NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG XÓI LỞ HẠ LƢU ĐẬP DÂNG VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC- ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH ĐẬP DÂNG CÂY GAI TỈNH BÌNH ĐỊNH. LUẬN VĂN THẠC SỸ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG


NGUYỄN THANH LÂM

NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG XĨI LỞ HẠ LƢU ĐẬP
DÂNG VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC- ÁP DỤNG CHO
CƠNG TRÌNH ĐẬP DÂNG CÂY GAI TỈNH BÌNH ĐỊNH

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy

Mã số

: 62.58.02.02

LUẬN VĂN THẠC SỸ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. VŨ HUY CÔNG

Đà Nẵng - Năm 2018


Luận văn thạc sĩ

Trang i

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Vũ Huy Cơng đã tận tình giúp
đỡ để tác giả hồn thành luận văn này.

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến Sở Nơng nghiệp và PTNN Bình Định, Cơng
ty cổ phần tư vấn xây dựng thủy lợi-thủy điện Bình Định nơi tác giả công tác đã tạo
điều kiện thuận lợi để tác giả nghiên cứu và thu thập tài liệu phục vụ cho luận văn này.
Tác giả xin chân thành biết ơn đến gia đình và bạn bè đã ủng hộ, khuyến khích
và chia sẻ mọi khó khăn để tác giả hồn thành tốt chương trình học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn các thầy cơ phịng Đào tạo đại học và sau đại học
trường đại học Bách Khoa Đà Nẵng đã tạo điều kiện thuận lợi để tác giả được trình
bày luận văn này.
Tác giả

Nguyễn Thanh Lâm

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang ii

LỜI CAM ĐOAN

Học viên Nguyễn Thanh Lâm cam kết rằng Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật với tên
đề tài: “Nghiên cứu tình trạng xói lở hạ lƣu đập dâng và giải pháp khắc phục- Áp
dụng cho cơng trình đập dâng Cây Gai tỉnh Bình Định” được học viên lựa chọn và
nghiên cứu là cơng trình của cá nhân học viên.

Tác giả

Nguyễn Thanh Lâm

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang iii

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ I
LỜI CAM ĐOAN .........................................................................................................II
MỤC LỤC ................................................................................................................... III
DANH MỤC CÁC BẢNG.........................................................................................VII
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... VIII
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................1
CHƢƠNG 1. ...................................................................................................................3
TỔNG QUAN VỀ XÓI Ở HẠ LƢU ĐẬP DÂNG ......................................................3
1.1. Tổng quan về đập dâng ..........................................................................................3
1.1.1. Khái quát về đập dâng ........................................................................................3
1.1.2. Phân loại đập dâng ..............................................................................................3
1.1.3. Tình hình xây dựng đập dâng hiện nay ở Việt Nam ........................................4
1.2. Tiêu năng sau đập dâng .........................................................................................6
1.2.1. Khái quát chung về tiêu năng .............................................................................6
1.2.2. Các hình thức tiêu năng ......................................................................................6
1.2.3. Đoạn sau sân tiêu năng........................................................................................6
1.2.4. Với các đập khơng có thiết bị tiêu năng ............................................................7
1.3. Xói sau đập dâng ....................................................................................................7
1.3.1. Khái niệm .............................................................................................................7
1.3.2. Nguyên nhân xói sau đập dâng...........................................................................7
1.4. Các biện pháp phịng chống và khắc phục xói sau đập dâng .............................8

1.4.1. Đánh giá khả năng xuất hiện xói theo các yếu tố khác nhau ..........................8
1.4.2. Các giải pháp phịng chống xói.........................................................................10
1.5. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................13
1.6. Đánh giá và nhận xét chung về tính hình nghiên cứu xói ................................13
CHƢƠNG 2:.................................................................................................................15
HIỆN TRẠNG ĐẬP DÂNG VÀ XĨI HẠ LƢU ĐẬP DÂNG Ở TỈNH BÌNH
ĐỊNH .............................................................................................................................15
2.1. Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội tỉnh Bình Định .............................15
2.1.1. Vị trí địa lý .........................................................................................................15
2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất ..............................................................................15
2.1.3. Khí hậu ...............................................................................................................15
2.1.4. Các hệ thống sơng chính ở Bình Định .............................................................16
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang iv

2.1.5. Dòng chảy năm ..................................................................................................18
2.1.6. Dòng chảy lũ. ......................................................................................................20
2.1.7. Dòng chảy mùa kiệt ...........................................................................................21
2.2. Hiện trạng thuỷ lợi và đập dâng .........................................................................21
2.2.1. Hiện trạng thủy lợi ............................................................................................21
2.2.2. Hiện trạng đập dâng ..........................................................................................23
2.3. Đánh giá xói sau đập dâng ...................................................................................24
2.3.1. Phân loại theo hình thức xói .............................................................................24
2.3.2. Phân loại theo độ dốc lƣu vực ..........................................................................24
2.3.3. Phân theo độ dốc lịng sơng...............................................................................24
2.3.4. Phân loại xói theo hình thức tháo lũ ................................................................25

2.4. Sự xuất hiện xói sau đập dâng .............................................................................25
2.5. Về ảnh hƣởng của xói đến hiệu quả sử dụng .....................................................26
2.5.1. Hiệu quả cung cấp nƣớc cho hạ lƣu.................................................................27
2.5.2. Sự ảnh hƣởng đến các cơng trình hạ lƣu: .......................................................27
2.5.3. Cơng tác phịng chống lũ: .................................................................................27
2.5.4.Phịng chống thấm: .............................................................................................27
2.5.5. Đập có lƣu lƣợng thiết kế tháo qua cả hai bên vai đập: ................................27
2.6. Về ảnh hƣởng của xói đến an tồn đập ..............................................................27
2.7. Các cơng thức áp dụng .........................................................................................27
2.8. Áp dụng tính tốn xói cho một số cơng trình .....................................................29
2.8.1. Đập Cây Me........................................................................................................29
2.8.2 Đập Lại Giang .....................................................................................................30
2.8.3. Đập Cây Mít .......................................................................................................31
2.9. Nguyên nhân, giải pháp khắc phục. ....................................................................32
2.9.1. Về nguyên nhân .................................................................................................32
2.9.2. Các giải pháp khắc phục. ..................................................................................32
2.9.3. Các vấn đề tồn tại và hƣớng giải quyết. ..........................................................33
ĐÁNH GIÁ XÓI VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC XÓI SAU ĐẬPDÂNG CÂY
GAI -TỈNH BÌNH ĐỊNH ............................................................................................34
3.1. Giới thiệu chung về cơng trình ............................................................................34
3.1.1. Vị trí trí cơng trình ............................................................................................34
3.1.2. Các thơng số cơ bản theo thông số xây dựng năm 1995 ................................34
3.1.3. Các hạng mục cơng trình xây dựng năm 1995 ...............................................34
3.2. Q trình xây dựng và hiện trạng thủy lợi đập dâng Cây Gai ........................41
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang v

