Nghiên cứu giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn đỉnh đối với hồ chứa nhỏ áp dụng cho hồ chấn sơn, tỉnh quảng nam

LỜI CAM ĐOAN
Tên tơi là Hồng Văn Tân, học viên lớp cao học 23C11, trường Đại học Thủy Lợi,
chuyên ngành xây dựng cơng trình thủy khóa 2014-2016 xin cam đoan luận văn thạc
sỹ kỹ thuật: “ Nghiên cứu giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn đỉnh đối
với hồ chứa nhỏ - áp dụng cho Hồ Chấn Sơn, tỉnh Quảng Nam ” là cơng trình
nghiên cứu của riêng tơi. Những nội dung và kết quả trình bày trong luận văn là trung
thực và chưa được ai công bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào.
Tác giả

Hồng Văn Tân

i


LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn đỉnh đối với Hồ chứa
nhỏ trong trường hợp có lũ lớn khẩn cấp là kết quả nghiên cứu nỗ lực và nghiêm túc
của tác giả trên cơ sở trau dồi lý luận từ các tài liệu, sách báo đã được các nhà khoa
học, chuyên gia nghiên cứu và công bố, cùng với sự hướng dẫn, góp ý chun mơn
của các Thầy, cơ giáo khoa Cơng Trình trường Đại học Thủy Lợi.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Hồ Sỹ Tâm, là thầy giáo trực tiếp
hướng dẫn khoa học, giúp đỡ tận tình tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trường đại học Thủy Lợi, khoa Cơng Trình,
phịng Đào Tạo đã giúp tác giả trau dồi được nhiều kiến thức quý báu trong những
năm học tập tại trường.
Xin chân thành cảm ơn Xí nghiệp Tư vấn - khảo sát - thiết kế trực thuộc Công ty
TNHH MTV KTCTTL Cầu Sơn, Viện Kinh tế và Quản lý Thủy lợi - Nơi tác giả đã và
đang công tác, các bạn đồng nghiệp và gia đình đã động viên, tạo điều kiện, giúp đỡ
tác giả hoàn thành luận văn này. Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2017
Tác giả

Hoàng Văn Tân

ii


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUANVỀ THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN
TOÀN HỒ CHỨA NHỎ TRONG ĐIỀU KIỆN LŨ LỚN Ở VIỆT NAM .....................5
1.1. Tổng quan về hồ chứa nhỏ ở Việt Nam....................................................................5
1.1.1. Thực trạng hồ chứa nhỏ ở Việt Nam .....................................................................5
1.1.2. Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an toàn hồ đập .............................................12
1.2. Tổng quan về vấn đề nước tràn đỉnh và giải pháp xử lý..............................................13
1.2.1. Tổng quan về vấn đề nước tràn đỉnh .......................................................................13
1.2.2. Các giải phápxử lý khi nước tràn đỉnh ................................................................16
1.3. Định hướng và giới hạn phạm vi nghiên cứu. ............................................................23
1.4. Kết luận chương 1 ..................................................................................................23
CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIA CỐ TẠM MÁI ĐẬP ĐẤT KHI
NƯỚC TRÀN ĐỈNH ĐỐI VỚI HỒ CHỨA NHỎ .......................................................25
2.1. Căn cứ đề xuất giải pháp ........................................................................................25
2.1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................25
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ..........................................................................................25
2.1.3. Các giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn đỉnh ...................................26
2.1.4. Phân tích lựa chọn giải pháp nghiên cứu ............................................................30
2.1.5. Sơ đồ tính tốn .....................................................................................................31
2.2. Các vấn đề thủy lực khi cho nước tràn qua đỉnh đập .............................................32
2.2.1. Các điều kiện và yêu cầu kỹ thuật chung ............................................................32
2.2.2. Các trường hợp tính tốn .....................................................................................32
2.2.3. Đặt vấn đề về thủy lực dòng chảy tháo lũ trên đỉnh đập dâng ...........................35

2.2.4. Tính tốn điều tiết lũ............................................................................................37
2.2.5. Tính tốn thủy lực trên mái hạ lưu đập dâng đoạn cho nước tràn đỉnh đập ........47
2.3. Tính tốn áp lực thủy động, mạch động khi nước tràn qua đỉnh đập theo phương
pháp thủy lực .................................................................................................................58
2.4. Lựa chọn giải pháp gia cố mái đập. ........................................................................59
2.4.1. Tính tốn khối lượng bao tải cần gia cố ..............................................................59
2.4.2. Tính tốn, lựa chọn loại vải địa kỹ thuật để gia cố .............................................66
iii


2.5. Kết luận chương 2 .................................................................................................. 77
CHƯƠNG 3. TÍNH TỐN ÁP DỤNG CHO HỒ CHẤN SƠN - TỈNH QUẢNG NAM
....................................................................................................................................... 78
3.1.Giới thiệu về cơng trình........................................................................................... 78
3.1.1. Vị trí địa lý, địa hình, địa mạo............................................................................. 78
3.1.2. Đặc điểm địa chất ................................................................................................ 78
3.1.3. Điều kiện khí hậu, khí tượng .............................................................................. 79
3.1.4. Hiện trạng cơng trình đầu mối hồ chứa nước Chấn Sơn ..................................... 80
3.1.5. Lũ vượt thiết kế đối với hồ chứa nước Chấn Sơn ............................................... 82
3.2. Lựa chọn giải pháp bảo vệ mái đập đất khi nước tràn đỉnh ................................... 83
3.3. Tính tốn thủy lực .................................................................................................. 85
3.3.1.Tính tốn điều tiết lũ ............................................................................................ 85
3.3.2. Tính tốn thủy lực trên mái hạ lưu đập dâng đoạn cho nước tràn đỉnh đập ....... 89
3.4. Tính tốn áp lực thủy động, mạch động khi nước tràn qua đỉnh đập..................... 93
3.5. Phân tích, đánh giá kết quả tính tốn ..................................................................... 94
3.6. Thiết kế chi tiết. ...................................................................................................... 94
3.7. Kết luận chương 3 .................................................................................................. 97
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO: .......................................................................................... 100
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 101

