(Luận văn thạc sĩ) Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương, giải pháp xử lý và áp dụng cho đập sông Biêu

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN..........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH VẼ...............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................viii
MỞ ĐẦU..................................................................................................................... ix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA THẤM
ĐẾN ỔN ĐỊNH ĐẬP............................................................................................1
1.1 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương trên thế giới ở Việt Nam và Ninh
Thuận:....................................................................................................................... 1
1.1.1 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương trên thế giới:............................. 1
1.1.2 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam:.............................. 1
1.1.3 Quá trình xây dựng hồ đập trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận:.............................. 2
1.2 Ảnh hưởng của dòng thấm đến đập vật liệu địa phương:..................................... 8
1.2.1 Sự hình thành dịng thấm:............................................................................... 8
1.2.2 Tác hại dịng thấm lên cơng trình................................................................... 8
1.3 Các sự cố gây hư hỏng đập vật liệu địa phương:................................................. 8
1.3.1 Các sự cố hư hỏng đập vật liệu địa phương trên thế giới:............................... 8
1.3.2 Các sự cố về đập vật liệu địa phương ở Việt Nam:....................................... 10
1.3.3 Các sự cố về đập vật liệu địa phương ở Ninh Thuận:................................... 13
1.4 Các hiện tượng và nguyên nhân sự cố thấm xảy ra ở đập vật liệu địa phương: .
14 1.4.1 Hiện tượng thấm gây sủi nước ở hai bên vai đập:.................................... 14
1.4.2 Hiện tượng thấm gây sủi nước ở nền đập:.................................................... 15
1.4.3 Hiện tượng thấm gây sủi nước trong phạm vi đập (hoặc trên mái đập):.......15

i


1.5 Những nghiên cứu về an toàn đập đã thực hiện:................................................ 15
1.5.1 Trên thế giới:................................................................................................ 15

1.5.2 Ở Việt Nam:................................................................................................. 16
1.6 Một số giải pháp xử lý chống thấm hiện nay đã được sử dụng..........................16
1.6.1 Tường nghiêng chân răng chống thấm:........................................................ 16
1.6.2 Tường nghiêng bằng màn HDPE chống thấm:............................................. 17
1.6.3 Chống thấm bằng công nghệ khoan phụt truyền thống:................................ 18
1.7 Kết Luận Chương 1:.......................................................................................... 19

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THẤM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
THẤM TRONG ĐẬP VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG............................................ 20
2.1 Cơ sở lý thuyết về thấm:.................................................................................... 20
2.1.1 Các nghiên cứu quan trọng trước đây về thấm:............................................ 20
2.1.2 Môi trường thấm gây ra hiện tượng thấm:.................................................... 20
2.1.3 Đường cong đặc trưng Đất – Nước............................................................... 21
2.1.4 Dòng nước thấm nước qua đất...................................................................... 22
2.1.5 Định luật thấm áp dụng cho đất khơng bão hồ:........................................... 23
2.1.6 Hàm thấm, quan hệ giữa hệ số thấm và độ hút dính..................................... 24
2.1.7 Phương trình vi phân cơ bản của bài toán thấm............................................ 24
2.1.8 Các phương pháp giải bài toán thấm:........................................................... 26
2.1.9 Lựa chọn phương pháp và phần mềm để giải bài toán thấm:........................ 29
2.2 Phân tích ổn định mái cho đập vật liệu địa phương:.......................................... 30
2.2.1 Bài toán ổn định trượt của mái dốc:.............................................................. 30
2.2.2 Các phương pháp giải bài toán ổn định trượt của mái dốc hiện nay.............30
2.2.3 Lựa chọn phương pháp giải và phần mềm sử dụng phục vụ tính tốn..........40


2.3 Các giải pháp cơng trình sửa chữa xử lý thấm trong đập vật liệu địa phương: ..40
2.3.1 Giải pháp sử dụng công nghệ khoan phụt cao áp Jet-Grounting:..................40
2.3.2 Giải pháp sử dụng công nghệ tường hào chống thấm Bentonite:..................42
2.3.3 Tường hào đất – Bentonite:.......................................................................... 42
2.3.4 Tường hào ximang – Bentonite:................................................................... 43

2.3.5 Trường chống thấm bằng các loại vật liệu mới như màng HDPE, túi địa kỹ
thuật: ..................................................................................................................... 44
2.4 Kết luận chương 2:............................................................................................ 45

CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN THẤM VÀ BIỆN PHÁP PHỊNG THẤM ÁP
DỤNG CHO ĐẬP SƠNG BIÊU TỈNH NINH THUẬN.................................... 46
3.1 Giới thiệu chung về hồ chứa nước Sông Biêu:.................................................. 46
3.1.1 Mục tiêu, vị trí.............................................................................................. 46
3.1.2 Thơng số kỹ thuật chủ yếu các hạng mục của hồ chứa nước Sông Biêu.......46
3.2 Hiện trạng làm việc của hồ chứa nước Sơng Biêu:............................................ 47
3.3 Tính tốn, đánh giá thấm cho đập Trà Van và đập phụ Sông Biêu:....................49
3.3.1 Tài liệu sử dụng tính tốn, vị trí tính tốn:................................................... 49
3.3.2 Số liệu sử dụng và các trường hợp tính tốn:................................................ 50
3.3.3 Tính toán và đánh giá hiện trạng thấm tại các mặt cắt đã chọn:...................53
3.4 Đề xuất các biện pháp xử lý thấm cho đập đất Sông Biêu................................. 57
3.4.1 Tường nghiêng sân phủ bằng vật liệu chống thấm (đất sét):........................ 57
3.4.2 Khoan phụt cao áp, sử dụng cọc ximang đất (Jet – Grouting):.....................57
3.4.3 Tường hào đất – Bentonite:.......................................................................... 57
3.5 Tính tốn kiểm tra xử lý chống thấm cho hồ chứa nước Sông Biêu:.................58
3.5.1 Chọn mặt cắt và các trường hợp tính tốn:................................................... 58
3.5.2 Xử lý chống thấm bằng phương pháp cọc ximang – đất (Jet-Grounting):....58