3.2.1. Quá trình xây dựng ...........................................................................................41
3.2.2. Đặc điểm thơng số cơng trình ...........................................................................41
3.3. Hiện trạng hƣ hỏng đập dâng..............................................................................43
3.3.1. Đánh giá nguyên nhân hƣ hỏng .......................................................................43
3.3.2. Tính tốn kiểm tra tiêu năng hiện trạng: ........................................................45
3.4. Phƣơng án sửa chữa đập dâng Cây Gai .............................................................49
4.1. Mục đích mô phỏng ..............................................................................................51
4.2. Nội dung mô phỏng ..............................................................................................51
4.3. Giới thiệu phần mềm Ansys -FLuent .................................................................52
4.4. Cơ sở lý thuyết của phần mềm Ansys- Fluent ...................................................52
4.5. Các bƣớc chính thực hiện mô phỏng: .................................................................53
4.6. Các thông số sử dụng trong mô hình ..................................................................54
4.7. Thiết lập điều kiện biên ........................................................................................54
4.8. Xây dựng lƣới tính ................................................................................................55
4.9. Các trƣờng hợp mơ phỏng ...................................................................................56
4.10. Kiểm định mơ hình .............................................................................................57
4.11. Kết quả mơ phỏng và bàn luận .........................................................................57
4.11.1 Đƣờng mực nƣớc ..............................................................................................57
4.11.2. Sự thay đổi vận tốc ..........................................................................................62
4.11.3 Mối quan hệ giữa vận ttốc dòng chảy qua tràn và vị trí của nƣớc nhảy sau
dốc nƣớc: ......................................................................................................................63
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................65
1. Những kết quả đạt đƣợc của luận văn...................................................................65
2. Những tồn tại của luận văn.....................................................................................65
3. Các hƣớng nghiên cứu giải quyết tồn tại...............................................................65
4. Kiến nghị ..................................................................................................................65
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................67
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI ...................................................................................68

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang vi

NGHIÊN CỨU TÌNH TRẠNG XĨI LỞ HẠ LƢU ĐẬP DÂNG VÀ GIẢI PHÁP
KHẮC PHỤC- ÁP DỤNG CHO CƠNG TRÌNH ĐẬP DÂNG CÂY GAI TỈNH
BÌNH ĐỊNH
Học viên: NguyễnThanh Lâm Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình thủy
Mã số: 60.58.02.02 .

Khóa: K33 Trường Đại học Bách Khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Việc xây dựng cơng trình trên sơng đã làm mất cân bằng của lịng dẫn và có thể
gây xói lở ở hạ lưu. Xói xuất hiện ngay chân cơng trình, nơi có lưu tốc rất lớn lại phân bố
khơng đều. Việc nghiên cứu về xói ở sau cơng trình tháo nước là một hiện tượng phức tạp và
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố về khách quan và cả chủ quan. Bình Định nơi có điạ hình bị
chia cắt rất sâu, sườn núi trở nên dốc lớn. Sơng suối tại đây có có độ dốc lớn và lưu tốc dịng
chảy lớn, lưu lượng có biên độ dao động lớn, lại là vùng thường xuyên xuất hiện lũ ống, lũ
quét. Do những yếu tố tự nhiên như vậy nên hiện tượng xói lở ở đây diễn ra thường xuyên và
phức tạp, đặc biệt là xói ở sau cơng trình tháo nước. Trong luận văn này tác giả đã nghiên cứu
hiện tượng xói lở ở sau đập dâng Cây Gai, một cơng trình đang bị xuống cấp nghiêm trọng.
Bên cạnh đó phần mềm ANSYS FLUENT cũng được tác giả sử dụng để mô phỏng chế độ
thủy lực. Kết quả của luận văn này sẽ là tài liệu tham khảo cho các nhà tư vấn và cơ quan
quản lý ngành tại địa phương.
Từ khóa - Xói sau đập, Ansys Fluent, nước nhảy, tiêu năng.

STUDY ON THE EROSION OF THE DOWNSTREAM SURFACES OF DAMS

IN BINHDINH PROVINCE - A CASE STUDY: CAY GAI DAM
Abstract - Construction on the river has led to an imbalance of river conduction and cause
erosion downstream. Erosion occurs right at the foot of dam, where there is a irregularly
distributed flow. The study of erosion behind the works is a complex phenomenon and
depends on many factors. In Binh Dinh province the terrain is deeply divided and the slope is
steep. River streams have high slope and large flow velocity, this area is often flooded flood,
flash flood. Due to such natural factors, the phenomenon of erosion occurs frequently and
complexly, especially erosion after dam. In this thesis, the author studied the erosion
phenomenon behind the Cay Gai Dam which is among dams being degraded in Binh Dinh
province . ANSYS FLUENT software is also used to simulate hydraulics in this structure. The
results of this thesis will be a reference for local consultants.
Keywords - Erosion, Ansys Fluent, hydralic jump, dissipation energy

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1. Đặc trưng hình thái các lưu vực sơng tỉnh Bình Định [7] ............................18
Bảng 2-2. Đặc trưng dịng chảy các sơng chính trong tỉnh [7]. ....................................18
Bảng 2-3. Phân phối dòng chảy năm các sơng chính trong tỉnh [7] .............................19
Bảng 2- 4. Bảng phân loại theo hình thức xói [7]. ........................................................24
Bảng 2-5. Bảng phân loại xói theo độ dốc lưu vực .......................................................24
Bảng 2-6. Bảng phân loại xói theo độ dốc lịng sơng....................................................24
Bảng 2.7: Bảng tính tốn xói cho đập Cây Me .............................................................29
Bảng 2-8. Bảng tính tốn xói cho đập Lại Giang – Bình Định .....................................30
Bảng 2-9. Bảng tính tốn xói cho đập Cây Mít – Phù Cát ............................................31

Bảng 3-10. Đặc điểm địa chất lớp 1 ..............................................................................36
Bảng 3-11. Đặc điểm địa chất lớp 2 ..............................................................................36
Bảng 3-12. Đặc điểm địa chất lớp 3 ..............................................................................37
Bảng 3-13. Bảng phân phối các đặc trưng nhiệt độ khơng khí ....................................38
Bảng 3-14. Bảng phân phối các đặc trưng độ ẩm tương đối .........................................38
Bảng 3-15. Bảng phân phối giờ nắng trong năm...........................................................38
Bảng 3-16. Bảng tốc độ gió lớn nhất theo hướng..........................................................39
Bảng 3-17. Lượng bốc hơi các tháng trong năm ...........................................................39
Bảng 3-18. Bảng phân phối tổn thất bốc hơi Z trong năm.........................................39
Bảng 3-19. Phân phối lượng mưa trung bình tháng và năm..........................................39
Bảng 3-20. Lưu lượng lũ chính vụ ................................................................................39
Bảng 3-21. Lũ tiểu mãn .................................................................................................40
Bảng 3-22. Cao trình mực nước lũ điều tra tại vị trí xây dựng cơng trình năm 2016: ..40
Bảng 3-23. Lưu lượng tính tốn ....................................................................................40

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1-1.Đập có lưu lượng tràn qua vai [11] ..................................................................3
Hình 1-2. Đập có lưu lượng tràn qua phần tràn [11] .......................................................4
Hình 1-3. Phân bố lưu tốc ở chân cơng trình và sự hình thành xói [11] .........................7
Hình 1-4. Xói hạ lưu đập khơng có thiết bị tiêu năng: a) hố xói chưa ảnh hưởng đến sự
an tồn của đập; b) hố xói phát tiển mạnh kht sâu vào chân đập [11].........................8
Hình 1-5. Xói hình thành đối với đập tính tốn tiêu năng, tính tốn xói phù hợp, hố xói
chưa ảnh hưởng đến sự an tồn của đập [11] ..................................................................8