iv


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại số lượnghồ đập theo dung tích trữ .............5
Hình 1.2 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm các sự cố hư hỏng đối với hồ chứa lớn (450 hồ) ........6
Hình 1.3 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm các sự cố hư hỏng đối với hồ chứa nhỏ (2573 hồ) .....6
Hình 1.4 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân cấp quản lý hồ đậpvừa và nhỏ tại Việt Nam ....8
Hình 1.5 Hồ Hồ Ea H’Rar 1 (Đắk Lắk) (bên trái) vàhồ chứa Suối Tre (bên phải) (
Bình Định) cạn trơ đáy vào mùa kiệt ............................................................................10
Hình 1.6 Sạt lở bể tiêu năng, kênh xả lũ sau trànhồ Bến Tắm Ngoài- tỉnh Hải Dương
.......................................................................................................................................11
Hình 1.7 Gia cố áo cứng mái đập cho phép nước tràn qua tồn bộ đập ........................17
Hình 1.8. Mặt cắt ngang đập kết cấu áo cứng mái đập cho ...........................................17
Hình 1.9 Gia cố áo cứng mái đập cho phép nước tràn qua tồn bộ đập ........................17
Hình 1.10 Mặt cắt ngang đập gia cố áo cứng mái đập ..................................................18
cho phép nước tràn qua một phần đập ..........................................................................18
Hình 1.11 Chi tiết cấu tạo tấm lát bê tơng đổ tại chỗ ....................................................18
Hình 1.12 Chi tiết cấu kiện BT đúc sẵn.........................................................................18
Hình 1.13 Mái đập gia cố bằng rọ thép xếp đá hộc .......................................................19
Hình 1.14 Chi tiết mặt cắt dọc mái đập bố trí rọ thép xếp đá hộc .................................19
Hình 1.15 Rọ thép xếp đá hộc .......................................................................................20
Hình 1.16 Giải pháp chống xói chân mái đập dâng ......................................................20
Hình 1.17 Gia cố đỉnh đập bằng vật liệu cứng kết hợp vật liệu mềm ...........................23
Hình 2.1 Gia cố đập bằng vải bạt và bao tải cát ............................................................27
Hình 2.2 Gia cố mái đập bằng bạt trong điều kiện khó khăn về nhân lực, vật liệu ......28
Hình 2.3 Gia cố đỉnh đập bằng ơ bê tơng trồng cỏ vetiver............................................28
Hình 2.4 Gia cố đỉnh đập, mái hạ lưu bằng thảm phủ dầy ............................................29
Hình 2.5 Cách bố trí và liên kết thảm túi cát trên mái đập ............................................29

Hình 2.6 Sử dụng giải pháp gia cố bờ sông vào bờ hồ đập: ..........................................30
Hình 2.7 Sơ đồ khối quy trình tính tốn, thiết kế lớp gia cố tạm khi nước tràn đỉnh đập
.......................................................................................................................................31
Hình 2.8 Kích thước đập trường hợp cho nước tràn đỉnh .............................................33
Hình 2.9 Mặt cắt ngang tuyến đập phủ bạt cho nước tràn đỉnh đập..............................35
Hình 2.10 Sơ đồ đường mực nước trong trường hợp2H< δ <4H ..................................35
Hình 2.11 Sơ đồ đường mực nước trong trường hợp3H< δ <8H ..................................35
v


Hình 2.12 Sơ đồ đường mực nước trong trường hợp δ=(8÷10)H ................................ 36
Hình 2.13 Sơ đồ đường mực nước trong trường hợp δ>10H ........................................ 36
Hình 2.14 Sơ đồ tính tốn điều tiết lũ ........................................................................... 40
Hình 2.15 Đồ thị điều tiết lũ theo phương pháp Potapop ............................................. 44
Hình 2.16 Sơ đồ khối q trình xả lũ lớn khẩn cấpqxả~t có sự tham gia tháo lũ qua
đỉnh đập dâng ................................................................................................................ 47
Hình2.17 Sơ đồ tính tốn đường mặt nước trên dốc nước ............................................ 50
Hình 2.18 Tường tiêu năng ........................................................................................... 52
Hình 2.19 Minh họa tính tốn tường tiêu năng ............................................................. 53
Hình 2.20 Ứng suất tiếp trên mái đập sơ đồ 1............................................................... 60
Hình 2.21 Phân tích lực ................................................................................................. 61
Hình 2.22 Ứng suất tiếp trên mái đập sơ đồ 2............................................................... 63
Hình 2.23 Trường hợp đập H=5m ................................................................................. 65
Hình 2.24 Trường hợp đập H=8m ................................................................................. 66
Hình 2.25 Trường hợp đập H=10 .................................................................................. 66
Hình 2.26 Thí nghiệm tìm cường độ chịu kéo của vải bạt dứa xanh cam .................... 69
Hình 2.27 Thí nghiệm tìm cường độ chịu kéo của vải nilon ........................................ 70
Hình 2.28 Trường hợp đập H=5m ................................................................................. 73
Hình 2.29 Trường hợp đập H=8m ................................................................................. 74
Hình 2.30 Trường hợp đập H=10m ............................................................................... 74

Hình 2.31 Sơ đồ khối cách gia cố tạmđỉnh, mái đập khi nước tràn. ............................. 75
Hình 2.32 Thiết kế chi tiết ............................................................................................. 76
Hình 3.1 Đường quá trình lũ đến hồ Chấn Sơn ............................................................. 80
Hình 3.2 Đỉnh đập nhìn từ vai phải ............................................................................... 82
Hình 3.3 Đỉnh đập nhìn từ vai trái ................................................................................ 82
Hình 3.4 Đỉnh đập bên vai phải..................................................................................... 82
Hình 3.5 Đỉnh đập bên vai trái ...................................................................................... 82
Hình 3.6 Gia cố đỉnh và mái đập bằng vải Địa kỹ thuật. .............................................. 84
Hình 3.7 Vị trí bố trí cho nước tràn đỉnh đập Chấn Sơn ............................................... 89
Hình 3.8 Chi tiết thiết kế gia cố mái đập khi nước tràn đỉnh Hồ Chấn Sơn. ................ 96

vi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Tổng hợp và phân loại hồ chứa thủy lợi ..........................................................5
Bảng 1.2 Thống kê đơn vị quản lý hồ đập vừa và nhỏ ở Việt Nam ................................7
Bảng1.3 Tiêu chuẩn tính tốn lũ theo các quy phạm qua các thời kỳ .............................9
Bảng 1.4 Diễn biến của lượng mưa và nhiệt độ. ...........................................................11
Bảng 1.5 Thông số một số hồ chứa ở Việt Nam xảy ra lũ vượt thiết kế .......................14
Bảng 1.6 Thông số đập đất cho nước tràn đỉnh đập hồ chứa Yên Tử Hà và hồ chứa
Hồng Tinh ......................................................................................................................15
Bảng 2.1 Bảng thơng số các trường hợp tính toán ........................................................33
Bảng 2.2 Chỉ tiêu cơ lý đât đắp đập ..............................................................................34
Bảng 2.3 Bảng số liệu địa chất phục vụ tính toán .........................................................34
Bảng 2.4 Tiêu chuẩn lũ theo quy phạm Nga .................................................................37
Bảng 2.5 Tiêu chuẩn lũ theo Hội nghị London .............................................................37
Bảng 2.6 Tỷ lệ % tăng thêm vào lưu lượng lũ thiết kế..................................................38
Bảng 2.7 Tần suất lũ thiết kế, lũ kiểm tra của Trung Quốc...........................................38
Bảng 2.8 Tần suất lũ theo QCVN 04-05: 2012/BNNPTNT .........................................38

