Ngày đưa:  18/05/2013 04:52:01 PM
Về an toàn của các hồ, đập trong điều kiện mưa lũ lớn
Chúng ta vừa chứng kiến những ngày mưa lũ kinh hoàng ở các tỉnh miền Trung. Mưa lũ lớn, gây ngập trên diện rộng và gây tổn thất lớn lao về người và tài sản, nặng nề nhất là ở các tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Bình, Nghệ An. Mặc dù đỉnh lũ đã đi qua, nhưng ngập úng ở các vùng dân cư còn dài, khả năng phát sinh dịch bệnh, thiếu đói ở các khu vực dân cư vùng ngập lũ đang hiện hữu. Cả nước đang hướng về miền Trung với tinh thần tương thân tương ái, cứu trợ trước mắt và giải quyết các vấn đề kinh tế, xã hội lâu dài.

 BBT xin giới thiệu bài viết "Về an toàn của các hồ, đập trong điều kiện mưa lũ lớn" của GS. TS. Nguyễn Chiến – Khoa Công trình, Trường ĐH Thủy Lợi

 
1.     Tổng quát
Chúng ta vừa chứng kiến những ngày mưa lũ kinh hoàng ở các tỉnh miền Trung. Mưa lũ lớn, gây ngập trên diện rộng và gây tổn thất lớn lao về người và tài sản, nặng nề nhất là ở các tỉnh Hà Tĩnh, Quảng Bình, Nghệ An. Mặc dù đỉnh lũ đã đi qua, nhưng ngập úng ở các vùng dân cư còn dài, khả năng phát sinh dịch bệnh, thiếu đói ở các khu vực dân cư vùng ngập lũ đang hiện hữu. Cả nước đang hướng về miền Trung với tinh thần tương thân tương ái, cứu trợ trước mắt và giải quyết các vấn đề kinh tế, xã hội lâu dài.
Bên cạnh các vấn đề kinh tế, xã hội thì Nhà nước và các cơ quan chuyên ngành cũng đang tập trung nghiên cứu các vấn đề chuyên môn nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống cơ sở hạ tầng, nhà cửa và các công trình trong điều kiện có mưa lũ lớn. Các hồ, đập Thủy lợi là những công trình dễ bị tổn thương nhất khi có mưa lũ lớn, do đó công tác nghiên cứu và triển khai bảo đảm an toàn cho hồ, đập là một nhiệm vụ cấp bách của ngành nông nghiệp – thủy lợi nói riêng và của cả nước nói chung.
 
2.     Đặc tính dễ bị tổn thương trong mưa lũ lớn của các hồ đập thủy lợi.
Hiện nay, cả thế giới đang phải đối mặt với các vấn đề biến đổi khí hậu, trong đó có hiện tượng mưa lũ vượt ra ngoài các quy luật thông thường. Đợt lũ lịch sử vừa qua ở Hà Tĩnh, Quảng Bình, Nghệ An là một ví dụ. Đã xảy ra hiện tượng lũ chồng lên lũ, con lũ trước chưa rút hết thì con lũ sau đã sầm sập đổ về. Thêm vào đó, cường suất của con lũ sau là rất lớn; lượng mưa 1 ngày tại Chu Lễ (Hương Khê – Hà Tĩnh) đo được là 800mm; tổng lượng mưa 5 ngày lên tới 1300÷1500mm. Tổng lượng nước này được dồn vào các thung lũng sông gây nên lũ lụt kinh hoàng. Trong điều kiện mưa lũ lớn như vậy, các hồ đập thủy lợi rất dễ bị tổn thương bởi các lý do sau đây.
-        Các hồ đập thường khống chế một lưu vực nhất định. Toàn bộ nước mưa trên lưu vực được dồn vào bụng hồ phía trước đập. Lưu vực càng lớn, nước dồn về càng nhiều; rừng bị phá, mặt đệm trơ trọi, nước dồn về càng nhanh làm cho đường tràn xả nước không kịp, gây tràn và vỡ đập.
-        Hơn 90% số đập tạo hồ ở nước ta hiện nay là đập đất. Loại đập này có điểm yếu là khi nước tràn qua thì dễ gây xói, moi sâu vào thân dẫn đến bị vỡ. Ngoài ra, khi cường suất mưa lớn và kéo dài, đất thân đập bị bão hòa nước làm giảm khả năng chống đỡ, dẫn đến trượt mái và hư hỏng đập.
-        Trong thiết kế và xây dựng đập ở nước ta hiện nay, tiêu chuẩn phòng lũ được xác định theo cấp công trình. Ví dụ đập cấp I chống được con lũ thiết kế có chu kỳ xuất hiện lại là 500÷1000 năm; trị số tương ứng của đập cấp II là 200 năm; cấp III: 100 năm; cấp IV: 67 năm; cấp V: 50 năm. Như vậy các đập cấp IV, V khả năng chống lũ thấp, khả năng nước tràn dẫn đến vỡ đập là lớn. Ngoài ra, số lượng các đập loại này rất nhiều; việc quản lý, bảo dưỡng các đập nhỏ cũng không được chặt chẽ, bài bản như đối với các đập lớn.
Thực tế đã xảy ra ở nước ta trong những năm qua là hư hỏng ,sự cố và vỡ đập chỉ xảy ra ở đập vừa và nhỏ. Trong trận lũ lịch sử ở Hà Tĩnh vừa qua, đập Khe Mơ bị vỡ là một đập nhỏ, trong khi các đập lớn như Kẻ Gỗ, Bộc Nguyên, Sông Rác … vẫn an toàn. 
-        Đập dù lớn hay nhỏ khi bị vỡ đều gây ra tổn thất nặng nề cho bản thân công trình, và cho vùng hạ du. Ở các đập mà hạ du là khu dân cư hoặc kinh tế, văn hóa thì thiệt hại do vỡ đập gây ra ở hạ du lớn hơn gấp nhiều lần so với thiệt hại đối với bản thân công trình, và phải mất nhiều năm sau mới có thể khắc phục được. 
Những đặc điểm trên đây cho thấy tầm quan trọng đặc biệt của công tác đảm bảo an toàn hồ - đập thủy lợi, nhất là trong mùa mưa lũ lớn.
 
3.     Các hướng nghiên cứu để đảm bảo an toàn 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 công trình cụ thể. Tuy nhiên, trong nghiên cứu có thể phân ra các hướng như sau.
a- Nghiên cứu về thủy văn-lũ và tràn sự số:
-        Tính toán 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 thoái hóa do phá rừng, đào bới trên lưu vực … 
Trên cơ sở số liệu tính toán 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 phòng lũ cho hạ du. 
Theo hướng nghiên cứu này, trong thời gian qua đã triển khai thành công đề tài “Nghiên cứu lũ vượt thiết kế ở các hồ chứa và giải pháp làm tràn sự cố” do GS. TS. Phạm Ngọc Quý làm chủ nhiệm.
b- Nghiên cứu các vấn 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 toàn bộ đất thân đập bị bão hòa nước; thiết bị chống thấm bị thủng; thiết bị thoát nước bị tắc; trường hợp mực nước hồ rút nhanh sau lũ … 
-        Nghiên cứu khả năng xói và giải pháp bảo vệ mái hạ lưu đập khi có nước tràn đỉnh đập. Theo hướng này, ở trường ta đã thực hiện các đề tài nghiên cứu về thấm dị hướng qua đập đất, ổn định của mái khi nước rút nhanh, giải pháp chống thấm bằng tường hào ximăng – bentonite, hào đất – bentonite, phương pháp gia cố chống xói mái đập hạ lưu …
c- Nghiên cứu các vấn đề về an toàn của công trình tháo lũ:
-        Khả năng tháo của công 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 công trình. 
-        Các vấn đề về khí thực mặt tràn, dốc nước. 
-        Vấn đề hàm khí, thoát khí ở công trình tháo nước.
d- Nghiên cứu về khả năng thoát 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 sông 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.
 
4.    Về an toàn của hồ-đập Kẻ Gỗ
Hồ Kẻ Gỗ là hồ chứa nước lớn nhất ở Hà Tĩnh hiện nay. Hồ có tổng dung tích 425 triệu m3, dung tích hữu ích 345 triệu m3, diện tích lưu vực 233 km2. Hồ có nhiệm vụ tưới cho 21.136 ha đất nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt và công nghiệp 1,6 m3/s, kết hợp phát điện trong mùa tưới. Công trình đầu mối thuộc cấp II; đập chính là đập đất cao 37,4 m; ngoài ra còn có 3 đập phụ cũng là đập đất. Công trình xả lũ gồm tràn chính (tràn Dốc Miếu) có B=2×10 m, lưu lượng xả thiết kế Q=1065 m3/s; ngoài ra còn có tràn dự phòng qua hành lang cống lấy nước và tràn sự số có B=65 m. Cống lấy nước dưới đập có kích thước B×H=3×3m; lưu lượng thiết kế Q=28,2 m3/s, cống có cửa van ở hạ lưu để điều tiết nước cho tưới, cấp nước, phát điện. 
Hồ Kẻ Gỗ được xây dựng trong thời gian 1976-1988. Trải qua hơn 30 năm làm việc, hồ đã phát huy tốt tác dụng của mình, biến một vùng đất khô cằn của hai huyện Cẩm Xuyên, Thạch Hà thành vùng đồng bằng màu mỡ, ruộng vườn tươi tốt quanh năm. 
Trong thời gian 2005-2006 đã có đợt khảo sát đánh giá an toàn hồ-đập, đã phát hiện các biểu hiện xuống cấp của công trình đầu mối như nước thấm ra mái hạ lưu đập chính và đập phụ, xâm thực trên bề mặt mũi phun đập tràn, xâm thực trong lòng cống lấy nước ở khu vực sau cửa van điều tiết thượng lưu và một số hư hỏng cục bộ khác. 

    Dự án sửa chữa, nâng cấp hồ chứa nước Kẻ Gỗ thực hiện từ năm 2007 đến nay đã giải quyết được các vấn đề sau:
-        Sửa chữa, nâng cấp đập chính và các đập phụ (chống thấm, kiên cố hóa đỉnh đập, bảo vệ mái thượng lưu …). 
-        Sửa chữa, nâng cấp cống lấy nước và cửa van điều tiết. 
-        Nâng cấp, hiện đại hóa hệ thống kênh (đang thực hiện). 
-        Nâng cấp hệ thống đường quản lý.
Trong trận lũ đầu tháng 10 năm 2010 vừa qua, các hạng mục của công trình đầu mối làm việc bình thường. Tràn xả lũ đã được điều tiết để vừa hạn chế lưu lượng xả lớn nhất xuống hạ lưu và vẫn đảm bảo an toàn cho bản thân công trình. Lưu lượng xả lớn nhất trong đợt này là 600 m3/s, nhỏ hơn lưu lượng xả thiết kế là Q=1065 m3/s. Tuy nhiên khu vực hạ du vẫn ngập nặng là do kết hợp với mưa lớn lịch sử và triều cường từ phía biển. 
Dưới góc độ chuyên môn, hiện tại hệ thống công trình hồ Kẻ Gỗ còn có những điểm cần quan tâm như sau:
-        Đường tràn chính: xâm thực bề mặt dốc nước chưa được khắc phục, nếu tràn xả đủ lưu lượng thiết kế, khả năng xâm thực sẽ còn mạnh hơn. 
-        Tràn sự cố được kết cấu theo kiểu tự vỡ khi nước tràn qua. Tuy nhiên qua nhiều năm tràn không làm việc, vật liệu thân đập đã được lèn chặt, liệu đập có tự vỡ được như thiết kế nữa không? 
-        Muốn chủ động điều tiết cửa xả để cắt lũ cho hạ du và bảo vệ bản thân công trình, cần có số liệu dự báo mưa lũ chính xác, kịp thời. Hiện tại ở thượng nguồn hồ Kẻ Gỗ chưa có trạm khí tượng thủy văn, đây là một khó khăn lớn cho công tác dự báo. 
-        Vấn đề quy hoạch phòng chống lũ cho hạ du chưa được giải quyết một cách bài bản.
Hiện tại Viện Kỹ thuật Công trình – trường Đại học Thủy lợi đang thực hiện Hợp đồng nghiên cứu về đảm bảo an toàn cho hồ-đập Kẻ Gỗ nên tất cả các vấn đề nêu trên đang được quan tâm xem xét.
 
5.    Kết luận
An toàn cho hồ-đập là một vấn đề cấp bách hiện nay. Trong điều kiện biến đổi khí hậu, mưa lũ bất thường, các hồ đập nói chung, đặc biệt là các hồ-đập vừa và nhỏ có mức độ an toàn không cao, nguy cơ xảy ra sự cố vỡ đập là có thật.
Để từng bước nâng cao độ an toàn của hồ-đập, cần phải thực hiện các nghiên cứu cụ thể đối với từng nhóm đề tài nêu trên. Nhà nước cần sớm hoàn chỉnh các tiêu chuẩn và chế tài đối với vấn đề an toàn hồ đập, có chính sách đầu tư đúng hướng và nhất quán đối với sự nghiệp Thủy lợi nói chung và công tác an toàn hồ-đập nói riêng.

Trích từ: http://www.wrd.gov.vn

 

Các tin tức khác
Hồ chứa: 120
- Diện tích lưu vực: 370.33 (km2)
- Dung tích: 103.5/116.01 (106m3)
- Năng lực tưới: 7047.8/12586.5 (ha)

Đập dâng: 424
- Diện tích lưu vực: 4014.6 (km2)
- Dung tích: 375.3 (106m3)
- Năng lực tưới: 390853.97/537469.1 (ha)

Trạm bơm: 112
- Diện tích lưu vực: 0 (km2)
- Năng lực: 4966.53/10612 (ha)
- Lưu lượng cấp: 19510 (ha)
- Số máy bơm: 186 (máy)
Lượt truy cập: 15863
Đang trực tuyến: 58