Hình 1-6. Xói hình thành đối với đập tính tốn tiêu năng, tính tốn xói khơng phù hợp,
hố xói ảnh hưởng đến bể tiêu năng [11] ..........................................................................8
Hình 1-7. Gia cố sau sân tiêu năng [10]. .......................................................................10
Hình 1-8. Hình thức gia cố cứng sân sau ......................................................................11
Hình 1-9. Hình thức gia cố vật liệu nền ........................................................................11
Hình 2-10. Sơ đồ hố xói sau cơng trình tháo nước khơng có sân tiêu năng ..................29
Hình 2 -11. Sơ đồ hố xói sau cơng trình tháo nước có bể tiêu năng, với d0 ≠ dx .........30
Hình 2-12. Sơ đồ hố xói sau cơng trình tháo nước có bể tiêu năng,với d0 = dx ...........31
Hình 3-12. Kè bờ tả, hữu đập bị sạt mái và xói sâu ......................................................42
Hình 3-13. Sân sau bể tiêu năng bị lún sập và cuốn trơi ...............................................43
Hình 3-14. Bản vẽ hiện trạng cơng trình .......................................................................44
Hình 3-15. Phương án sửa chữa ....................................................................................50
Hình 4-16. Kết cấu và kích thước cơng trình ................................................................54
Hình 4-17. Thiết lập điều kiện biên của mơ phỏng. ......................................................55
Hình 4-18. Xây dựng lưới tính cho mơ hình (a)-(c) Các mặt cắt; (d) Chi tiết lưới gần
trụ pin .............................................................................................................................56
Hình 4-19. Đường mực nước trên tuyến tràn ................................................................58
Hình 4-20. Vị trí nước nhảy xuất hiện...........................................................................59
Hình 4-21. Đường mực nước trong tuyến tràn khi mở hết cửa van ..............................60
Hình 4-22. Các đường dịng của dịng chảy qua cơng trình tràn ...................................61
Hình. 4-21. Sự thay đổi vận tốc của dịng chảy: (a) velocity contour, (b) vectơ vận tốc
.......................................................................................................................................63
Hình 4-22. Sự phụ thuộc của vị trí nước nhảy vào độ lớn vận tốc dịng chả qua tràn ..64
Hình 4-23. Quan hệ giữa vị trí của nước nhảy với vận tốc dịng chảy qua tràn............64
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Việc xây dựng cơng trình trên sơng đã làm mất cân bằng của lịng dẫn và có thể
gây xói lở ở hạ lưu. Xói xuất hiện ngay chân cơng trình, nơi có lưu tốc rất lớn lại phân
bố khơng đều.
Hiện nay, việc nghiên cứu về xói ở hạ lưu cơng trình đã được nhiều nhà nghiên
cứu thuỷ lực, thuỷ cơng ở trong nước và nước ngồi nghiên cứu đã thu được những kết
quả nhất định. Tuy nhiên việc nghiên cứu về xói ở sau cơng trình tháo nước là một
hiện tượng phức tạp và phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố về khách quan và cả chủ quan.
Bình Định nơi có điạ hình bị chia cắt rất sâu, sườn núi trở nên dốc lớn. Sơng
suối tại đây có độ dốc lớn và lưu tốc dòng chảy lớn, lưu lượng có biên độ dao động lớn,
lại là vùng thường xuyên xuất hiện lũ ống, lũ quét. Do những yếu tố tự nhiên như vậy
nên hiện tượng xói lở ở đây diễn ra thường xuyên và phức tạp, đặc biệt là xói ở sau
cơng trình tháo nước. Đặc biệt do nguồn kinh phí hạn hẹp hay kinh phí đầu tư xây
dựng của phần đập đầu mối chiếm tỷ trọng quá lớn làm cơng trình khơng hiệu quả nên
nhiều cơng trình đã sử dụng phương án có xả một phần lũ qua vai, coi phần vai tràn là
một tràn sự cố hay tràn phụ, tuy nhiên hình thức này sẽ dẫn đến hiện tượng xói lở
mạnh cả phần hạ lưu đập và phần vai đập. Tuy nhiên biện pháp cơng trình nay chưa
được nghiên cứu cụ thể và chưa có những giải pháp mang tính khoa học tồn diện mà
chỉ dựa vào kinh nghiệm của người thiết kế.
Chính vì vậy, đề tài: “Nghiên cứu tình trạng xói lở hạ lƣu đập dâng và giải
pháp khắc phục – áp dụng cho cơng trình đập dâng Cây Gai tỉnh Bình Định”
được học viên lựa chọn và nghiên cứu.
2. Mục đích của đề tài
Đánh giá được hiện trạng các cơng trình đập dâng và hiện tượng xói hạ lưu
cơng trình đập dâng ở tỉnh Bình Định.
Đưa ra được các biện pháp khắc phục các hiện tượng xói, các biện pháp cơng
trình mới để giảm thiểu hiện tượng xói.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng: giải pháp hợp lý chống xói sau đập dâng
- Phạm vi: Đập dâng Cây Gai, có phân tích mở rộng cho các cơng trình khác.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý luận: Các lý thuyết về q trình xói và hình thức
xói được nghiên cứu một cách đầy đủ. Phân tích các kết quả nghiên cứu có liên quan
về vấn đề xói ở hạ lưu đập.
Phương pháp so sánh thực tế: Thống kê các đập dâng đã và đang xuất hiện hiện
tượng xói ở hạ lưu. Phân tích các nguyên nhân và bản chất gây nên xói.
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 2

Phương pháp điều tra: Khảo sát, điều tra đánh giá các đập dâng tràn trên toàn
tỉnh Bình Định nhằm phát hiện các quy luật, các đặc điểm về hiện tượng xói.
Kế thừa những thành tựu nghiên cứu đã có trước đây: Ứng dụng các mơ hình
tốn, phần mềm chun ngành trong thiết kế tính tốn.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài này có ý thực tiễn nhằm đưa ra các giải pháp cho vấn đề cấp bách hiện
nay là chống xói phía sau các cơng trình đập dâng, cụ thể ở đây là cơng trình Cây Gai.
Kết quả của đề tài là cơ sở có tính khoa học để các đơn vị chức năng đề xuất phương
án nhằm đảm bảo ổn định vận hành cho cơng trình.
6. Cấu trúc luận văn
Cấu trúc luận văn gồm phần mở đầu, bốn chương và phần kết luận kiến nghị.
Chƣơng 1: Tổng quan về xói ở hạ lưu đập
Chƣơng 2: Hiện trạng đập dâng và xói hạ lưu đập dâng ở tỉnh Bình Định
Chƣơng 3: Đánh giá xói và biện pháp khắc phục xói sau đập dâng Cây Gai tỉnh Bình Định
Chƣơng 4: Mơ phỏng chế độ thủy lực

