Giới thiệu một vài đập tràn chủ lực tại Việt Nam

Ở nước ta hiện nay thường áp dụng 4 loại đập tràn sau đây:

• Đập tràn tự do (hình 1): được sử dụng ở tất cả những hồ chứa nhỏ, rất nhỏ và ở một số hồ chứa có qui mô vừa.
• Tràn phím Piano (hình 2): được sử dụng ở một số hồ chứa có qui mô từ nhỏ đến vừa, mục đích tăng chiều dài đường tràn để tăng lưu lượng tràn, giảm cột nước trên tràn.
• Đập tràn mặt có cửa (hình 3): được sử dụng tại một số đập có qui mô vừa, ở tất cả hồ chứa lớn và rất lớn.
• Đập tràn xả sâu có cửa (hình 4): được sử dụng ở một số rất ít công trình lớn và rất lớn (hồ Hoà Bình, hồ Sơn La, hồ Dầu Tiếng, Bản Chát v.v...).

Hình 1. Tràn xả mặt tự do	Hình 2. Tràn phím Piano
Hình 3. Tràn xả mặt có cửa	Hình 4. Tràn xả sâu và xả mặt

Việc lựa chọn loại đập tràn phù hợp sẽ tùy thuộc vào kết quả xem xét, đánh giá nhiều yếu tố, tiêu chí như: đáp ứng các tiêu chuẩn thiết kế, khả năng khống chế mức nước, mức độ thuận tiện về mặt vận hành, hiệu quả kinh tế v.v…

An toàn đập tràn – yêu cầu tiên quyết

Kinh nghiệm ở nước ta cũng như trên thế giới cho thấy sự cố vỡ đập tràn chủ yếu do nền đập, chứ không phải do thân đập. Vì vậy, biện pháp xử lý nền đập tràn cần phải được đặc biệt chú trọng, cần thiết kế giải pháp xử lý nền đập thích hợp khi nền đập không phải là nền đá.

Thống kê cho thấy: Nguyên nhân phổ biến gây sự cố ở đập tràn xả lũ chủ yếu là từ bộ phận tiêu năng thể hiện qua các mặt sau:

• Địa chất nền của bộ phận tiêu năng thực tế kém hơn dự tính theo thiết kế;          
• Bản chất thuỷ lực nối tiếp thượng hạ lưu đập tràn có tính chất không gian, nhưng lại sử dụng bài toán phẳng khi thiết kế, dẫn đến nhiều sai số về tính toán thuỷ lực và lựa chọn kết cấu tiêu năng không thích hợp. Ngoài ra, thông thường khi thiết kế chỉ tập trung giải quyết cho bộ phận tiêu năng, còn phần lớn lòng dẫn sau tiêu năng hoặc là chỉ xử lý một đoạn ngắn hoặc là không xử lý, hậu quả là lũ chảy qua đập tràn, năng lượng dư phá hoại lòng dẫn bắt đầu từ đoạn sau bộ phận tiêu năng, sau đó lấn dần đến bộ phận tiêu năng uy hiếp an toàn đến công trình;
• Tình hình địa chất nền và hai bờ của bộ phận tiêu năng thực tế là không đồng nhất, nhưng khi thiết kế kết cấu tiêu năng lại được thiết kế như nhau, dẫn đến bộ phận tiêu năng ở đoạn nền xấu bị phá hỏng, sau đó mở rộng sang phần có nền tốt;
• Công tác thi công chậm hơn tiến độ xây dựng, chưa xây dựng xong bộ phận tiêu năng đã tiến hành xả lũ qua đập tràn (chưa được xây dựng xong). Hoặc theo thiết kế, bể tiêu năng cần phải đào đến độ sâu nhất định nhưng các bên liên quan lại nhận định và hy vọng lũ với vận tốc rất lớn sẽ đào hộ. Thực tế cho thấy vận tốc lũ không thể xói sâu ở nền đá rắn chắc nên năng lượng lũ qua tràn không tiêu tán hết trong bể tiêu năng, dẫn đến dòng chảy sau tiêu năng với năng lượng dư rất lớn có thể kéo dài về phía hạ lưu hàng cây số, gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng.

Những giải pháp đảm bảo an toàn đập tràn từ kinh nghiệm khảo sát, thiết kế thực tiễn

1. Giải pháp nâng cao nhận thức:

Cần có nhận thức đúng về sự quan trọng của bộ phận tiêu năng, không những đối với sự an toàn của bản thân đập tràn xả lũ nói riêng, mà còn đối với những công trình khác có liên quan. Từ đó có sự quan tâm cần thiết khi khảo sát, thiết kế, xây dựng và quản lý kỹ thuật đối với chúng.

2. Giải pháp trong công tác khảo sát:

Cần khảo sát kỹ địa chất, công trình hai bên bờ sông hạ lưu để đánh giá khả năng xói lở bờ sau khi xây dựng đập. Tiến hành khảo sát cẩn thận, với khối lượng và nội dung đầy đủ đối với nền của bộ phận tiêu năng và lòng dẫn hạ lưu, để có cơ sở định lượng được sức chịu lực, độ thấm nước, mức độ thoái hoá của nền, và khả năng chống xói lở của lòng dẫn hạ lưu_.

3. Giải pháp trong công tác thiết kế:

Khi thiết kế đập tràn có qui mô từ trung bình trở lên, phải xem xét không chỉ riêng đối với bộ phận tiêu năng ngay sau đập tràn, mà còn đối với đoạn lòng dẫn hạ lưu trên đó chịu sự thay đổi chế độ thuỷ lực bất lợi do việc xây dựng đập tràn gây ra_.

Đối với đập tràn qui mô vừa trở lên, nhất thiết phải thí nghiêm mô hình thuỷ lực tổng thể để hiệu chỉnh kết quả tính toán phù hợp với tính chất không gian của bộ phận tiêu năng.

Đối với công trình lớn và rất lớn, mô hình thuỷ lực tổng thể của bộ phận tiêu năng phải bao trùm cả đoạn lòng dẫn hạ lưu trên đó có sự thay đổi về chế độ thuỷ lực của lòng dẫn do viêc xây dựng đập tràn xả lũ gây ra.

Bộ phận tiêu năng là kết cấu chịu động lực lớn nhất của dòng chảy lũ, vì thế nền phải có chất lượng cao, cần xử lý cẩn thận; kết cấu phải đủ sức chống lại sự phá hoại mãnh liệt của lũ, do đó khi thiết kế phải đảm bảọ đủ độ an toàn cần thiết, nhất thiết không được cắt xén tùy tiện, đặc biệt là đối với đập lớn trở lên.

4. Giải pháp trong công tác thi công:

Cần phải đảm bảo đủ kích thước và cường độ chịu lực của kết cấu tiêu năng theo thiết kế. Cũng cần nhấn mạnh rằng, việc giảm bớt kích thước ở những bộ phận khác cũng đã khó chấp nhận, nhưng đối với kết cấu tiêu năng thì không thể chấp nhận được.

Tiến độ thi công tiêu năng nên ưu tiên xây dựng sớm hơn các bộ phận khác trong đập tràn xả lũ, để đề phòng bất trắc do khi chưa xây dựng xong đập tràn đã phải xả lũ qua tràn mà không gây ra sự cố cho sân tiêu năng.

Thực hiện: Lê Phi Hùng