NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BẢO VỆ HẠ LƯU CÔNG TRÌNH THỦY LỢI, THỦY ĐIỆN

B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

B

NG

NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN

I H C TH Y L I

----------------------------

INH MAI HI N

NGHIÊN C U GI I PHÁP B O V H L U
CÔNG TRÌNH TH Y L I, TH Y I N

LU N V N TH C S K THU T

HÀ N I 2011


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O

TR

B

NG

NÔNG NGHI P VÀ PHÁT TRI N NÔNG THÔN

I H C TH Y L I

----------------------------

INH MAI HI N

NGHIÊN C U GI I PHÁP B O V H L U
CÔNG TRÌNH TH Y L I, TH Y I N

: Xây d ng công trình th y
: 60-58-40

Chuyên Ngành
Mã S

LU N V N TH C S K THU T

NG

IH

NG D N KHOA H C

:GSTS. NGÔ TRÍ VI NG
:TS. HOÀNG MINH D NG

HÀ N I 2011



1
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

L IC M

N

Lu n v n này là s c g ng, n l c c a b n thân cùng v i s giúp đ c a các
th y cô, b n bè, đ ng nghi p và ng
n t i nh ng ng

i thân. Qua đây tôi xin trân tr ng g i l i c m

i đã giúp đ , t o m i đi u ki n thu n l i cho tôi trong su t quá

trình h c t p, nghiên c u v a qua.
Tôi xin bày t lòng kính tr ng và c m n sâu s c nh t t i GS.TS Ngô Trí
Vi ng và TS. Hoàng Minh D ng đã t n tình h

ng d n và truy n đ t cho tôi nh ng

tri th c khoa h c quý giá đ tôi có th hoàn thành t t lu n v n này.
Xin chân thành c m n Lãnh đ o, Phòng đào t o
B môn th y công Tr

ng

i h c và sau đ i h c và

i h c Th y l i đã giúp đ , t o đi u ki n cho tôi hoàn

thành t t công vi c h c t p và nghiên c u khoa h c trong th i gian h c t p t i
tr

ng.
Tôi xin chân thành c m n Trung tâm T v n và giám đ nh, Công ty T v n

13 - Chi nhánh T ng công ty T v n Xây d ng Th y l i Vi t Nam - CTCP n i tôi
công tác đã giúp đ , t o m i đi u ki n đ tôi hoàn thành lu n v n này
Tôi xin t lòng c m n c a mình t i gia đình, nh ng ng

i thân, b n bè và

đ ng nghi p đã khích l , đ ng viên tôi th c hi n đ tài này.
TÁC GI

INH MAI HI N

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2

2
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

M CL C

L IC M

N .................................................................................................. 1

M C L C ........................................................................................................ 2
M

U .......................................................................................................... 8

I. TÍNH C P THI T C A

TÀI ........................................................................ 8

II. M C TIÊU VÀ N I DUNG NGHIÊN C U .................................................... 9
III. CÁCH TI P C N VÀ PH
IV. K T QU D
V. B

KI N

NG PHÁP NGHIÊN C U ............................. 9

T

C ................................................................. 10

C C LU N V N ........................................................................................ 10

CH

NG 1: T NG QUAN CÁC GI I PHÁP B O V

H

L U

CÔNG TRÌNH TH Y L I, TH Y I N ................................................. 11
1.1. T NG QUAN CÁC GI I PHÁP B O V
TH Y L I, TH Y I N

H

L U CÔNG TRÌNH

TRÊN TH GI I VÀ VI T NAM ...................... 11

1.1.1. L i ích vi c xây d ng các h ch a ............................................................... 12
1.1.2. Tác đ ng v môi tr

ng ................................................................................ 12

1.1.3. Các gi i pháp b o v h l u công trình ...................................................... 13
1.2. M T S
TRÌNH

N

NGUYÊN NHÂN NH H

NG

N XÓI L

H L U CÔNG

C TA .............................................................................................. 17

1.2.1. V n đ b o v h l u ch a đ
1.2.2. i u ki n đ a hình đ a ch t

c quan tâm đúng m c .............................. 18
h l u bi n đ i ph c t p, b t l i ............... 18

1.2.3. Ti t ki m chi phí xây d ng công trình ........................................................ 18
1.2.4. Ch t l

ng thi công ch a đ

c nh mong mu n c a thi t k .................. 19

1.2.5. Ch đ đi u ti t v n hành x l ch a h p lý .............................................. 19

1.2.6. Tình hình xói l h l u

m t s công trình ............................................... 20

1.3. NH N XÉT ....................................................................................................... 22

CH

NG 2: C

S

KHOA H C TÍNH TOÁN B O V

H

L U

CÔNG TRÌNH ............................................................................................... 24
H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


3
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

2.1. NH H

NG C A DÒNG CH Y H L U CÔNG TRÌNH TIÊU N NG

N XÓI L

H L U CÔNG TRÌNH ............................................................... 24

2.2. CÁC PH

NG PHÁP TÍNH TOÁN DÒNG CH Y H

L U CÔNG

TRÌNH ...................................................................................................................... 25
2.3. L A CH N PH
2.3.1. L a ch n ph

NG PHÁP VÀ CÔNG C TÍNH TOÁN ..................... 25
ng pháp tính toán dòng ch y h l u công trình tiêu n ng25

2.3.2 Thí nghi m mô hình th y l c ........................................................................ 26
2.3.2.1. Các ch đ l u l
2.3.2.2. Các tr

ng .............................................................................. 27

ng h p nghiên c u thí nghi m .................................................. 27