---------oo0oo---------

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 3

CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ XÓI Ở HẠ LƢU ĐẬP DÂNG
1.1. Tổng quan về đập dâng
1.1.1. Khái quát về đập dâng
Đập dâng là một kiến trúc làm cho dòng chảy bị thu hẹp đứng hoặc ngang, chất
lỏng bị ngăn lại và dâng cao rồi tràn qua, dòng chảy qua vật kiến trúc gọi là lưu lượng
tràn. Đập dâng có thể là đập đầu mối độc lập hay là một bộ phận quan trọng trong hệ
thống thủy lợi.[1]
Nhiệm vụ cơ bản của đập dâng là dâng cao mực nước thượng lưu để phục vụ
cho nhiều mục đích khác nhau:
+ Với bãi tưới cao hơn mực nước sông, kênh khi dâng cao mực nước có thể đưa
nước tưới vào bãi tưới.
+ Một số đập dâng có thể tạo hồ chứa để điều tiết nước cho hạ lưu.
+ Dâng cao mực nước để tạo cột nước cho nhà máy thủy điện.
Đập dâng cũng dùng để ngăn lũ, chậm lũ hay ngăn dịng chảy bùn cát. Với kết
cấu và hình thức phù hợp nó có thể góp phần làm giảm xói ngược lịng kênh hay phá
hủy kênh tiêu thốt nước.
Một số trường hợp đập dâng còn được xây dựng để đưa nước sang lưu vực liền
kề tiếp nước cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
1.1.2. Phân loại đập dâng
a. Phân loại theo hình thức tràn qua đập:

+ Lưu lượng tràn qua toàn bộ phần đập tràn;
+ Lưu lượng tràn qua cả hai bên vai đập tràn.

Hình 1-1.Đập có lưu lượng tràn qua vai [11]

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 4

Hình 1-2. Đập có lưu lượng tràn qua phần tràn [11]
b. Phân loại theo hình dạng và mặt cắt ngang đập dâng:
+ Đập dâng thành mỏng: khi chiều dày đỉnh đập δ< 0,67 H;
+ Đập dâng thực dụng: 0,67H <δ ≤ (2-3)H;
+ Đập dâng đỉnh rộng: (2-3)H≤ δ ≤ (8-10)H.
c. Phân loại theo ngưỡng đập dâng trên mặt bằng:
+ Đập dâng thẳng hoặc chính diện;
+ Đập dâng hình cong;
+ Đập dâng xiên;
+ Đập dâng hình gẫy khúc;
+ Đập dâng hình zíczắc.
d. Phân loại theo ảnh hưởng của mực nước hạ lưu đối với đập tràn
+ Đập chảy ngập. Khả năng xả phụ thuộc vào MNHL
+ Đập chảy không ngập. Chảy tự do, khả năng xả không phụ thuộc vào
MNHL [10]
1.1.3. Tình hình xây dựng đập dâng hiện nay ở Việt Nam
a. Tình hình chung
Trước đây hầu hết các đập dâng ở Việt Nam đều được xây dựng theo quy phạm

cũ, phần đập tràn được thiết kế theo dạng Ophixerop; vật liệu xây dựng là bê tông
truyền thống, đá xây vữa hay rọ thép xếp đá hộc. Trong những năm gần đây, sự phát
triển mạnh mẽ của nền kinh tế làm tăng nhu cầu về sử dụng điện, nước…; kèm theo đó
là sự biến đổi mạnh mẽ của khí hậu tồn cầu đã tạo nên sức ép phải có những tiến bộ
về khoa học và cơng nghệ trong xây dựng cơng trình thủy lợi.Từ năm 1999 cùng với
sự trao đổi khoa học kỹ thuật và các chuyên gia tư vấn nước ngoài đến nước ta đã xây
dựng đươc nhiều đập tràn có mặt cắt dạng WES như đập tràn Thủy điện Sơn La, đập
tràn Hồ chứa nước Định Bình, đập tràn Thủy điện Se San 3 …; đập tràn ZícZắc bước
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 5

đầu đang được nghiên cứu và áp dụng như: Tràn xả lũ hồ Tuyền Lâm, tràn xả lũ
Phước Hịa, tràn xả lũ sơng Móng …
b. Hiệu quả sử dụng
Hiện nay do nhiều yếu tố khách quan như biến đổi khí hậu làm cho tỷ số lưu
lượng Qmax/Qmin ngày càng tăng, hay việc nhu cầu sử dụng nước tăng đột biến làm cho
việc cùng lúc đập phải tháo được lượng lũ lớn nhất và việc cung cấp nước cho các nhu
cầu sử dụng là tối ưu trở nên cấp thiết.
Hiệu quả sử dụng phụ thuộc rất nhiều vào cơng tác quản lý, tuy nhiên chỉ có ở
một số cơng trình lớn có mục đích sử dụng tổng hợp thì cơng tác này mới được quan
tâm đúng mức.Cịn đối với các cơng trình nhỏ, ở các vùng sâu vùng xa thì cơng tác
này rất hạn chế nên việc nâng cao hiệu quả sử dụng là rất khó khăn.
Đập dâng ở Việt Nam đã xuất hiện từ lâu nên việc xuống cấp hay bị lạc hậu về
công nghệ của một số đập nên không đáp ứng được nhu cầu dùng nước hiện tại [7].
c. An tồn đập và tính tốn an tồn đập
Phương pháp thiết kế hiện nay được gọi là phương pháp tất định, các tiêu chuẩn

được xây dựng dựa trên trạng thái giới hạn của các cơ chế phá hỏng trong đó có kể đến
số dư an tồn thơng qua các hệ số an tồn. Theo phương pháp này cơng trình được coi
là an tồn khi khoảng cách giữa tải trọng và sức chịu tải đủ lớn để đảm bảo thỏa mãn
từng trạng thái giới hạn của cơ chế phá hỏng của tất cả các thành phần cơng trình. Tuy
nhiên phương pháp này có một số hạn chế như sau:
+ Trên thực tế chưa xác định được xác suất phá hỏng của từng thành phần
cũng như của tồn cơng trình;
+ Chưa xét đến tính tổng thể của một hệ thống hoàn chỉnh;
+ Chưa kể đến ảnh hưởng của quy mơ hệ thống, chỉ tính tốn cho một mặt cắt
đập rồi áp dụng cho toàn bộ chiều dài đập;
+ Không so sánh được độ bền tại các mặt cắt khác nhau;
Không đưa ra được xác suất thiệt hại và mức độ gây thiệt hại khi có sự cố. Đối
với một số đập dâng nhỏ ở miền núi, khi thiết kế để tràn có thể tháođược tồn bộ lưu
lượng ứng với tần suất thiết kế thì quy mơ, kinh phí xây dựng đập là quá lớn so với
mục tiêu phục vụ. Trong trường hợp này có thể tính tốn để tràn chính chỉ tháo một
phần lưu lượng lũ, phần còn lại để tràn qua hai bên vai đập từ đó giảm được kinh phí
đầu tư xây dựng. Tuy nhiên hiện tại vẫn chưa có nghiên cứu cụ thể nào về vấn đề này.
Sự hình thành hố xói có thể làm ảnh hưởng đến ổn định trượt và lật của đập.
Tuy nhiên hiện nay mới chỉ có những nghiên cứu ban đầu mà chưa có tiêu chuẩn và
hướng dẫn cụ thể trong tính tốn và thiết kế đập [4].