3.5.3 Xử lý chống thấm bằng phương pháp cọc ximang – đất (Jet-Grounting):....60
3.5.4 Phân tích, so sánh hai giải pháp và chọn ra giải pháp hợp lý:.......................62
3.5.5 Tính ổn định cho hồ chứa nước sông biêu sau khi xử lý thấm:.................... 63
3.6 Kết luận chương 3:............................................................................................ 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ:.................................................................................... 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO:.......................................................................................... 67
PHỤ LỤC TÍNH TỐN............................................................................................. 68

MỤC LỤC HÌNH VẼ
.........................
Hình 1 - 1 : Hồ chứa nước Sơng Sắt – Dung tích hữu ích 69,3 triệu m3
3
..............................................
Hình 1 - 2 : Hồ Sơng Trâu, Dung tích chứa 31,5 triệu m3
3
......................................................
Hình 1 - 3 : Hồ Lanh Ra – Dung tích 13,88 triệu m3
4
......................................................
Hình 1 - 4 : Hồ Trà Co, Dung tích chứa 10 triệu m3
4
......................................................
Hình 1 - 5 : Hồ Ơng Kinh – dung tích 0,83 triệu m3
5
Hình 1 - 6 : Sự cố đập thủy điện Ia Krel 2................................................................... 10
Hình 1 - 7 : Sự cố vỡ đập Tây Nguyên tỉnh Nghệ An.................................................. 11
Hình 1 - 8 (a) Sự cố đập Z20 tỉnh Hà Tĩnh; (b) Sự cố đập Khe Mơ tỉnh Hà Tĩnh........12
Hình 1 - 9 (a) Vỡ đập Phân Lân (Vĩnh Phúc) ; (b) Vỡ đập Đakme 3; (c) Vỡ đập Iakret
.....................................................................................................................................12
Hình 1 - 10 : Đập Lanh Ra bị vỡ khi lũ về................................................................... 14
Hình 1 - 11 : Đập có tường nghiêng chân răng chống thấm......................................... 17
Hình 1 - 12 : Chống thấm bằng phương pháp màn địa kỹ thuật (HDPE).....................18
Hình 1 - 13 : Cấu tạo mũi khoan phụt hai nút.............................................................. 18
Hình 2 - 1 : Sơ đồ các pha trong đất............................................................................. 21
Hình 2 - 2 : Đường cong đặt trưng nước –đất.............................................................. 22
Hình 2 - 3 : Gradien áp lực và hút dính qua một phân tố đất....................................... 22

Hình 2 - 4 : Quan hệ giữa hệ số thấm và độ hút dính................................................... 24
Hình 2 - 5 : Các loại phần tử thường dùng trong phương pháp phần tử hữu hạn.........28
Hình 2 - 6 : Mái dốc đập vật liệu địa phương.............................................................. 30
Hình 2 - 7 : Các lực tác dụng và mặt cắt hình học mái dốc với mặt trượt trụ trịn.......33
Hình 2 - 8 : Các lực tác dụng và mặt cắt hình học mái dốc với mặt trượt hỗn hợp......33
Hình 2 - 9 : Các lực tác dụng và mặt cắt hình học mái dốc với mặt trượt bất kỳ.........34
Hình 2 - 10 : Mặt trượt trụ trịn.................................................................................... 36
Hình 2 - 11 : Các lực tác dụng trong phương pháp Fellenius cho hai dải 5 và dải 6... .36
Hình 2 - 12 : Dạng mặt trượt trụ tròn........................................................................... 37


Hình 2 - 13 : Đa giác lực theo phương pháp BiShop đơn giản..................................... 38
Hình 2 - 14 : Chống thấm sử dụng cơng nghệ JET - Grounting................................... 41
Hình 2 - 15 : Sơ đồ bố trí cọc ximang – đất (1 hàng)................................................... 41
Hình 2 - 16 : Sơ đồ bố trí cọc ximang – đất (2 hàng)................................................... 42
Hình 2 - 17 : Phương pháp chống thấm bằng tường hào Đất - Bentonite.................... 43
Hình 2 - 18 : Thiết bị đào hào bentonite chống thấm cho hồ Dầu Tiếng......................44
Hình 2 - 19 : Màng địa kỹ thuật chống thấm HDPE.................................................... 44
Hình 3 - 1 : Sơ đồ mặt bằng tổng thể hồ chứa nước Sơng Biêu................................... 46
Hình 3 - 2 : Mặt bằng tổng thể phần đập tràn Sông Biêu............................................. 48
Hình 3 - 3 : Dịng thấm tại vị trí tiếp giáp với tràn bê tơng của đập Sơng Biêu..........48
Hình 3 - 4 : Dịng thấm tại vị trí tiếp giáp với tràn bê tơng của đập Sơng Biêu...........49
Hình 3 - 5 : Mặt bằng vị trí tính tốn của đập phụ Sơng Biêu...................................... 50
Hình 3 - 6 : Sơ đồ tính tốn hiện trạng mặt cắt E32 đập phụ Sơng Biêu......................53
Hình 3 - 7 : Mơ hình chia lưới phần tử và điều kiện biên mặt cắt E32......................... 53
Hình 3 - 8 : Sơ đồ tính tốn hiện trạng mặt cắt E41 đập phụ Sơng Biêu......................54
Hình 3 - 9 : Mơ hình chia lưới phần tử và điều kiện biên mặt cắt E41......................... 54
Hình 3 - 10 : Sơ đồ tính tốn hiện trạng cho mặt cắt D7 đập Trà Van..........................54
Hình 3 - 11 : Mơ hình chia lưới phần tử và gán điều kiện biên mặt cắt D7..................54
Hình 3 - 12 : Sơ đồ tính tốn hiện trạng cho mặt cắt D9 đập Trà Van..........................55