Bảng 2.9 Tiêu chuẩn lũ cực hạn áp dụng cho dự ánVWRAP .......................................39
Bảng 2.10 Bảng tính độ sâu mặt cắt đầu mái đập hạ lưu khi cho nước tràn đỉnh .........49
Bảng 2.11 Bảng tổng hợp cột nước cuối dốc mái hạ lưu khi nước tràn đỉnh ................51
Bảng 2.12 Chiều cao hh.................................................................................................53
Bảng 2.13 Chiều cao tường tiêu năng TH đập cao P=5m .............................................54
Bảng 2.14 Chiều cao tường tiêu năng TH đập cao P=8m .............................................55
Bảng 2.15 Chiều cao tường tiêu năng TH đập cao P=10m ...........................................55
Bảng 2.16 Chiều dài lb TH đập cao P=5m ....................................................................56
Bảng 2.17 Chiều dài lb TH đập cao P=8m ....................................................................56
Bảng 2.18 Chiều dài lb TH đập cao P=10m ..................................................................56
Bảng 2.19 Kết quả tính tốn tường tiêu năng ................................................................56
Bảng 2.20 Giá trị ứng suất tiếp tính bằng mơ hình tính tốn Embank ..........................58
Bảng 2.21 Kích thước khối bao tải gia cố .....................................................................65
Bảng 2.22 Tiêu chuẩn kỹ thuật vải địa kỹ thuật HDPE Đài Loan HUITEX HD030 ....67
Bảng 2.23 Kết quả tính tốn số lớp vải .........................................................................72
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu đặc trưng của lưu vực.................................................................78
Bảng 3.2 Thông số cơ bản của cơng trình đầu mối hồ chứa nước Chấn Sơn ...............80
vii


Bảng 3.3 Thông số tràn xả lũ hiện trạng hồ Chấn Sơn ................................................. 85
Bảng 3.4 Kết quả tính tốn khả năng tháo của tràn hiện trạng hồ Chấn Sơn ............... 86
Bảng 3.5 Bảng kết quả tính tốn điều tiết lũ nước tràn đỉnh......................................... 88
Bảng 3.6 Bảng kết quả tính tốn thủy lực mái đập Chấn Sơn cho nước tràn đỉnh ....... 90
Bảng 3.7 Số liệu đầu vào Hồ Chấn Sơn ........................................................................ 91
Bảng 3.8 Số liệu tính tốn đầu ra bằng mơ hình tính tốn Em bank cho Hồ Chấn Sơn.
....................................................................................................................................... 92
Bảng 3.9 Chiều cao tường tiêu năng hồ Chấn Sơn ....................................................... 92
Bảng 3.10 Chiều dài lb tường tiêu năng hồ Chấn Sơn .................................................. 93
Bảng 3.11 Kích thước bao tải gia cố ............................................................................. 93

Bảng 3.12 Số lớp vải địa kỹ thuật gia cố....................................................................... 93
Bảng 3.13 Số lớp vải bạt dứa gia cố.............................................................................. 93
Bảng 3.14 Số lớp vải nilon gia cố ................................................................................ 94

viii


MỞ ĐẦU
I.Tính cấp thiết của đề tài
Hồ chứa nước là cơng trình tích nước và điều tiết dịng chảy nhằm cung cấp nước cho
các ngành kinh tế quốc dân, sản xuất điện năng, cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu v.v... Ở
Việt Nam theo Báo cáo của Bộ NN&PTNT hiện nay, cả nước có 6.648 hồ chứa thuỷ
lợi với tổng dung tích trữ khoảng 11 tỷ m3, trong đó 560 hồ chứa lớn có dung tích trữ
trên 3 triệu m3, 1752 hồ có dung tích trữ từ 0,2 đến 3 triệu m3, cịn lại là 4336 hồ có
dung tích nhỏ hơn 0,2 triệu m3. Cụ thể về hiện trạng các hồ đập ở Việt Nam như sau:
+ Thời gian xây dựng hồ, đập:
Thời gian

Trước
năm 1954

1954-1964

1965-1975

1976-1986

Sau 1986

1,8

5,15

26,05

36,9

30,1

Tỷ lệ (%) tính
theo số lượng

+ Các sự cố hư hỏng hồ, đập:
TT

Loại sự cố

Số lượng hồ

Tỷ lệ %

1

Thấm

67

15,65

2

Sạt gia cố mái thượng lưu

115

26,87

3

Mức nước lũ lớn, đập thấp

40

9,35

4

Thân thiết bị tiêu năng của tràn bị hỏng

113

26,4

5

Cống lấy nước bị hỏng

77

17,99

6

Cửa van bị hỏng

16

3,74

Tổng

428

100

Đánh giá chung các hồ chứa lớn được quản lý chất lượng từ thiết kế đến thi công và
vận hành đáp ứng được đầy đủ tính chất kỹ thuật, trong khi thực trạng các hồ chứa
nhỏcòn nhiều hạn chế:
Hiện nay số lượng hồ chứa nhỏ rất nhiều (chiếm gần 6.000 hồ). Các hồ chứa nhỏ chủ
yếu là đập đất, được xây dựng cách đây đã rất nhiều năm trong điều kiện kinh tế khó
khăn, chi phí đầu tư thấp. Có những hồ địa phương tự vận động sức dân làm thiếu tài
1


liệu cơ bản như: địa hình, địa chất, thủy văn, thiết bị thi công, lực lượng kỹ thuật nên
chất lượng đập chưa tốt, mức độ an toàn rất thấp. Mặt khác, qua nhiều năm sử dụng
không được cải tạo, nâng cấp nên đã xuống cấp nghiêm trọng. Đơn vị quản lý các hồ
chứa nhỏ chủ yếu là các xã, hợp tác xã, hầu hết cán bộ chưa có chun mơn; kinh phí
của các chủ đập quản lý các hồ chứa chủ yếu từ nguồn cấp bù thủy lợi phí rất hạn chế;
việc ban hành quy trình vận hành liên hồ chưa theo kịp với thực tế... Hơn nữa, trong

những năm gần đây, do tình hình thời tiết khí hậu diễn biến phức tạp, mưa lũ lớn
thường xuyên, thời gian lũ ngắn, đã dẫn đến có nhiều đập nhỏ bị vỡ khi có mưa lũ về,
gây thiệt hại lớn về sản xuất nông nghiệp, dân sinh kinh tế vùng bị ảnh hưởng, đe dọa
an tồn tính mạng của người dân.
Theo các số liệu thống kê, nguyên nhân gây vỡ đập là do khi cómưa lũ vượt tần suất
thiết kế, tràn khơng đủ khả năng tháo nước dẫn đếnnước tràn qua đỉnh đậpchiếm
9,35%.Các giải pháp tạm thời khi lũ về thường là đắp con trạch chắn nước, đào kênh
tháo hay chấp nhận cho nước tràn đỉnh.