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 6

1.2. Tiêu năng sau đập dâng
1.2.1. Khái quát chung về tiêu năng

Là tìm các biện pháp làm tiêu hao toàn bộ hay một phần năng lượng thừa của
dòng chảy từ thượng lưu về hạ lưu khi đi qua các cơng trình trên sơng, trên kênh, điều
chỉnh lại sự phân bố lưu tốc và làm giảm mạch động để cho dòng chảy trở về trạng
thái tự nhiên trên một đoạn ngắn nhất, rút ngắn đoạn gia cố ở hạ lưu.
Các hình thức tiêu năng thường được áp dụng là: Tiêu năng đáy với các hình
thức như đào bể, xây tường hoặc bể tường kết hợp; tiêu năng mặt; tiêu năng phóng xa
và một số hình thức tiêu năng đặc biệt
Về lưu lượng tính tiêu năng thì một số nước trên thế giới lấy lưu lượng ứng với
tần suất thiết kế đập dâng, một số nước lấy với một tần suất cụ thể. Ở Việt Nam thì
chưa có quy định nào về lưu lượng tính tiêu năng. Về lý thuyết thì lưu lượng tính tiêu
năng chính là lưu lượng tạo ra năng lượng thừa lớn nhất. Tuy nhiên cơ chế tiêu hao
năng lượng dư ở hạ lưu là rất phức tạp nên tính tốn theo tiêu chuẩn này thì cũng
khơng thể tiêu hao hết năng lượng dư trong mọi trường hợp.
1.2.2. Các hình thức tiêu năng
+ Tiêu năng dịng đáy: Là tìm biện pháp cơng trình sao cho toàn bộ năng lượng
thừa bị tiêu hao trong nước nhảy ngập với hệ số ngập 1,05-1,1. Nhóm giải pháp này
gồm: Đào bể, xây tường, bể tường kết hợp, kết hợp với một số các thiết bị tiêu năng
phụ như mố nhám, dầm tiêu năng, tường hướng dòng, thay đổi độ dốc của bể tiêu năng.
Biện pháp tiêu năng đáy phù hợp với các cơng trình tháo có cột nước thấp và địa chất
nền yếu, mực nước hạ lưu thay đổi.
+Tiêu năng dịng mặt: ….Áp dụng khi nền cơng trình cấu tạo địa chất yếu, mềm;
Bậc thụt ở hạ lưu có đỉnh thấp hơn mực nước hạ lưu; Lưu lượng qua cơng trình vừa và
lớn, nhưng chênh lệch mực nước thượng hạ lưu khơng lớn lắm; Bờ hạ lưu cơng trình
cần phải ổn định.
+ Tiêu năng dịng phễu: Khi bán kính cong của bậc lớn thì dịng mặt chuyển
thành dịng phễu.Hình dạng và kết cấu phễu tiêu năng có các dạng: phễu có đoạn nằm
ngang, phễu có đoạn cong, phễu có đoạn cong và dốc ngược,…..
1.2.3. Đoạn sau sân tiêu năng
Trong đoạn dịng chảy sau nước nhảy, tính chất chuyển động của nó khác rất
nhiều so với dịng chảy tự nhiên ở hạ lưu. Do vậy nó có tiềm năng gây xói và hình

thành các sóng ở hạ lưu, hơn nữa mặt cắt ngang ở hạ lưu lại thay đổi vì vậy dịng chảy
ở đây thường khơng ổn định.
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 7

Nước nhảy tiêu hao một năng lượng rất lớn nhưng sau nước nhảy vẫn còn năng
lượng dư. Năng lượng dư này nhỏ so với năng lượng đã tiêu hao nhưng lại lớn so với
động năng của dòng chảy ở hạ lưu.Đoạn sau nước nhảy để tiêu hao hết năng lượng dư
này là rất dài [8].
1.2.4. Với các đập khơng có thiết bị tiêu năng
Tính tốn kiểm tra lưu tốc tại vị trí nước nhảy, chỉ khi lưu tốc này nhỏ hơn lưu
tốc khơng xói cho phép của nền mới khơng thiết kế thiết bị tiêu năng.
Tính toán tạo bể tiêu năng như đối với tiêu năng đáy. Trong đó chiều dài nước
rơi được tính tốn tùy theo các hình thức của đập, phải tính tốn sao cho khơng có
nước nhảy phóng xa sau bể, móng đập phải đặt sâu hơn chiều sâu hố xói
1.3. Xói sau đập dâng
1.3.1. Khái niệm
Trong tự nhiên, tất cả các dòng chảy đều có xu hướng cân bằng. Khi có điều
kiện biên thay đổi như việc xây dựng cơng trình trên sông, kênh… mực nước thượng
lưu tăng kết hợp với năng lượng vốn có của dịng chảy, dịng chảy tập trung lại, tốc độ
dòng chảy tăng lên, tạo nên động năng thừa gây xói lở làm thay đổi kích thước hình
học và hình dạng của lịng dẫn ở hạ lưu. Xói xuất hiện ngay ở chân cơng trình, nơi có
lưu tốc rất lớn và phân bố khơng đều, nơi có mạch động lưu tốc và áp lực rất lớn.

Hình 1-3. Phân bố lưu tốc ở chân cơng trình và sự hình thành xói [11]
1.3.2. Nguyên nhân xói sau đập dâng

Đối với tiêu năng đáy khơng có thiết bị tiêu năng, hay có thiết bị tiêu năng
nhưng lại khơng tiêu hao hết năng lượng thừa của dòng chảy từ thượng lưu về;
Với tiêu năng mặt thì mực nước hạ lưu khơng đúng với tính tốn ban đầu. Việc
co hẹp lịng dẫn làm tăng lên một cách đáng kể lưu lượng đơn vị và lưutốc dịng chảy
sau cơng trình. Do vậy hạ lưu cơng trình xuất hiện dịng chảy với mạch động lớn của
lưu tốc và áp lực. Chính mạch động này làm tăng khả năng xói của dịng chảy lên
nhiều lần;
Do hình thức, kích thước và vật liệu khơng hợp lý ở nhiều bộ phận kết cấu công
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 8

trình tạo nên những hiện tượng thủy lực có lợi cho sự xuất hiện xói;
Trong quá trình tính tốn thiết kế do chọn lưu lượng tiêu năng không phù hợp
dẫn đến thiết bị tiêu năng không đúng hoặc chảy ngập với hệ số ngập quá lớn; Sử dụng
cơng trình khơng theo quy trình, cá biệt là khơng có quy trình. Khơng kịp thời bảo
dưỡng, tu sửa cơng trình.
(

(
a)

b)

Hình 1-4. Xói hạ lưu đập khơng có thiết bị tiêu năng: a) hố xói chưa ảnh hưởng đến sự
an tồn của đập; b) hố xói phát tiển mạnh kht sâu vào chân đập [11]

Hình 1-5. Xói hình thành đối với đập tính tốn tiêu năng, tính tốn xói phù hợp,
hố xói chưa ảnh hưởng đến sự an tồn của đập [11]

