Tóm tắt: Lũ tràn đỉnh đập là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự cố đối với đập đất. Một giải pháp ứng phó với loại sự cố này đã được ứng dụng thành công trên thế giới là sử dụng toàn bộ hay một phần chiều dài đỉnh đập như một tràn sự cố để chủ động cho phép nước tràn qua đỉnh đập khi công trình xả lũ hiện có của hồ chứa không hoạt động bình thường hoặc xảy ra lũ vượt tần suất. Vấn đề đặt ra là lựa chọn loại vật liệu có thể bảo vệ bề mặt đập chống lại sự xói mòn trong quá trình dòng chảy tràn. Bài viết trình bày cơ sở khoa học, khả năng áp dụng, một số vấn đề chính trong tính toán thiết kế cũng như kết quả ứng dụng thử nghiệm giải pháp tràn sự cố sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn có khớp nối (Articulated Concrete Blocks – ACB) đảm bảo an toàn cho các hồ đập vừa và nhỏ ở Việt Nam.
Từ khóa: Đập đất, lũ tràn đỉnh đập, tràn sự cố, cấu kiện bê tông có liên kết
Abstract: Overtopping is one of the major causes of the failure of earth dams. Use all or a portion of the dam crest length as an emergency spillway to allow water to overflow at the top of the dam during major flood events. This solution was successfully applied to many old dams in the world. The question is what type of material to protect the dam surface helps prevent erosion caused by steep gradient, high velocity flow. This article presents scientific basis, potential application, some main issues in design calculations as well as the results of the test application of solution for emergency spillways using Articulating Concrete Blocks (ACBs) to reinforce the dam surface helps ensure the safety of medium and small earthen dams in Vietnam.
Keywords: Earthen dam, overtopping dam, emergency spillways, articulating concrete blocks
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
II. CƠ SỞ KHOA HỌC
2.1. Ứng xử của đập đất khi tràn đỉnh
2.2. Chế độ thủy lực của dòng chảy tràn qua đỉnh đập
2.3. Phân vùng và cơ chế xói của đập đất trong quá trình tràn đỉnh
III. GIẢI PHÁP TRÀN SỰ CỐ SỬ DỤNG CẤU KIỆN ACB
3.1. Tổng quan về cấu kiện ACB
3.2. Khả năng áp dụng ở điều kiện Việt Nam
3.3. Một số vấn đề trong thiết kế
3.4. Kết quả ứng dụng thử nghiệm giải pháp công nghệ cho hồ Đắk Noh, tỉnh Đắk Nông
IV. KẾT LUẬN
Kết quả nghiên cứu cho thấy, dưới tác dụng của dòng chảy tràn, đập đất bị xói và trong nhiều trường hợp có thể dẫn đến vỡ đập. Giải pháp hạ thấp một phần hoặc toàn bộ chiều dài đỉnh đập để chủ động cho nước tràn qua như một tràn sự cố có thể là một giải pháp hiệu quả để đảm bảo an toàn cho các đập vừa và nhỏ ở Việt Nam. Cùng với đó, việc sử dụng cấu kiện ACB để gia cố bề mặt tràn chống lại sự xói mòn cũng mang lại hiệu quả về kinh tế, kỹ thuật. Thiết kế và lựa chọn cấu kiện ACB cho công trình dựa trên phương pháp hệ số an toàn giúp cho các cấu kiện luôn đảm bảo ổn định dưới tác động của dỏng chảy tốc độ cao
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Powledge et al, 1989. “Mechanics of Overflow Erosion on Embankments II: Hydraulic and Design Considerations,” Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 115, No. 8.
[2] Phạm Thị Hương, 2018. Nghiên cứu cơ chế xói mặt của đập đất khi nước tràn đỉnh, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Thủy lợi.
[3] FEMA P – 1015, May 2014, Technical Manual: Overtopping Protection for Dams.
[4] National Concrete Masonry Association (NCMA), 2010. Design Manual for Articulating Concrete Block (ACB) Revetment Systems. Second Edition., TR220A. 76 pp.
Chi tiết toàn văn bài báo xem tại đây: Dinh Xuan Trong_KH&CN Thuy loi_So 59_04.2020
Đinh Xuân Trọng, Vũ Bá Thao
Viên Thủy công – Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam
Phạm Thị Hương
Trường Đại học Thủy Lợi
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 59 – 2020
