tr m V nh Yên (T0C).......................... 27
mt
ng đ i trung bình các tháng trong n m tr m V nh Yên (U%) .... 27
B ng 2-4: S gi n ng trung bình tháng và n m tr m V nh Yên (1960 – 2000) .......... 27
B ng 2-5: T c đ gió trung bình các tháng trong n m tr m V nh Yên (Vm/s) ............ 28
B ng 2-6: V n t c gió l n nh t ng v i các t n su t P% (V m/s) ............................... 28
B ng 2-7: L
ng b c h i trung bình tháng Z Piche ( mm) .............................................. 28
B ng 2-8: Phân ph i l
B ng 2-9: L
ng t n th t b c h i trong n m (đ n v : mm) .......................... 28
ng m a trung bình tháng các tr m trong l u v c (mm) ........................ 29
B ng 2-10: K t qu tính toán m a t
i c a d án ....................................................... 30
B ng 2-11: Mô hình phân ph i m a t
i t n su t đ m b o P = 85% ........................... 30
B ng 2-12: L
ng m a 1 ngày l n nh t theo t n su t P i (%) ........................................ 30
B ng 2-13: Dòng ch y n m thi t k HCN
ng M .................................................... 33
B ng 2-14: Phân ph i dòng ch y n m t n su t P = 86% .............................................. 33
B ng 2-15: L u l
ng đ nh l ki m tra, đ nh l thi t k HCN
B ng 2-16: Các thông s k thu t chính c a h ch a n
c
ng M .................... 35
ng M ......................... 36
B ng 3-1 Th ng kê đi u tra v t l trong khu v c ......................................................... 49
B ng 3-2 Các liên k t trong MIKEFLOOD .................................................................. 53
B ng 3-3 K t qu hi u ch nh ki m đ nh mô hình............................................................ 54
B ng 3-4 K ch b n v đ p h ch a
ng M .............................................................. 57
B ng 3-5: Các thông s v đ p hình th c tràn đ nh...................................................... 57
B ng 3-6: Các thông s v đ p hình th c xói ng m ..................................................... 58
B ng 3-7: K t qu tính toán th y l c ............................................................................ 58
B ng 3-8: K t qu tính toán th y l c ............................................................................ 62
B ng 3-9 K t qu th ng kê di n tích và các c p ng p l t h l u đ p h
ng M khi
v đ p v i hình th c tràn đ nh ...................................................................................... 70
B ng 3-10: K t qu th ng kê di n tích và các c p ng p l t h l u đ p h
ng M khi
v đ p v i hình th c xói ng m...................................................................................... 72
viii
B ng 3-11: So sánh di n tích ng p các k ch b n ...........................................................73
B ng 4-1 B ng đánh giá nh h
ng c a ng p l t lên các th i k sinh tr
ng c a cây
lúa theo tiêu chu n Vi t Nam 14TCN.60-88 .................................................................78
B ng 4-2 Các hàm thi t h i xây d ng cho gi ng lúa Q5...............................................79
B ng 4-3 Chi phí s a ch a đ
ng giao thông
Vi t Nam ...........................................81
B ng 4-4 Giá tr thi t h i l n nh t c a các lo i hình s d ng đ t .................................81
B ng 4-5 Phân c p m c đ thi t h i ..............................................................................82
B ng 4-6 K t qu tính toán thi t h i cho các đ i t
ng ch u nh h
ng ......................84
B ng 4-7 K t qu tính toán thi t h i cho các đ i t
ng ch u nh h
ng ......................86
ix
U
M
1. Tính c p thi t c a đ tài
ng đ
Các h ch a th y l i th
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
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
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
hi n t
ng s t l đ t th
th y l i nh
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
ng n
c h và sông t ng v
Hay s c v đ p h C n
n, Ngh An (2013), đ p ph
t m c an toàn gâp v đ p.