2.3.2.3. Các thông s đo đ c, đánh giá đ

c trong thí nghi m............................ 28

2.3.2.4. Yêu c u v mô hình th y l c .................................................................. 28
2.3.3. L a ch n k t c u b o v ............................................................................... 30
2.3.3.1. Tác đ ng c a sóng, dòng ch y lên kè ..................................................... 31
2.3.3.2. T i tr ng tác đ ng lên kè do sóng ........................................................... 34
2.3.3.3. T i tr ng tác đ ng lên kè do dòng ch y .................................................. 34
2.3.3.4. Tác đ ng đ i v i đ t n n ........................................................................ 35
2.4. NH N XÉT K T QU TÍNH TOÁN............................................................ 43

CH

NG 3: ÁP D NG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH C A

T44

3.1. GI I THI U V CÔNG TRÌNH ................................................................... 44
3.1.1. V trí đ a lý ..................................................................................................... 44
3.1.2. Nhi m v ........................................................................................................ 44
3.1.3 C p công trình, các ch tiêu thi t k ............................................................. 45
3.1.4 Quy mô, k t c u công trình ........................................................................... 45
3.2 CÁC S

LI U TÍNH TOÁN ........................................................................... 48

3.2.1 Yêu c u, ph m vi vùng nghiên c u, c p công trình, các ch tiêu thi t k . 48
3.2.1.1 Yêu c u .................................................................................................... 48
3.2.1.2 Ph m vi vùng nghiên c u ........................................................................ 49
3.2.1.3 C p công trình và các ch tiêu thi t k ..................................................... 49
3.2.2 Yêu c u, k t qu thí nghi m mô hình th y l c ........................................... 50

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


4
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

3.2.2.1 Yêu c u công tác thí nghi m mô hình th y l c ....................................... 50
3.2.2.2 Xây d ng mô hình th y l c ..................................................................... 51
3.2.2.3 K t qu thí nghi m mô hình th y l c ...................................................... 58
3.2.2.4 Nh n xét k t qu thí nghi m mô hình th y l c........................................ 66
3.2.3

a hình, đ a m o ........................................................................................... 68

3.2.4

a ch t công trình ......................................................................................... 69

3.3 TÍNH TOÁN, L A CH N K T C U B O V CÔNG TRÌNH................ 69
3.3.1 L a ch n hình th c, k t c u b o v h l u công trình ............................... 69
3.3.1.1 L a ch n hình th c b o v h l u công trình .......................................... 69
3.3.1.2 K t c u, tuy n kè...................................................................................... 70
3.3.2 Tính toán l p gia c b o v ........................................................................... 71
3.3.2.1 Ph

ng pháp, k t qu tính toán ............................................................... 73

3.3.2.2 Bi n pháp gia c ....................................................................................... 77
3.4. NH N XÉT K T QU TÍNH TOÁN............................................................ 84

K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................................... 85
I. NH NG K T QU

T

C C A LU N V N ...................................... 85

II. T N T I VÀ KI N NGH ............................................................................... 86

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 87

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


5
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

TH NG KÊ CÁC B NG BI U
B ng 3.1: Các thông s k thu t ch y u c a công trình C a
B ng 3.2: Ch đ l u l
B ng 3.3: M c n

ng thí nghi m trong mô hình ............................................ 52

c trung bình đo n sông g n c u ph

B ng 3.4: Tr s l u t c ph

ng án m đ u các c a ..... 59

ng án m đ u các c a ................................................ 59

B ng 3.5: Tr s m ch đ ng l u t c

các m t c t ph

B ng 3.6: Tr s biên đ dao đ ng sóng ph
B ng 3.7: M c n

ng án m đ u các c a ....... 60

ng án m đ u các c a ....................... 60

c trung bình đo n sông g n c u ph

B ng 3.8: Tr s l u t c đáy ph

ng án m l ch ph i ......... 61

ng án m l ch ph i .............................................. 61

B ng 3.9: Tr s m ch đ ng l u t c

các m t c t ph

B ng 3.10: Tr s biên đ dao đ ng sóng ph
B ng 3.11: Tr s m c n

t ........................... 46

ng án m l ch ph i ............ 62

ng án m l ch ph i.......................... 62

c trung bình đo n sông g n c u ph

B ng 3.12: Tr s l u t c đáy ph

ng án m l ch trái63

ng án m l ch trái ............................................. 63

B ng 3.13: Tr s m ch đ ng l u t c

các m t c t ph

B ng 3.14: Tr s biên đ dao đ ng sóng ph

ng án m l ch trái ........... 64

ng án m l ch trái ........................... 64

B ng 3.14: L a ch n các tr s l u t c dòng ch y và chi u cao sóng đ tính toán 72
B ng 3.15: K t qu tính toán chi u dày l p b o v theo công th c (3-4) ............... 74
B ng 3.16: K t qu tính toán chi u dày l p b o v theo công th c (3-5) ............... 74
B ng 3.17: K t qu tính toán chi u dày l p b o v theo công th c (3-6) ............... 75
B ng 3.18: K t qu tính toán chi u dày l p b o v theo công th c (3-8) ............... 76
B ng 3.19: K t qu tính toán chi u dày bê tông gia c d b
R

H c viên: inh Mai Hi n

R

Khu V c 2 và 3 ......... 77

L p: Cao h c 16C2


6
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

TH NG KÊ CÁC HÌNH V
Hình1.1: Toàn c nh kè b o v h l u th y đi n Thiên sinh ki u - Trung Qu c....... 14
Hình1.2: Toàn c nh kè b o v h l u th y đi n Tuyên Quang ................................ 14
Hình1.3: M t b ng kè b o v h l u th y đi n Hòa Bình ........................................ 15
Hình1.4: C t ngang kè b o v h l u th y đi n Hòa Bình ....................................... 15
Hình1.5: Kè b o v b ph i h l u th y đi n Hòa Bình đã đ
Hình1.6: M t b ng kè b o v h l u h ch a n

cN

Hình1.7: C t ngang kè b trái b o v h l u h ch a n

c thi công ............... 16

c Trong ............................. 16
cN

c Trong ................. 17

Hình 2.1: Ti n trình áp l c trong c u trúc mái kè ..................................................... 32
Hình 2.2: Áp l c sóng tác đ ng trên mái kè ............................................................. 32
Hình 2.3: Bi u th áp l c khe h đ t n n do sóng tác d ng ...................................... 35
Hình 2.4: S t tr

t c c b mái kè (kè trên n n cát) .................................................. 36