Hình 3 - 13 : Mơ hình chia lưới phần tử và gán điều kiện biên mặt cắt D9................55
Hình 3 - 14 : Sơ đồ bố trí các lỗ khoan........................................................................ 59
Hình 3 - 15 : Mơ hình chia lưới phần tử và điều kiện biên cho mặt cắt E41................59
Hình 3 - 16 : Đường đẳng gradient XY TH1:MNTL = 102.25; hạ lưu khơng có nước.
....................................................................................................................................
59
Hình 3 - 17 : Đường đẳng gradient TH2:MNTL = 102,93 hạ lưu khơng có nước.......60
Hình 3 - 18 : Đường đẳng gradient TH3:MNTL = 103,43; hạ lưu khơng có nước......60
Hình 3 - 19 : Mơ hình chia lưới phần tử và điều kiện biên cho mặt cắt E41................61


Hình 3 - 20 : Đường đẳng gradient XY TH1:MNTL = 102.25; hạ lưu khơng có nước.
.....................................................................................................................................61
Hình 3 - 21 : Đường đẳng gradient XY TH2:MNTL = 102.93; hạ lưu khơng có nước.
.....................................................................................................................................61
Hình 3 - 22 : Đường đẳng gradient XY TH3:MNTL = 103,43 ; hạ lưu khơng có nước.
.....................................................................................................................................62
Hình 3 - 23 : Xác định tâm và bán kính cung trượt mái hạ lưu; MNHL = 102,25 hạ lưu
không có nước............................................................................................................. 63
Hình 3 - 24 : Kiểm tra ổn định mái hạ lưu mặt cắt E41. TH1: MNTL = 102,25m; hạ
lưu khơng nước (K= 1,575)......................................................................................... 63
Hình 3 - 25 : Kiểm tra ổn định mái hạ lưu mặt cắt E41. TH2: MNTL = 102,93m; hạ
lưu không nước (K = 1,576)........................................................................................ 64
Hình 3 - 26 : Kiểm tra ổn định mái hạ lưu mặt cắt E41. TH3: MNTL = 103,43m; hạ
lưu không nước (K = 1,574)........................................................................................ 64


MỤC LỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 - 1: Bảng tổng hợp số hồ chứa thuỷ lợi trên cả nước......................................... 2
Bảng 1 - 2 : Tổng hợp các hồ chứa được xây dựng trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận.........5

Bảng 3 - 1 : Thông số thiết kế hồ chứa nước Sông Biêu.............................................. 47
Bảng 3 - 2 : Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập Sông Biêu.......................................... 50
Bảng 3 - 3 : Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập Trà Van............................................... 51
Bảng 3 - 4 : Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất nền tuyến đập Sông Biêu........................51
Bảng 3 - 5 : Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất nền tuyến đập Trà Van............................ 51
Bảng 3 - 6 : Mực nước tính tốn của hồ chứa nước Sông Biêu.................................... 52
Bảng 3 - 7 : Các trường hợp tính tốn kiểm tra thấm................................................... 52
Bảng 3 - 8 : Kết quả tính thấm các mặt cắt đã chọn..................................................... 55
Bảng 3 - 9 : Các trường hợp tính tốn.......................................................................... 58
Bảng 3 - 10 : Kết quả tính tốn xử lý thấm bằng cọc ximang–đất (Jet–Grounting).....60
Bảng 3 - 11 : Kết quả tính tốn xử lý thấm bằng tường hào bentonite Ximang – đất. .62
Bảng 3 - 12 : Bảng so sánh các phương án xử lý cho hồ Sông Biêu............................62


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài:
Với sự phát triển của kinh tế ngày nay nhu cầu dùng nước và các sản phẩm phụ thuộc
vào nước ngày càng cao, đời sống sinh hoạt con người ngày càng được cải thiện nên
yêu cầu về cả chất và lượng càng phải đáp ứng tốt. Để điều chỉnh nguồn nước cho phù
hợp với u cầu sử dụng, vì thế nên vai trị của các hồ chứa là rất quan trọng trong việc
đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cũng như phát triển kinh tế của một huyện, tỉnh, hay
một quốc gia.
Như đã biết từ rất lâu đập đất đã được xây dựng nhiều ở Ai Cập, Ấn Độ, Trung quốc
và các nước trung Á, với mục đích dân nước, trữ nước để tưới hay để phòng lũ. Về sau
đập đất ngày càng đóng vai trị quan trọng trong các hệ thống thủy lợi nhằm lợi dụng
tổng hợp tài nguyên nguồn nước. Nhờ sự phát triển của các ngày khoa học, các nhà
khoa học đã đưa ra và chứng minh được nhiều lý luận của các môn khoa học cơ sở như
cơ học đất, lý luận thấm, địa chất thủy văn và địa chất cơng trình, đưa ra được các
phương trình, cũng như mơ hình hóa v.v… cộng với việc ứng dụng rộng rãi cơ giới
hóa trong thi cơng nên đập đất ngày càng đảm bảo chất lượng đồng thời giá thành và

