Tài liệu Nghiên cứu giải pháp chống thấm cho các đập đất cũ cần sửa chữa, nâng cấp trên địa bàn huyện vĩnh thạnh, tỉnh bình định; ứng dụng cho đập hòn lập

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI  VÕ TRỌNG DUY NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO CÁC ĐẬP ĐẤT CŨ CẦN SỬA CHỮA, NÂNG CẤP TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN VĨNH THẠNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH; ỨNG DỤNG CHO ĐẬP HÒN LẬP LUẬN VĂN THẠC SĨ NINH THUẬN, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI  VÕ TRỌNG DUY NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM CHO CÁC ĐẬP ĐẤT CŨ CẦN SỬA CHỮA, NÂNG CẤP TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN VĨNH THẠNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH; ỨNG DỤNG CHO ĐẬP HÒN LẬP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY MÃ SỐ : 60.58.02.02 NGƢỜI HƢỚNG DẪN: 1. TS. PHẠM HỒNG CƢỜNG 2. PGS. TS NGUYỄN QUANG HÙNG NINH THUẬN, NĂM 2017 BẢN CAM KẾT Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu trích dẫn, kết quả nghiên cứu trong Luận văn là trung thực, chƣa từng đƣợc ngƣời nào công bố trong bất kỳ công trình nào khác. HỌC VIÊN Võ Trọng Duy i LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn, đƣợc sự nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trƣờng Đại học Thủy lợi, bằng sự nỗ lực cố gắng học tập, nghiên cứu và tìm tòi, tích lũy kinh nghiệm thực tế của bản thân đến nay đề tài “Nghiên cứu giải pháp chống thấm cho các đập đất cũ cần sửa chữa, nâng cấp trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định; ứng dụng cho đập Hòn Lập” đã đƣợc tác giả hoàn thành đúng thời hạn quy định. Trong khuôn khổ hạn chế của luận văn, tác giả mới chỉ mới đề xuất giải pháp chống thấm khi sửa chữa, nâng cấp các đập đất tại tỉnh Bình Định phù hợp với điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội trên địa bàn tỉnh. Đặc biệt tác giả xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Nguyễn Quang Hùng đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và cung cấp các thông tin khoa học cần thiết trong quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo và cán bộ công nhân viên Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học, Khoa Công trình, Trƣờng Đại học Thủy lợi đã giảng dạy, tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cuối cùng tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Phòng Nông nghiệp huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định – nơi tác giả đang công tác; gia đình, bạn bè & đồng nghiệp đã động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn đúng thời hạn. Do hạn chế về thời gian, kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế của bản thân tác giả còn ít nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp và trao đổi chân thành giúp tác giả hoàn thiện hơn đề tài của luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Ninh Thuận, ngày 17 tháng 5 năm 2017 HỌC VIÊN Võ Trọng Duy ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 I.Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................ 1 II. Mục đích của đề tài .....................................................................................................2 III. Cách tiếp cận và phƣơng pháp thực hiện ..................................................................2 IV. Kết quả đạt đƣợc .......................................................................................................2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT, VẤN ĐỀ THẤM VÀ CHỐNG THẤM CHO CÁC ĐẬP ĐÃ XÂY DỰNG .................................................................................3 1.1 Tình hình xây dựng đập đất tỉnh Bình Định .............................................................. 3 1.2 Hiện trạng các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định [15] ..........9 1.3 Các hình thức phá hoại do thấm trong đập vật liệu địa phƣơng .............................. 12 1.3.1 Thấm mạnh hoặc sủi nƣớc ở nền đập.[14] ...................................................... 12 1.3.2 Thấm mạnh hoặc sủi nƣớc trong phạm vi thân đập.[14] .................................15 1.4 Vấn đề thấm ở các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định [15] ..18 1.5 Các vấn đề đặt ra khi sửa chữa, nâng cấp các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. ..................................................................................................20 KẾT LUẬN CHƢƠNG 1. ............................................................................................. 21 CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM PHÙ HỢP CHO ĐẬP ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN VĨNH THẠNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH. ............................................................................................................................ 22 2.1 Cơ sở lý thuyết tính thấm. [1] ..................................................................................22 2.1.1 Nguyên nhân sự hình thành dòng thấm trong môi trƣờng đất đá. .................... 22 2.1.2 Phân loại dòng thấm trong môi trƣờng đất rỗng. .............................................24 2.1.3 Các giả thiết cơ bản trong tính toán thấm......................................................... 24 2.1.4 Các phƣơng pháp tính toán thấm. .....................................................................25 2.2 Cơ sở lý thuyết tính ổn định. [1]..............................................................................29 2.2.1 Tổng quan về tính toán ổn định của đập đất..................................................... 29 2.2.2 Cơ sở lý thuyết các phƣơng pháp tính toán ổn định mái dốc. .......................... 31 2.3 Các tiêu chí kỹ thuật khi nâng cấp chống thấm cho đập vật liệu địa phƣơng. ........35 2.3.1 Đặt vấn đề ........................................................................................................35 2.3.2 Yêu cầu ............................................................................................................36 2.3.3 Tiêu chí lựa chọn ............................................................................................. 36 2.4 Đề xuất một số giải pháp chống thấm hợp lý cho các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. ......................................................................................... 36 2.4.1 Giải pháp chống thấm bằng tƣờng nghiêng và sân phủ [1], [6], [7]. ..............37 2.4.2 Giải pháp tƣờng hào bentonite [1], [6],[9]. ..................................................... 38 2.4.3 Giải pháp khoan phụt [9], [10]. .......................................................................38 iii 2.4.4 Tƣờng nghiêng bằng màng địa kỹ thuật (Vải Bentomat, HDPE...) [6],[8]. ....39 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2. ............................................................................................. 40 CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG THẤM HỢP LÝ CHO ĐẬP HÒN LẬP, HUYỆN VĨNH THẠNH, TỈNH BÌNH ĐỊNH .................................................... 41 3.1 Giới thiệu công trình hồ chứa nƣớc Hòn Lập [15] ..................................................41 3.2 Các điều kiện địa chất của thân và nền đập. [11] .................................................... 42 3.3 Tình hình thấm qua thân và nền đập Hòn Lập. [15]................................................44 3.4 Tính toán thấm và ổn định đập hiện trạng. .............................................................. 44 3.4.1 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tính toán [11].................................................... 44 3.4.2 Tiêu chuẩn áp dụng: [3] ...................................................................................44 3.4.3 Mặt cắt đại diện tính toán ................................................................................45 3.4.4 Trƣờng hợp tính toán [3] .................................................................................45 3.4.5 Kết quả tính toán .............................................................................................. 45 3.5 Đề xuất các giải pháp chống thấm hợp lý để tính toán ...........................................49 3.6 Tính toán thấm và ổn định đập cho giải pháp tƣờng nghiêng, sân phủ ...................51 3.7 Tính toán thấm và ổn định đập cho giải pháp khoan phụt. .....................................60 3.8 Tính toán kinh tế cho hai giải pháp lựa chọn. ......................................................... 70 3.9 Phân tích, lựa chọn phƣơng án. ...............................................................................71 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3. ............................................................................................. 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 75 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Biểu đồ tỷ lệ xây dựng hồ chứa qua các giai đoạn từ 1975 đến nay...............4 Hình 1-2: Biểu đồ tỷ lệ hồ chứa hƣ hỏng cần sửa chữa, nâng cấp ở Bình Định .............4 Hình 1-3: Biều đồ tỷ lệ các dạng hƣ hỏng của đập đất....................................................8 Hình 1-4: Biểu đồ tỷ lệ các dạng hƣ hỏng cống lấy nƣớc ...............................................8 Hình 1-5: Hồ Tà Niêng - dung tích 0,654 triệu m3 .......................................................... 9 Hình 1-6: Hồ Hòn Lập - dung tích 2,960 triệu m3 ........................................................ 10 Hình 1-7: Hồ Hà Nhe - dung tích 3,10 triệu m3 ............................................................ 10 Hình 1-8: Xử lý sủi bùn cát ở hạ lƣu .............................................................................13 Hình 1-9: Xử lý sủi bùn cát ở hạ lƣu ...........................................................................194 Hình 1-10: Xử lý tập đoàn mạch sủi ...........................................................................194 Hình 1-11: Xử lý thấm ƣớt sũng mái hạ lƣu ...............................................................196 Hình 1-12: Xử lý trƣợt mái hạ lƣu do quá dốc ............................................................197 Hình 1-13: Thấm thành dòng tại mái hạ lƣu hồ Hòn Lập ...........................................199 Hình 1-14: Thấm thành dòng tại thiết bị thoát nƣớc hồ Hòn Lập ...............................199 Hình 2-1: Cấu tạo cốt đất khô........................................................................................ 22 Hình 2-2: Sơ đồ thế năng của một điểm trong môi trƣờng đất. ....................................22 Hình 2-3: Sơ đồ, hƣớng đi của dòng chảy hình thành giữa hai điểm trong ..................23 Hình 2-4: Sơ đồ hình thành và chuyển động của dòng thấm trong đập đất. .................24 Hình 2-5: Sơ đồ các phƣơng pháp tính toán thấm. ........................................................ 26 Hình 2-6: Sơ đồ sai phân. .............................................................................................. 27 Hình 2-7: Sơ đồ phân tử tam giác..................................................................................28 Hình 2-8: Mặt cắt ngang mái dốc. .................................................................................29 Hình 2-9: Các phƣơng pháp phân tích ổn định mái dốc................................................31 Hình 2-10: Lực tác dụng trên mặt trƣợt thông qua khối trƣợt với mặt trƣợt tròn. ........33 Hình 2-11: Lực tác dụng lên mái trƣợt thông qua khối trƣợt với mặt tổ hợp. ..............34 Hình 2-12: Lực tác dụng lên mặt trƣợt thông qua khối trƣợt ........................................34 với đƣờng trƣợt đặc biệt. ............................................................................................... 34 Hình 2-13: Sơ đồ thấm qua đập có tƣờng nghiêng sân phủ ..........................................37 Hình 2-14: Tƣờng hào chống thấm bằng bentonite ....................................................... 38 Hình 2-15: Kết cấu đập đất chống thấm qua nền bằng khoan phụt vữa XM ................39 Hình 3-1: Hồ Hòn Lập (ảnh chụp Google Earth) .......................................................... 41 Hình 3-2: Mặt cắt D30 - hiện trạng ...............................................................................45 Hình 3-3: Mặt cắt ngang chống thấm bằng tƣờng nghiêng sân phủ ............................. 50 Hình 3-4: Mặt cắt ngang chống thấm bằng khoan phụt kết hợp tƣờng nghiêng ...........50 v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Tiêu chuẩn tính lũ theo các quy phạm qua các thời kỳ [7]............................. 3 Bảng 1-2: Danh mục các hồ chứa xuống cấp có nguy cơ mất an toàn [18] ...................4 Bảng 1-3: Thống kê hiện trạng đập đất huyện Vĩnh Thạnh ..........................................10 Bảng 3-1: Thông số kỹ thuật chủ yếu hồ Hòn Lập ....................................................... 41 Bảng 3-2: Các chỉ tiêu cơ lý đất nền .............................................................................43 Bảng 3-3: Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất đắp đập ......................................................... 43 Bảng 3-4: Kết quả tính toán thấm, ổn định ...................................................................51 Bảng 3-5: Kết quả tính toán thấm, ổn định ...................................................................60 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT BNNPTNT: Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn BT: Bê tông CLN: Cửa lấy nƣớc CT: Công trình ĐC: Địa chất HL: Hạ lƣu MNDBT: Mực nƣớc dâng bình thƣờng MNDGC: Mực nƣớc dâng gia cƣờng MNLKT: Mực nƣớc lũ kiểm tra MNLTK: Mực nƣớc lũ thiết kế NN & PTNT: Nông nghiệp và phát triển nông thôn PA: Phƣơng án QCVN: Quy chuẩn Việt Nam QPVN: Quy phạm Việt Nam TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TL: Thƣợng lƣu TN: Tiêu năng vii MỞ ĐẦU I.Tính cấp thiết của đề tài Tỉnh Bình Định thuộc vùng Duyên hải Trung Bộ, phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, Phía Nam giáp tỉnh Phú Yên, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai và phía Đông giáp Biển Đông. Huyện Vĩnh Thạnh là một huyện miền núi phía Tây tỉnh Bình Định với tiềm năng kinh tế phụ thuộc chủ yếu vào rừng và nông nghiệp. Tuy nhiên, để khai thác đƣợc thế mạnh đó, vấn đề trƣớc tiên và then chốt là phải phát triển thủy lợi để từ đó, chủ động giải quyết đƣợc vấn đề nƣớc cho yêu cầu dân sinh và phục vụ phát triển kinh tế xã hội. Bình Định, trong những năm qua, số lƣợng công trình hồ đập đƣợc xây dựng khá nhiều so với cả nƣớc, với 153 hồ chứa. Tổng diện tích tƣới thiết kế là 49.091 ha, thực tƣới 37.546 ha trong đó tƣới cho lúa khoảng 85% màu 10% và cây lâu năm 5%. Hiện nay các công trình cấp nƣớc tƣới mới chỉ đạt 57 - 58% diện tích gieo trồng, nguyên nhân là các công trình thuỷ lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp phần lớn đã đƣợc xây dựng từ lâu và quy mô nhỏ. Đến nay, nhiều công trình đã xuống cấp, hiệu quả phục vụ nƣớc tƣới cho sản xuất nông nghiệp kém hiệu quả. Quá trình xây dựng công trình thuỷ lợi trên địa bàn Bình Định kéo dài qua nhiều thời kỳ nên không đồng bộ và quy mô công trình thuộc loại vừa và nhỏ. Loại hình hồ chứa nƣớc chỉ đƣợc đầu tƣ xây dựng từ đầu những năm 60÷90 của thế kỷ XX và chủ yếu đƣợc đắp bằng công nghĩa vụ lao động tại địa phƣơng, vấn đề xử lý thấm qua đập và nền chƣa đƣợc quan tâm. Công nghệ thiết kế, thi công còn nhiều hạn chế, các tiêu chuẩn và chỉ tiêu thiết kế đặt ra còn thấp. Qua nhiều năm sử dụng các hồ chứa nhỏ và vừa, hiện nay đã xuống cấp nghiêm trọng và nguyên nhân chủ yếu là do thấm, dẫn đến lún sụt đứt gẫy và biến dạng, mất ổn định cho cụm công trình đầu mối, nhƣ Hồ Cam Lập; hồ Chánh Hùng; hồ Núi Một v.v... Do vậy, việc “Nghiên cứu giải pháp chống thấm cho các đập đất cũ cần sửa chữa, nâng cấp trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định; ứng dụng cho đập Hòn Lập” là rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Đồng thời đề tài cũng giúp cho các cơ quan 1 chức năng trên địa bàn tỉnh, huyện có cơ sở khoa học trong thiết kế sửa chữa, nâng cấp các hồ chứa nƣớc trong vùng. II. Mục đích của đề tài Đề ra đƣợc giải pháp chống thấm hợp lý cho các đập đất cũ cần sửa chữa, nâng cấp trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Để công trình làm việc đƣợc an toàn và lâu dài, đáp ứng đƣợc nhiệm vụ tƣới theo thiết kế đặt ra. Tính toán ứng dụng cụ thể cho đập Hòn Lập. III. Cách tiếp cận và phƣơng pháp thực hiện Tổng hợp, thống kê, kế thừa các giải pháp chống thấm đã nghiên cứu. Tiến hành điều tra, khảo sát, thu thập các tài liệu liên quan đến vùng nghiên cứu. Phân tích các phƣơng pháp chống thấm cho đập đất và khả năng áp dụng cho từng loại kết cấu công trình. Nghiên cứu, ứng dụng cho đập đất ở trong nƣớc và trên thế giới. Điều tra, thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế về đập đất huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Áp dụng phƣơng pháp phần tử hữu hạn và thông qua các phần mềm tính toán để giải bài toán thấm, ổn định, của đập đất cho các giải pháp đề xuất. IV. Kết quả đạt đƣợc Đánh giá đƣợc tình hình thấm qua đập đất của các đập đã xây dựng trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Đề xuất đƣợc một số giải pháp chống thấm hợp lý cho các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. Đề xuất đƣợc giải pháp chống thấm hợp lý cho đập Hòn Lập, huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định. 2 CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT, VẤN ĐỀ THẤM VÀ CHỐNG THẤM CHO CÁC ĐẬP ĐÃ XÂY DỰNG 1.1 Tình hình xây dựng đập đất tỉnh Bình Định Hiện nay theo số liệu thống kê của Sở NN & PTNT tỉnh Bình Định có 165 hồ chứa nƣớc, tổng dung tích 583 triệu m3. Theo quy mô dung tích hồ: Có 18 hồ chứa dung tích từ 3,0 triệu m3 trở lên; 30 hồ chứa có dung tích từ 1,0 triệu m3 đến nhỏ hơn 3,0 triệu m3; 113 hồ chứa có dung tích nhỏ hơn 1,0 triệu m3. Theo quy mô chiều cao đập: Có 7 hồ đập cao từ 25 m trở lên; 21 hồ chứa nƣớc có đập cao từ 15m trở lên; 133 hồ chứa nƣớc có đập cao dƣới 15m, và chủ yếu là đập đất, tỷ lệ các hồ đập nhỏ chiếm đa số với khoảng 80,6%. Hầu hết các hồ chứa nƣớc đƣợc xây dựng từ năm 1975 cho đến nay [2]. Từ năm 1975 đến nay nƣớc ta đã có 4 lần ban hành thay thế tiêu chuẩn thiết kế vào các năm 1976 (QPVN08-76),1990 (TCVN 5060-90), 2002 (TCXDVN 285:2002) và hiện nay là QCVN 04-05:2012/BNNPTNT. Tiêu chuẩn lần sau độ an toàn lũ đƣợc nâng cao hơn lần trƣớc. Với sự thay đổi Tiêu chuẩn lũ thiết kế nhƣ trên [12], nhiều hồ chứa xây dựng trong giai đoạn từ năm 1975 đến nay sẽ không phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế mới và cần kiểm tra đánh giá lại. Bảng 1-1: Tiêu chuẩn tính lũ theo các quy phạm qua các thời kỳ [13] T T 1 2 3 Quy phạm chung về thiết kế công trìnhTL(CTTL) Đặc biệt P% TK P% KT Quy định tạm thời về phân cấp CTTL (2/1963) QPTL 160 QPVN – 08-76 TCVN 5060-90 4 TCXDVN 285:2002 5 QCVN04-05:2012 Cấp I II V P% KT TK KT TK KT TK KT TK KT 0,1 0,01 1,0 0,1 2,0 0,5 5,0 1,0 5,0 1,0 0,1 0,2 0,02 IV P% TK 0,1 0,1 0,1 III 0,5 0,5 0,5 0,02  0,04 0,1 1,0 1,0 1,5 1,5 2,0 2,0 0,5 0,1 1,0 0,2 1,5 0,5 1,0 0,2 1,5 0,5 2,0 1,0 2,0 Phân theo từng giai đoạn ban hành tiêu chuẩn, tỷ lệ xây dựng các hồ chứa nƣớc ở tỉnh Bình Định đƣợc thống kê theo dạng biểu đồ nhƣ sau: 3 Tỷ lệ xây dựng hồ chứa ở Bình Định qua các giai đoạn từ năm 1975 đến nay 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 80,00% 12,70% 7,30% 0% Trƣớc năm 1975 Từ 1975 -:- 1990 Từ 1990 -:- 2002 Từ 2002 -:- đến nay Hình 1-1: Biểu đồ tỷ lệ xây dựng hồ chứa qua các giai đoạn từ 1975 đến nay Theo thống kê phần lớn các hồ đƣợc xây dựng từ những năm 1990 trở về trƣớc, lúc này công nghệ thi công và thiết kế còn yếu kém. Qua một thời gian dài sử dụng, dƣới tác động khắc nghiệt của thời tiết lại không đƣợc duy tu bảo dƣỡng nên các công trỉnh đã xuống cấp. Từ năm 2003 đến nay trên địa bàn tỉnh Bình Định đã sửa chữa nâng cấp 44/133 hồ chứa do sở NN&PTNT Bình Định quản lý (có 31 hồ sửa chữa nâng cấp đập), còn lại khoảng 78/133 hồ chứa hƣ hỏng xuống cấp có nguy cơ mất an toàn cần đầu tƣ sửa chữa. Trong đó có 11 hồ chứa hƣ hỏng nghiêm trọng cần đƣợc ƣu tiên sửa chữa nâng cấp. [2] Cần sửa chữa khẩn cấp; 8% Đã sửa chữa; 33% Có nguy cơ mất an toàn; 59% Hình 1-2: Biểu đồ tỷ lệ hồ chứa hƣ hỏng cần sửa chữa, nâng cấp ở Bình Định Bảng 1-2: Danh mục các hồ chứa xuống cấp có nguy cơ mất an toàn [2] Địa điểm xây dựng Xã Huyện TT Tên hồ chứa 1 Hóc Tranh An Hòa An Lão 86,00 2 Hƣng Long An Hòa An Lão 302,00 4 Diện tích tƣới (ha) Hiện trạng Đập đất bị thấm qua thân và nền đập. Mái hạ lƣu đập sạt lở. Tràn đất bị xói lở. Đập bị thấm vai, sạt mái thƣợng lƣu. TT Tên hồ chứa Địa điểm xây dựng Xã Huyện Diện tích tƣới (ha) 3 Kim Sơn Ân Nghĩa Hoài Ân 120,00 4 Mỹ Đức Ân Mỹ Hoài Ân 230,00 5 Đồng Quang Ân Nghĩa Hoài Ân 48,00 6 Hố Chuối Ân Thạnh Hoài Ân 38,00 7 Phú Khƣơng Ân Tƣờng Tây Hoài Ân 112,00 8 Hóc Sấu Ân Đức Hoài Ân 173,00 9 Hóc Sim Ân Tƣờng Đông Hoài Ân 139,00 10 Đá Bàn Ân Phong Hoài Ân 282,00 11 Hóc Mỹ Ân Hữu Hoài Ân 143,00 12 Suối Rùn Ân Tƣờng Tây Hoài Ân 241,00 13 Giao Hội Hoài Tân Hoài Nhơn 119,00 14 Cự Lễ Hoài Phú 15 Hóc Cau Hoài Đức 16 Hóc Quăn Hoài Sơn 17 Thiết Đính Bồng Sơn 18 Hội Khánh Mỹ Hòa Phù Mỹ 1.414,00 19 Núi Miếu Mỹ Lợi Phù Mỹ 289,00 20 Hố Trạnh Mỹ Chánh Phù Mỹ 86,00 21 An Tƣờng Mỹ Lộc Phù Mỹ 131,00 Hoài Nhơn Hoài Nhơn Hoài Nhơn Hoài Nhơn 5 90,00 86,00 90,00 269,00 Hiện trạng Mái thƣợng lƣu đập bị sạt lở. Cống bậc thang bị rò rỉ. Chân đập hạ lƣu bị sình lầy. Cống bậc thang rò rỉ. Tràn đất bị xói lở. Cống bậc thang rò rỉ. Lòng hồ bồi lắng. Mái thƣợng lƣu đập bị sạt lở. Cống bậc thang bị rò rỉ. Tràn đất xói lở. Mái thƣợng lƣu đập chƣa gia cố bị sạt lở. Thấm qua thân đập. Cống rò rỉ. Mái thƣợng lƣu đập chƣa gia cố bị sạt lở. Tràn đất bị xói lở. Mái TL đập chƣa gia cố bị sạt lở. Tràn xả lũ hỏng dốc nƣớc và bể tiêu năng. Thấm qua thân đập. Tràn đất bị xói lở. Cống bậc thang rò rỉ. Mái thƣợng lƣu đập bị sạt lở. Cống bậc thang bị rò rỉ. Sạt mái TL, thấm qua thân đập. Bể tiêu năng bị xói lở. Đập bị sạt lở mái TL, thấm qua thân, nền. Tràn đất xói lở. Cống bậc thang hƣ hỏng. Mái thƣợng lƣu đập bị sạt lở nặng. Tràn xả lũ hƣ hỏng nặng. Thấm qua thân và nền đập. Khe van cống hƣ hỏng. Mái thƣợng lƣu đập chƣa đƣợc gia cố, sạt lở. Thấm qua thân đập. Thấm qua thân và nền đập. Khe van cống hƣ hỏng. Thấm qua thân và nền đập. Thấm dọc mang cống. Dốc nƣớc, bể TN tràn hỏng. Đập đất bị thấm qua thân và nền; sạt lở mái TL. Tràn đất xói lở. Thấm qua thân và nền đập. Tràn hỏng nặng. Cống thấm mang, hỏng cầu CT. Đập đất bị thấm qua thân và nền đập. Mặt đập nhiều TT Tên hồ chứa Địa điểm xây dựng Xã Huyện Diện tích tƣới (ha) 22 Hố Cùng Mỹ Thọ Phù Mỹ 83,00 23 Cây Me Mỹ Thành Phù Mỹ 94,00 24 Giàn Tranh Mỹ Hòa Phù Mỹ 101,00 25 Dốc Đá Mỹ Trinh Phù Mỹ 75,00 26 Núi Giàu Mỹ Tài Phù Mỹ 89,00 27 Chánh Thuận Mỹ Trinh Phù Mỹ 120,00 28 Nhà Hố Mỹ Chánh Phù Mỹ 187,00 29 Trinh Vân Mỹ Trinh Phù Mỹ 748,00 30 Đồng Đèo 1 Mỹ Châu Phù Mỹ 2,00 31 Đồng Đèo 2 Mỹ Châu Phù Mỹ 7,00 32 Hóc Lách Mỹ Châu Phù Mỹ 2,00 33 Hóc Xeo Cát Khánh Phù Cát 110,00 34 Tân Lệ Cát Tân Phù Cát 80,00 35 Mỹ Thuận Cát Hƣng Phù Cát 560,00 36 Hóc Sanh Cát Tân Phù Cát 40,00 37 Thạch Bàn Cát Sơn Phù Cát 210,00 38 Chánh Hùng Cát Thành Phù Cát 740,00 6 Hiện trạng vết nứt. Mái TL đập sạt lở. Tràn đất bị xói lở. Đập đất bị thấm qua thân và nền đập. Tràn đất bị xói lở. Cống hƣ hỏng. Thấm mạnh qua thân và nền đập. Mái TL đập sạt lở. Thân cống hƣ hỏng. Thấm qua thân và nền đập. Mái TL xói, sạt. Bể TN tràn xói lở. Thân cống hỏng. Thấm qua thân đập. Mái TL bị xói sạt. Bể TN tràn hƣ hỏng. Cống hỏng. Thấm qua thân đập. Tràn, cống hƣ hỏng. Thấm qua thân đập. Mái TL bị xói sạt. Lòng hồ bồi lấp. Tràn đất bị xói lở. Cống hƣ hỏng. Thấm qua nền đập. Mái TL và HL đập sạt lở. Tràn đất xói lở. Cống hƣ hỏng. Thấm qua nền đập. Mái HL đập sạt lở. Tràn đất xói lở. BT cống hƣ hỏng. Thấm qua nền đập. Mái TL và HL đập sạt lở. Tràn đất xói lở. Cống hƣ hỏng. Thấm qua nền đập. Mái TL và HL đập sạt lở. Tràn đất xói lở. Cống hƣ hỏng. Thấm qua nền đập. Mái TL và HL đập sạt lở. Tràn đất xói lở. Cống hƣ hỏng. Đập đất bị thấm, sạt mái TL. Cống bậc thang rò rỉ. Tràn xói lở hạ lƣu. Tràn đất bị xói lở. Cống lấy nƣớc hƣ hỏng Thấm qua thân và nền đập. Mái thƣợng lƣu đập bị xói, sạt nặng. Thấm qua thân và nền đập. Tràn đất bị xói lở. Cống bậc thang hƣ hỏng. Mái đập bị sạt. Thấm mang cống. Hạ lƣu tràn xói lở. Thấm qua thân và nền đập, mái thƣợng lƣu bị sạt. Đá xây bị hƣ hỏng, hạ lƣu bị TT Tên hồ chứa Địa điểm xây dựng Xã Huyện Diện tích tƣới (ha) 39 Suối Mây Canh Thuận Vân Canh 13,00 40 Hóc Thánh Bình Tƣờng Tây Sơn 11,00 41 Lỗ Môn Tây Giang Tây Sơn 135,00 42 Hóc Bông Tây Xuân Tây Sơn 43 Hòn Gà Bình Thành Tây Sơn 69,00 44 Lỗ Ổi Bình Thành Tây Sơn 42,00 45 Hải Nam Tây Giang Tây Sơn 8,00 46 Bàu Năng Bình Tân Tây Sơn 71,00 47 Hòa Mỹ Bình Thuận Tây Sơn 10,00 48 Đá Vàng Phƣớc Thành Tuy Phƣớc 47,00 49 Núi Một Nhơn Tân An Nhơn 6.000,00 Tổng cộng 25,00 Hiện trạng xói lở. Thân đập sạt lở, thấm. Tràn đất xói lở. Cống hỏng, không giữ nƣớc đƣợc. Thân đập bị xói lở. Cống bậc thang hƣ hỏng nặng. Đập đất xuống cấp. Cống lấy nƣớc sụp gãy cửa ra. Đập đất xuống cấp, xói mặt đập, mái. Tràn đất xói lở. Cống bậc thang hƣ hỏng. Đập đất xuống cấp, thấm. Cống lấy nƣớc hƣ hỏng. Sạt mái TL, thấm qua thân đập. Thân tràn bị bong tróc. Cống hƣ hỏng. Sạt mái TL, thấm qua thân đập. Bể tiêu năng tràn bị xói lở. Cống hƣ hỏng. Tràn bị hỏng, bể tiêu năng bị xói. Cống lấy nƣớc hƣ hỏng. Tràn bị hỏng, bể tiêu năng bị xói. Cống lấy nƣớc hƣ hỏng. Đập đất thấm thân và nền; mái HL có cung trƣợt. Tràn đất xói lở. Cống bậc thang hƣ hỏng. Cống lấy nƣớc xuống cấp, hƣ hỏng nặng. Có nguy cơ làm mất an toàn đập. Hố xói hạ lƣu tràn lấn vào chân đập. 14.167,00 Qua kiểm tra thực tế và tập hợp số liệu từ các chủ hồ, phần lớn những hƣ hỏng hiện nay của các hồ chứa trên địa bàn tỉnh Bình Định chủ yếu là các dạng sau: - Về đập: chủ yếu là bị thấm qua nền, qua thân đập, và thấm dọc theo cống lấy nƣớc; mái thƣợng lƣu bị sạt lở, đá lát khan bị xô tụt; mái hạ lƣu bị xói sạt do nƣớc mƣa, thiếu rãnh thoát nƣớc, thiếu vật thoát nƣớc hạ lƣu, chăn thả trâu bò; cao độ và chiều rộng đỉnh đập không đảm bảo, không có đƣờng quản lý hoặc có nhƣng bị hƣ hỏng, không sử dụng đƣợc trong mùa mƣa lũ. [2] 7 Thấm qua thân đập, sạt mái thƣợng lƣu; 33% Sạt mái thƣợng lƣu; 28% Thấm qua đập và nền, sạt mái thƣợng, hạ lƣu; 39% Hình 1-3: Biều đồ tỷ lệ các dạng hƣ hỏng của đập đất - Về cống lấy nƣớc: Phần lớn các hồ chứa đƣợc xây dựng từ những năm 1990 nên cống lấy nƣớc đã xuống cấp, hƣ hỏng; thân cống bị bị lún, nứt, khớp nối rò rỉ; đất chống thấm quanh thân cống không bảo đảm chất lƣợng gây thấm dọc thân cống. Cầu công tác cũng bị lún, nứt. Máy đóng mở, cửa van thƣờng trục trặc, rò rỉ nƣớc. Hiện nay vẫn còn 31/133 hồ chứa có cống lấy nƣớc kiểu bậc thang. Đây là hình thức cống lấy nƣớc lạc hậu, vận hành khó khăn, nguy hiểm, rò rỉ thất thoát nƣớc lớn, cần nâng cấp thay thế. [2] Hệ thống đóng mở trục trặc; 29% Hƣ hỏng thân cống; 41% Hƣ hỏng tháp cống, giàn van; 30% Hình 1-4: Biểu đồ tỷ lệ các dạng hƣ hỏng cống lấy nƣớc - Về tràn xả lũ: Phần lớn các tràn xả lũ có hình thức tràn tự do bằng đá xây, bê tông. Vẫn còn 46/133 hồ chứa có tràn xả lũ đặt trên nền đất tự nhiên bị xói lở trầm trọng. Có 10/133 hồ chứa vừa và lớn có tràn xả lũ bằng bê tông cốt th p, có cửa xả sâu và thiết bị đóng mở; 36/133 hồ chứa có cửa phai gỗ trên tràn để tích thêm nƣớc sau lũ. Chỉ có 29/133 hồ có tràn xả lũ đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 285:2002. Có tới 82/133 tràn xả lũ bị hƣ hỏng ở dốc nƣớc và bể tiêu năng (chiếm 60% , trong đó 39/133 hƣ 8 hỏng nặng (chiếm 30% . Kênh dẫn hạ lƣu bị xói lở, hành lang thoát lũ sau tràn không đƣợc quy hoạch hoặc bị lấn chiếm. [2] Nhìn chung các hồ chứa đã xây dựng trên địa bàn tỉnh Bình Định từ trƣớc đến nay số lƣợng cần sửa chữa nâng cấp rất nhiều chiếm tỷ lệ khoảng 67% trên tổng số 133 hồ chứa nhỏ do các địa phƣơng tự quản lý. Trong đó nguy cơ mất an toàn cần sửa chữa nâng cấp khẩn cấp chiếm tỷ lệ 34% mà nguyên nhân mất an toàn chủ yếu vẫn là do thấm 91/133 hồ chiếm 68,4%, hƣ hỏng cống lấy nƣớc 31/133 hồ chiếm 23,3%, tràn xả lũ đặt trên nền đất tự nhiên bị xói lở trầm trọng khoảng 46/133 hồ chiếm 34,6%. 1.2 Hiện trạng các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh, tỉnh Bình Định [15] Tính đến cuối năm 2014 trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh đã xây dựng đƣợc 3 hồ chứa nƣớc có đập là đập đất. Hình 1-5: Hồ Tà Niêng - dung tích 0,654 triệu m3 9 Hình 1-6: Hồ Hòn Lập - dung tích 2,960 triệu m3 Hình 1-7: Hồ Hà Nhe - dung tích 3,10 triệu m3 Bảng 1-3: Thống kê hiện trạng đập đất huyện Vĩnh Thạnh 10 TT 1 2 3 Tên hồ chứa Tà Niêng Hà Nhe Hòn Lập Cấp công trình II II II Dung tích (106 m3) Kết cấu mặt cắt ngang đập 0,650 Đập đất 2 khối, thƣợng lƣu đá lát, hạ lƣu trồng cỏ, đống đá tiêu nƣớc Chiều Năm cao hoàn (m) thành 17,5 2004 3,100 Đập đất 2 khối, thƣợng lƣu đá lát, hạ lƣu trồng cỏ, đống đá tiêu nƣớc 22,0 2005 2,960 Đập đất đồng chất, chống thấm bằng tƣờng nghiêng chân khay thƣợng lƣu, khối gia tải hạ lƣu. Đống đá tiêu nƣớc và áp mái 17,9 1979 Hiện trạng và sửa chữa Lòng hồ bồi lắng nghiêm trọng Thấm phía hạ lƣu phía vai hữu đập (gần nhà van CLN) khi mực nƣớc đạt cao trình +61,0m Thấm thành dòng tại đoạn đập tại vị trí tràn cũ. Thấm dọc 2 bên mang cống lấy nƣớc Đánh giá chung các đập đất trên địa bàn huyện Vĩnh Thạnh Đập đất huyện Vĩnh Thạnh chƣa đƣợc quan tâm đúng mức về mặt chất lƣợng và kỹ thuật theo đúng quy chuẩn, quy phạm dẫn đến một số công trình bị xuống cấp nhanh nhƣ bồi lắng, thấm mất nƣớc làm ảnh hƣởng đến vấn đề an toàn hồ chứa. Với tình hình biến đổi khí hậu nhƣ hiện nay thì việc nâng cao an toàn của đập đƣợc đặt lên hàng đầu, đảm bảo an toàn cho tài sản và tính mạng cho nhân dân sống ở phía hạ du. Nguyên nhân tồn tại chủ yếu nhƣ sau: - Các đập đất ở huyện Vĩnh Thạnh chủ yếu do các nhà thầu trong tỉnh thi công, máy móc và thiết bị thi công còn thiếu nhiều, nhất là thiết bị hiện đại không có; đội ngũ cán bộ còn yếu, công nghệ thi công chƣa có đầy đủ, chƣa nghiêm túc thực hiện quy trình kỹ thuật trong thi công đập đất bằng phƣơng pháp đầm nén. - Do tình hình vật liệu đắp đập khu vực miền Trung nói chung và tỉnh Bình Định cũng nhƣ huyện Vĩnh Thạnh nói riêng vật liệu có tính trƣơng nở, tan rã, chất lƣợng đất không đồng đều nên việc xử lý độ ẩm ở hiện trƣờng không đạt yêu cầu thiết kế. Đất đƣợc đầm nện không đảm bảo độ chặt yêu cầu nhƣ: rải đất dày quá quy định, không đủ 11