Hình 2.5a: Bi u đ thi t k tr

t đ t n n .................................................................. 38

Hình 2.5b: Bi u đ thi t k tr

t đ t n n .................................................................. 38

Hình 2.6a: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch đ y nâng l p b m t kè ............ 39

Hình 2.6b: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch đ y nâng l p b m t kè ............ 39

Hình 2.7a: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch s t c c b l p m t kè ............... 40

Hình 2.7b: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch s t c c b l p m t kè ............... 40

Hình 2.8a: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch tr

t l p m t kè ........................ 41

Hình 2.8b: Bi u đ thi t k tr

t l p m t - C ch tr

t l p m t kè ....................... 41

Hình 3.1: Toàn c nh mô hình thí nghi m sau khi hoàn thành .................................. 54
Hình 3.2: Mô hình khu v c h l u ph

ng án hi n tr ng ......................................... 55

Hình 3.3: Mô hình khu v c h l u ph

ng án 1 ....................................................... 55

Hình 3.4: Mô hình khu v c h l u ph

ng án 2 ....................................................... 56

Hình 3.5: Mô hình khu v c h l u ph

ng án 3 ....................................................... 56

Hình 3.6: Mô hình khu v c h l u ph

ng án 4 ....................................................... 57

Hình 3.7: Dòng ch y h l u công trình trên mô hình thí nghi m ng v i l u l

ng

thi t k b o v h l u Q = 3400 m3/s ........................................................................ 57
P

H c viên: inh Mai Hi n

P

L p: Cao h c 16C2


7

Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

Hình 3.8: M t c t và các đi m đo trên mô hình ........................................................ 58
Hình 3.9: Phân b l u t c ch y h l u công trình trên mô hình thí nghi m ng v i
l ul

ng thi t k b o v h l u Q = 3400 m3/s ....................................................... 65
P

P

Hình 3.10: M t b ng b trí chung kè b o v h l u công trình C a

t .................. 78

Hình 3.11: M t c t đi n hình ph

ng án kè b o v khu v c 1 ................................. 80

Hình 3.12: M t c t đi n hình ph

ng án kè b o v khu v c 2 ................................. 83

Hình 3.13: M t c t đi n hình ph

ng án kè b o v khu v c 3 ................................. 83

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


8
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

M
I. TÍNH C P THI T C A

U

TÀI

Trong quá trình phát tri n n n kinh t c a đ t n

c, các công trình đ

d ng ngày càng nhi u, trong đó vi c xây d ng các công trình h ch a n
ti t dòng ch y nh m khai thác t ng h p ngu n n
h i... c a đ a ph
đ

ng có nhi m v nh c p n

c đ đi u

c ph c v phát tri n kinh t , xã

ng nói riêng c ng nh c a đ t n

c xây d ng th

c xây

c nói chung. V i m t h ch a

c, phát đi n, b o v môi tr

ng,

ch ng l , t o đi u ki n n đ nh phát tri n s n xu t cho khu v c.… t o thu n l i cho
công vi c s n xu t nông nghi p, c p n
ph c v nhu c u n ng l

c cho các h dùng n

c, cung c p đi n đ

ng ngày càng t ng c a các ngành s n xu t và d ch v c ng

nh đ i s ng nhân dân trong vùng.
Khi xây d ng đ u m i công trình h ch a n
l yn

c ngoài đ p t o h , công trình

c và m t s công trình ph c v cho các m c đích chuyên môn, c n thi t ph i

xây d ng công trình đ tháo m t ph n l

ng n

c th a trong mùa l ho c tháo c n

m t ph n hay toàn b h ch a đ ki m tra s a ch a đ m b o h ch a làm vi c bình
th

ng và an toàn.

p tràn là m t h ng m c công trình không th thi u khi xây

d ng các công trình th y l i, th y đi n.
gi i quy t bài toán n i ti p sau ng
công trình th y l i, th y đi n ta th
n ng b ng b , làm t

ng tràn, tiêu n ng h l u…

ng dùng d ng n i ti p b ng d c n

các
c, tiêu

ng b k t h p hay tiêu n ng phóng xa… v i m c đích đ tiêu

tán m t ph n ho c toàn b n ng l

ng dòng ch y x qua tràn khi công trình làm

vi c đ không gây các b t l i cho khu v c h l u công trình nh : Gây xói làm m t
n đ nh và an toàn cho công trình đ u m i và các công trình khác
trình, làm nh h

ng đ n đ i s ng c a ng

i dân, gây ra ch t ng

ra các thi t h i v kinh t khác đ i v i các khu dân c

h l u công
i c ng nh gây

h l u công trình…

Tuy nhiên qua th c t xây d ng c ng nh quá trình v n hành

các công trình

th y l i, th y đi n… m c dù trong quá trình thi t k đã có đ c p đ n bi n pháp b o
v h l u công trình nh ng do m t s đi u ki n khách quan và ch quan nh :
H c viên: inh Mai Hi n

i u

L p: Cao h c 16C2

9
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

ki n đ a hình đ a ch t

h l u bi n đ i ph c t p và b t l i cho công trình; đ gi m

chi phí xây d ng công trình thì đ i v i m t s công trình tiêu n ng b ng m i phun
ch đào m i h xói đ n m t cao đ nh t đ nh ch không đào đ n cao trình đáy h
xói thi t k ; ch t l