Hình 1-6. Xói hình thành đối với đập tính tốn tiêu năng, tính tốn xói khơng
phù hợp, hố xói ảnh hưởng đến bể tiêu năng [11]
1.4. Các biện pháp phịng chống và khắc phục xói sau đập dâng
1.4.1. Đánh giá khả năng xuất hiện xói theo các yếu tố khác nhau
a. Khả năng xuất hiện xói từ các yếu tố địa hình
Nhìn chung ở Việt Nam với đặc điểm địa hình có độ dốc lớn, có tới 87% địa
hình dốc trên 250. Hơn nữa có đến 55% đập dâng được xây dựng trên địa hình có độ
dốc lớn hơn 25% và có tới 50% đập được xây dựng trên lịng suối có độ dốc trên
100‰ bị xói lở hạ lưu. Sơng suối ở đây có mức độ uốn khúc lớn có nhiều đoạn sơng
cong nên rất khókhăn cho việc chọn tuyến đập. Từ những kết quả tính tốn và khảo sát
thực tế cho thấy đây là nguyên nhân chủ yếu gây ra xói lở hạ lưu đập dâng.
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 9

b. Khả năng xuất hiện xói từ các yếu tố thủy văn
Với độ chia cắt mạnh của địa hình nên có nhiều tiểu vùng khí hậu và thiếu rất
nhiều số liệu thực đo nên việc tính tốn chính xác các yếu tố thuỷ văn là rất khó. Hiện
nay do biến đổi khí hậu tồn cầu cùng với thảm phủ thực vật bị suy giảm làm cho tỷ số
Qmax/Qmin rất lớn. Xuất hiện thường xuyên lũ ống lũ quét làm cho đập dâng tràn bị
cuốn trôi và hư hỏng do lũ ống lũ quét.
Một đặc trưng cơ bản của lũ ống lũ quét là lũ duy trì trong thời gian ngắn, lưu
lượng đỉnh lũ tăng, tổng lượng lũ không thay đổi [1]. Như vậy với một đập tràn khi
gặp lũ ống lũ quét thì lưu lượng tháo lớn hơn, tăng nhanh hơn.

c. Khả năng xuất hiện xói từ các yếu tố thủy lực
Các yếu tố thủy lực như lưu lượng đơn vị, lưu tốc dòng chảy, cột nước tràn,
mực nước hạ lưu, chênh lệch mực nước hạ lưu đều làm cho chiều dài nước nhảy và
chiều dài đoạn sau nước nhảy tăng lên. Các yếu tố thủy lực trên kết hợp với các điều
kiện địa hình, các yếu tố thủy văn làm gia tăng khả năng xói cho đập.
d. Khả năng xuất hiện xói từ yếu tố địa chất nền
Lớp địa chất chủ yếu phức hệ đất bụi sét nguồn gốc sông - lũ apQ: phức hệ này
có diện phân bố hẹp nhưng lại phân bố tập trung ở lịng sơng suối, chiều dày vào
khoảng 2-5m; thành phần chủ yếu là cát pha, sét pha lẫn dăm cuội sạn đa khống, sắp
xếp khơng chặt. Một số chỉ tiêu cơ lý: dung trọng tự nhiên 1,80 g/cm3; góc ma sát
trong φ = 180; lực dính kết C = 0.2 kg/cm2 . Với điều kiện địa chất như vậy rất thuận
lợi cho xói phát triển [9].
e. Khả năng xuất hiện xói từ biện pháp cơng trình
Đối với các cơng trình thuỷ lợi hầu hết là các cơng trình nhỏ, mang lại hiệu ích
an sinh xã hội là chính cịn hiệu ích về kinh tế chỉ là thứ yếu. Chính vì vậy nó có
nguồn vốn đầu tư nhỏ, ít được nghiên cứu kỹ lưỡng, hơn nữa vì là cơng trình nhỏ nên
trong q trình thiết kế, thi cơng thì có sự chủ quan nhất định.
- Xói do khả năng tháo: Địa hình lịng suối hẹp nên chiều rộng đập nhỏ dẫn đến
khả năng tháo nhỏ, lưu lượng đơn vị lớn, chênh lệch mực nước thượng hạ lưu cao. Từ
kết quả tính với các cấp lưu lượng tăng dần và trong thực tế cho thấy đây là nguyên
nhân lớn gây nên xói hạ lưu đập.
- Xói do hình thức tháo: Với lưu lượng thiết kế lớn, nhưng nguồn vốn đầu tư
nhỏ nên phải thiết kế cơng trình với hình thức tháo lũ qua tràn và cả hai bên vai đập.
Biện pháp cơng trình này đã phát huy được hiệu quả nhất định, tuy nhiên trên thực tế
loại hình cơng trình này gặp khá nhiều vấn đề, đặc biệt là đối với sự cố xói ở hạ lưu
đập, có đến 100% đập bị ảnh hưởng bởi xói (trong đó 84% đập bị ảnh hưởng nghiêm
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 10

trọng đến an tồn đập). Khơng chỉ bị xói ở sau sân gia cố cứng, đập cịn bị xói mạnh ở
hai bên tường cánh hạ lưu gây xói sâu vào hai bên bờ hạ lưu đập [8].
f. Xói do biện pháp tiêu năng
+ Với hình thức tiêu năng tự nhiên thì xói hạ lưu đập là khơng thể tránh khỏi.
+ Với hình thức tiêu năng đáy: Đây là biện pháp tiêu năng hiệu quả, tuy nhiên
bị ảnh hưởng nhiều bởi mực nước hạ lưu. Với địa hình lịng suối phức tạp ln biến
đổi thì việc xác định chính xác mực nước hạ lưu là khó khăn và đặc biệt mực nước hạ
lưu cũng không ổn định.
+ Xói do khơng gia cố sân sau: do nguồn vốn hạn hẹp cùng với chủ quan trong
thiết kế nên sân sau thường gia cố tạm bợ, thậm chí khơng gia cố.
1.4.2. Các giải pháp phịng chống xói
Hình thức đập cho đến hiện tại rất đơn điệu, đa số đập đều là đập tràn thực dụng
mặt cắt hình thang hoặc Ơphixerop, có tuyến thẳng (chính diện) nên khả năng tháo lũ
là thấp. Hiện nay trên thế giới cũng như trong nước đã có nhiều biện pháp cơng trình
làm tăng khả năng tháo được nghiên cứu và áp dụng thành cơng. Chính vì vậy nên tìm
kiếm, áp dụng biện pháp cơng trình mới để giảm chênh lệch mực nước thượng hạ lưu
tràn để giảm nguy cơ xói hạ lưu đập.
+ Dùng một số hình thức tràn làm giảm cột nước tràn (Ngưỡng tràn ZícZắc hay
ngưỡng tràn “phím Piano với hình thức đập cong, xiên. Các kết quả tính tốn cho thấy
với các biện pháp sử dụng hình thức này, chênh lệch mực nước thượng hạ lưu giảm và
chiều sâu hố xói giảm, nhưng không nhiều. Tuy nhiên khi tăng chiều dài đập thì khối
lượng cũng tăng và do vậy giá thành tăng [2].
+Xây dựng đập sau sân tiêu năng để tăng mực nước hạ lưu, (xem hình 1-7)

Hình 1-7. Gia cố sau sân tiêu năng [10].
+ Gia cố cứng hóa sân sau tăng khả năng phịng xói của nền
Hầu hết các đập dâng tràn trên địa bàn tỉnh Bình Định nằm trên phức hệ đất bụi

sét sông, đây là phức hệ rất thuận lợi cho xói phát triển.Nhằm làm tăng khả năng
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 11

phịng xói của vật liệu nền, có thể đưa ra giải pháp là cứng hóa tồn bộ sân sau tiêu
năng, hay tăng cường khả năng chống xói của vật liệu nền bằng các vật liệu có kích
thước, trọng lượng lớn hơn vật liệu nền ban đầu như rải thảm đá hộc, hay cuội sỏi có
kích thước lớn.
Đối với các cơng trình nhằm hướng tới giải quyết triệt để, khơng cho xói suất
hiện thì gia cố cứng tồn bộ phần sân sau hình 1.7. Với chiều dài gia cố bằng chiều dài
lớn nhất của hố xói theo tính tốn, chiều sâu chân khay được cắm sau hơn chiều sâu hố
xói lớn nhất. Với các hình thức kết cấu như bê tông cốt thép, đá xây vữa, rọ thép xếp
đá hộc.
Đối với các cơng trình khơng nhất thiết phải giải quyết triệt để vấn đề xói, có
thể để xói suất hiện ở mức độ cho phép khơng làm ảnh hưởng để cơng trình và nhiệm
vụ của cơng trình.Thì chỉ gia cố sân sau ở mức độ cho phép, để hố xói nhỏ và chiều
dài hố xói ngắn.

Hình 1-8. Hình thức gia cố cứng sân sau
Lmax L
max

Hình 1-9. Hình thức gia cố vật liệu nền
Trong trường hợp không nhất thiết phải cứng hóa tồn bộ hay một phần sân sau
tiêu năng thì có thể rải đá hộc có đường kính lớn.
Ưu nhược điểm của giải pháp

Ưu điểm: Đây là giải pháp đơn giản trong tính tốn thiết kế và triển khai trong
thực tế. Có khả năng áp dụng khá mềm dẻo, từ phịng xói triệt để đến điều khiển xói
hồn tồn chủ động. Đối với giải pháp tăng cường khả năng chống xói của vật liệu nền
bằng các vật liệu có kích thước, trọng lượng lớn hơn vật liệu nền ban đầu như rải thảm
đá hộc, hay cuội sỏi có kích thước lớn có giả thành giảm, dễ dàng trong thi công.
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 12

Nhược điểm: Khi cứng hóa tồn bộ sân sau với chiều dài bằng chiều dài lớn
nhất của hố xói, hay chỉ cứng hóa một phần thì chi phí cho cơng trình sẽ tăng cao và
khơng hợp lý với tổng mức đầu tư. Khi sử dụng đá hộc hay cuội sỏi có kích thước lớn,
trong trường hợp lũ lớn rất có thể tồn bộ vật liệu này sẽ bị cuốn trôi, do vậy trong khi
áp dụng phải tính tốn cả vấn đề này.
Phạm vi ứng dụng
Đối với các đập có lũ lớn, hay độ dốc dọc của hạ lưu lớn nên áp dụng giải pháp
cứng hóa một phần sân sau sao cho xói khơng làm ảnh hưởng tới cơng trình.
Đối với các đập có lưu lượng lũ nhỏ, lưu tốc dịng chảy khơng lớn, độ dốc dọc
của hạ lưu nhỏ nên sử dụng giải pháp tăng cường khả năng chống xói của vật liệu nền
bằng các vật liệu có kích thước, trọng lượng lớn hơn vật liệu nền ban đầu như rải thảm
đá hộc, hay cuội sỏi có kích thước lớn.
Kéo dài tường bên phịng xói cho hình thức tràn qua cả vai đập
Khi xây dựng đập dâng tràn với bề rộng tràn nhỏ nhưng lưu lượng lũ thiết kế
lớn, nếu xây dựng đập với hình thức tháo tồn bộ lưu lượng lũ qua phần tràn thì cột
nước thượng lưu rất cao, nguồn vốn đầu tư lớn, nhưng đập lại rất ít khi làm việc với
cơng suất thiết kế như vậy nên việc đầu tư là chưa hiệu quả. Để phát huy hiệu quả thì
nên thiết kế đập tháo lũ với một lưu lượng thường xuyên suất hiện, phần còn lại nên để

tràn qua vai đập với điều kiện cho phép. Có thể coi hai bên vai đập chính là tràn sự cố,
khi có sự cố hư hỏng thì kinh phí để sửa chữa phần hai bên vai đập là thấp hơn rất
nhiều với kinh phí sửa chữa khi có sự cố đối với đập chính.
Đối với miền núi, các bãi tưới nằm rải rác ven suối, diện tích các bãi tưới nhỏ.
Khi xây dựng các đập dâng để tưới cho các bãi tưới này thì suất đầu tư rất lớn do vậy
hình thức đập này được sử dụng rộng rãi.
Trên thực tế hình thức tràn qua vai đã được sử dụng nhiều tại Bình Định, tuy
nhiên với giải pháp này thì cơng tác phịng chống xói cho hạ lưu là rất phức tạp, do
vậy cần phải nghiên cứu, tính tốn để đưa ra các biện pháp phịng xói từ đó nhân rộng
những kết quả nghiên cứu.
Tăng cường quan trắc và quản lý cơng trình
Phải nhận thức đúng và đủ tầm quan trọng của cơng tác phịng chống xói ở hạ
lưu đập dâng tràn.
Đối với các cơng trình thủy lợi ở miền núi thì việc thiếu nguồn kinh phí duy tu
bảo dưỡng là khó tránh khỏi, chính vì vậy phải xác định và phân loại đúng đắn các bộ
phận quan trọng và bộ phận thứ yếu, các sự cố phải khắc phục ngay để phân bổ nguồn
vốn duy tu bảo dưỡng hợp lý.
Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 13

Từng bước nâng cao trình độ trong công tác quản lý.
1.5. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về xói tức là tìm các biện pháp khơng cho xói xuất hiện hoặc khắc
phục hố xói khơng dự báo trước hay lựu chọn các kích thước, hình thức thích hợp khi
chủ động cho xói xuất hiện. Sự xuất hiện xói và hình thức xói là rất phức tạp nên việc
nghiên cứu xói tác giả kết hợp giữa lý luận, các cơng thức thực nghiệm và ứng dụng

mơ hình tốn.
Xuất phát từ đặc điểm của các cơng trình thủy lợi ở nước ta, các nghiên cứu về
xói tập trung vào các vấn đề như: xói ổn định sau đập tràn ngưỡng thấp; xói nền đá
dưới tác dụng của dịng phun; nghiên cứu thực nghiệm, mơ hình tốn xác định hình
dạng của hố xói sau tràn của các cơng trình thủy lợi, thủy điện trung du và miền núi.
Từ những kết quả trên tác giả áp dụng cho đập dâng Cây Gai xã Cát Lâm huyện Phù
Cát tỉnh Bình Định.
1.6. Đánh giá và nhận xét chung về tính hình nghiên cứu xói
- Do u cầu của thực tế sản xuất địi hỏi xây dựng ngày càng nhiều cơng trình
thuỷ lợi, thuỷ điện với các quy mơ khác nhau; cùng với nó là sự đa dạng của các cơng
trình xả nước, tháo nước làm việc với cột nước tràn khác nhau.
- Vì vậy, những nghiên cứu trong và ngồi nước về xói đã được nhiều nhà
khoa học trên thế giới quan tâm. Các nghiên cứu hiện nay đã phát triển đồng bộ với sự
phát triển của các loại hình tràn khác nhau.
- Việc áp dụng trong thực tế các nghiên cứu về xói vẫn cịn gặp nhiều khó
khăn do sự am hiểu về xói cịn thấp hay vẫn chưa có những quy định, các hướng dẫn
mang tính pháp lý.
- Đối với các nghiên cứu trong nước hiện nay, vẫn chưa có các cơng trình
nghiên cứu mang tính tổng thể trên cả nước để đưa ra được những nhìn nhận chung về
xói, về các biện pháp phịng xói hay các cơng thức tính tốn về xói [4].

KẾT LUẬN CHƢƠNG I
Với những nội dung nghiên cứu xói ở Chương I, chúng ta thấy được rằng, vấn
đề nghiên cứu xói và ổn định cơng trình là một vấn đề rất quan trọng trong các cơng
trình tháo nước qua đập tràn. Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu là kết hợp giữa lý
luận và thực nghiệm, mơ hình tốn. Việc nghiên cứu đã được kết hợp với đánh giá
hiện trạng xói xẩy ra ở thực tế với các điều kiện tự nhiên khác nhau tùy thuộc vào các
vùng miền.

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ

Luận văn thạc sĩ

Trang 14

Trong chương sau tác giả nghiên cứu tình hình dựa trên các quan sát thực tế tại
hiện trường, tính tốn xói với các cơng thức kinh nghiệm, giải thích các ngun nhân
gây xói. Cuối cùng tác giả đề ra giải pháp chống xói cho đập dâng Cây Gai và kiểm tra
lại chế độ thủy lực (nguyên nhân chính gây xói) của giải pháp đề xuất bằng mơ hình
ANSYS.

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 15

CHƢƠNG 2:
HIỆN TRẠNG ĐẬP DÂNG VÀ XĨI HẠ LƢU ĐẬP DÂNG Ở TỈNH
BÌNH ĐỊNH
2.1. Điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội tỉnh Bình Định
2.1.1. Vị trí địa lý
Bình Định là tỉnh dun hải Nam Trung bộ và là một trong năm tỉnh vùng kinh
tế trọng điểm miền Trung; Cách thành phố Hồ Chí Minh 688 km về phía bắc; Cách thủ
đơ Hà Nội 1.060 km về phía nam và cách thành phố Pleiku, tỉnh Gia Lai 175 km về
phía đơng.
Với tọa độ địa lý:
Từ 13030’45” đến 14042’15” vĩ độ Bắc

Từ 103036’30” đến 109018’15” kinh độ Đơng
Và được giới hạn bởi:
- Phía bắc: giáp tỉnh Quảng Ngãi,
- Phía nam: giáp tỉnh Phú Yên,
- Phía tây: giáp tỉnh Gia Lai,
- Phía đơng: giáp biển Đơng.
2.1.2. Đặc điểm địa hình, địa chất
Bình Định là tỉnh nằm gọn bên sườn phía đơng dãy Trường Sơn, có địa hình
dốc và bị chia cắt mạnh. Tồn vùng Bình Định được chia thành 3 dạng địa hình:
- Địa hình núi trung bình và núi thấp: có diện tích khoảng 249.827 ha chiếm
41,5% diện tích tự nhiên.
- Vùng gị đồi ở Trung du: Diện tích 159.276 ha chiếm 26,4%.
- Đồng bằng và ven biển: diện tích 193.403 ha chiếm 32,1%.
Đặc điểm địa chất địa hình của khu vực nghiên cứu sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến
chế độ dòng chảy và do đó quyết định đến các nguyên nhân gây xói. Bởi thực tế đập ở
khu vực trung du, sát biển chịu ảnh hưởng của triều sẽ có các cơ chế gây xói khác so
với đập ở vùng miền núi. Phần lớn các đập ở tỉnh Bình Định nằm ở vùng núi trung
bình và núi thấp (gồm cả Đập Dâng Cây Gai mà tác giả tập trung nghiên cứu).
2.1.3. Khí hậu

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ


Luận văn thạc sĩ

Trang 16

Chế độ nhiệt: Tổng lượng bức xạ hàng năm khá cao: Từ 140 đến 150 cal/cm2.
Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27,10C. Trung bình cao nhất là 34,60C, trung bình
thấp nhất là 19,90C. Biên độ ngày đêm trung bình 5 80C.

- Số giờ nắng: Bình Định là tỉnh nằm trong vùng có số giờ nắng khá cao; trung
bình hàng năm có số giờ nắng 2.268 2.412 giờ. Thời kỳ nhiều nắng là từ tháng III
đến tháng IX và các tháng ít nắng là tháng XI và tháng XII.
- Chế độ mưa: Lượng mưa bình quân hàng năm ở Bình Định dao động từ 1.800
3.300 mm. Lượng mưa giảm dần từ bắc đến nam, cao nhất là tại vùng núi huyện An
Lão với lượng mưa trên 3.300 mm, thấp nhất tại các xã phía đơng huyện Tuy Phước
với lượng mưa dưới 1.700 mm.
Mùa mưa ngắn, chỉ tập trung vào 4 tháng (từ tháng IX đến tháng XII), chiếm
70% đến 80% tổng lượng mưa năm. Do mùa mưa ngắn, cường độ mưa lớn nên thường
gây ngập, úng làm thiệt hại cho sản xuất và đời sống nhân dân trong vùng.
Mùa khô kéo dài 8 tháng (từ tháng I đến tháng VIII), chiếm khoảng 20% đến
30% tổng lượng mưa năm. Đây là mùa ít mưa nên thường xảy ra tình trạng khơ hạn.
Bốc hơi: Lượng bốc hơi tiềm năng trong năm và tăng dần từ bắc vào nam tỉnh.
Tại Hoài Nhơn là 1.029 mm/năm và tăng dần đến Quy Nhơn là 1.131 mm/năm. Bốc
hơi tập trung trong các tháng mùa hạ từ tháng VI đến tháng VIII và các tháng có lượng
bốc hơi ít là từ tháng X đến tháng XI.
- Chế độ ẩm: Độ ẩm trong khu vực khá thấp, trung bình hàng năm khoảng 79%.
Các tháng X đến tháng XII hàng năm tương đối ẩm và từ tháng I đến tháng IX là thời
kỳ khơ.
- Gió, bão: Hướng gió thịnh hành trong các tháng: mùa Đơng thịnh hành là
hướng tây bắc, sau đó đổi sang hướng bắc và đơng bắc. Hướng gió thịnh hành mùa Hạ
là hướng tây hoặc tây nam. Thời gian chuyển tiếp giữa hai mùa có gió Đơng, Đơng
Bắc, Đơng Nam. Bão thường tập trung chủ yếu vào 3 tháng IX, X, XI, nhiều nhất là
tháng X chiếm 47% tổng số cơn bão đổ bộ và ảnh hưởng đến Bình Định hàng năm.
2.1.4. Các hệ thống sơng chính ở Bình Định
Bình Định có 4 lưu vực sơng chính là Lại Giang, sơng La Tinh, sông Kôn và
sông Hà Thanh. Đặc điểm các sông theo thứ từ bắc vào nam như sau:
ứ

(1

2

m

đông Trường Sơn
.000 m đổ ra biển ở cử

Học viên: Nguyễn Thanh Lâm – Lớp CH33.X2BĐ