Hình 1:Mái đập T-H.lưu bị sạt trượt. Hình 2:Nước sắp tràn qua đỉnh đập.
Ở đây tác giả đề cậpđến giải pháp khẩn cấp tháo lũ trên đỉnh đập đất khi có lũ lớn bất
thường cho các hồ chứa nhỏ - thường là loại cơng trình có cột nước không quá cao, lũ
tập trung nhanh.
Với giải pháp này, khi lũ tràn qua đỉnh đập để tránh sự cố sạt trượt dẫn đến vỡ đập
người ta thường sử dụng các loại vải bạt, bao tải trải trên đỉnh đập và mái đập.Tuy
nhiên, hiện nay chưa có một nghiên cứu hay tính tốn cụ thể nào được đưa ra để
2


hướng dẫn chi tiết về cách thực hiện và áp dụng các biện pháp gia cố mái đập khi cho
nước tràn đỉnh nên giải pháp cho nước tràn đỉnh khi có lũ khẩn cấp cịn hạn chế áp
dụng.
Vì vậy, trong luận văn này, tác giả đề xuất các giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi
nước tràn đỉnh đối với hồ chứa nhỏ. Đưa ra một số cột nước tràn để tính tốn gia cố.
Để chứng minh sự hợp lý của giải pháp đưa ra, tác giả sẽ tiến hành các tính tốn thủy
lực, tính tốn các loại áp lực thủy động, mạch động cần thiết từ đó đề xuất các giải
pháp gia cố tạm: gia cố bằng vải bạt, vải địa kỹ thuật…trên mái đậpkhi cho nước tràn.
Giải pháp cuối cùng sẽ được áp dụng thử cho một cơng trình điển hình được tác giả
lựa chọn thiết kế là đập hồ Chấn Sơn – tỉnh Quảng Nam.
II. Mục đích của Đề tài.

- Đánh giá được tổng quan về hiện trạng an toàn hồ, đập vừa và nhỏ ở Việt Nam.
- Nghiên cứu giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập trong trường hợp có lũ lớn khẩn
cấp.
- Nghiên cứu giải pháp gia cố tạm mái đập khi nước tràn đỉnh đối với hồ chứa nhỏ.
- Tính tốn cụ thể một số phương án gia cố tạm với các trường hợp cột nước tràn khác
nhau để các đơn vị phịng chống lụt bão có thể dựa vào đó áp dụng vào thực tế.
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
- Đối tượng nghiên cứu: Hồ chứa nước sử dụng đập đất có quy mơ đập nhỏ.
- Phạm vi nghiên cứu:Đề xuất giải pháp, tính tốn sơ bộ kết cấu lớp gia cố.
IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.
Cách tiếp cận:
Từ các tổng kết thực tiễn để đề xuất các giải pháp nhằm đáp ứng yêu cầu thực tiễn đề
ra về việc đảm bảo an toàn tháo lũ cho hồ chứa nhỏ
Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp kế thừa: Dựa vào các lý thuyết và cơng trình đã được cơng bố.
- Phương pháp điều tra và phân tích số liệu.
- Sử dụng các phần mềm thông dụng để làm cơng cụ tính tốn: Phần mềm điều tiết
lũ...
V. Kết quả dự kiến đạt được.
- Đánh giá được tổng thể về an toàn hồ đập vừa và nhỏ ở Việt Nam.
3


- Trên cơ sở các tính tốn về thủy lực, điều tiết, ổn định, áp lực thủy động, mạch động đập đề
xuất các giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn đỉnh, áp dụng cho các hồ chứa nhỏ .
- Tính tốn điển hình cho một trường hợp cụ thể.
VI. Nội dung luận văn:


Lời cám ơn.



Lời cam đoan.



Mở đầu.



Chương I: Tổng quan về thực trạng và giải pháp đảm bảo an toàn hồ chứa

nhỏ trong điều kiện lũ lớn ở Việt Nam.


Chương II: Nghiên cứu giải pháp gia cố tạm mái đập đất khi nước tràn

đỉnh đối với hồ chứa nhỏ.


Chương III: Tính tốn áp dụng cho hồ Chấn Sơn – tỉnh Quảng Nam.



Kết luận và kiến nghị.

4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUANVỀ THỰC TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN
HỒ CHỨA NHỎ TRONG ĐIỀU KIỆN LŨ LỚN Ở VIỆT NAM
1.1. Tổng quan về hồ chứa nhỏ ở Việt Nam.
1.1.1. Thực trạng hồ chứa nhỏ ở Việt Nam
Hồ chứa nước là cơng trình tích nước và điều tiết dịng chảy nhằm cung cấp nước cho
các ngành kinh tế quốc dân, sản xuất điện năng, cắt giảm lũ cho vùng hạ lưu v.v...
Hiện cả nước đã đầu tư xây dựng được 6.886 hồ chứa nước trong đó có 6.648 hồ chứa
thủy lợi (chiếm 96,5%) và 238 hồ chứa thủy điện (chiếm 3,5%) với tổng dung tích
khoảng 63 tỷ m3 nước. [1][2]
Bảng 1.1 Tổng hợp và phân loại hồ chứa thủy lợi
Quy mơ

V≥ 10

V=3÷10,
H≥15m

V=1÷3

V=0,2÷1

124

578

363

2.335

(Triệu m3)
Số lượng (hồ)

V≤0,2
3.248

Tổng số hồ chứa nước các tỉnh từ Nghệ An trở ra đến các tỉnh miền núi phía Bắc
là4.224 hồ chiếm 64% số hồ cả nước. Các tỉnh có nhiều hồ chứa là: Nghệ An 629 hồ,
Thanh Hóa 610 hồ, Hịa Bình 513 hồ, Bắc Giang 422 hồ, Tuyên Quang 346 hồ.

HỒ THỦY LỢI
>3 triệu

0.2-3 triệu

< 0.2 triệu

9%
26%
65%

Hình 1.1 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân loại số lượnghồ đập theo dung tích trữ
Theo nghị định số 72/2007/NĐ-CP của Chính Phủ ngày 07 tháng 5 năm 2007 về
Quản lý an toàn đập, quy định:
+Đập lớn là đập có chiều cao tính từ mặt nền đến đỉnh đập bằng hoặc lớn hơn 15m
5


hoặc đập của hồ chứa nước có quy mơ dung tích bằng hoặc lớn hơn 3.000.000 m3 (ba
triệu mét khối).

+Đập nhỏ là đập có chiều cao tính từ mặt nền đến đỉnh nhỏ hơn 15m và tạo hồ chứa
nước có dung tích trữ nhỏ hơn 3.000.000 m3 (ba triệu mét khối).
Hiện trạng sự cố của các cơng trình hồ đập thời gian qua ở nước ta (theo báo cáo đánh
giá hiện trạng của Tổng Cục thuỷ lợi):

16%

Thấm

21%
18%

45%

Biến dạng mái
Tràn xả lũ bị hỏng thân
hoặc bể tiêu năng
Cống hỏng tháp van,
dàn phai

Hình 1.2 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm các sự cố hư hỏng đối với hồ chứa lớn (450 hồ)