yêu cầu về nền của đập đất thấp hơn rất nhiều so với đập bê tơng có cùng quy mơ nên
đập đất được sử dụng khá rộng rãi. Tuy vậy trong những năm gần đây cùng với sự phổ
biến của đập đất người ta cũng đã ghi nhận được rất nhiều sự cố ở loại đập này trên thế
giới cũng như ở Việt Nam. Đã có rất nhiều người thiệt mạng, hoa màu bị tàn phá thiệt
hại nhiều tỷ đồng, chính vì thế việc tìm ra nguyên nhân và khắc phục các sự cố đập là
vô cùng quan trọng.
Riêng đối với huyện Thuận Nam tỉnh Ninh Thuận được biết tới là một huyện nghèo,
khí hậu nóng và khơ hạn quanh năm, với thu nhập chủ yếu là từ nơng nghiệp thì việc
nhà nước quyết định đầu tư xây dựng hồ chứa nước Sơng Biêu thì đây được coi là một
tín hiệu mừng cho bà con nơi đây, khi có thể chủ động được nước phục vụ sinh hoạt
sản xuất. Tuy nhiên kể từ sau khi thi cơng và trong q trình đưa vào sử dụng hồ liên
tục bị thấm dẫn tới mất nước và có nguy cơ gây nguy hiểm cho cơng trình khiến đơn
vị quản lý khơng thể chủ động tích nước phục vụ sản xuất. Chính vì vậy học viên lựa


chọn đề tài: “Phân tích nguyên nhân sự cố thấm ở các đập vật liệu địa phương,
giải pháp xử lý và áp dụng cho đập Sông Biêu " để nghiên cứu.
2. Mục đích của Đề tài:
- Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu về nguyên nhân do hiện tượng thấm trong đập vật
liệu địa phương.
- Áp dụng và đề xuất giải pháp chống thấm cho Hồ Sông Biêu.
3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu:
+ Phương pháp kế thừa: Nghiên cứu có chọn lọc những nghiên cứu có liên quan đến
đề tài, kế thừa các kết quả nghiên cứu đã được công nhận trong nước và trên thế giới.
+ Phương pháp thống kê và phân tích: Thu thập các tài liệu, số liệu và khảo sát hiện
trạng. Phân tích định tính và định lượng các cơng thức, phương pháp tính tốn thấm,
tính tốn ổn định trượt mái hạ lưu sử dụng phương pháp số để tính tốn.
+ Phương pháp mơ hình hố: Sử dụng mơ hình để tính tốn bài tốn hiện trạng, từ đó
đề ra biện pháp xử lý hiện trạng.

4. Phạm vi nghiên cứu:
Luận văn tập trung nghiên cứu về sự cố thấm trong đập vật liệu địa phương nói chung
và cụ thể là đập đất.
5. Kết quả đạt được:
- Sơ bộ xác định nguyên nhân các sự cố trong đập vật liệu địa phương.
- Áp dụng tính tốn cho cơng trình cụ thể (hồ chứa nước Sơng Biêu), từ đó cảnh báo
khả năng mất ổn định do dòng thấm và đề ra được biện pháp xử lý.


NỘI DUNG LUẬN VĂN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA THẤM
ĐẾN ỔN ĐỊNH ĐẬP
1.1 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương trên thế giới ở Việt Nam và Ninh
Thuận:

1.1.1 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương trên thế giới:
Đập vật liệu địa phương là cơng trình thủy cơng được xây dựng từ rất lâu trên thế giới,
được người Ai Cập, Ấn Độ, Trung Quốc và các nước Trung Á xây dựng với mục đích
giữ nước dâng nước để` tưới hoặc phịng lũ. Và ngày càng đóng vai trị quan trọng
trong các hệ thống Thủy lợi nhằm lợi dụng tổng hợp tài nguyên nước.
Sử dụng chính vật liệu tự nhiên sẵn có tại khu vực xây dựng cơng trình là một trong
những yếu tố kinh tế thuận lợi của đập đất, đồng thời với công nghệ thi công đơn giản
đã làm giảm chi phí cho cơng trình, chính vì vậy, đập vật liệu địa phương được xây
dựng phổ biến ở khắp các nước trên thế giới, nhất là đối với các hồ chứa nước loại
nhỏ. Ngày nay, nhờ sự phát triển của nhiều ngành khoa học như cơ học đất, lý luận
thấm … kết hợp với thiết bị cơ giới hiện đại năng suất cao, nên nhiều đập lớn đã được
xây dựng như:
- Đập Oroville – Mỹ: cao 262,4m, dài 2358m.
- Đập Swift – Mỹ: cao 156m dài 640m, được hoàn thành năm 1959.
- p Serre Ponson (Serre-Ponỗon) Phỏp: cao 122m di 600m, hoàn thành năm

1960.
- Đập maltmark – Thụy sĩ: cao 115m, dài 780m, hồn thành năm 1960.