ng thi công ch a đ

c nh mong mu n c a thi t k ; ch đ

đi u ti t v n hành x l ch a h p lý… do v y n ng l
công trình tiêu n ng v n ch a đ
v n đ b o v h l u ch a đ
th y có hi n t
c ng nh

nh h

ng xói l

ng dòng ch y sau khi qua

c tiêu tán h t và còn l n ho c

m t s công trình

c quan tâm đúng m c… nên sau mùa m a l đ u

khu v c h l u gây m t n đ nh và an toàn công trình

ng đ n dân sinh kinh t

h l u công trình và c n ph i s a ch a

l i.
T nh ng v n đ trên, đ h n ch và tránh gây xói l

khu v c h l u công

trình, gây m t n đ nh c ng nh an toàn công trình đ ng th i gi m thi u các thi t
h i do xói l gây ra cho các công trình khác nh t là đ i v i các công trình th y l i,
th y đi n l n có các khu dân c sinh s ng...

h l u công trình c n thi t ph i có

bi n pháp gia c , b o v h l u đ đ m b o an toàn cho công trình đ u m i c ng
nh đ m b o an toàn cho các khu v c khác

h l u công trình.

tài “ Nghiên c u gi i pháp b o v h l u công trình th y l i, th y đi n”
nh m làm rõ m t s t n t i, nh h

ng c a dòng ch y

h l u công trình khi công

trình tháo l làm vi c đ n kh n ng gây xói l h l u công trình th y l i, th y đi n
n

c ta.

II. M C TIÊU VÀ N I DUNG NGHIÊN C U
- Tìm hi u rõ m t s nguyên nhân, t n t i trong công tác b o v h l u công
trình.
- Nghiên c u nh h
kh n ng gây xói l

ng c a dòng ch y h l u sau công trình tiêu n ng đ n

h l u công trình.

- M t s đ xu t và ki n ngh
III. CÁCH TI P C N VÀ PH
- S d ng ph

NG PHÁP NGHIÊN C U

ng pháp t ng h p, th ng kê tài li u lý thuy t và th c t

- K t h p lý thuy t v i các ph
H c viên: inh Mai Hi n

ng pháp tính toán hi n đ i, l a ch n ph n
L p: Cao h c 16C2


10
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

m m đ áp d ng tính toán phù h p.
-

ng d ng k t qu nghiên c u cho công trình C a

IV. K T QU D
- Xác đ nh đ

KI N
c ph

T

t.

C

ng pháp tính toán h p lý v i các gi i pháp công trình

khác nhau.
-

ra gi i pháp h p lý đ b o v ch ng xói l

d ng tính toán cho công trình h ch a n
V. B

cC a

h l u công trình và áp

t

C C LU N V N
-M đ u
- Ch

ng 1: T ng quan các gi i pháp b o v h l u công trình th y l i, th y

- Ch

ng 2: C s khoa h c tính toán b o v h l u công trình

- Ch

ng 3: Áp d ng tính toán cho công trình C a

đi n.
t

- K t lu n và ki n ngh

- Tài li u tham kh o

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


11
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

CH

NG 1

T NG QUAN CÁC GI I PHÁP B O V H L U CÔNG TRÌNH
TH Y L I - TH Y I N
1.1. T NG QUAN CÁC GI I PHÁP B O V H L U CÔNG TRÌNH
TH Y L I, TH Y I N TRÊN TH GI I VÀ

VI T NAM

p đ p t o h trên th gi i đã có t lâu nh ng đ n th k 20 m i phát tri n
m nh m .

p đ p t o h v a mang l i l i ích r t to l n nh ng đ ng th i c ng

mang đ n h u qu x u không nh .
H l n hay nh tùy thu c vào nhi u y u t : cao đ c a đ p ch n, di n tích

l u v c và lòng h , đi u ki n đ a ch t, đ a hình, l

ng n

c b sung và đi u ti t

theo th i k , qui mô khai thác ngu n n

c... Có th nói, t gi a th k th 19 và

su t th k 20 là th i k phát tri n s l

ng h ch a n

c nhi u nh t trong l ch s

nhân lo i. H u nh ch a có h th ng sông nào trên th gi i ch a đ
xây d ng h ch a, khác nhau ch

c con ng

i

qui mô l n nh mà thôi. Nhi u qu c gia có

m ng l

i sông ngòi phong phú, ngu n th y đi n chi m trên 80% so v i các ngu n

n ng l

ng khác và xem đây nh là m t m t chìa khóa m u ch t cho đ ng l c phát

tri n kinh t qu c gia.
Vi c xây d ng các h ch a đ
ki m soát dòng ch y, gi n
n

c

c xem là m t bi n pháp h u hi u đ đi u ti t,

c trong mùa m a đ h n ch l l t

mùa khô đ gi m b t h n hán. T các h ch a này, ng

thác n

c cho vi c t

i ru ng, phát đi n, c p n

h ngu n và x

i ta còn chú ý khai

c sinh ho t, v n t i th y, nuôi

tr ng th y s n, s d ng các h ch a nh là m t đ a đi m đi u hòa khí h u, là n i
tham quan du l ch, ho t đ ng th thao n

kê c a U ban đ p n
ch a n
K ,

n

cl n

c, n i an d

ng ch a b nh... Theo th ng

c th gi i (WCD), trên th gi i đã xây d ng h n 47000 h

trên 150 n

c. N m n

c có nhi u đ p nh t là Trung Qu c, Hoa

, Nh t B n và Tây Ban Nha. Theo khu v c, đ ng đ u là châu Á, ti p

theo là Tây Âu, châu Phi, ông Âu, Nam M , B c và Trung M , châu Úc...

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


12

Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

1.1.1. L i ích vi c xây d ng các h ch a

Trong th k 20, các h ch a l n đ

c coi là m t trong nh ng công c hi u

qu nh t đ i v i vi c đi u ti t, s d ng và qu n lý tài nguyên n

c. Các h ch a l n

đã th c s đóng vai trò và mang l i l i ích quan tr ng trong vi c phát tri n kinh t
xã h i c a các n

c trên th gi i nh :

- Các h ch a đáp ng m t nhu c u r t l n n
nghi p và c p n

ct

i cho nông nghi p, công

c sinh ho t.

- Th y đi n đã cung c p m t ph n l n đi n n ng cho các n
trong đó có m t s n

c trên th gi i,

c ch y u d a vào ngu n đi n n ng này.

- L l t là m t trong nh ng thiên tai kinh hoàng nh t c a nhân lo i, l tác
đ ng đ n cu c s ng c a hàng tr m tri u ng

i, gây h i h n b t k m t tai ho nào,

k c chi n tranh, h n hán và n n đói. V i s l

ng h ch a n

c l n hi n có,

chúng đã đóng vai trò tích c c phòng ch ng l l t và góp ph n gi m nh thiên tai
này.
- Các h ch a còn mang l i m t s l i ích khác nh đi u hoà khí h u, nuôi
tr ng th y s n, v n t i th y, du l ch sinh thái...
1.1.2. Tác đ ng v môi tr

ng

L i ích các h ch a r t l n, nh ng h u qu c a chúng gây ra ngày càng đ
đánh giá là nghiêm tr ng. Tác đ ng tiêu c c đ n môi tr
ra không ch
V ph

c

ng sinh thái do chúng gây

trên l u v c, mà còn r t l n đ i v i vùng h l u công trình
ng di n dân sinh - kinh t , các công trình h ch a có nh ng tác đ ng

tr c ti p, ph i di d i dân c cùng v i nh ng thi t h i có th , ho c không th bù đ p
đ

c v tài s n, c s h t ng, v n hoá c ng đ ng, nh ng m t mát v tài nguyên

nhân v n và thiên nhiên không ch t i ch , mà trên toàn l u v c, k c th

ng l u,

h công trình. Trong đó v n đ gây xói l h l u công trình là m t v n đ c n đ
quan tâm nh t là đ i v i các công trình th y l i th y đi n l n có các khu v c dân c
sinh s ng, kinh t …

ngay sau h l u công trình.

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2

c


13
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

1.1.3. Các gi i pháp b o v h l u công trình

i v i các công trình th y l i, th y đi n…

trên th gi i c ng nh

Nam thì các h ng m c công trình nh công trình dâng n

c, tháo l … th

Vi t
ng có

đ c thù là đ

c phân b trong m t ph m vi l n nên các đi u ki n v đ a hình, đ a

ch t n n…th

ng bi n đ i ph c t p t th

ng l u v h l u công trình.

Dòng ch y sau khi ch y qua đ p tràn hay m t công trình tháo l nào đó
xu ng h l u có n ng l

ng r t l n. N ng l

khác nhau: M t ph n n ng l

ng đó đ

ng này phá ho i lòng sông và hai b gây nên xói l

khu v c h l u công trình, m t ph n khác đ
ch y, ph n khác do ma sát gi a n

c tiêu hao do ma sát n i b dòng

c và không khí… N u ph n n ng l

dòng ch y sau khi qua công trình tiêu n ng ch a đ
d gây ra xói l

c tiêu hao b ng nhi u d ng

ng này c a

c tiêu tán h t và còn l n thì s

ngay h l u công trình tiêu n ng c ng nh các khu v c khác n m

phía h l u công trình. Tùy theo đi u ki n đ a hình, đ a ch t… khu v c h l u
công trình c ng nh yêu c u v m c đ quan tr ng c a nó thì bi n pháp b o v h
l u công trình thông th
-

ng s d ng nh :

i v i các công trình có đ a ch t lòng và hai bên b sông h l u phía sau

công trình tiêu n ng là đá c ng thì thông th
-

ng không c n gia c b o v .

i v i các công trình có đ a ch t lòng và hai bên b sông h l u phía sau

công trình tiêu n ng là đ t, đá y u… thì bi n pháp b o v nh :
+ Làm t

ng ch n b ng bê tông, bê tông c t thép…

+ Kè mái b ng t m bê tông, c c bê tông, th m bê tông
+ Kè mái r ng đá, r đá, th m đá
+ Kè mái b ng đá đ , đá lát, đá xây
+ Kè mái b ng đá xây, đá lát trong khung bê tông c t thép
+ Làm kè m hàn…

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


14
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

Hình1.1: Toàn c nh kè b o v h l u th y đi n Thiên sinh ki u - Trung Qu c

Hình1.2: Toàn c nh kè b o v h l u th y đi n Tuyên Quang
H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


15
Lu n v n Th c s

Chuyờn ngnh: Xõy d ng cụng trỡnh th y
cầu t r ắng

MC56

ph- ờng
t ân t hịnh

su

sô
ối

đú
n

g

bờ
kè
cầu đúng

ph

ng

đà
cầu đen

ải
ph- ờng
đồng t iến

cầu hoà bình
MC25

cảng hàng nặng

kè

bờ

tr

ái
k1
MC20

Đ iểm đấu điện

MC6

ubnd xã
sủ ngòi

u bn d
t h ịx ã

ph- ờng
ph- ơng l âm

u bn d
t ỉn h h b

kè cũ

h 20

t r ạ m bơ m
q u ỳ n h l âm

qu

ốc

lộ

6a

kê n

t h ủ y điện h ò a b ìn h

Hỡnh1.3: M t b ng kố b o v h l u th y i n Hũa Bỡnh

26.30
1:1

25.00
1a

3a

Lớ p đá k è c ũ

BT M150 d à y 35c m đú c s ẵn
d ă m l ó t d à y 15c m
Đá r ố i
1:3.0

mn ma x 24.15

BT M150 d à y 35c m đú c s ẵn
d ă m l ó t d à y 15c m
13.50

3d

Vả i địa k ỹ t h u ật

3e

1:3.0

mn min 12.00

1:3.0

Bê t ô n g M150 (0.6x 1.0x 10m)
Bê t ô n g M150 (0.4x 1.0x 10m)
Vả i địa k ỹ t h u ật

Th ả m đá d à y 30c m
đá r ố i

Hỡnh1.4: C t ngang kố b o v h l u th y i n Hũa Bỡnh
H c viờn: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


16
Lu n v n Th c s

Chuyờn ngnh: Xõy d ng cụng trỡnh th y

c thi cụng

sô

ng

n-

ớc

tr

on

g

Hỡnh1.5: Kố b o v b ph i h l u th y i n Hũa Bỡnh ó

a2

TĐ 1A-7

A

c ầu h ạ l - u

n h à má y t đ

co2

sô

ng

tr

on

g

k è bờ ph ải

đập t r à n

M2

t im t r à n

c ố n g d ẫn d ò n g

co1

b ể t iê u n ă n g
t r àn x ả l ũ

ớc
n-

i=6%

đ- ờ n g v à o n h à v a n c ố n g x ả c á t

k è bờ t r á i

Hỡnh1.6: M t b ng kố b o v h l u h ch a n
H c viờn: inh Mai Hi n

cN

c Trong
L p: Cao h c 16C2


17
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

3a

®- ê n g q u ¶ n l ý
b t c t m20 4x 4x 0.3m
MNHLMAX
3a

b t c t m20 d µ y 50c m

1:1

.5

l Êp l ¹ i b » n g ®¸

1:1

.5

Hình1.7: C t ngang kè b trái b o v h l u h ch a n
1.2. M T S

NGUYÊN NHÂN NH H

TRÌNH TH Y L I, TH Y I N
n
th

c ta, vi c đánh giá nh h

ng l u và h l u... đã đ

NG

N

N XÓI L

nh h

H L U CÔNG

ng c a các h ch a đ n môi tr

ng h ch a,

c đ c p đ n trong quá trình thi t k c ng nh thi

ng c a vi c gây xói l

xói l ra sao v n còn ch a đ

c Trong

C TA

công công trình, trong đó có xem xét đ n v n đ xói l
m cđ

cN

h l u công trình, nh ng

h l u công trình nh th nào, di n bi n

c quan tâm và xem xét đúng m c. T sau n m 1975,

vi c xây d ng các h và đ p ch a phát tri n khá m nh.

n nay, c n

c có kho ng

trên 650 h ch a c l n và v a; trên 3500 h ch a c nh . Các h ch a l n th
có nhi m v đa m c tiêu nh ng ch y u ph c v t
ch ng l l t nh các công trình: D u Ti ng, C a

ng

i cho nông nghi p, phát đi n và
t, Lòng sông,

nh Bình, Hoà

Bình, Thác Bà, Tr An, Thác M , a Nhim...
Qua th c t xây d ng c ng nh quá trình v n hành

các công trình th y l i,

th y đi n m c dù đã có gi i pháp gia c b o v h l u công trình b ng các bi n
H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


18
Lu n v n Th c s

pháp nh làm t

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

ng ch n b ng bê tông c t thép, làm kè b o v (b ng đá đ , đá lát,

r ng đá, r đá, t m bê tông c t thép), t

ng h

ng dòng… Tuy nhiên do m t s

nguyên nhân nh :
1.2.1. V n đ b o v h l u ch a đ
Tr
ng

c quan tâm đúng m c

c đây trong quá trình l p h s thi t k , thi công các công trình th y l i

i ta th

ng ch chú tr ng đ n các công trình chính nh :

tháo l , công trình l y n
trình thì ch gi i h n

p dâng, công trình

c, nhà máy th y đi n… và vi c gia c b o v h l u công
m c đ nh m đ m b o không gây xói l khu v c h l u

công trình chính, làm m t n đ nh c ng nh an toàn công trình.
Còn vi c b o v h l u công trình t phía sau công trình tiêu n ng thì h u

nh ch a đ

c đ c p đ n và ch y u đ sau khi công trình đi vào v n hành thì c n

c vào th c t xói l đ n đâu thì gia c và b o v đ n đó hay m c dù đã có bi n
pháp b o v h l u công trình nh ng do ch a đ

c quan tâm đúng m c, thi công

ch m... nên khi công trình chính v n hành c ng gây ra xói l
1.2.2. i u ki n đ a hình đ a ch t

h l u.

h l u bi n đ i ph c t p, b t l i

i v i m t công trình th y l i, th y đi n thì v n đ đ a hình, đ a ch t tuy n
công trình tháo l c ng nh công trình tiêu n ng là r t quan tr ng b i vì nó quy t
đ nh đ n hình th c, k t c u c a các h ng m c công trình này.
N u đi u ki n đ a hình, đ a ch t
khu v c c n bao v

khu v c h l u công trình tiêu n ng và các

h l u x u thì khi công trình tháo l làm vi c thì công trình

tiêu n ng có th b h h ng hay s làm vi c c a công trình tiêu n ng không đúng
v i ý đ c a thi t k , t đó nó làm h n ch đ n kh n ng tiêu tán n ng l
dòng ch y và n ng l
nên d gây ra xói l

ng c a

ng dòng ch y sau khi qua công trình tiêu n ng v n còn l n
h l u công trình.

1.2.3. Ti t ki m chi phí xây d ng công trình
gi m chi phí xây d ng công trình thì đ i v i m t s công trình tiêu n ng
b ng m i phun ch đào m i h xói đ n m t cao đ nh t đ nh ch không đào đ n cao
trình đáy h xói thi t k .
i v i m t s công trình khi đi u ki n đ a hình, đ a ch t phù h p thì ta hay
H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


19
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

l a ch n hình th c tiêu n ng phóng xa v i k t c u công trình là tràn d c n

c, m i

phun.
Theo tiêu chu n thi t k quy đ nh thì t n su t thi t k đ i v i các công trình
tiêu n ng thông th
M t khác
t

ng nh h n m t c p so v i t n su t thi t k công trình chính.

m t s công trình có đi u ki n đ a ch t h xói là đá phong hóa nh , đá

i thì h xói đ

c đào theo ph

ng pháp n mìn và đ gi m chi phí xây d ng

công trình hay do m t s nguyên nhân nh công tác thi công n mìn đào h xói khó
kh n ph c t p, đ đ y nhanh ti n đ thi công... thì h xói ch đ
cao đ nh t đ nh còn ph n d

i thì đ

c đào m i đ n m t

c đ nguyên hay n mìn om đ n đáy h xói

thi t k và không b c xúc và ta hy v ng sau khi công trình tháo l đi vào làm vi c
thì h xói s đ

c n ng l

ng dòng ch y t đào đ n cao trình đáy h xói thi t k .

Tuy nhiên, sau khi công trình v n hành thì
l

ng thi t k thì do h xói ch a đ

vi c đ n ng l

các n m đ u khi x l v i l u

c đào đ n cao đ thi t k , do đá c ng ch c nên

ng dòng ch y t đào h xói ch m và không đúng nh mong mu n

nên hi u qu tiêu tán n ng l

ng dóng ch y c a công trình tiêu n ng không cao nên

vi c đào m i h xói nh trên c ng là m t nguyên nhân gây ra hi n t

ng xói l h

l u công trình.
1.2.4. Ch t l

ng thi công ch a đ

c nh mong mu n c a thi t k

ây là m t th c t đã và đang x y ra đ i v i nhi u các công trình th y l i,
th y đi n

n

c ta ngay sau khi các công trình x l

Do ch t l
sát ch t l

ng thi công ch a đ

các công trình trên làm vi c.

c nh mong mu n c a thi t k , khâu giám

ng công trình... ch a th t ch t ch nên

m t s công trình khi hoàn

thành có nhi u ch ch a đ m b o yêu c u v i đ án thi t k nh : Cao đ , kích
th

c hình h c, ch t l

ng bê tông... Vì v y sau khi đi vào v n hành x l thì các

công trình tháo l c ng nh các công trình tiêu n ng đã b h h ng và làm nh
h

ng đ n kh n ng tháo l c ng nh tiêu n ng c a công trình cho nên đây c ng là

m t nguyên nhân gây ra hi n t

ng xói l h l u công trình.

1.2.5. Ch đ đi u ti t v n hành x l ch a h p lý
i v i quy ho ch và thi t k các công trình thu đi n th
H c viên: inh Mai Hi n

ng chú tr ng đ n
L p: Cao h c 16C2


20
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

hi u qu kinh t phát đi n, ch a đ a yêu c u phòng l cho h du nh là m t trong
nh ng nhi m v chính c a công trình và ch đ
dung tích dành riêng cho c t l th

ng ch r t nh và vi c phòng l cho h du đ

th c hi n b ng cách h th p m c n
bình th

c xem là nhi m v k t h p, vì th

c tr

c l xu ng th p h n m c n

c khá l n c a sông không đ

h ch a ch đ nâng cao c t n

c b h n ch do m t l

c phát đi n.

c s d ng cho phát đi n

ch ng l , c p n

ng

c s d ng mà b gi l i trong dung tích ch t c a

i v i h th ng thu đi n b c thang, m c dù l
còn đ

c dâng

ng. i u này đã khi n cho các h ch a đ m b o hi u qu phát đi n nh ng

hi u qu s d ng t ng h p, đa m c tiêu c a ngu n n
n

c

b c thang d

c, b o v môi tr

ng n

c

b c thang trên

i và nâng cao c hi u qu phát đi n,

ng c a toàn h th ng. Nh ng do quy trình v n

hành liên h ch a ch a h p lý cùng v i kh n ng d báo m a l trên các sông
n

c ta còn h n ch nên vi c tích và x l không thích h p và đôi khi các h ch a

này c ng là m t nguyên nhân gây ra xói l c ng nh ng p l t

h l u công trình.

i u này là m t th c t đã và đang x y ra đ i v i các công trình th y đi n b c
thang

mi n Trung n

c ta trong mùa m a l n m 2009 và 2010.

1.2.6. Tình hình xói l h l u

m t s công trình

V i m t s các nguyên nhân nh đã nêu trên (Ngoài ra còn m t s nguyên
nhân khác n a) nên sau mùa m a l đ u th y có hi n t

ng xói l

công trình gây m t n đ nh và an toàn công trình c ng nh
kinh t

nh h

khu v c h l u
ng đ n dân sinh

h l u công trình nh :

1. Công trình th y đi n Hòa Bình
Trong quá trình nhà máy v n hành, hi n t

ng xói l 2 b sông à đã x y ra

khá nghiêm tr ng trên đo n dài g n 3 km t sau b x c a nhà máy.
Các c quan h u quan đã đ u t và có nh ng gi i pháp x lý nh xây d ng
m hàn đ u th xã bên b ph i, làm m t s đo n kè cho c 2 b vào nh ng n m t
1991 ÷ 1996. Nh ng nguyên nhân tr c ti p gây ra sói l b và lòng sông khi nhà
máy th y đi n v n hành x l là h t s c ph c t p nh s t o ra dao đ ng cao và đ t
ng t m c n

c h l u trong khi h tiêu n ng sau tràn ch a đào đ n cao đ thi t k ,

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


21
Lu n v n Th c s

n ng l

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

ng còn d th a. Hi n nay ch a th đánh giá chính xác và đ y đ v nguyên

nhân gây xói l . Thêm vào đó ngu n v n dành cho công tác nghiên c u x lý tr
đây còn b h n ch . Vì v y hi n t

ng xói l 2 b hàng n m v n di n ra, c c b có

nh ng đo n nghiêm tr ng gây nh h
l 2002 Nhà n

c

ng cho khu v c th xã Hòa Bình. Trong mùa

c đã ph i đ u t g n 2 t đ ng đ x lý kh n c p đo n b h u

nh m b o v an toàn cho th xã Hòa Bình.

T n m 2003 t nh Hòa Bình đã đ u t xây d ng kè b o v b sông đ đ m
b o an toàn cho khu v c th xã Hòa Bình v i k t c u kè b ng: R ng đá, đá đ , gia
c mái b ng viên bê tông l c l ng... do nh ng n m tr

c đây đã đ

c đ u t gia c

song ch mang tính ch t tình th không đ m b o ch ng l .
2. Công trình th y đi n Tuyên Quang
Sau khi công trình th y đi n Tuyên Quang đi vào ho t đ ng thì các h dân
s ng ven b sông Gâm, thu c th tr n Na Hang, huy n Na Hang (Tuyên Quang)
đang lo l ng v nguy c s t l b sông m i khi Nhà máy th y đi n x l . S h dân
này sinh s ng

h l u sông Gâm, n m cách chân đ p công trình th y đi n Tuyên

Quang h n 1 km.
Mùa l n m 2007, khi th y đi n Tuyên Quang m i m c a x l trong vòng
có m t tu n mà th tr n đã b xói l m t g n 500m2 đ t, t
P

P

ng h

ng dòng gi a nhà

máy th y đi n và tràn x l b h h ng... Theo k ho ch, Nhà máy th y đi n Tuyên
Quang ph i hoàn thành vi c kè hai b sông Gâm tr

c khi m c a x l v i bi n

phàp làm kè b o v b ng th m r đá. Tuy nhiên, do ti n đ thi công ch m, kè sông
ch a k p hoàn t t, nhà máy đã v i x v i l u l

ng n

c l n, làm s t l đ t 2 b

sông, đe d a tr c ti p đ n tính m ng và tài s n c a các h dân đang sinh s ng

h

l u ven sông.
3. Công trình h ch a n

cN

Công trình h ch a n

c Trong
c Trong, t nh Qu ng Ngãi là m t trong s các công

trình mà v n đ b o v h l u công trình đã đ

c quan tâm ngay t giai đo n l p h

s thi t k . V i đ c thù khu v c h l u công trình phía sau công trình tiêu n ng là
lòng sông thiên nhiên có đi u ki n đ a ch t hai bên b sông là đá phong hóa v a,

H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2


22
Lu n v n Th c s

Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y

phong hóa m nh, đ t... Cách h l u công trình kho ng 600 m là c u giao thông
ph c v cho công tác qu n lý v n hành công trình nên toàn b mái b sông t h
l u công trình tiêu n ng, khu v c c u... đã đ
+

o n n i ti p v i b tiêu n ng làm t

ch v i k t c u c u d ng t

c gia c b o v nh sau:
ng ch n b ng bê tông th

ng tr ng l c.

+ o n còn l i cho đ n ph m vi qua c u giao thông
đ

ng đ t i

h l u, mái hai b sông

c b o v b ng các t m bê tông c t thép dày 60cm (B trái) và 30cm (B ph i)

đ t i ch . Các t m bê tông này đ

c neo v i n n đ t ng n đ nh cho mái kè.

4. Công trình th y đi n H Hô
Trong mùa l n m 2009, trong l n x l đ u tiêu thì

ngay h l u công trình

c ng nh d c hai b sông h l u đã b xói l nghiêm tr ng làm s t l tuy n đ
qu n lý, t
h

ng

ng phân dòng, khu v c tr m bi n áp, m t ph n kè b ng r đá... làm nh

ng đ n an toàn c a tr m bi n áp

h l u công trình

Nguyên nhân gây xói l thì có nhi u nh ng trong đó m t ph n là do công tác
v n hành h ch a, vi c x và đón l ch a h p lý do đó khi l v thì h ch tích đ
m t ít thì đ y và ph i x v h l u v i l u l

ng l n nên đã gây ra xói l

c

h l u

công trình.
1.3. NH N XÉT

Vi c xây d ng các công trình th y l i, th y đi n trong th i gian qua đ ng
ngh a v i ti n b và phát tri n kinh t , đ
và kh n ng chinh ph c thiên nhiên.

c xem nh là bi u t

ng c a hi n đ i hoá

n nay, b n ch t, quy mô tác đ ng, nh ng

thi t h i do các h ch a th y l i, th y đi n gây ra trên l u v c đ n c ng đ ng và tài
nguyên, môi tr
thi t và c n đ

ng trong đó v n đ gây xói l h l u đã tr thành m t v n đ c p
c quan tâm h n n a.

Qua m t th i gian dài xây d ng và phát tri n các công trình th y l i, th y
đi n

n

c ta, đ n nay quy ho ch xây d ng các công m i h u nh không còn nhi u

n a. Nh ng qua m i mùa m a l thì các h u qu do các công trình đã đ

c xây

d ng gây ra nh gây ng p l t, xói l h l u thì v n đang còn ti p di n, vì v y chúng
ta c n ph i quan tâm và có các gi i pháp b o v nh m đ m b o an toàn cho dân sinh
H c viên: inh Mai Hi n

L p: Cao h c 16C2