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 k t h p v i ph
án đ s tán ng
i dân đ n khu an toàn tr
vi c c n làm đ xây d ng ph
ng
c khi x y ra s c . M t trong nh ng công
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 r 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
s c đ i 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
vùng h
du.
H ch a n
c
ng M , t nh V nh Phúc đ
1
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. Tuy nhiên, trong quá trình v n hành, khai thác, có th có nh ng bi n c , r i ro
không th l
ng h t 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
ng h p kh n c p. An toàn c a h ch a n
đ n h du.
các tr
c
ng M c ng nh h
ch đ ng ng phó v i các đi u ki n b t th
ng tr c ti p
ng, c n ph i d ki n đ
c
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
ng h p x l theo thi t k c ng nh tr
ng h p v đ p là l p đ
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 l u h ch a n
c
ng M theo các k ch b n 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 l u
h ch a theo các k ch b n v đ p h
ng M ”.
2. M c tiêu nghiên c u
Mô ph ng v đ p h
ng M 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 các đ i t
ng ch u t n th
ng vùng h l u h . Các
k t qu đó s giúp cho các nhà qu n lý, c quan qu n lý và 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.
Trong lu n v n này, s xây d ng b n đ ng p l t v i các k ch b n v đ p, xây d ng
b n đ thi t h i v i các k ch b n v đ p đ ng th i tính toán đ
t
ng ch u t n th
c thi t h i cho các đ i
ng đ làm c s khoa h c cho vi c quy ho ch phòng tránh l l t,
l a ch n các bi n pháp, thi t k các công trình nh m gi m thi u thi t h i khi có s c
2
v đ ph
3.
it
ng M .
ng, ph m vi nghiên c u
- Ph m vi nghiên c u: Nghiên c u xây d ng các k ch b n v đ p do xói ng m và tràn
đ nh trong tr
ng h p l ki m tra P = 0,2% , mô ph ng di n bi n ng p, đánh giá thi t
h i và m c đ thi t h i do ng p l t vùng h l u h
-
it
ng nghiên c u:
ng M .
ánh giá ng p vùng h l u h
ng M , tính toán m c đ
thi t h i đ n nhà c a, nông nghi p và giao thông.
4. 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
ARGIS 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.
3
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 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
t, s p
ng l n khi v đ p có th gây ra l l t l n
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
ho ch. Ph n l n các h đ
ng xu t l n, l x y ra b t th
c xây d ng tr
ng, trái v i quy
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 ho c 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
Nguyên, t nh Ngh An).
4
á B c t nh Hà T nh; h Tây
- 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
Hình 1-1 Các nguyên nhân v đ p
Hình 1-2 Hình nh v đ p Teton n m 1976
5
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).
(a)
(b)
Hình 1-3 Hình th c tràn đ nh (a) và xói ng m (b)
1.1.2 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.
1.1.2.1 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]
6
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.
Hình 1-4 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]
7
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.
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 1-5
p Gleno v i ph n v
gi 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
8
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]
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]
1.1.2.2 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
n
c
ct
n Hà là s
c
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
m Hà
v
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
9
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
ng
ng.
i h c Th y L i
thi t k , BQL đ u t và xây d ng th y l i 2 thi công. [3]
Hình 1-6
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:
10
n hoa
m Hà
- 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
- 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 1-7 Toàn c nh đ p Khe M sau s c v đ p
Hình 1-8 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
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
12
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 1-9
1.1.3 Các ph
p v t i v trí c ng l y n
c
ng pháp xác đ nh, tính toán thông s v t v
a. 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
xác đ nh thông s v t v
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
13
s so sánh qua m i t
+ Ph
đ
ng quan v i đ p nghiên c u đ đ a ra các thông s t
ng pháp kinh nghi m[10]: Ph
c t các tr
tích kh i n
c ch a, chi u sâu m c n
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 pháp này d a trên phân tích th ng kê thu
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 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
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
14
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
c thay đ i tuy n tính v i
th i gian.
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
b. 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 đ
15
c s d ng trong lu n v n:
