Nghiên cứu giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước đá đen tỉnh bà rịa vũng tàu

BẢN CAM KẾT
Tên tôi là: Ngô Văn Hải
Học viên lớp: CH24C11
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Những nội dung và
kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa được ai cơng bố trong bất
kỳ cơng trình khoa học nào.
TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn

Ngơ Văn Hải


LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện Luận văn này, tác giả được người hướng dẫn khoa
học là thầy giáo Nguyễn Nghĩa Hùng và thầy giáo Lê Trung Thành, người đã trực tiếp
hướng dẫn và chỉ bảo tận tình, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn
này. Qua đây, tác giả xin gởi lời cảm ơn chân thành tới Thầy!
Xin trân trọng ghi ơn đến phòng Đào tạo Đại học và Sau Đại học, Khoa Cơng
trình trường Đại học Thuỷ Lợi, cùng các thầy cô giáo đã nhiệt tình truyền dạy những
kiến thức quý báu, những phương thức nguyên cứu căn bản trong quá trình học tập
khóa học này.
Xin bày tỏ sự biết ơn đến bạn bè, đồng nghiệp và gia đình và các học viên lớp
Cao học 24C11 đã nhiệt tình giúp đỡ trong suốt thời gian qua.
Tác giả xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến các cơ quan đơn vị và các cá nhân đã
truyền đạt kiến thức, cho phép sử dụng tài liệu đã cơng bố.
Với thời gian và trình độ cịn hạn chế, Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật với đề tài:
“Nghiên cứu giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu”
đã được hoàn thành nhưng khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong
nhận được sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo, của các Quý vị quan
tâm và bạn bè đồng nghiệp để Luận văn hồn thiện hơn.
Luận văn được hồn thành tại Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy Lợi.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2019
Tác giả luận văn

Ngô Văn Hải

2


MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU: ...........................................................................................................7
1. Tính cấp thiết của đề tài:.............................................................................................. 7
2. Mục tiêu nghiên cứu: ...................................................................................................8
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...............................................................................8
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: .................................................................8
5.. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ....................................................................................9
6. Kết quả đạt được: .......................................................................................................10
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA: ........................................................... 11
1.1. Tổng quan về hồ chứa nước vừa và nhỏ dạng đập đất: ..........................................11
1.1.1. Hồ chứa ngoài nước:............................................................................................ 11
1.1.2. Hồ chứa trong nước: ............................................................................................ 12
1.2. Nhu cầu cấp thiết của việc tăng dung tích hồ chứa: ...............................................16
1.3. Những tác động từ việc tăng dung tích hồ chứa nước đến an tồn cơng trình: ......21
1.3.1. Ảnh hưởng đến ổn định đập: ...............................................................................21
1.3.2. Ảnh hưởng đến thấm qua nền và thân đập: .........................................................22
1.3.3. Ảnh hưởng đến khả năng tháo qua tràn xả lũ: .....................................................25
1.3.4. Ảnh hưởng đến nối tiếp và tiêu năng hạ lưu: ......................................................25
Kết luận chương 1: ........................................................................................................27
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU: .............................. 28
2.1. Cở sở lý thuyết về vận hành hồ chứa và ổn định đập .............................................28

2.1.1. Cơ sở lý thuyết về vận hành hồ chứa và điều tiết lũ ............................................28
2.2. Dự báo gia tăng nhu cầu nước: ...............................................................................38
2.2.1. Tính tốn dự báo nhu cầu nước đến năm 2025 và tầm nhìn đến năm 2035: .......38
2.2.2. Tính tốn dự báo tình hình biến đổi khí hậu và thay đổi nguồn nước: ................39
2.3. Các giải pháp tăng dung tích hồ chứa .....................................................................43
2.3.1. Các giải pháp .......................................................................................................43
2.3.1. Cơ sở lý thuyết liên quan đến vấn đề kỹ thuật khi tăng dung tích hồ chứa .........44
Kết luận chương 2: ........................................................................................................54

3


CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG HỒ CHỨA, NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI
PHÁP TĂNG DUNG TÍCH HỒ CHỨA NƯỚC ĐÁ ĐEN:……………………….55
3.1. Thực trạng hồ chứa nước Đá Đen: .........................................................................55
3.1.1. Thực trạng trữ nước và cấp nước: .......................................................................58
3.1.2. Thực trạng về lòng hồ chứa nước Đá Đen: .........................................................59
3.1.3. Thực trạng đập và mức ổn định: ..........................................................................60
3.1.4. Thực trạng các cơng trình đầu mối và hệ thống cấp nước:..................................60
3.2. Tính tốn các nguồn nước tiềm năng: ....................................................................65
3.3. Các giải pháp cấp nước và vận hành liên hồ: .........................................................67
3.4. Tính tốn khả năng tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen: ....................................67
3.4.1. Tính tốn dòng chảy lũ: .......................................................................................67
3.5. Đề xuất, nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật (đập, tràn) để đảm bảo an toàn và ổn
định hồ: ..........................................................................................................................77
3.5.1. Giải pháp nâng cao trình cửa van kết hợp nâng cao trình đỉnh đập: ...................77
3.5.2. Giải pháp nâng cao trình cửa van kết hợp xả lũ sớm: .........................................84
3.6. Đánh giá lựa chọn giải pháp hợp lý: .......................................................................90
Kết luận chương 3: .....................................................................................................93
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ............94

1. Kết luận......................................................................................................................94
2. Kiến nghị ...................................................................................................................95
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 96

4


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hồ Berao tại Malaysia ...................................................................................11
Hình 1.2. Hồ Jurong tại Singapor ..................................................................................12
Hình 1.3. Hồ Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh .........................................................................14
Hình 1.4. Hồ Sơng Quao tỉnh Bình Thuận ....................................................................15
Hình 1.5. Hồ Kẻ Gỗ tỉnh Hà Tĩnh .................................................................................15
Hình 1.6. Hồ Suối Các tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu ........................................................... 15
Hình 1.7. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng cho nơng nghiệp theo các lưu vực sơng.......17
Hình 1.8. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng cho sinh hoạt theo các lưu vực sơng ............18
Hình 1.9. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng cho công nghiệp theo các lưu vực sơng .......20
Hình 1.10. Mặt đập chính hồ Phú Ninh bị biến dạng ....................................................22
Hình 1.11. Vị trí thấm hạ lưu đập Núi Cốc tại Thái Nguyên.........................................23
Hình 1.12. Vỡ đập Đầm Hà Đơng, Quảng Ninh............................................................ 23
Hình 1.13. Vỡ cống lấy nước Z20, Hà Tĩnh ..................................................................24
Hình 1.14. Mạch đùn, mạch sủi hạ lưu đập Am Chúa, Khánh Hà ................................ 25
Hình 1.15. Vỡ đập Bản Kiều tại Trung Quốc ................................................................ 25
Hình 1.16. Hư hỏng tràn hồ Phước Hà mùa lũ năm 1999 .............................................26
Hình 2.1. Tổng hợp sự biến đổi dịng chảy trung bình năm và các mùa tại 1 số trạm
thủy văn vào giữa thế kỷ 21 ........................................................................................... 40
Hình 2.2. Lực tác dụng lên mặt trượt thông qua khối lượng trượt với mặt trượt trịn ...50
Hình 2.3.Lực tác dụng lên mặt trượt qua khối lượng trượt với mặt trượt tổ hợp ..........50
Hình 3.1. Cơng trình hồ chứa nước Đá Đen tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu........................... 55
Hình 3.2. Bố trí tổng thể hệ thống thủy lợi hồ Đá Đen .................................................56

Hình 3.3. Diễn biến quá trình điều tiết lũ với tần suất P=1% ........................................78
Hình 3.4. Diễn biến quá trình điều tiết lũ với tần suất P=0,2% .....................................79
Hình 3.5. Mặt cắt lịng suối trường hợp 1......................................................................82
Hình 3.3. Diễn biến quá trình điều tiết lũ với tần suất giải pháp 2 P=1% .....................86
Hình 3.4. Diễn biến quá trình điều tiết lũ với tần suất giải pháp 2 P=0,2% ..................86
Hình 3.5. Mặt cắt lịng suối trường hợp 2......................................................................89

5


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Nhu cầu dùng nước cho Nông nghiệp theo các lưu vực sông .......................17
Bảng 1.2. Nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt theo các lưu vực sông ............................. 18
Bảng 1.3. Nhu cầu dùng nước cho công nghiệp theo các lưu vực sông ........................20
Bảng 2.1. Nhu cầu dùng nước phục vụ cho tương lai ...................................................38
Bảng 2.2. Nhu cầu dùng nước phục vụ cho sinh hoạt tương lai ....................................39
Bảng 2.3. Phân phối dòng chảy tự nhiên đến hồ Đá Đen ..............................................42
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật hồ chứa nước Đá Đen ......................................................56
Bảng 3.2. Phân phối dòng chảy tự nhiên đến hồ Sông Ray ...........................................66
Bảng 3.3. Lưu lượng đỉnh lũ theo các tần suất phương pháp cường độ giới hạn ..........69
Bảng 3.4. Lưu lượng đỉnh lũ theo các tần suất theo Xôkolopki ....................................69
Bảng 3.5. Lưu lượng đỉnh lũ theo các tần suất theo Alecxayep ....................................70
Bảng 3.6. Lưu lượng đỉnh lũ theo các tần suất theo công thức triết giảm .....................70
Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả tính lưu lượng đỉnh lũ theo các tần suất ........................... 70
Bảng 3.8. Bảng tính toán điều tiết lũ hồ chứa P=1%.....................................................71
Bảng 3.9. Kết quả tính tốn điều tiết lũ P=1% .............................................................. 74
Bảng 3.10. Bảng tính tốn điều tiết lũ P = 0,2% ........................................................... 74
Bảng 3.11. Kết quả tính tốn điều tiết lũ P=0,2% .........................................................76
Bảng 3.12. Kết quả tính tốn điều tiết lũ giải pháp 1 ....................................................77
Bảng 3.13. Kết quả tính tốn kiểm tra cao trình đỉnh đập giải pháp 1 ..........................80

Bảng 3.14. Kết quả tính tốn kiểm tra ổn định thấm giải pháp 1 ..................................82
Bảng 3.15. Kết quả tính tốn kiểm tra ổn định trượt giải pháp 1 ..................................84
Bảng 3.16. Kết quả tính tốn điều tiết lũ giải pháp 2 ....................................................85
Bảng 3.17. Kết quả tính tốn kiểm tra cao trình đỉnh đập giải pháp 2 ..........................87
Bảng 3.18. Kết quả tính tốn kiểm tra ổn định thấm giải pháp 2 ..................................89
Bảng 3.19. Kết quả tính toán kiểm tra ổn định trượt giải pháp 2 ..................................90

6


MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Cơng trình hồ chứa nước Đá Đen xây dựng năm 1997, hoàn thành vào năm 2004 tại
các xã Châu Pha, Sơng Xồi thuộc huyện Tân Thành và xã Suối Nghệ, Bình Ba, Láng
Lớn thuộc huyện Châu Đức tình Bà Rịa – Vũng Tàu. Cơng trình có dung tích là 33,4
triệu m3 với nhiệm vụ thiết kế cấp nước tưới cho 2.773ha đất nông nghiệp của huyện
Châu Đức, Tân Thành, cung cấp nước thô cho các nhà máy nước với lưu lượng
500.000m3/ngày, kết cấu đập đất có chiều dài L = 1.258m, chiều rộng mặt đập B = 8m,
chiều cao đập lớn nhất Hmax = 22,5m. Diện tích lưu vực hồ Đá Đen là 149km2 thuộc
loại sơng trung bình nhỏ của vùng Đơng Nam Bộ, hàng năm lượng nước tương đối dồi
dào do nằm ở vùng có lượng mưa khá lớn, từ 1.800mm đến 2.200mm. Hồ chứa nước
Đá Đen nằm trong khu vực Đông Nam Bộ và tiếp giáp với vùng duyên hải Nam Trung
Bộ mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm và mưa nhiều, hàng năm khí
hậu phân hóa thành hai mùa rõ rệt mùa mưa và mùa khô.
Đến nay cơng trình vẫn hoạt động bình thường, tình trạng như sạt trượt, nứt nẻ, xói
ngầm, thẩm lậu lớn trên mái đập và vai đập chưa có dấu hiệu xảy ra. Tuy nhiên do quá
trình sử dụng lâu dài, một số hạng mục cơng trình có dậu hiệu xuống cấp như: lớp đá
bảo vệ mái thượng lưu một vài nơi bị bong tróc, hệ thống thốt nước mái đập bị hư
hỏng, mặt đập phụ bị lồi lõm chưa được kiên cố. Mái thượng lưu và hạ lưu cây dại có
xu hướng phát triển mạnh ảnh hưởng đến công tác quan sát, kiểm tra phát hiện tổ mối,

hang động vật.
Cơng trình hồ chứa nước Đá Đen là cơng trình đặc biệt quan trọng, đã góp phần
thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, đảm bảo một phần nhu
cầu dùng nước của tỉnh, đặc biệt là cấp nước sinh hoạt cho TP. Bà Rịa và Vũng Tàu.
Hiện nay, cơng trình hồ chứa nước Đá Đen đang được tiếp nước từ hồ chứa nước Sông
Ray về để phục vụ cấp nước sinh hoạt và cấp nước cho sản xuất nông nghiệp do nhu
cầu dùng nước ngày càng tăng cao.
Trước thực trạng phát triển kinh tế xã hội và là một trong những tỉnh trọng tâm của
vùng kinh tế trọng điểm. Nhu cầu dùng nước của tỉnh ngày càng tăng cao, trong khi đó
biến đổi khí hậu và diễn biến thời tiết cực đoan làm cho việc biến động nguồn nước
7


ngày càng gia tăng. Việc xây dựng hồ đập mới ở vùng bán địa ven biển như Bà Rịa Vũng Tàu là khó khả thi. Vì vậy, nghiên cứu để có cơ sở khoa học trong việc tăng
dung tích hồ chứa nước Đá Đen, đảm bảo an tồn cơng trình
2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu ảnh hưởng của việc tăng dung tích hồ chứa nước đến an tồn cơng trình.
- Nghiên cứu, đánh giá các giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen để phục vụ
nhu cầu dùng nước tăng cao.
- Đề xuất giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen khi nhu cầu dùng nước tăng
cao trong tương lai gần (2025).
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Trước nhu cầu cần nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa, việc lựa chọn giải
pháp hợp lý để nâng cấp hồ chứa theo nhiệm vụ và nhu cầu mới có nhiều vấn đề phức
tạp về mặt kỹ thuật. Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn này tập trung nghiên cứu
các giải pháp để nâng cao dung tích hữu ích có thể áp dụng vào hồ chứa. Đồng thời
xây dụng tiêu chí để lựa chọn giải pháp hợp lý có thể áp dụng. Nghiên cứu chỉ đề cập
đến một số vấn đề chính như các giải pháp cải tạo tràn, tơn cao đập, tính tốn ổn định
của đập khi nâng cao dung tích hữu ích. Các tính toán cụ thể được áp dụng cho hồ
chứa nước Đá Đen tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.

- Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của BĐKH đến dung tích hữu ích
của hồ chứa và một số giải pháp nâng cao dung tích của hồ chứa.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu các giải pháp nâng cao dung tích cho hồ chứa
nước Đá Đen tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
4.1. Cách tiếp cận
Đối tượng nghiên cứu là cơng trình hồ chứa nước Đá Đen, huyện Tân Thành, tỉnh
Bà Rịa – Vũng Tàu. Đối tượng nghiên cứu điển hình là việc tăng dung tích của hồ
chứa nước Đá Đen vẫn đảm bảo an tồn cơng trình. Do cơng trình khi thiết kế tính tốn
ứng với dung tích thiết kế nhất định, mực nước thiết kế đảm bảo an tồn cơng trình. Do
đó để tiếp cận đối tượng cần phải tiếp cận theo các hướng khác nhau.

8


- Tiếp cận tổng hợp: xem khu vực nghiên cứu là một hệ thống thống nhất trong đó
bao gồm các yếu tố: địa hình, địa chất, khí hậu, nước, con người, sinh vật…. là các
thành phần của hệ tương tác có quan hệ rằng buộc lẫn nhau. Phương pháp này đòi hỏi
phải xem xét tổng hợp để đưa ra các cơ sở khoa học đánh giá một cách hợp lý.
- Tiếp cận theo hướng kế thừa, phát triển các kết quả nghiên cứu: Kế thừa các kết
quả nghiên cứu trong nước về nguồn dữ liệu cơ sở về địa hình, địa chất, thủy văn, bùn
cát từ các đề tài dự án phục vụ cho việc tính tốn ổn định của cơng trình, đồng thời các
kinh nghiệm về mơ phỏng hình thái sông của các đề tài, dự án liên quan sẽ được tiếp
thu để cải thiện cho những tính tốn trong đề tài này.
- Tiếp cận với các phương pháp mới: Đây là phương pháp chủ yếu của luận văn,
tiếp cận với các thành tựu khoa học công nghệ, các tiến bộ kỹ thuật trên thế giới, các lý
thuyết mới và các phần mềm tính tốn để nghiên cứu, đánh giá từ đó đề xuất các giải
pháp cơng trình hợp lý đảm bảo an tồn cơng trình hồ chứa nước Đá Đen khi tăng
dung tích của cơng trình.
4.2. Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập, điều tra và phân tích thống kê
- Nghiên cứu tổng quan lý thuyết và thực tiễn;
- Phương pháp mơ hình tốn (SLOPE/W, MIKE BASIN) để tính tốn khả năng
tăng dung tích hồ và ổn định cơng trình đập.
- Tổng hợp, phân tích các khả năng sử dụng nước, khả năng thay đổi nguồn nước
và mức độ ổn định cơng trình, từ đó đánh giá và đề xuất các giải pháp tăng dung tích
hồ chứa để tăng hiệu quả phục vụ dân sinh và phát triển kinh tế.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu giúp cải
thiện đáng kể dung tích hồ chứa, cải thiện được tình trạng thiếu nước về mùa kiệt; chi
phí đầu tư cho việc cải tạo, nâng cấp cơng trình nhỏ nhưng mang lại hiệu quả kinh tế
cao. Và cũng theo đó, chi phí đầu tư cho việc cải tạo, nâng cao ngưỡng tràn xả lũ sẽ ít
tốn kém, kết hợp với ứng dụng giải pháp công nghệ mới giúp cho việc nâng ngưỡng
tràn không hoặc có ảnh hưởng rất nhỏ đến MNDGC, hiệu quả kinh tế đạt giá trị cao.

9


6. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
- Đánh giá được thực trạng hoạt động của hồ chứa nước Đá Đen và mức độ ổn định;
- Đánh giá và phân tích khả năng nhu cầu nước tăng cao trong điều kiện mới;
- Đề xuất được các giải pháp tăng dung tích hồ chứa nước Đá Đen để tăng hiệu quả sử
dụng nước và đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội trong tương lai.

10


Chương 1: TỔNG QUAN HỒ CHỨA NƯỚC
1.1. Khái quát hồ chứa nước vừa và nhỏ dạng đập đất
1.1.1. Hồ chứa ngoài nước

Xây dựng và sử dụng hồ chứa nước trên thế giới có một lịch sử phát triển lâu
đời. Cách đây hơn 6 nghìn năm người Trung Quốc và Ai Cập đã biết sử dụng vật liệu
tại chỗ để đắp đập ngăn sông suối tạo thành hồ chứa. Thời kỳ cổ đại có hồ Vicinity tại
Menphis thuộc thung lũng sơng Nin (Ai Cập) là đập đá đổ cao 15 m, dài 45 m.
Hồ chứa nước trên thế giời được xây dựng và phát triển rất đa dạng, phong phú
về hình thức đập, hình thức tràn xả lũ và dung tích hồ chứa. Trên thế giới đã xây dựng
hơn 1400 hồ có dung tích trên 100 triệu m3 nước.

Hình 1.1. Hồ Bera ở Malaysia (nguồn: Internet)

11


Hình 1.2. Hồ Jurong tại Singapore (nguồn: Internet)
Theo tiêu chí phân loại của ủy ban Quốc tế về đập lớn (ICOLD), hồ có dung
tích từ triệu m3 nước trở lên hoặc chiều cao đập dâng nước trên 10 mét có hơn 45.000
hồ. Trong đó Châu Á có 31.340 hồ (chiếm 70%), Bắc và Trung Mỹ có 8.010 hồ, Tây
Âu có 4.227 hồ, Đơng Âu có 1.203 hồ, Châu Phi 1.260 hồ, Châu Đại Dương 577 hồ.
Đứng đầu danh sách các nước có nhiều hồ là Trung Quốc (22.000 hồ), Mỹ (6.575 hồ),
Ấn Độ (4.291 hồ), Nhật Bản (2.675 hồ), Tây Ban Nha 1.196 hồ.Nước Nga có hơn 150
hồ lớn với tổng dung tích trên 200 tỷ m3 nước.
Các hồ lớn nhất thế giới có hồ Boulder trên sơng Colorado (Mỹ) dung tích 38 tỷ
m3 nước, hồ Grandcoulle trên sơng Columbia (Mỹ) dung tích 24 tỷ m3 nước, Hồ Bơrat
trên sơng Angera (Nga) có dung tích gần 20 tỷ m3 nước.
1.1.2. Hồ chứa nước trong nước
Hồ chứa nước ở Việt Nam là biện pháp cơng trình chủ yếu để chống lũ cho các
vùng hạ du; cấp nước tưới ruộng, công nghiệp, sinh hoạt, phát điện, phát triển du lịch,
cải tạo môi trường nuôi trồng thuỷ sản, phát triển giao thông, thể thao, văn hoá...

12

Đa phần là hồ chứa vừa và nhỏ (cấp V chiếm 62%; hồ có lưu vực F < 10 km2
chiếm 65,6%, hồ chứa nước tưới không quá 500 ha chiếm 82%, hồ có dung tích khơng
vượt q 10 triệu (m3) chiếm 26,07%, số hồ có dung tích lớn hơn chiếm tỷ lệ nhỏ. Hồ
có dung tích từ 20 triệu (m3) trở lên có 51 hồ (trong đó có 10 hồ do ngành thuỷ điện
quản lý). Những hồ nhỏ nằm rải rác khắp nơi tạo nên những thế mạnh nhất định (vốn
ít, sớm đưa vào phục vụ, phù hợp với nền sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng lớn, đi
đến từng thôn bản phục vụ đắc lực cho phát triển nông nghiệp và nơng thơn).
Hồ lớn tuy ít về số lượng, nhưng có vai trị quyết định tạo đà phát triển trong
cơng nghiệp hố, hiện đại hố; phịng chống lũ, phát điện, khả năng vượt tải cao nên
chống hạn tốt.
Hồ chứa nước chỉ có thể xây dựng ở những vùng có địa hình, địa chất phù hợp.
Xây dựng hồ chứa cần chú ý tới các vùng miền. Ở những vùng có ít hồ (ví dụ như ở
Nam Trung Bộ và Tây Nguyên), đặc biệt ở vùng thiếu quá nhiều hồ lớn (như ở Tây
Nguyên) thì việc chống lũ, chống hạn, cải tạo mơi trường sinh thái, cung cấp nước sạch
cịn gặp rất nhiều khó khăn.
Theo thời gian, trước năm 1964 việc xây dựng hồ chứa diễn ra chậm, có ít hồ
chứa được xây dựng trong giai đoạn này. Sau năm 1964, đặc biệt từ khi nước nhà
thống nhất thì việc xây dựng hồ chứa phát triển mạnh. Từ 1976 đến nay số hồ chứa xây
dựng mới chiếm 67%. Không những tốc độ phát triển nhanh, mà cả về quy mơ cơng
trình cũng lớn lên không ngừng. Hiện nay, đã bắt đầu xây dựng hồ lớn, đập cao ở cả
những nơi có điều kiện tự nhiên phức tạp.
Đập ngăn sông tạo hồ chứa có chiều cao khơng vượt q 25m chiếm tới
87,18%. Việc xây dựng những đập cao hơn 25m đang bắt đầu được quan tâm đầu tư.
Hình thức kết cấu và kỹ thuật xây dựng từng loại cơng trình ở hồ chứa nước cịn
đơn điệu, ít có đổi mới, đa dạng hố. Việc áp dụng vật liệu mới, cơng nghệ mới hiện
đang được quan tâm.

13

Hình 1.3. Hồ Dầu Tiếng tỉnh Tây Ninh (nguồn: Internet)

Hình 1.4. Hồ Sơng Quao tỉnh Bình Thuận (nguồn: Internet)
14


Hình 1.5. Hồ Kẻ Gỗ tỉnh Hà Tĩnh (nguồn: Internet)

Hình 1.6. Hồ Suối Các tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu (nguồn: Trung tâm QLKTCTTL
tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu)

15


1.2. Nhu cầu cấp thiết của việc tăng dung tích hồ chứa
Hiện nay do sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, dân số tăng dẫn đến nhu
cầu cấp nước sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp và phát điện ngày càng tăng cao.
Đồng thời điều kiện khí hậu diễn biến ngày càng phức tạp, dẫn đến dòng chảy mưa lũ
trên hầu hết các sơng có xu thế tăng lên nhưng dịng chảy mùa kiệt có xu hướng giảm.
Vì thế yêu cầu đặt ra đối với các hồ chứa là phải sửa chữa nâng cấp để đảm bảo an toàn
hồ đập trong mùa mưa lũ và tăng dung tích hữu ích để đáp ứng nhu cầu dùng nước
ngày càng tăng.
Theo số liệu đã cơng bố thì đến nay nước ta đã xây dựng 6648 hồ chứa các loại
với tổng dung tích trữ nước khoảng 49,88 tỷ m3 nước. Hơn một nữa trong tổng số các
hồ chứa đã được xây dựng và đưa vào sử dụng trên 25 năm. Nhiều hồ chứa đã bị hư
hỏng và xuống cấp nghiêm trọng do đó khơng đảm bảo an tồn khi tích nước đúng
dung tích thiết kế.
Theo Báo cáo quy hoạch tổng thể về phát triển tài nguyên nước và quản lý 14

lưu vực sơng chính phân bố từ Bắc vào Nam của Việt Nam.

16


Hình 1.7. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng cho nông nghiệp theo các lưu vực sông
( Theo Báo cáo quy hoạch tổng thể về phát triển tài nguyên nước và quản lý 14 lưu vực
sơng chính phân bố từ Bắc vào Nam của Việt Nam)
Bảng 1.1. Nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp theo các lưu vực sông
STT

Tên sông

1

Sông Bằng Giang

2

Năm 2010 (106m3)

Năm 2020 (106m3)

413,12

457,27

Sông Hồng

18.779,69

19.009,90

3

Sông Mã

2.175,98

2.295,82

4

Sông Cả

1.762,86

1.983,61

5

Sông Thạch Hãn

167,14

186,06

6

Sông Hương

413,12

488,81

7

Sông Thu Bồn

766,32

766,32

8

Sông Trà Khúc

422,58

425,74

9

Sông Kone

876,70

999,69

10

Sông Ba

2.220,13

2.220,13

11

Sông Sesan

321,67

422,58

17


12

Sông Srepok

482,50

1.043,84

13

Sông Đồng Nai

4.323,59

4.982,69

14

Sông Cửu Long

41.800,97

46.165,55

74.926,37

81.448,01

Tổng cộng

Nhận xét đánh giá: Đến năm 2020 diện tích đất sản xuất nơng nghiệp tăng lên
20,34%, nhu cầu dùng nước thủy lợi tăng 6,12%. Nhu cầu dùng nước trong lĩnh vực
chăn nuôi tăng 59,5%, nhu cầu dùng nước cho nuôi trồng thủy sản tăng 20,07%.

Hình 1.8. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng trong sinh hoạt theo các lưu vực sông
( Theo Báo cáo quy hoạch tổng thể về phát triển tài nguyên nước và quản lý 14 lưu vực
sơng chính phân bố từ Bắc vào Nam của Việt Nam)

18


Bảng 1.2. Nhu cầu dùng nước trong sinh hoạt theo các lưu vực sông

STT

Tên sông

Năm 2010 (106m3)

Năm 2020 (106m3)

1

Sông Bằng Giang

23,52

32,71

2

Sông Hồng

673,80

1.078,14

3

Sông Mã

82,04

117,47

4

Sông Cả

79,98

116,24

5

Sông Thạch Hãn

19,67

19,67

6

Sông Hương

29,24

48,03

7

Sông Thu Bồn

65,76

96,20

8

Sông Trà Khúc

20,18

28,50

9

Sông Kone

35,40

54,34

10

Sông Ba

49,29

71,35

11

Sông Sesan

15,33

24,53

12

Sông Srepok

51,54

94,42

13

Sông Đồng Nai

488,59

765,10

14

Sông Cửu Long

586,15

586,15

2.220,49

3.132,85

Tổng cộng

Nhận xét đánh giá: Do tiêu chuẩn dùng nước của 1 người/ 1 ngày tăng lên nên
nhu cầu nước phục vụ cho sinh hoạt cũng tăng lên cùng với sự phát triển dân số của
nước ta. Đến năm 2020 nhu cầu nước phục vụ cho sinh hoạt tăng lên 54,08%.

19


Hình 1.9. Biểu đồ nhu cầu về nước dùng trong công nghiệp theo các lưu vực sông
( Theo Báo cáo quy hoạch tổng thể về phát triển tài nguyên nước và quản lý 14 lưu vực
sơng chính phân bố từ Bắc vào Nam của Việt Nam)
Bảng 1.3. Nhu cầu dùng trong công nghiệp theo các lưu vực sông
STT

Tên sông

1

Sông Bằng Giang

2

Sông Hồng

3

4

Năm 2010 (106m3)

Năm 2020 (106m3)

0,45

0,75

314,18

569,51

Sông Mã

4,3

9,23

Sông Cả

0,69

1,04

20


5

Sông Thạch Hãn

0,12

0,18

6

Sông Hương

6,47

12,46

7

Sông Thu Bồn

104,38

155,46

8

Sông Trà Khúc

2,14

3,44

9

Sông Kone

2,02

3,11

10

Sông Ba

0,49

0,81

11

Sông Sesan

0,59

0,96

12

Sông Srepok

0,61

1,03

13

Sông Đồng Nai

936,81

1.094,40

14

Sông Cửu Long

7,77

13,63

1.381,02

1.866,01

Tổng cộng

Nhận xét đánh giá: Cùng với sự phát triển kinh tế mạnh mẽ của đất nước, các
khu công nghiệp, khu chế xuất, các nhà máy mọc lên ngày càng nhiều. Do đó cần phải
quy hoạch nguồn nước để cung cấp cho các nơi này vì vậy nhu cầu dùng nước của
ngành cơng nghiệp ngày càng tăng lên. Đến năm 2020 nhu cầu nước phục vụ cho công
nghiệp tăng 53,06%.

Kết luận: Để đáp ứng đủ nhu cầu nước cho các ngành kinh tế phát triển đến năm
2020. Việc phát triển và xây dựng các công trình cấp nước là một bài tốn đặt ra hết
sức trong điều kiện thời tiết và khí hậu biến đổi phức tạp.
1.3. Những tác động từ việc tăng dung tích hồ chứa đến an tồn cơng trình
1.3.1. Ảnh hưởng đến ổn định của đập
Khi mực nước thương đập dâng cao sẽ dẫn đến việc dâng cao đường bão hòa,
tăng gradient thấm trong thân đập, tăng áp lực nước hoặc giảm thể tích khối đất khơng
bão hịa. Mặt khác thể tích khối đất khơng bão hịa có ảnh hưởng rất quan trọng đến độ
ổn định của mái đất khơng bão hịa. Việc đồng thời tăng áp lực nước và giảm thể tích
khối đất khơng bão hịa, tăng gradient thấm trong thân đập dẫn đến sự suy giảm cường
21


độ kháng cắt của đất. Điều này dẫn đến các sự mất ổn định mái hạ lưu đập đồng thời
tăng khả năng xói chân khay của đập đất.

Hình 1.10. Mặt đập chính hồ Phú Ninh bị biến dạng (Nguồn: nguồn Internet)
1.3.2. Ảnh hưởng đến thấm qua nền và thân đập
Do chênh lệch cột nước thượng hạ lưu tăng nên lượng nước thấm qua các khe
nứt trong nền dưới đáy công trình và thân đập do đó lưu lượng thốt về hạ lưu cũng sẽ
tăng. Ngoài ra, áp lực thấm đáy ngược dưới đáy đập cũng tăng, có thể gây mất ổn định
đập. Vì vậy yêu cầu xử lý chống thấm nền sẽ tăng, do đó khi nâng cao dung tích hữu
ích của hồ chứa cần tính tốn lại lượng nước thấm và áp lực thấm đẩy ngược để bố trí
thiết bị chống thấm hợp lý nhằm hạn chế lượng nước thấm qua nền và đảm bảo an toàn
ổn định cho cơng trình.

22


Hình 1.11. Ảnh vị trí thấm hạ lưu đập Núi Cốc, Thái Nguyên(Ảnh : nguồn Internet)

Hình 1.12. Vỡ đập Đầm Hà Động, Quảng Ninh(Ảnh : nguồn Internet)

23


Hình 1.13. Ảnh vỡ cống lấy nước đập Z20, Hà Tỉnh(Ảnh : nguồn Internet)

Hình 1.14. Ảnh mạch đùn, mạch sủi hạ lưu đập Am Chúa, Khánh Hà (Ảnh : nguồn
Internet)

24


1.3.3. Ảnh hưởng đến khả năng tháo qua tràn xả lũ
Khi dung tích hữu ích của hồ chứa tăng, lưu lượng xả lũ qua tràn sẽ tăng nếu
vẫn giữ nguyên cao trình ngưỡng tràn. Do lưu lượng xả lũ tăng nên sẽ ảnh hưởng đến
kích thước, kết cấu của các cơng trình xả lũ. Ngồi ra, trong một số trường hợp, khi
nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa, cấp của cơng trình tăng lên do đó tần suất lũ
đến thay đổi, lũ thiết kế mới sẽ lớn hơn lũ thiết kế cũ. Vì vậy, khi nâng cao dung tích
hữu ích cần phải tính tốn lại lưu lượng xả lũ để đưa ra giải pháp cơng trình xả lũ hợp
lý.

Hình 1.15. Ảnh vỡ đập Bản Kiểu, Trung Quốc (Ảnh : nguồn Internet)
1.3.4. Ảnh hưởng đến nối tiếp và tiêu năng hạ lưu
Khi nâng cao dung tích hữu ích của hồ chứa dẫn đếncột nước trên ngưỡng tràn
sẽ tăng hoặc lưu lượng xả qua tràn sẽ tăng. Vì thế năng lượng dòng chảy xả về hạ du sẽ
càng lớn nên sẽ làm tăng phạm vi của hố xói. Điều này gây bất lợi cho cơng trình,
trong trường hợp bất lợi nhất thì điểm gần nhất của hố xói có thể lan vào chân đập làm
phá hủy cơng trình . Do đó, cần kiểm tra lại phạm vi của hố xói khi nâng cao dung tích

hữu ích của hồ chứa.

25