Tài liệu KHẢO SÁT BỒI LẮNG LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN TRỊ AN BẰNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN docx

KHẢO SÁT BỒI LẮNG LÒNG HỒ
THUỶ ĐIỆN TRỊ AN BẰNG KỸ
THUẬT HẠT NHÂN
Hồ thủy điện Trị An được khởi công vào năm 1984 và đi vào hoạt
động đầu năm 1987. Hồ có dung tích to
àn phần 2,765km3, dung
tích hữu ích 2,547km3 và diện tích mặt thoáng 323km2. Hồ được
thiết kế để cung cấp nước cho nhà máy thủy điện Trị An công suất
400MW với sản lượng điện hàng năm 1,7 tỷ kWh.
Tốc độ lắng đọng trầm tích là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng
đến tuổi thọ v
à tính kinh tế của công trình.
Như là hệ quả của quá trình tự nhiên, dung tích hồ sẽ bị giảm dần
do sự tích tụ của các sản phẩm bị xói mòn từ lưu vực.
Thông thường, sự mất thể tích hồ do bồi tích cũng đ
ã được tính
đến từ khi xây dựng luận chứng kỹ thuật
kinh tế của công trình.
Tuy nhiên, d
ự báo ban đầu thường khác nhiều so với thực tế, nhất
là trong bối cảnh xảy ra nạn phá rừng và khai thác bừa bãi lưu vực
như ở nước ta hiện nay.
Hồ Trị An đã được đánh giá bồi lắng vào năm 1994 dựa trên số
liệu quan trắc lưu lượng dòng chảy bùn cát lơ lửng vào hồ và đo
mức độ bồi lên của nền đáy tại các mặt cắt đặc trưng bằng siêu
âm.
Tuy nhiên, số liệu quan trắc mật độ phù sa trong nước không được
liên tục trong suốt thời gian hoạt động của hồ.
Khối lượng bùn cát vào hồ theo cơ chế di đáy không đo được mà
ch
ỉ ước lượng.

Sự thăm dò mức độ nâng cao nền đáy tại các mặt cắt ngang bằng
siêu âm gặp phải khó khăn là đường đo lần sau không hoàn toàn
trùng v
ới đường thiết kế ban đầu.
Vì thế, kết quả thu được gặp phải sai số khá lớn.
Kỹ thuật hạt nhân đã được tuyển chọn để khảo sát sự bồi lắng lòng
h
ồ thủy điện Trị An đợt 2 vào năm 2003.
Kỹ thuật này đánh giá tổng thể sự bồi lắng lòng hồ trong suốt thời
gian hoạt động của nó. Về cơ bản, kỹ thuật Pb-210 khắc phục được
nhiều nhược điểm của các phương pháp truyền thống.
Để đánh giá tổng thể trầm tích tích lũy trong hồ Trị An từ khi tích
nước, 45 l
õi trầm tích đã được lấy tại 15 mặt cắt ngang lòng hồ.
Tại mỗi mặt cắt, 3 vị trí đã được chọn để lấy mẫu xác định tốc độ
trầm tích.
Sau đó, l
õi trầm tích được cắt thành từng lát cắt dày 24 cm tùy theo
chi
ều dài lõi khoan.
T
ại phòng thí nghiệm, các mẫu lát cắt được phân tích để xác định
210Pb và các đồng vị phóng xạ tự nhi
ên khác.
Tu
ổi của các lớp trầm tích cũng như mặt phân cách giữa nền đất cũ
của hồ và trầm tích mới được xác định theo chỉ thị 210Pb.
Từ số liệu về tốc độ trầm tích đơn lẻ tại các vị trí lấy mẫu, diện tích
tiết diện ngang của lớp trầm tích tại 15 mặt cắt được xác định. Từ
đó, thể tích khối trầm tích trong hồ được xác định theo công thức

đề xuất bởi Vito A. Vanoni, 1875.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy độ sâu lớp trầm tích bồi lắng hồ
tại 45 vị trí lấy mẫu được xác định dựa trên chất chỉ thị phóng xạ
rơi lắng từ khí quyển 210Pbexc.Từ các số liệu tốc độ trầm tích tại
các vị trí lấy mẫu, đánh giá được sự phân bố trầm tích trong lòng
h
ồ Trị An và xu thế phát triển của trầm tích bằng các chương trình
tính toán động học hồ.
Có 2 phương pháp đánh giá thể tích trầm tích bồi lắng hồ:
- Phương pháp thứ nhất: Từ 45 vị trí khảo sát trên 15 mặt cắt, tính
toán được thể tích khối trầm tích giới hạn giữa 2 mặt cắt cũng như
cho toàn hồ. Kết quả tính toán theo phương pháp Vito A. Vanoni.
- Phương pháp thứ hai:
Từ diện tích tiết diện ngang của lớp trầm tích tại các mặt cắt khảo
sát, có thể xây dựng được tương quan của đại lượng này theo
kho
ảng cách từ đầu hồ đến cuối hồ.
Trong phương pháp này, hồ Trị An được chia thành 2 vùng để tính
riêng biệt, là hồ phụ và hồ chính. Đối với hồ phụ, khoảng cách
được tính từ cửa nhận nước đến cuối hồ (k
ênh nối 2 hồ).
Còn đối với hồ chính, khoảng cách được tính từ đập tràn đến
thượng lưu.
Thể tích khối trầm tích trong hồ từ khi hoạt động được tính toán
bằng cách lấy tích phân phương trình quan hệ theo khoảng cách
(chính là diện tích nằm dưới đường cong). Việc tính toán thể tích
bồi lấp hồ đưa đến kết quả sau:
Đối với hồ chính: V = 34850870m3
Đối với hồ phụ:
V = 429740m3

T
ổng cộng cả 2 hồ:V = 35280610m3 (làm tròn 35,28x106 m3)
K
ết quả đưa ra của 2 phương pháp sai khác nhau 6,5%.
Từ các số liệu về độ sâu nước, thể tích của hồ ứng với các cao trình
m
ực nước khác nhau được đánh giá nhờ các phần mềm chuyên
d
ụng. So với dung tích thiết kế ban đầu 2,765x109m3 thì kết quả
tính toán theo số liệu đo đạc hiện nay (V = 2,738 x 109m3) nhỏ
hơn 0,97%.
Từ các kết quả trên, có thể rút ra một số nhận xét chính như sau:
- Bề dày lớp trầm tích bồi lấp hồ thay đổi trong một dải rất
rộng, từ 5 cm ở hồ phụ đến 132 cm ở gần lối vào hồ;
- Tổng thể tích hồ bị bồi lấp trong suốt cả thời gian hoạt
động của nó l
à 3,646x107m3 (trung bình: 2,145 x 106 m3/năm);
- Tốc độ lắng đọng trầm tích trong hồ phụ và gần cửa lấy
nước tương đối ít, khoảng 6 cm cho cả thời kỳ hoạt động (trung
bình: 0.35 cm/năm);
Thể tích hồ phụ bị bồi lấp đối với cả thời kỳ hoạt động là 4.3x105
m3 (trung bình:
2,53x104 m3/năm);
- Phần thượng lưu của hồ (từ mặt cắt thứ 13 đến 2 cửa sông
La Ngà và Đồng Nai) bị bồi lấp
1,05x107m3 (trung bình: 6,2x105
m3/năm). Điều đáng quan tâm là với diện tích mặt thoáng chiếm
khoảng 7,7% diện tích toàn hồ, lượng trầm tích tích tụ trong vùng
này chi
ếm khoảng 29% tổng lượng trầm tích.

- Phần lớn lượng trầm tích nằm ở vùng đáy hồ có cao trình
l
ớn hơn 50 m (là cao trình ứng với mực nước chết của hồ). Do đó,
mặc dù thể tích chết của hồ còn nhiều, trầm tích bồi lắng vẫn ảnh
hưởng đến thể tích hữu ích của hồ. Đây là điều cần quan tâm trong
tương lai để giảm thiểu bồi lắng hồ, tăng tuổi thọ của công tr
ình.