29%

Thấm

20%

Biến dạng mái
24%

27%

Tràn xả lũ bị hỏng thân
hoặc bể tiêu năng
Cống hỏng tháp van,
dàn phai

Hình 1.3 Biểu đồ tỉ lệ phần trăm các sự cố hư hỏng đối với hồ chứa nhỏ (2573 hồ)
Các hồ chứa nhỏ xảy ra sự cố chiếm tỉ lệ rất lớn (2573 hồ nhỏ so với 450 hồ lớn), sự
cố về tràn xả lũ chiếm tỷ lệ lớn nhất. Các hồ chứa nhỏ chủ yếu được xây dựng vào
thập niên 70,80 thế kỷ trước. Đặc điểm dẫn đến sự mất an toàn của các hồ chứa này
như sau:
- Các hồ chứa này phần lớn xây dựng bằng phương tiện thô sơ, huy động sức dân, bộ
đội, công nhân nông trường tại địa phương, sử dụng vật liệu đất đá có sẵn tại khu vực,
chất lượng vật liệu đắp khơng được thí nghiệm kiểm định, quy trình đắp khơng đảm
bảo theo các quy trình quy chuẩn, kiểm định chất lượng về lớp đắp, kỹ thuật đắp, vật
liệu đắp, độ đầm chặt, hàm lượng các tạp chất trong đất. Chất lượng của nhiều đập đất
6


không đảm bảo gây ra các hiện tượng như thấm, lún nhiều làm giảm chiều cao đập, tức
giảm hệ số an toàn đập.
- Hầu hết các hồ nhỏ từ khi đầu tư xây dựng đến nay khơng được bảo trì, cải tạo do
thiếu nguồn vốn đầu tư, nguồn lực huy động của người dân trong vùng hưởng lợi
thường rất ít, do hầu như người dân trong vùng đều nằm trong khu vực khó khăn về
kinh tế, hạ tầng xã hội. Ngay cả việc đánh giá các nguy cơ tiềm tàng, thu thập số liệu
về hoạt động của các hồ hầu như là khơng có. Việc bảo trì hồ chủ yếu là dọn cỏ rác, vá
víu sạt lở từ những người quản lý vận hành.
- Ảnh hưởng tiêu cực do BĐKH: Các hồ đập vừa và nhỏ khơng có khả năng điều tiết
hoặc khả năng điều tiết kém, việc tích nước và cấp nước theo năm, theo mùa và thậm

chí là phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện tự nhiên của dịng chảy đến, nên trong những
tháng kiệt thì mực nước trong các hồ xuống thấp trầm trọng, có hồ hồn tồn khơng có
nước. Trong những tháng lũ, các hồ thường khơng có dung tích phịng lũ, điều tiết lũ
qua tràn tự do bằng hình thức tràn đất hình thức đập tràn đỉnh rộng, hay đập tràn thực
dụng ô phi xê rốp, rất ít hồ có điều tiết bằng cống tháo lũ, giếng tháo lũ, tràn tự lật,
tràn có điều tiết...
-Tổ chức đầu tư xây dựng: Các hồ chứa này được hình thành phần lớn do chính quyền
địa phương (huyện,xã, hợp tác xã..), hay các nông trường, quân đội xây dựng trên cơ
sở địa hình tự nhiên sẵn có của các sông suối, thùng trũng tại địa phương nên không
thực hiện đầy đủ các quy trình, trình tự đầu tư, thẩm định, lựa chọn giải pháp xây
dựng...
Bảng 1.2 Thống kê đơn vị quản lý hồ đập vừa và nhỏ ở Việt Nam
Đơn vị quản lý
Số lượng (hồ)

UBND xã
1159

UBND huyện
2041

7

Công ty
KTCTTL
695

Tư nhân
899

UBND xã

UBND huyện

Cơng ty KTCTTL

Tư nhân

19%

24%

14%
43%

Hình 1.4 Biểu đồ tỷ lệ phần trăm phân cấp quản lý hồ đậpvừa và nhỏ
tại Việt Nam
Các giải pháp xây dựng được đề ra khơng có sự phản biện khoa học, cịn mang tính
chủ quan, tư duy kinh nghiệm khó tránh khỏi những thiếu sót, rủi ro gây mất an tồn
hồ chứa như đập xây vào vùng có hang động karst gây sụt lún, mất nước, đập đắp trên
tầng cuội sỏi gây trượt, mất nước lớn, nhất là khơng tính đến trường hợp có lũ lớn
khẩn cấp để tính tốn quy mơ tràn xả lũ, hay các cơng trình phịng lũ bổ sung...
+ Hình thức, kết cấu hạng mục cơng trình hồ chứa gồm: Đập dâng nước chủ yếu là
các đập đất. Tràn tự do khơng có điều tiết ( chiếm 80% các hồ chứa), kết cấu tràn là
tràn tự nhiên trên nền đất, đá phong hóa, hoặc tràn được gia cố nhưng với quy mô nhỏ
như gia cố mặt tràn bằng đá xây, bê tông, bê tông cốt thép, nối tiếp sau tràn chủ yếu là
dốc nước với tiêu năng đáy. Cống lấy nước điều tiết thủ công bằng kiểu tháp van mở
nút.
+ Tổ chức lập thiết kế: Các cơng trình hầu hết được thiết kế sơ sài do ít, hoặc khơng có

tài liệu về địa hình, địa chất, thủy văn cũng như thiếu xây dựng quy trình vận hành hồ,
thiếu sự tham gia cán bộ chuyên môn chuyên ngành trong việc thiết kế, thẩm định dự
án, quy mơ hạng mục cơng trình của hồ chứa thiết kế khơng tính đến các yếu tố bất lợi
không lường trước về giải pháp tháo lũ lớn khẩn cấp, vượt tần suất thiết kế vì vậy
khơng có các hạng mục về tràn sự cố, cơng trình tháo lũ lớn khẩn cấp. Mặt khác do
xây dựng từ những thập kỷ 70, 80 khi nền kinh tế đất nước cịn khó khăn, hệ thống văn
bản, các tiêu chuẩn phịng lũ để áp dụng tính tốn thiết kế hồ cũng khơng có tính an
tồn cao như các tiêu chuẩn hiện hành ngày nay .
8


Bảng1.3 Tiêu chuẩn tính tốn lũ theo các quy phạm qua các thời kỳ
TT

Tên tiêu chuẩn, quy
phạm, quy chuẩn

Đặc biệt
P%

P%

TK

KT

Cấp I

II
P%

P% TK

KT

III

IV

V

TK

KT

TK

KT

TK

KT

TK

KT

1,0

0,1

2

0,5

5,0

1,0

5,0

1,0

Quy định tạm thời về
1

phân cấp CTTL (Ban

0,1

0,01

hành T2/1963)
2

QPTL 08-76

0,1

0,5

1,0

1,5

2,0

3

TCVN 5060-90

0,1

0,5

1,0

1,5

2,0

4

TCXDVN285-2002

0,1÷0,2

5

QCVN 0405:2012/BNNPTNT

0,10

0,02

0,02
÷0,04

0,5

0,1

0,5

1

0,1

0, 2

1,0

0,2

1,5

0,5

1,5

0,5

2,0

1,0

2,0

Qua bảng thống kê về tiêu chuẩn, quy phạm, quy chuẩn nêu trên ta thấy mức độ an
toàn theo thời gian ngày càng được nâng cao hơn. Trong quy chuẩn mới nhất hiện nay
về an toàn hồ đập QCVN 04-05:2012/BNNPTNT đã có sự khác biệt cơ bản khi nâng
mức độ an toàn của toàn bộ các hồ chứa lên một bậc so với tiêu chuẩn trước đó là tiêu
chuẩn TCXDVN285-2002, đưa các hồ quan trọng vào cấp đặc biệt, khơng cịn cơng
trình hồ chứa cấp V, mức độ an toàn của hồ chứa cấp đặc biệt trong QCVN 0405:2012/BNNPTNT đưa ra là số liệu giới hạn dưới (Tức an toàn cao hơn) so với cấp
lớn nhất là cấp 1 trong TCXDVN285-2002
+ Tổ chức thi công: Các công trình này phần lớn xây dựng bằng phương tiện thơ sơ,
huy động sức dân, bộ đội, công nhân nông trường tại địa phương, sử dụng vật liệu đất
đá có sẵn tại khu vực, chất lượng vật liệu đắp không được thí nghiệm kiểm định, quy
trình đắp khơng đảm bảo theo các quy trình quy chuẩn, kiểm định chất lượng về lớp
đắp, kỹ thuật đắp, vật liệu đắp, độ đầm chặt, hàm lượng các tạp chất trong đất. Chất
lượng của nhiều đập đất không đảm bảo gây ra các hiện tượng như thấm, lún nhiều
làm giảm chiều cao đập, tức giảm hệ số an toàn đập.
+ Tổ chức quản lý vận hành: Các hồ sau xây dựng bàn giao cho chính quyền địa
phương ( thôn, xã, phường) quản lý, các cán bộ quản lý hồ hầu như không được đào
tạo chuyên sâu về lĩnh vực thủy lợi, chủ yếu là nông giang, cán bộ giao thơng thủy lợi
thơn, xã,... khơng có nhiều kiến thức về kỹ thuật chuyên môn, thiếu kiến thức về quản

9

lý an tồn hồ đập nên vận hành chính là các cống lấy nước có điều tiết, cịn các hạng
mục khác như tràn đập không được kiểm tra cải tạo, việc tiêu thoát lũ qua tràn xả lũ
chủ yếu là tràn tự do nên tùy thuộc vào diễn biến thời tiết khí hậu.
+ Cơng tác bảo trì, nâng cấp cải tạo: Hầu hết các hồ nhỏ từ khi đầu tư xây dựng đến
nay khơng được bảo trì, cải tạo do thiếu nguồn vốn đầu tư, nguồn lực huy động của
người dân trong vùng hưởng lợi thường rất ít, do hầu như người dân trong vùng đều
nằm trong khu vực khó khăn về kinh tế, hạ tầng xã hội. Ngay cả việc đánh giá các
nguy cơ tiềm tàng, thu thập số liệu về hoạt động của các hồ hầu như là khơng có. Việc
bảo trì hồ chủ yếu là dọn cỏ rác, vá víu sạt lở từ những người quản lý vận hành.
+ Chịu ảnh hưởng tiêu cực do BĐKH: Các hồ đập vừa và nhỏ khơng có khả năng điều
tiết hoặc khả năng điều tiết kém, việc tích nước và cấp nước theo năm, theo mùa và
thậm chí là phụ thuộc hồn tồn vào điều kiện tự nhiên của dịng chảy đến, nên trong
những tháng kiệt thì mực nước trong các hồ xuống thấp trầm trọng, có hồ hồn tồn
khơng có nước. Trong những tháng lũ, các hồ thường khơng có dung tích phịng lũ,
điều tiết lũ qua tràn tự do bằng hình thức tràn đất hình thức đập tràn đỉnh rộng, hay
đập tràn thực dụng ô phi xê rốp, rất ít hồ có điều tiết bằng cống tháo lũ, giếng tháo lũ,
tràn tự lật, tràn có điều tiết... Kiểu đập tràn này khơng có khả năng trữ nước, khả năng
tăng cường tháo lũ dưới mực nước dâng bình thường, vào cuối mùa mưa khơng có khả
năng để tăng thêm dung tích hồ, hay tháo bớt mực nước trong hồ để đón lũ.

Hình 1.5 Hồ Hồ Ea H’Rar 1 (Đắk Lắk) (bên trái) vàhồ chứa Suối Tre
(bên phải) ( Bình Định) cạn trơ đáy vào mùa kiệt

10


Hình 1.6 Sạt lở bể tiêu năng, kênh xả lũ sau trànhồ Bến Tắm Ngoàitỉnh Hải Dương
Đánh giá về mưa lũ bất thường xuất hiện với tần suất ngày càng lớn như hiện nay Bộ
Tài nguyên và Môi trường đã đưa ra nghiên cứu cụ thể như sau:
Bảng 1.4 Diễn biến của lượng mưa và nhiệt độ.

Nhiệt độ (0C)
Vùng khí hậu

Tháng I

Lượng mưa (%)

Tháng
VII

Năm

Thời kỳ

Thời kỳ

XI-IV

V-X

Năm

Tây Bắc Bộ

1,4

0,5

0,5

6

-6

-2

Đông Bắc Bộ

1,5

0,3

0,6

0

-9

-7

Đồng bằng Bắc Bộ

1,4

0,5

0,6

0

-13

-11

Bắc Trung Bộ

1,3

0,5

0,5

4

-5

-3

Nam Trung Bộ

0,6

0,5

0,3

20

20

20

Tây Nguyên

0,9

0,4

0,6

19

9

11

Nam Bộ

0,8

0,4

0,6

27

6

9

Ta thấy sự dao động về nhiệt độ và lượng mưa là tương đối lớn nhất là vùng Nam
Trung Bộ, Tây Nguyên lượng mưa dao động lớn, mặt khác địa hình khu vực này dốc,
chiều dài lưu vực ngắn, mật độ thảm phủ ngày càng giảm do nạn phá rừng thượng
nguồn nên thời gian tập trung nước ngắn hình thành lũ ống, lũ quét ngày càng cao,
diễn biến phức tạp khó dự đoán, song đây lại là khu vực tập trung nhiều hồ đập nhất.
Cụ thể các hồ đập có dung tích dưới 1 triệu m3 nước ở tỉnh Nghệ An khoảng 448 hồ,
tỉnh Thanh Hóa khoảng 303 hồ, Đắc lăk khoảng 300 hồ... Vì vậy đánh giá các thực
trạng, giải pháp an tồn các hồ đập ở khu vực này nói riêng và các vùng có hồ đập nhỏ
11


nói chung là hết sức cấp thiết trong giai đoạn hiện nay.
Từ các phân tích nguyên nhân bất cập nêu trên, đánh giá chung các hồ đập nhỏ đều
tiềm tàng những nguy cơ lớn sạt lở đập dâng, tràn xả lũ, nhất là trong tình hình mưa lũ
diễn biến bất thường, mưa lũ lịch sử, dòng chảy lũ về hồ lớn đột biến trong thời gian
ngắn dẫn đến sạt lở mạnh ở thân đập, tràn gây vỡ đập, tràn ảnh hưởng thiệt hại lớn sản
xuất nông nghiệp, dân sinh kinh tế và có thể cả tính mạng và tài sản của người dân hạ
du.
1.1.2. Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an tồn hồ đập
Do đặc điểm địa hình, địa chất, thủy văn, thời gian xây dựng của các đập là rất khác
nhau nên việc nghiên cứu và đánh giá an toàn hồ đập cũng phải được thực hiện riêng
cho từng cơng trình cụ thể. Tuy nhiên, trong nghiên cứu có thể phân ra các hướng như
sau.
1.1.2.1. Nghiên cứu về thủy văn-lũ và tràn sự cố
Tính tốn lại thủy văn-lũ của hồ-đập với việc cập nhật các tài liệu mới nhất về khí
tượng, thủy văn, yếu tố mặt đệm bị thối hóa do phá rừng, đào bới trênlưu vực
Trên cơ sở số liệu tính tốn thủy văn-lũ để nghiên cứu, thiết kế bổ sung tràn sự cố nếu
cần thiết.
Nghiên cứu các mối quan hệ giữa các số liệu khí tượng – thủy văn phục vụ cho việc
cảnh báo, dự báo lũ đối với hồ-đập. Công tác này là rất quan trọng đối với các hồ chứa

lớn, có nhiệm vụ phịng lũ cho hạ du.
1.1.2.2. Nghiên cứu các vấn đề về an tồn của cơng trình tháo lũ
- Khả năng tháo của cơng trình tràn với các điều kiện biên thực tế.
- Các vấn đề tiêu năng, chống xói ở hạ lưu tràn.
- Các vấn đề về mạch động, rung động cơng trình.
- Các vấn đề về khí thực mặt tràn, dốc nước.
- Vấn đề hàm khí, thốt khí ở cơng trình tháo nước
1.1.2.3. Nghiên cứu về khả năng thốt lũ và an toàn cho vùng hạ du đập
- Khả năng thoát lũ ở hạ du khi tràn xả lũ thiết kế, lũ kiểm tra.
- Sự truyền sóng lũ trong sơng hạ lưu với các kịch bản vỡ đập khác nhau.
- Về chỉ giới thoát lũ và các biện pháp đảm bảo an toàn cho vùng hạ du.

12


1.1.2.4. Nghiên cứu các vần đề về an toàn đập đặc biệt là đập đất
- Nghiên cứu khả năng chống thấm qua thân và nền đập, các giải pháp đảm bảo an
toàn về thấm.
- Nghiên cứu ổn định của mái đập trong những điều kiện bất lợi như mưa lớn làm tồn bộ
đất thân đập bị bão hịa nước; thiết bị chống thấm bị thủng; thiết bị thoát nước bị tắc; …
- Nghiên cứu khả năng xói và giải pháp bảo vệ mái hạ lưu đập, ổn định đập khi có
nước tràn đỉnh đập.
Với thực trạng về hồ chứa vừa và nhỏ ở Việt Nam đã nêu ở trên đặc biệt với những
biến đổi bất lợi của khí hậu, tình hình mưa lũ diễn biến bất thường, mưa lũ lịch sử,
dòng chảy lũ về hồ lớn đột biến trong thời gian ngắn dẫn đến khiến cho mực nước
trong hồ chứa dâng cao có những lúc vượt đỉnh đập tiềm ẩn những nguy cơ sạt lở
mạnh ở thân đập, tràn gây vỡ đập, tràn ảnh hưởng thiệt hại lớn sản xuất nơng nghiệp,
dân sinh kinh tế và có thể cả tính mạng và tài sản của người dân hạ du.
Trước những tình hình bất lợi đó chúng ta đã có rất nhiều biện pháp cải tạo nhằm nâng
cao khả năng tháo lũ cho hồ chứa để hạ thấp mực nước trong hồ để giảm bớt những

nguy cơ bất lợi cho đập như : tràn tự lât, tràn tự vỡ, mở rộng bề rộng tràn, bố trí tràn
phụ, cống tháo lũ, giếng tháo lũ,.. Tuy nhiên những biện pháp trên đòi hỏi những điều
kiện về địa hình, địa chất cần được khảo sát kỹ, cần nguồn vốn đầu tư và nằm trong
những dự án cải tạo nâng cấp nên khơng có khả năng ứng phó kịp thời khi mưa lũ đến
bất thường. Hiện nay để ứng phó với những trường hợp mưa lũ khẩn cấp thì biện pháp
cải tạo đối với đập dâng như: nâng cao đỉnh đập dâng, hạ thấp đỉnh đập dâng cho nước
tràn qua đỉnh đập hạ cấp, gia cố đỉnh đập dâng tháo lũ qua đỉnh đập dâng là những
biện pháp đã từng được áp dụng. Với biện pháp cải tạo trên sẽ làm suy giảm khả năng
chống trượt của mái đập, giảm hệ số ổn định của đập, gây xói lở đỉnh và mái đập đất
nên cần tính tốn kiểm tra kỹ lưỡng thủy lựccủa đập khi nước tràn đỉnh để có những
biện pháp cụ thể ứng phó phù hợp cho cơng trình khi có mưa lũ bất thường xảy đến.
1.2. Tổng quan về vấn đề nước tràn đỉnh và giải pháp xử lý
1.2.1. Tổng quan về vấn đề nước tràn đỉnh
Các hồ chứa nhỏ hầu hết được xây dựng trong điều kiện khó khăn về kinh phí và kỹ
thuật. Nguồn lực xây dựng chủ yếu từ sức dân, các đơn vị tình nguyện ở địa phương
quản lý hồ, các đơn vị xây dựng không được đào tạo bài bản, kỹ thuật thi công hạn chế.
13


Các hồ xây dựng trong điều kiện thiếu tài liệu thủy văn, địa chất, thiết kế thi công không
theo các quy chuẩn về hồ đập. Các cơng trình tháo lũ được thiết kế xây dụng sơ sài. Qua
nhiều năm sử dụng đập bị xuống cấp, đập bị bào mòn, sụt lún theo thời gian làm hạ thấp
cao trình đỉnh đập, các hạng mục cơng trình tháo lũ xuống cấp khơng còn đáp ứng được
nhiệm vụ thiết kế. Thực trạng này dẫn đến khả năng sự cố rất lớn khi mùa lũ về.
Các hồ chứa nhỏ thường được các địa phương có hồ nằm trong địa phận quản lý, vận
hành. Những đơn vị này thường thiếu trình độ, kiến thức về quản lý vận hành hồ đập
nên trong quá trình quản lý có dự báo thiếu chính xác, vận hành khơng đúng quy trình.
Cơng tác bảo dưỡng đập (phạt cỏ, diệt mối,...) không tốt dẫn đến làm giảm năng lực của
hồ đập và các cơng trình tháo lũ.
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm, luôn chịu tác động của những cơn mưa và lũ

lớn thường xuyên. Hơn nữa, những năm gần đây do sự biến đổi khí hậu dẫn đến sự thất
thường của thời tiết, những con lũ về bất ngờ, khó dự đốn được thời điểm dẫn đến
nhiều hồ chứa xảy ra lũ vượt thiết kế.
Bảng 1.5 Thông số một số hồ chứa ở Việt Nam xảy ra lũ vượt thiết kế

Khi xảy ra lũ vượt thiết kế mà các cơng trình tháo lũ khơng đảm bảo được năng lực tháo
lũ sẽ dẫn đến hiện tượng nước tràn qua đỉnh đập, gây xói mịn mặt, mái đập, thân đập bị
bão hòa nước, sạt trượt dẫn đến vỡ đập...Trong hồn cảnh này cần có giải pháp xử lý
đơn giản, hiệu quả trong điều kiện các hồ đập nhỏ chưa có điều kiện cải tạo lại.
Giải pháp cho nước tràn đỉnh đập trong hoàn cảnh này đã được đưa ra nghiên cứu và có
tính khả thi, hiệu quả.
Trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng tháo nước lũ tràn đỉnh đập dâng với cơng trình
14


đập đất như Mỹ, Pháp, Trung Quốc,...Trong đó Trung Quốc đã áp dụng thành cơng vào
nhiều cơng trình điển hình như đập hồ chứa nước Yên Tử Hà, huyện Tân Kim tỉnh Liêu
Ninh, đập hồ chứa nước Hồng Tinh, tỉnh Hồ Nam. Một số thông tin về hồ chứa này cụ
thể về hồ chứa như sau:
Bảng 1.6 Thông số đập đất cho nước tràn đỉnh đập hồ chứa Yên Tử Hà
và hồ chứa Hồng Tinh
Thông số

Đơn vị

Hồ Yên Tử Hà

Hồ Hồng Tinh

Xây dựng

năm

1967

1977

Cấp cơng trình

cấp

IV

IV

Đập đất

Đập đất

Loại đập
Chiều cao đập
Diện tích lưu vực

m

17,2

km2

99,2

21,9

106m3

1,0

1,01

m3/s

537 (P=2%)

123 ( P=2%)

106 m3

22,52

4,314

m3/s

882 (P= 0,3%)

229 (P= 0,2%)

106 m3

27,31

7,446

MNDBT = đỉnh đập

m

+17,40

+77,2

MNLTK

m

+19,17

+78,35

MNLKT

m

+20,50

+78,94

Dung tích hồ
Lũ thiết kế
Tổng lũ thiết kế

Lũ kiểm tra
Tổng lũ kiểm tra

Ở Việt Nam hiện nay, đã có những nghiên cứu và tính tốn cho trường hợp nước tràn
đỉnh đập khi lũ về đột ngột như: Luận văn thạc sỹ Nguyễn Đức Dũng 2015: “ Nghiên
cứu giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập trong trường hợp có lũ lớn khẩn cấp cho các
hồ chứa vừa và nhỏ ”, “Luận văn thạc sĩ Đào Trọng Toàn (2016) – Nghiên cứu ảnh
hước của cột nước tràn đỉnh tới ổn định của đập đất” ...Tuy nhiên, khi ứng phó với
nước tràn đỉnh, chưa có một tính tốn, hướng dẫn cụ thể khi thực hiện ứng phó với lũ
lụt, phù hợp với trình độ và điều kiện của thực tế . Trong giải pháp tạm thời,cách ứng
phó cũng chỉ thực hiện theo khuynh hướng kinh nghiệm của người quản lý. Vậy nên
cần có những tính tốn và hướng dẫn cụ thể khi thực hiện các biện pháp tức thời, phù
hợp với trình độ chung của đa số các bộ phận quản lý hồ đập và kể cả người dân trong
15


q trình thực hiện gia cố khi có lũ về đột ngột.
Giải pháp cho nước tràn qua đỉnh đập trong trường hợp có mưa lũ lớn khẩn cấp là một
trong những giải pháp cơng trình có tính khả thi cao nhằm tăng cường khả năng tháo
lũ góp phần hạn chế sự mất an toàn của đập, tràn, giảm thiểu thiệt hại có thể xảy ra do
vỡ đập, tràn làm hư hỏng cây cối, hoa màu vùng sản xuất nông nghiệp,hạ tầng dân
sinh kinh tế tại hạ lưu đập.
1.2.2. Các giải phápxử lý khi nước tràn đỉnh
1.2.2.1. Khái niệm chung
Giải pháp cho nước tràn đỉnh đập trong trường hợp có lũ lớn khẩn cấp là giải pháp bổ
sung nhiệm vụ cho đập dâng ngồi cơng năng ngăn dịng trữ nước cịn làm thêm cơng
năng tháo nước như một loại cơng trình tháo để hỗ trợ cơng trình tháo nước chính đã
có của hồ chứa như tràn xả lũ, cống tháo lũ, giếng tháo lũ... trong việc tháo lũ lớn khẩn
cấp nhằm đảm bảo an toàn cho hồ đập.
Lũ lớn khẩn cấp là dịng chảy lũ về hồ mà khi đó cơng trình tháo nước chính của hồ

khơng đủ khả năng tháo hết được nước lũ cần phải có thêm cơng trình bổ sung để hỗ
trợ cùng tràn tháo nước giúp cho hồ đập được an tồn. Với các hồ có tính tốn cơng
trình tháo lũ thì lũ lớn khẩn cấp là lũ có lưu lượng đến hơn lũ kiểm tra.
Sự khác biệt giữa tràn đỉnh đập dâng và tràn xả lũ là sau ngưỡng tràn xả lũ bố trí dốc,
máng tháo, bậc nước,... còn sau khi nước qua đỉnh đập dâng sẽ chảy trực tiếp trên mái
đập.
1.2.2.2. Giải pháp sử dụng các kết cấu kiên cố trên đỉnh, mái đập dâng cho nước tràn
qua
Là loại đập đất được gia cố mái bằng các vật liệu truyền thống như tấm bê tông, bê
tông cốt thép, các tấm cấu kiện đúc sẵn lắp ghép hay xây, lát đá mái đập, làm rọ thép
hay có thể sử dụng các vật liệu cơng nghệ cao mới như thảm bê tông FS ( Thảm bê
tông túi khuôn làm bằng sợi tổng hợp rải ra trên mái đập sau đó phun bê tơng áp lực
vào tạo thành thảm). Lũ được tháo tràn trên đỉnh đập và mái hạ lưu đã được gia cố
chảy về kênh tháo. Việc cho nước tràn qua đỉnh đập có thể chọn giải pháp tràn một
phần hay tràn toàn bộ đập tùy thuộc điều kiện thực tế cơng trình. [3]

16


Kiểu đập cho nước tràn qua toàn bộ đỉnh đập
Vïng HL hồ

Bề

rộn

ặ
gm

tđ

ập

ch

ua
nq
trà
c
ướ
on

Vùng lòng hồ
(2)
(1)

(4)

(3)

Hỡnh 1.7 Gia c ỏo cng mỏi đập cho phép nước tràn qua toàn bộ đập
(1) Ngưỡng tràn xả lũ; (2) Đỉnh đập bằng bê tông; (3) Đập đất;
(4) Cấu kiện tấm lát BT
MNLTK
(4)
MNDBT

H

500

(5)

(2)
(1)

m=
1.5

2.0
m=

P

MNHL
Hh

(3)

Hình 1.8. Mặt cắt ngang đập kết cấu áo cứng mái đập cho
phép nước tràn qua toàn bộ đập
(1) Ngưỡng tràn xả lũ; (2) Đỉnh đập bằng bê tông; (3) Đập đất;
(4) Cấu kiện tấm lát BT; (5) Dốc nước sau tràn kiểu bậc nước
*Kiểu đập đất cho nước tràn qua một phần đỉnh đập

Hình 1.9 Gia cố áo cứng mái đập cho phép nước tràn qua toàn bộ đập
(1) Ngưỡng tràn xả lũ; (2) đỉnh đập bằng bê tông; (3) Đập đất;
(4) Cấu kiện, tấm lát
17