1.1.2 Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam:
Ở Việt Nam các hồ chứa được xây dựng nhiều từ sau khi thống nhất đất nước (năm
1975) giai đoạn này nông nghiệp là ngành kinh tế chính của Việt Nam nên nhu cầu về
nước càng ngày càng cao. Kể từ đó đến nay số hồ chứa xây dựng mới chiếm 67% phát

1


triển không ngừng cả về số lượng và quy mô. Hiện nay, chúng ta đang xây dựng nhiều
hồ lớn có đập cao, ngay cả những nơi có điều kiện địa hình, địa chất phức tạp.
Theo báo cáo của Tổng cục thuỷ lợi về cơng tác quản lý an tồn hồ chứa nước vào
tháng 10 năm 2015 thì cả nước ta hiện có 6.886 hồ nước trong đó có 6.648 hồ chứa
thủy lợi (chiếm 96,5%) và 238 hồ chứa thuỷ điện (chiếm 3,5%). Với tổng dung tích
khoảng 63 tỷ m3 nước.
Bảng 1 - 1: Bảng tổng hợp số hồ chứa thuỷ lợi trên cả nước
Quy mô (Triệu m3)
Số lượng (hồ)

V ≥ 10

V = 3÷10, H ≥ 15m

V = 1÷3

V = 0,2÷1

V ≤ 0,2

124

578

363

2.335

3.248

1.1.3 Quá trình xây dựng hồ đập trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận:
Sau giải phóng hơn 43 năm, Ninh Thuận đã có nhiều đổi thay cũng như thành tựu,
trong đó có sự đóng góp rất lớn của ngành nơng nghiệp nói chung và đặc biệt là các hồ
chứa nước nói riêng cũng như bản thân đập vật liệu địa phương.
Trước năm 1975, hệ thống thủy lợi trên địa bàn tỉnh chưa có một hồ chứa nào, chỉ có
hệ thống Nha Trinh - Lâm Cấm lấy nguồn nước từ thủy điện Đa Nhim, Lâm Đồng tưới
cho khoảng 13.000 ha nguồn nước khơng chủ động, diện tích canh tác khơng lớn.
Sau năm 1975 Đảng và Nhà Nước có những chủ trương mới đẩy mạnh công tác Thủy
lợi nhằm phục vụ phát triển các ngành kinh tế, lấy trọng tâm là nông nghiệp. Tính cho
đến năm 2000 tổng số hồ chứa trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận là 4 hồ chứa gồm: hồ Suối
Lớn, hồ Thành Sơn, hồ CK7 và hồ Ông Kinh với tổng dung tích hữu ích là hơn 6 triệu
m3 nước, phục vụ diện tích tưới 720ha. Diện tích thực tế tưới bằng các cơng trình hồ
chứa này chỉ chiếm tỷ trọng rất nhỏ so với nhu cầu dùng nước cả về nông nghiệp cũng
như sinh hoạt trên địa bàn tỉnh thời bấy giờ.
Trước tình hình khó khăn về nước như trên, qua nhiều chủ trương, quan tâm của nhà
nước đến tỉnh đến năm 2016 tổng số hồ chứa vừa và nhỏ trong địa bàn tỉnh đã lên tới
hơn 20 hồ với tổng dung tích khoảng hơn 192 triệu m3, và tiếp tục đầu tư xây dựng các
hồ vào những năm tiếp theo trong đó lớn nhất là hồ Sơng Cái thuộc hệ thống thủy lợi
Tân Mỹ có dung tích 209 triệu m3

Hình 1 - 1 : Hồ chứa nước Sơng Sắt – Dung tích hữu ích 69,3 triệu m3

Hình 1 - 2 : Hồ Sơng Trâu, Dung tích chứa 31,5 triệu m3


Hình 1 - 3 : Hồ Lanh Ra – Dung tích 13,88 triệu m3

Hình 1 - 4 : Hồ Trà Co, Dung tích chứa 10 triệu m3.


Hình 1 - 5 : Hồ Ơng Kinh – dung tích 0,83 triệu m3
Bảng 1 - 2 : Tổng hợp các hồ chứa được xây dựng trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận

TT

1

2

3

Tên hồ

Suối
Lớn
Thành
Sơn
CK7

Năm

Chiều

hồn

cao đập

thành

(m)

Dung
tích

Hình thức Kết cấu mặt cắt ngang

(106

đập

m3)
Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,

1990

10,60

1,10

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu
Đập đất đồng chất, thượng lưu BTCT,

1991

8,50

3,05

hạ lưu trồng cỏ, rãnh thoát nước hạ
lưu,đống đá tiêu nước

1996

16,50

1,43

Đập đất đồng chất, thượng lưu hạ lưu
đá xây, đống đá tiêu nước hạ lưu


4

5

Ông
Kinh

Tân
Giang

Đập đất đồng chất, thượng lưu đá xây,
1999

13,00

0,83

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu

2001

37,50

13,39

Đập Bê tông trọng lực
Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thốt

6

Sơng
Trâu

2005

27,00

31,50

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tơng, mái hạ
lưu trồng cỏ
Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,

7

Ba Chi

2005

9,5

0,40

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu
Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,

8

Ma Trai

2005

11,00

0,48

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu

9

Nước
Ngọt

Đập đất đồng chất, thượng lưu BTCT,
2006

22,80

1,80

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu
Đập đất đồng chất, thượng lưu BTCT,

10

Bầu Ngữ

2007

14,90

1,60

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu
Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thốt

11

Sơng Sắt

2008

33,90

69,30

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tông, mái hạ
lưu trồng cỏ
Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,

12

Tà Ranh

2010

8,70

1,22

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu

13

Trà Co

2011

26,70

10,09

Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thốt
nước thân đập Ống khói + gối phẳng


và đống đá, Mái TL bê tông, mái hạ
lưu trồng cỏ
Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoát
14

Cho Mo

2011

26,00

8,79

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tông, mái hạ
lưu trồng cỏ

15

Phước
Nhơn

Đập 02 khối, thiết bị thốt nước thân
2011

14,8

0,78

đập Ống khói + gối phẳng và đống đá,
Mái TL bê tông, mái hạ lưu trồng cỏ
Đập đất đồng chất, thượng lưu đá lát,

16

Bầu Zôn

2011

7,00

1,685

hạ lưu trồng cỏ, đống đá tiêu nước hạ
lưu
Đập hỗn hợp 02 khối, thiết bị thốt

17

Phước
Trung

2012

26,70

2,34

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tông, mái hạ
lưu trồng cỏ
Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoát

18

Bà Râu

2012

26,70

4,30

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tơng, mái hạ
lưu trồng cỏ

19

Sông
Biêu

Đập đồng chất, Mái TL bê tông dưới
2012

26,70

20,30

lót màng chống thấm Bentomat, mái
hạ lưu trồng cỏ
Đập hỗn hợp 03 khối, thiết bị thoát

20

Lanh Ra

2012

22,00

13,80

nước thân đập Ống khói + gối phẳng
và đống đá, Mái TL bê tơng, mái hạ
lưu trồng cỏ
Đập 02 khối chống thấm bằng tường

21

Núi Một

2012

19,00

2,20

hào xi măng đất, Mái TL bê tông, mái
hạ lưu trồng cỏ


1.2 Ảnh hưởng của dòng thấm đến đập vật liệu địa phương:

1.2.1 Sự hình thành dịng thấm:
Lớp đất phía dưới nền và hai bên vai cơng trình trừ trường hợp đã được xử lý hoặc là
lớp đá tốt không nứt nẻ, hay lớp đất sét chặt thì thường là loại thấm nước. Khi đập vật
liệu địa phương làm việc trong điều kiện có chênh lệch cột nước giữa thượng và hạ
lưu. Dòng nước sẽ đi qua các khe rỗng trong đất nền và hai bên phía vai cơng trình
(nơi thấm nước) tạo thành dòng thấm.
Trên thực thế dòng thấm trong mơi trường đất rỗng được chia thành hai loại:
- Dịng thấm có áp: Là dịng thấm có mặt tiếp xúc là tầng khơng thấm, khơng tiếp xúc
với khí trời, chuyển động của dòng thấm giống như dòng chảy trong ống có áp.

Thường dịng thấm này xuất hiện ở dưới đáy các cơng trình.
- Dịng thấm khơng áp: Là dịng thấm khơng bị giới hạn phía trên bởi cơng trình. Đây
có thể là dịng thấm từ hai bên vai cơng trình hoặc dịng thấm qua đập đất, giới hạn
phía trên của dịng thấm này là mặt thống tại đây có áp suất chính bằng áp suất khí
trời.

1.2.2 Tác hại dịng thấm lên cơng trình:
Đất là mơi trường xốp có chứa lỗ rỗng, khi có đủ điều kiện (kẽ rỗng và chênh lệch cột
nước) sẽ hình thành dịng thấm, nếu khơng có biện pháp kiểm sốt được dịng thấm có
thể gây ra một số sự cố như:
- Làm mất nước hồ chứa.
- Đường bão thấm trong thân đập quá cao có thể gây lầy đất, sạt lở mái hạ lưu gây ảnh
hưởng tới an tồn cơng trình.
- Gây áp lực lên các bộ phận cơng trình giới hạn miền thấm (bản đáy, tường chắn).
- Làm dịch chuyển những hạt đất về phía dịng thấm gây hiện tượng xói ngầm,
hình thành các hang thấm tập trung
1.3 Các sự cố gây hư hỏng đập vật liệu địa phương:

1.3.1 Các sự cố hư hỏng đập vật liệu địa phương trên thế giới:


Như đã biết việc sự cố dẫn đến vỡ đập ln là một trong những thảm hoạ kinh hồng
đối với con người, thiệt hại là thực sự to lớn khi hàng ngàn mét khối nước đổ ập
xuống. Trong quá khứ đã có rất nhiều bài học cay đắng khi những cơng trình được xây
dựng với mục đích có lợi lại trở thành thảm hoạ cướp đi mạng sống hàng nghìn người
và gây thiệt hại lớn về kinh tế. Một vài sự cố vỡ đập trên thế giới được ghi nhận như:
Đập Tenton tại Hoa Kỳ bị vỡ được giới thiệu trong cuốn sách “Đập và an toàn về đập
“Dam and Public Safety” do Văn phòng Cải tạo đập của Mỹ xuất bản năm 1983.
Đập Tenton là đập đất cao 93m, dung tích hồ 289 triệu m3 trên sơng Tenton. Từ
ngày 10/4/1976 mực nước hồ tăng nhanh do có lũ lớn. Ngày 3/6/1976 xuất hiện hai

vị trí thấm cách chân đập 400m về phía hạ lưu với lưu lượng thấm khá lớn . Ngày
4/6/1976 phát hiện một vị trí thấm nhỏ ở bờ bên phải cách chân hạ lưu đập 45÷60m
với lưu lượng thấm 20 gallon/phút. Ngày 5/6/1976 từ 7 giờ sáng xuất hiện thấm lớn
hơn trong thân đập, sau đó dịng thấm lớn dần rồi xuất hiện dịng nước xốy ở thượng
lưu hồ chứa. Đến 11 giờ 30 xuất hiện các vết nứt lớn, phát triển nhanh phá vỡ toàn bộ
đập. Như vậy, từ khi phát hiện có thấm ở phía hạ lưu đập đến khi vỡ đập chỉ có 5 giờ
đồng hồ. Thiệt hại về người tuy không nhiều, nhưng có đến 25.000 người bị mất nhà
cửa, nhiều đường xá, cầu cống, ruộng đồng bị hư hại vùi lấp, thiệt hại ước tính khoảng
400 triệu USD.
Vào tháng 10 năm 1963 tại Italia, một trong những con đập cao nhất thế giới mang tên
Vajont nằm trên sông Vajont bất ngờ đổ sập. hơn 260 triêu mét khối nước đã bao trùm
toàn bộ khu vực khiến khoảng 2000 người thiệt mạng
Tại Trung Quốc, vụ vỡ đập thủy điện Bản Kiều được coi là sự cố vỡ đập tồi tệ nhất
trong lịch sử nước này. Đập Bản Kiều được xây trên sông Hoài Nam năm 1952, tỉnh
Hà Nam, Trung Quốc. được mệnh danh là đập thủy điện quy mô lớn đầu tiên của
Trung Quốc. Nhưng tới năm 1975, siêu bão Nina (1 trong 5 siêu bão gây thiệt hại lớn
nhất thế giới) đổ bộ vào nước này, lượng mưa đo được trong 3 ngày lên đến 1605,3
mm. Không chịu được sức nước, đập Bản Kiều đã sụp đổ, khiến Trung Quốc thiệt hại
lớn. Vụ vỡ đập này đã khiến khoảng 171.000 người thiệt mạng, khoảng 11 triệu dân
trở nên vô gia cư khi hơn 5 triệu ngôi nhà bị phá hủy, không những thế lượng điện


năng của nhà máy này cung cấp đến 1/3 nhu cầu sử dụng vào lúc cao điểm của cả đất
nước Trung Quốc.
Gần đây nhất vào ngày 8 tháng 2 năm 2017 nhà chức trách đã yêu cầu di tản hơn 200
000 người sống dưới đập nước Oroville miền bắc California ngay sau khi cơ quan
chức năng báo cáo tình trạng khẩn cấp do đập phụ của đập Oroville bị thủng, dòng
thấm đưa nước cuộn qua thân đập phụ làm sạt lở sườn trái đập dẫn đến nguy cơ cả đập
nước sụp đổ. Được biết đập Oroville là một trong số 20 con đập lớn nhất thế giới và
cũng là đập nước có chiều cao cao nhất ở Hoa Kỳ (213 m)

1.3.2 Các sự cố về đập vật liệu địa phương ở Việt Nam:
Ở Việt Nam vào tháng 6 năm 2013, đập dâng của thủy điện Ia Krêl 2 có cơng suất thiết
kế 5,5 MW đã bị vỡ cống dẫn dòng. Hơn 5 triệu mét khối nước tích trong lịng hồ đổ
xuống hạ nguồn gây thiệt hại hơn 200 ha cây trồng, hoa màu cùng nhiều tài sản khác
của đồng bào dân tộc thiểu số, nhưng may mắn là khơng có thiệt hại về người. Tuy
nhiên hơn 200 ha cây trong và nhiều hoa màu và tài sản của nhân dân đã bị cuốn trơi
gây thiệt hại hơn 3,6 tỉ đồng.

Hình 1 - 6 : Sự cố đập thủy điện Ia Krel 2


Ngoài ra theo thống kê của tổng cục thuỷ lợi trong báo cáo cáo cơng tác quản lý an
tồn các hồ chứa thì thời gian gần đây đã ghi nhận rất nhiều đập bị sự cố về đập như:
- Năm 2009: sự cố vỡ đập hồ Z20 huyện Hương Khê tỉnh Hà Tĩnh.
- Năm 2010: vỡ đập hồ Khe Mơ tỉnh Hà Tĩnh, hồ Phước Trung tỉnh Ninh Thuận.
- Năm 2011: hồ Khe Làng, hồ 271 tỉnh Nghệ An, hồ Đồi Vưng thuộc tỉnh Hồ
Bình có nguy cơ vỡ khi đang trong q trình thi cơng cống lấy nước.
- Năm 2012: Vỡ đập Tây Nguyên tỉnh Nghệ An.
- Năm 2013: Vỡ đập hồ Thung Cối tỉnh Thanh Hoá, vỡ đập hồ Phân Lân tỉnh
vĩnh Phúc.
- Năm 2014: Xảy ra sự cố vỡ đập phụ hồ chứa Đầm Hà Động, tỉnh Quảng Ninh
được biết nguyên nhân là do nước tràn đỉnh đập gây vỡ đập.

Hình 1 - 7 : Sự cố vỡ đập Tây Nguyên tỉnh Nghệ An


(a)

(b)

Hình 1 - 8 (a) Sự cố đập Z20 tỉnh Hà Tĩnh; (b) Sự cố đập Khe Mơ tỉnh Hà Tĩnh

(b)

(a)

(c)

Hình 1 - 9 (a) Vỡ đập Phân Lân (Vĩnh Phúc) ; (b) Vỡ đập Đakme 3; (c) Vỡ đập Iakret


1.3.3 Các sự cố về đập vật liệu địa phương ở Ninh Thuận:
Do tình hình thay đổi thời tiết trên địa bàn tỉnh nên gần đây đã xuất hiện nhiều hơn
những hiện tượng thời tiết tiêu cực nên một số đập trên địa bàn tỉnh đã xảy ra những
sự cố gây ảnh hưởng lớn đến điều kiện sinh hoạt, sản xuất của khu vực mà những hồ
này điều tiết. Sau đây là một số sự cố đáng chú ý trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận được
tổng hợp tại phòng quản lý nước và cơng trình của đơn vị quản lý cơng trình thủy lợi
tỉnh:
Vào tháng 11 năm 2010 xảy ra mưa lớn trên toàn tỉnh, lượng mưa trên lưu vực hồ
Phước Trung đạt tới trên 700 mm, theo báo cáo của Ban chỉ huy phòng chống lụt bão
tại hồ Phước Trung thì lượng mưa quá lớn và thời gian mưa kéo dài dẫn đến mực nước
trong hồ dâng cao đột ngột. Do đập đất mới thi công xong, đất chưa có đủ thời gian cố
kết cộng với chiều dài đập lớn nên khi gặp lũ lớn nước trong hồ dâng nhanh dẫn tới
đập khơng chịu được áp lực dịng thấm tại những vị trí đắp mới hồn thành gây rị
nước qua thân đập cuối cùng gây vỡ đập.
Khi thi công Hồ Lanh Ra vào những ngày cuối tháng 5 năm 2011 xảy ra mưa lớn kéo
dài nhiều ngày nên lượng dòng chảy trong lưu vực tập trung về hồ lớn,đơn vị thi cơng
đã cho một phần được dẫn dịng qua cống dưới đập chính và đập phụ, một phần được
tích lại trong hồ, trong 2 ngày sau đó mực nước hồ vẫn thấp hơn cao trình lũ tiểu mãn (

ứng với tần suất 10%) là 2,2 m và thấp hơn khối đắp thượng lưu đến 2,8m. Tuy nhiên
đến ngày 30/5/2011 xuất hiện những lỗ nước thấm từ chân mái taluy tràn ra và ngày
càng mở rộng, đến ngày 31 tháng 5 thì xảy ra vỡ khối thượng lưu đập dài khoảng 10m.
Bước đầu qua kiểm tra đánh giá nguyên nhân là do q trình đắp đập khơng đảm bảo
tiến độ theo thiết kế được duyệt(khối đất đắp đập thi công chênh lệch lớn dẫn đến q
trình cố kết đất khơng đạt theo yêu cầu thiết kế gây xuất hiện những lỗ rò nước.


Hình 1 - 10 : Đập Lanh Ra bị vỡ khi lũ về.
Tại hồ Bà Râu ngày 31/5/2011 đơn vị thi công đã phải chủ động phá bỏ đoạn một phần
đoạn mặt cắt đã đắp đập để dẫn nước qua nhằm giảm mực nước trong lòng hồ và đảm
bảo an toàn cho tuyến đập, nguyên nhân được biết là do thi công không đảm bảo tiến
độ theo thiết kế được duyệt kết hợp với mưa lớn trong 4 ngày trước đó (tổng lượng
mưa đo được lên tới 177,1 mm. dẫn đến nước tràn qua đập gây đe dọa đến an tồn của
tồn tuyến đập vừa mới thi cơng.
1.4 Các hiện tượng và nguyên nhân sự cố thấm xảy ra ở đập vật liệu địa phương:

1.4.1 Hiện tượng thấm gây sủi nước ở hai bên vai đập:
- Do thiết kế chưa đề ra biện pháp xử lý hoặc có đề ra nhưng biện pháp không hiệu quả
khi áp dụng vào công trình thực tế.
- Do khơng bóc hết lớp phong hố ở hai bên bai đập.
- Do đầm nện trên đoạn tiếp giáp ở vị trí vai đập chưa đủ yêu cầu kỹ thuật.


- Do q trình thi cơng xử lý khơng đều

1.4.2 Hiện tượng thấm gây sủi nước ở nền đập:
- Do q trình khảo sát khơng kỹ, đánh giá sai mặt cắt địa chất của nền, bỏ xót tần
thấm mạnh chưa được xử lý.
- Do thiết kế chưa đề ra biện pháp xử lý hoặc có đề ra nhưng biện pháp khơng hiệu quả

khi áp dụng vào cơng trình thực tế.
- Q trình thi cơng khơng đạt u cầu thiết kế.

1.4.3 Hiện tượng thấm gây sủi nước trong phạm vi đập (hoặc trên mái đập):
- Do kết quả khảo sát các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp đập không đúng, khơng thí nghiệm
đầy đủ các chỉ tiêu cơ lý cần thiết từ đó đánh giá sai chất lượng đất đắp.
- Do đất đắp có chất lượng cấp phối khơng tốt, bụi dăm sạn nhiều hàm lướng sét ít, đất
dễ bị tan rã.
- Do trong quá trình thiết kế chọn dung trọng khô quá thấm , nên đất sau khi đầm vẫn
tơi xốp, khơng chặt được.
- Do q trình thi cơng khơng có biện pháp thích hợp để xử lý độ ẩm, dẫn đến độ ẩm
của đất đắp không đều khiến cho đất sau khi đầm có chỗ rời rạc, chưa chặt.
- Do q trình thi cơng đất được đầm chưa đến độ chặt yêu cầu khi thiết kế tổ chức thi
cơng, có thể do lớp đất rải q dày, số lần đầm cịn ít, thiết bị đầm chưa đủ cơng công
suất …
- Do thiết kế biện pháp chống thấm chưa thực sự hiệu quả.
- Do q trình thi cơng màng chống thấm ( hoặc các thiết bị chống thấm) không đám
bảo yêu cầu thiết kế.
- Do khi thi công, hoặc khi đưa vào sử dụng thiết bị thốt nước phía hạ lưu bị tắc dẫn
đến đường bão hoà trong đập dâng cao và đi ra phía mái gây sạt lở mái hạ lưu.
1.5 Những nghiên cứu về an toàn đập đã thực hiện:

1.5.1 Trên thế giới: