(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3

(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3(Luận văn thạc sĩ file word) Nghiên cứu lựa chọn tiến độ thi công xây dựng công trình theo chỉ tiêu hợp lý về thời gian và kinh phí cho công trình thủy điện Nậm Na 3

Trang 1

n k h ô n g t r á n h k h ỏ i n h ữ n g t h i ế u s ó t R ấ t m o n g n h ậ n đượcnhững ý kiến đóng góp, chỉ bảo của các thầy, cô để nâng cao sự hiểu biết và có

điềukiệnpháttriểnthêmnộidungnghiêncứucủa luậnvănsaunày

HọcviênxinbàytỏlòngcảmơnsâusắcđếnGS-TSNguyễnChiến,ngườiđãtrực tiếphướngdẫn,chỉbảotậntình,cungcấpcáckiếnthứckhoa họccho tôitrongsuốt thời gian qua Qua đây tôi gửilờicảm ơn chânthành đếncácthầy,cô

giáotrongbộmônThủycông,Khoacôngtrình,PhòngđàotạoĐạihọcvàSauđạihọctrườngĐạih ọ c T h ủ y L ợ i đãg i ú p đỡv à t ạ o m ọ i điềuk i ệ n t h u ậ n l ợ i đểt ô i h o à n thànhluậnvănThạcsĩnày

HàNội,ngày…….tháng… năm2015

Họcviên

NguyễnĐăngThìn

Trang 3

MỞĐẦU 1

1 Tínhcấpthiếtcủađềtài 1

2 Mụctiêucủađề tài 1

3 Phạmvinghiêncứu củađềtài 2

4 Cáchtiếpcậnvànghiêncứu 2

5 NộidungcủaLuậnvăn 2

CHƯƠNG1 3

TỔNGQUANVỀTHỦYĐIỆNTÍCHNĂNGVÀSỰLÀMVIỆCCỦACÔNGTRÌNHĐ ẦUMỐITRONGTHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG 3

1.1 TỔNGQUANVỀTHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG 3

1.1.1 Giớithiệuchung 3

1.1.2 Tìnhhìnhpháttriểnthủyđiệntíchnăngtrênthếgiới 4

1.1.3 Đặcđiểmvàchứcnăngcủathủyđiệntíchnăng 5

1.2 CÔNGTRÌNHĐẦUMỐITHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG 10

1.2.1 Tình hìnhxâydựngđậpvậtliệuđịaphươngởViệtNam 10

1.2.2 Đặcđiểmcôngtrìnhthủyđiệntíchnăng 12

1.2.3 Đặcđiểmcôngtrìnhđầumối 12

1.3 SỰLÀMVIỆCCỦACÔNGTRÌNHĐẦUMỐITHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG .1 3 1.3.1 Ảnhhưởngcủabão 13

1.3.2 Ảnhhưởngcủalũ 14

1.3.3 Ảnhhưởngcủatrượtlởđất 14

1.3.4 Ảnhhưởngcủaquátrìnhkhaithác 15

1.4 GIỚIHẠNPHẠMVINGHIÊNCỨU 16

CHƯƠNG2 18

CƠSỞLÝTHUYẾTTÍNHTOÁNTHẤMVÀỔNĐỊNHĐẬPVLĐP 18

KHIMỰCNƯỚCTHAYĐỔINHANH 18

2.1 CHẾĐỘTHẤMTRONGĐẬP 18

Trang 4

2.1.1 Thấmổnđịnhvà khôngổnđịnh 18

2.1.2 Táchạicủadòng thấmkhôngổnđịnh 19

2.2 CƠSỞGIẢIBÀITOÁNTHẤMKHÔNGỔNĐỊNHỞĐẬP 21

2.2.1 Cácphươngphápnghiêncứuthấmkhôngổnđịnh 21

2.2.2 Cơsởlýthuyếtphươngtrìnhviphânthấmkhôngổnđịnh 26

2.2.3.Phươngtrìnhviphâncơbảncủadòngthấmkhôngổnđịnhchođấtbãohòa27 2.2.4 Giảibàitoán thấmtheophươngpháp phầntửhữuhạn 30

2.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI ĐẬPKHIXÉT ĐẾN THẤM KHÔNG ỔNĐỊNH 31

2.3.1 Cáctrạngtháinguyhiểm 31

2.3.2 Phươngpháptínhtoán 33

2.4 KẾTLUẬNCHƯƠNG2 33

CHƯƠNG3 35

NGHIÊNCỨUỔNĐỊNHĐẬPVLĐPTRONGĐẦUM Ố I T H Ủ Y ĐIỆNTÍCHNĂN G 35

3.1 ĐẶTVẤNĐỀ 35

3.1.1 SơđồTTĐtíchnăngthường 35

3.1.2 Cácthờiđoạntínhtoán 35

3.1.3 Tổhợptínhtoánkhitínhổn địnhhồtíchnăng 36

3.2 ỔNĐỊNHCỦAĐẬPĐÁĐỔCÓLÕIĐẤTTRONGĐẦUMỐITHỦYĐIỆNTÍCHNĂ NG 37 3.2.1 Tàiliệucơbảnđểtínhtoán 37

3.2.2 Mặtcắttínhtoán 38

3.2.3 Sơđồtínhtoán 38

3.2.4 Kếtquảtínhtoán 39

3.2.5 Phântíchkết quả 42

3.3.ỔNĐỊNHC ỦA ĐẬPĐẤT T R O N GĐ Ầ U M ỐITHỦYĐ IỆNT ÍC HNĂNG45 3.3.1 Tàiliệucơbảnđểtínhtoán 45

Trang 5

3.3.3 Sơđồtínhtoán 46

3.3.5 Phântíchkết quả 50

CHƯƠNG4 54

NGHIÊNCỨUỨNGDỤNGCHOĐẬPPHỤHỒSÔNGCÁI 54

HỆTHỐNGTHỦYLỢITÂNMỸ-NINHTHUẬN 54

4.1 GIỚITHIỆUCÔNGTRÌNH 54

4.1.1 HệthốngthủylợiTânMỹ 54

4.1.2 ĐậpphụđầumốihồSôngCái 55

4.2 CÁCTHÔNGSỐCƠBẢNCỦAĐẬPPHỤ-ĐẦUMỐIHỒSÔNGCÁI 55

4.2.1 Cácthôngsốcơ bản 55

4.2.3 Tiêuchuẩntínhtoán 57

4.3 NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH CỦA ĐẬPPHỤHỒSÔNG CÁITRONG ĐẦUMỐITHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG 58

4.3.2 Phântíchkếtquả 62

KẾTLUẬN,KIẾNNGHỊ 65

1 CÁCKẾTQUẢĐẠTĐƯƠCCỦALUẬNVĂN 65

2 HƯỚNGTIẾPTỤCNGHIÊNCỨU 66

Trang 6

Hình1.1:SơđồcôngtrìnhtuyếnnănglượngTTĐtíchnăng 06

Hình1.2:ToàncảnhTTĐtíchnăngGoldisthal(Đức) 07

Hình1.3:Ảnhhưởngcủathiêntaitớiđậpvậtliệuđịaphương 15

Hình2-1: Áplựcnướckẽrỗngtrongthânđập khidòngthấmổnđịnh 18

Hình2-2:Áplựcnướckẽrỗngtrongthânđậpkhimựcnướcthượnglưurútnhanh .19

Hình2-3:XácminhthựcnghiệmvềĐịnhluậtthấmDarcychodòngthấmnướcqua đấtkhôngbãohòa(theoChidsvàCollisGoerge) 27

Hình2-4:Dòngthấmđiquaphântốđất 27

Hình2-5:Áplựcnướclỗrỗngtrongthânđập khi mựcnướcrútnhanh 32

Hình3-1:M ặ t cắttínhtoán 38

Hình3-2:Sơđồkếtquảtínhổnđịnh máithượnglưu(t=0h) 39

Hình3-3:Sơđồkếtquảtínhổnđịnhmáithượnglưu(t=10.5h) 40

Hình3-8: Diễnbiếnhệsốantoànổnđịnh máiTLkhinướcrút(Hđ=40m) 43

Hình3-10:DiễnbiếnhệsốantoànổnđịnhmáiTLkhinướcrút(Hđ=70m) 44

Hình3-11: Diễnbiếnhệsốantoàn ổnđịnh máiTLkhinướcrútcủacả3chiềucao đập 44

Hình3-12: Quanhệgiữachiềucaođập (Hđ)vàhệsốổnđịnhnhỏnhất(Kmin) 45

Hình3-13:Mặtcắttínhtoán 46

Hình3-14:Sơđồkếtquảtínhổnđịnhmáithượnglưu(t=0h) 47

Hình3-15: Sơđồkếtquảtínhổnđịnh máithượnglưu(t=10.5h) 48

Trang 7

Hình3-23: Quanhệgiữachiềucaođập (Hđ) vàhệsốổn địnhnhỏnhất(Kmin) 52

Hình4-1:ĐườngquanhệlònghồZ~W 57

Hình4-2:Mặtcắttính toánđậpphụsố2-hồđầumốiSôngCái 57

Hình4-3:Sơđồkếtquảtínhổnđịnhmáithượnglưutạithờiđiểmbắtđầurútnước (t=0h) 58

Hình4-4:Sơđồkếtquảtínhổnđịnhmáithượnglưutạithờiđiểmbắtđầurútnước (t=10.5h) 59

Hình4-9:Quanhệgiữamực mực nướcbanđầuvàhệsốổnđịnh nhỏnhất 63

Trang 8

Bảng1-1:ThốngkêcácTTĐtíchnănglớntrênthếgiới 05

Bảng1-2: Công suấtnguồnđiện định hướng đến năm2020 09

Bảng1-3.Công suấtnguồn điện định hướng đếnnăm2030 10

Bảng1-4.Tổnghợpsốlượngcáchồchứanước(đếnnăm2002) 11

Bảng2-1: Sosánhtương tựgiữacácthôngsốcủadòngthấmvàdòngđiện 24

Bảng3-1:Hệsốantoànnhỏnhấtcủacáchạng mụccông trình 37

Bảng3-2: Cáckíchthướccơbản củađập đá 37

Bảng3-3:Cácchỉtiêu cơlýcủavậtliệuđắpđập đávànền 38

Bảng3-4: Cácchỉtiêucơlý củavậtliệu đắp đập đấtvànền 45

Bảng3-5: Cáckíchthướccơbản củađập đất 46

Bảng4-1: Cáckích thướccơbản củađậpphụsố2 55

Bảng4-2:Cácmựcnướcdùngtrongtínhtoán 56

Bảng4-3: Quan hệlònghồđầumối SôngCái 56

Trang 9

MỞĐẦU

1 Tínhcấpthiếtcủađềtài.

TheoquyhoạchđiệnVIIvềpháttriểnđiệnlực quốcgiagiaiđoạn2011–2020c ó x é t đếnt r i ể n v ọ n g 2 0 3 0 , n h u c ầ u d ù n g điệnc ủ a n ư ớ c t a l à r ấ t l ớ n C â nbằngpháttriểnnguồnđiệnchothấysựthiếuhụtđiệnnăngtrongtươnglaidocácnguồnnănglượngbịcạnkiệt.TrongquyhoạchpháttriểnnguồnđiệnViệtNam,đểđápứngnhucầupháttriểnnguồn

điệntươngứngvớipháttriểnkinhtế,dựkiếnsẽpháttriểnthêmnhiềunguồnnănglượngmới, trongđócóxâydựngcácnhàmáythủyđiệntíchnăng,đâyđượcxemlàphươngánthay

thếcótínhkinhtếtốtnhấtđểđápứngnhucầucấpđiện.Trongđó,việcsửdụnghìnhthứcđậpvậtliệuđịaphươnglàmđầumốitạohồchứachocáccôngtrìnhthủyđiệntíchnăngđangtrởnênphổbiếnnhấtvàchắcchắnsẽlàlựachọnsốmộtchođầumốicủaloạicôngtrìnhthủyđiệnkhai tháctheohìnhthứcnày,đặcbiệtlàđậpđáđổ Một

vấnđềđặtralàvớiđặcđiểmvậnhànhcủathủyđiệntíchnăng,đậpvậtliệuđịaphươngđóngvaitròlàđầumối sẽ chịu ảnh hưởng như thế nào khi mực nước thượng lưu thay đổi nhanh và

liêntụctheochukỳngàyđêm.Vấnđềnàyhếtsứccóýnghĩatrongviệcđánhgiáantoàn-ổnđịnhcủađập

Chínhtừđiềukiệnnày,đềtài đisâunghiêncứudiễnbiếndòngthấmkhôngổn địnhtrongthân đập để đánhgiá ổn định thấm, ổn địnhmái đập,cũngnhư

ổnđịnhtổngthể củađậpvậtliệuđịaphươngđóngvaitròlàđầumốicủathủyđiệntích năng Từ đó có những đánh giá về an toàn đập, đề xuất biện pháp xử lý, và

kiếnnghịchocáccôngtrình trongtươnglai

2 Mụctiêucủađềtài.

Nghiêncứumức độảnhhưởngcủachếđộmực nướcthượnglưuthayđổitrongđầumốithủyđiệntíchnăngđếnantoànổnđịnhđậpvậtliệuđịaphương

Trang 10

Đưa ra được các kiến nghị và biện pháp xử lý để nâng cao an toàn đậpvậtliệu địa phương, cũng như việc lựa chọn loại đập vật liệu địa phương phù hợpchođầumốithủyđiệntích năng.

3 Phạmvinghiêncứucủađềtài.

Phạmvinghiêncứulàcácđậpvậtliệuđịaphương(đập đất, đậpđá)trongđầumốithủyđiệntíchnăng

4 Cáchtiếpcậnvànghiêncứu.

- Thuthập,nghiêncứutàiliệucủacáccôngtrìnhthựctế:chỉtiêucơlýcủavậtliệuđất,hìnhdạngkíchthước,chiềucaocộtnướcthượnglưu,địachấtnền,thuỷvăn…

- Tiếpcậnvớilýthuyếtphầntửhữuhạnđểphântíchvàgiảiquyếtbàitoánvềthấmvàổnđịnh

Chương 2 Cơ sở lý thuyết tính toán thấm và ổn định đập vật liệu địa

phươngkhimựcnướcthượnglưuthayđổinhanh

Chương3.Nghiêncứuổnđịnhđậpđất,đátrongđầumốithủyđiệntíchnăng.Chương4.Nghiêncứuáp dụngchođậpphụhồSôngCái –hệthốngthủylợi

TânMỹ

Kếtluậnvà kiếnnghị

Trang 11

RÌNHĐẦUMỐITRONGTHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG 1.1 TỔNGQUANVỀTHỦYĐIỆNTÍCHNĂNG

1.1.1 Giớithiệuchung

Tại Việt Nam, theo quy hoạch phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn

2011-2020 có xét đến triển vọng năm 2030 (gọi tắt là quy hoạch điện VII) đã đượcThủtướng Chính phủ phê duyệt thì trong giai đoạn từ năm 2011 đến 2020 hàngnăm nhucầu điện dự kiến tăng lên khoảng 17%, sản lượng điện năng cung cấp dự kiến từ194-210T W h n ă m 2 0 1 5 , 3 3 0 - 3 6 2 T W h n ă m 2 0 2 0 v à 6 9 5 -

8 3 4 T W h n ă m 2 0 3 0

trongt r ư ờ n g h ợ p k ị c h b ả n c ơ s ở N h u c ầ u điệnt ư ơ n g ứngm ỗ i n ă m l à 4 2 6 G W ,71.5GWvà110.7GW

Xét về sơ đồ phát điện, dự kiến tiềm năng thủy điện cũng như khả năngphátđiện bằng khí sẽ được khai thác hoàn toàn trong một vài năm tới do đã đạt đếngiớihạncungcấp.Rồinhữngnguồnnănglượngsửdụngnhiênliệucũng sẽbịhạnchế

Mặt khác, tương ứng với sự phát triển của nền kinh tế, nhìn vào biểu đồphụtải quan sát thấy có sự chuyển đổi đỉnh phụ tải từ đêm sang ngày Thêm vào

đó, nhucầu đỉnh ngày cũng tăng lên nhanh chóng làm cho khoảng cách giữa nhu cầu đỉnhvà nhu cầu thấp điểmtăng lên gấp đôi Do đó hệ thống điện Việt Nam thực sựcầncôngsuấtcungcấpđiệnnăngphủđỉnh

Khi trong hệ thống điện có nhiều nhà máy điện gồm các loại khác nhau,chếđộ vận hành của các nhà máy tại từng thời điểm cũng khác nhau Để tận dụngcácnguồn điện giá rẻ, và điều chỉnh biều đồ phụ tải ngày đêm thì thủy điện tíchnăng(Pumped storage power plant gọi tắt là PSPP) là phương án thay thế có tínhkinh tếtốtnhấtđểđápứngnhucầucấpđiệnphủđỉnhcủahệthốngđiện

Các nhàmáy thủy điện thuộc hệthống trongmùamưa thường sẽp h á t

đ ầ y tải Tươngtựcáchồchứathủylợi, khilượngnướcvề lớnthìcó thểlượngnước này

Trang 12

sẽ phải xả, để tận dụng việc xả thừa này thì các tổ máy sẽ được huy động.Lượngcông suất huy động để tránh việc xả thừa này sẽ đảm nhận công suất cầnthiết đểvận hành nhà máy thủy điện tích năng ở chế độ tích năng Khi đến giờ caođiểm thìnhà máy thủy điện tích năng sẽ được huy động để đáp ứng hệ thống Vì vậy, khi cócácnhàmáythủyđiệntíchnăngsẽlàmchohệthốngvậnhànhhiệuquảhơn.

Theo quy hoạch điện VII đã được Thủ tướng chính phủ chinh thức phêduyệttại quyết định số 1208 tháng 7/2011, dự kiến sẽ xây dựng các công trình thủyđiệntíchnăngcótổngcôngsuất2100MWởhệthốngđiệnmiềnBắcvàcáccôngtrìnhc

ó tổng công suất 3400MW ở hệ thống điện miền Nam Bằng phương pháp sanglọcđặc biệt đã lựa chọn ra ba vị trí tuyến công trình thủy điện tích năng tối ưu nhất từ38 vị trí tuyến công trình thủyđiện tích năng trên toàn quốc trên cơ sở xem xét tínhkinh tế và mức độ ảnh hưởngđến môi trường và xã hội trong Báo cáo nghiên cứuquyhoạchthủyđiệntíchnăngtoànquốcdoTEPCOthựchiệnnăm2004và2005

TheoyêucầucủaTậpđoànđiệnlựcViệtNam(EVN),báocáonghiêncứutiềnkhảthiđãđượcphốihợpthựchiệngiữaEVNvàTEPCOchotuyếncôngtrìnhPhùYênĐông–SơnLaởmiềnBắcvàtuyếnBắcÁi–

NinhThuậnởmiềnNam,đâylàhaivịtrítuyếncôngtrìnhcóưuthếnhấttrongbáocáoquyhoạchthủyđiệntíchnăngtoànquốc.Đếnthờiđiểmhiệntạithìtạinướctachưacóbấtkỳnhàmáythủyđiệntíchnăngnàođượclắpđặt.Nhưngdựkiếntổmáyđầutiênsẽvậnhànhvàonăm2020

1.1.2 Tìnhhìnhpháttriểnthủyđiệntíchnăngtrênthếgiới.

Thụy Sỹ là quốc qia đầu tiên giới thiệu công nghệ thủy điện tích năngtrênthế giới, nhà máy Schaffhausen với công suất 1500KW được vận hành vàonăm1882 Hiện nay đã có hơn 130GW công suất điện từ các nhà máy thủy điệntíchnăngđượcvận hànhtrênthếgiới,xấpxỉkhoảng3%côngsuấtđiệntoàncầu

Ở các nước phát triển trên thế giới, giải pháp xây dựng thủy điện tíchnăngmang lại hiệu quả kinh tế cao Các trạm thủy điện tích năng đóng góp vai tròtrongviệccânbằngcôngsuấthệthốngđiện,tiếtkiệmnhiênliệuchocáctrạmnhiệtđiện,

Trang 14

Thủyđiệntíchnănglàloạithủyđiệnkiểubơmtíchlũy,nhàmáybơmnướctừhồdướilênhồtrêntrongthờigianthấpđiểmkhinhucầu

điệnnăngthấpbằngcáchdùngđiệnnăngpháttừcácnhàmáyđiệnkháchoặctừhệthốngđiện,sauđótậndụnglượngnướcđóđểphátđiệntrongthờigiancónhucầuđỉnh.Khinướcđãđượctíchvàocáchồ,côngtrìnhcóthểtậndụngnhiềulần,chỉbổsunglượngnướcmấtđidobốchơi,thấm,mấtnướctrênđườngdẫn.Theođócôngtrìnhthủyđiệntíchnăng

có thểluônphátđiệnởcôngsuấtlắp máybấtkểlàmùakhô haymùamưa

Nhàm á y thủyđiệnt í c h n ă n g v ớ i cá c t ổ m á y thủylực đượcđặtởp h í a h ồ dư

ới để tận dụng chiều cao cột áp do độ chênh lệch giữa hai hồ Hai hồ này đượcnốivới nhau bằng hệ thống đường dẫn và nhà máy thủy điện – trạm bơm Tùytheotrườnghợpcụthểmà sơđồcôngtrìnhthủyđiệntíchnăng cóthể khácnhau

Có 3 sơ đồ lắp đặt thiết bị cho thủy điện tích năng: sơ đồ 4 máy (độc lập),sơđồ3máy(songsong),sơđồ2máy(thuậnnghịch)

+ Sơ đồ 4 máy (độc lập): gồm tuabin, máy phát, máy bơm và động cơđiệnbố trí thành các tổ máy độc lập Với sơ đồ này các thiết bị có thể đặt chungvào mộtnhà máy, chung đường dẫn hoặc có thể nhà máy thủy điện đặt ở một vị trí khác đểtậndụngcộtnước,cònnhàmáybơmđặtởmộtvịtrícócộtnướcbơmlênthấpnhất

Trang 15

+ Sơ đồ 3 máy (song song): gồm tuabin, máy bơm, động cơ điệnthuậnnghịch(độngcơ–máyphát)bốtríkếthợpvàomộttổmáy.

+ Sơ đồ 2 máy (thuận nghịch): gồm tuabin – bơm, động cơ – máy phát bốtrítrong một tổ máy Các loại tuabin này có thể làm việc theo hai chức năng máybơmvà tuabin khi thay đổi chiều và máy phát cũng làm việc với chức năng động cơđiệnhoặc máypháttươngứng

Hình1.2ToàncảnhTTĐtíchnăngGoldisthal(Đức) 1.1.3.2 Cácdạngthủyđiệntíchnăng

Cóhaidạngthủyđiệntíchnăngcơbản:

- Thủyđiệntíchnăngthuầntúy:Baogồmhaihồchứa,nướcởhồtrênđượcbơmtrựctiếp từhồdướiquatuabin–bơmvàk h ô n g códòngchảytựnhiênvàohồ

- Thủyđiệnt í c h n ă n g h ỗ n h ợ p : B a o g ồ m h a i h ồ c h ứ a t r ê n c ù n g m ộ t d ò

n g sông.Điệnnăngphátraphụthuộcvàodòngchảytựnhiênvàohồvàlượngnướcbơmlênhồtrên

Trang 16

1.1.3.4 Chứcnăng của thủyđiệntíchnăng

Công trình thủy điện tích năng tích năng lượng nước khi nhu cầu điệnthấpvào ban đêm và sử dụng nguồn năng lượng tích được này để đáp ứng nhu cầuphủđỉnh Do đó nó có thể điều chỉnh cân bằng giữa cung cấp – nhu cầu và giảmđikhoảng cách giữa nhu cầu đỉnh và nhu cầu thấp điểm Công trình thủy điệntíchnăng đóng một vao trò cân bằng tiêu thụ điện năng thay đổi và có thể coi làmộtkiểuquảnlýnhucầu

Ở các nước đang phát triển nói chung và ở Việt Nam nói riêng, nhu cầu dùngđiệnlàrấtlớn.Trongbiểuđồphụtảingàyđêmcósựchênhlệchlớnvềcôngsuấtgi

ữa thời đoạn cao điểm và thấp điểm Ở nước ta các nhà máy điện hạt nhân bắt đầuđượct ri ển k ha i x â y dựng,n ó s ẽ đápứngđượcp h ầ n l ớ n p h ụ t ả i t r o n g ngà y T u

y nhiênsẽxảyratìnhtrạngthừađiệnvàogiờthấpđiểm.Đốivớinhàmáyđiệnhạtnhânvànhàmáynhiệt điệnthìviệcđiểuchỉnhtổmáylàrấtkhókhănvàkhôngantoàn Do đó trong biểu đồ phụ tải thì nó làm việc ở phần gốc và phần thân Việc

chocáctrạmthủyđiệnlàmviệcởphầnđỉnhcủabiểuđồphụtảilàrấthợplý,tuynhiêntrongcácgiaiđoạntiếptheoviệckhaithácnănglượngthủyđiệncũngsẽcạnkiệt.Dođóxâydựngcáctrạmthủyđiệntíchnănglàrấtcầnthiếtvàmanglạihiệuquảkinhtếcao.Trạmthủyđiệntíchnăngmuađiệnđểbơmnướctronggiờthấpđiểmvàphátđiệnvàogiờcaođiểmsẽgiúp cânbằngnănglượngtronghệthốngđiện

Dovaitròlàmcânbằngphụtảicủathủyđiệntíchnăng,cáccôngtrìnhphátđiệnkháccóthểvậnhànhliêntụcởcôngsuấtkhôngđổivàhiệuquảsửdụngnhiên

Trang 17

liệucủacáccôngtrình đósẽtănglêndotầnsuấtkhởiđộng–

dừngtrongvậnhànhgiảmđi.Hơnnữa,nócóthểlàm tănglênmứcđộchiasẻcủacácnhàmáy phátđiệncơsởtronghệthốngđiện,nhờđótoànbộchiphíphátđiệncóthểgiảmđivàđạtđược mộthệthốngđiệnlàmviệc mộtcáchhiệuquảvàkinhtế

Mặt khác, công trình thủy điện tích năng có khả năng ổn định hệ thốngđiệnbằng cách điều khiển nhanh chóng công suất mà một nhà máy thủy điệnbìnhthường có thể có Qua đó, thủy điện tích năng có thể cung cấp các dịch vụ phụtrợkháckhông thểthiếuđượcđểbảođảmđộtincậycủahệthốngđiện:

- cungcấpđểđiềukhiểnsựdaođộngtầnsố

Điềuchỉnhtầnsố:Thủyđiệntíchnăngcóthểđiềuchỉnhcânbằnggiữanhucầu Quaydựtrữ:Ởđiềukiệnquaydựtrữ,thủyđiệntíchnăngcóthểcungcấpđiệntrongvòng10phútsaukhiđặtlệch

- Thaythếdựtrữ:Ởđiềukiệndựtrữnguội,thủyđiệntíchnăngcóthểcungcấpđiệntrongvòng60phútsaukhinhậnđượclệnh

Trang 18

c h ả y c ũ n g t h a y đổi theo mùa Mùa khô kéo dài khoảng 67 tháng, lượngmưa chỉ chiếm 1520%lượng mưa cả năm, còn lại 8085% lượng mưa trong 56tháng mùa mưa Về địahình nước ta có nhiều đồi núi thuận lợi cho việc xây dựngcác hồ chứa phục vụ pháttriểncácngànhkinhtếvànhucầuvềnướcchodânsinh.

Trang 19

Tình hình xây dựng hồ chứa ở nước ta cũng đã phát triển sớm từ nửa đầuthếkỷ XX; đặc biệt là sau khi thống nhất đất nước, Nhà nước đã đầu tư xây dựngrấtnhiều hồ chứa Theo thống kê của Bộ nông nghiệp và Phát triển nông thônnăm2002, cả nước ta đã có1 9 6 7 h ồ c h ứ a c ó d u n g t í c h t r ê n

0 , 2 1 06m3đãđ ư ợ c x â y d ự n g với tổng dung tích trữ thiết kế 19 tỷ m3và 1957

ĐậpvậtliệuđịaphươngcủaViệtnamtươngđốiđadạng.Đậpđấtđượcđắp

bằngcácloạiđất:Đấtphatàntíchsườnđòi,đấtbazan,đấtvenbiểnmiềnTrung.Phầ

n lớn các đập ở miền Bắc và miền Trung được xây dựng theo hình thức đập

đất,đồngchấthoặcđậpcóthiếtbịchốngthấmtườngnghiêng,tườngtâm,chânkhay…bằngđấtsét.Mộtsốnămgầnđâydùngmộtsốcôngnghệmớinhưtườnglõichốngthấm

bằngcáctấm bêtôngcốtthépliên kếtkhớp ở đậpTràngVinh,thảm sétbetonitecho

đậpNúiMột,hàobetonitecho đậpEaksup ĐăkLắc…

VùngTâyNguyênvàNamTrungBộphảisửdụng

đấtcóhàmlượngsétcao,sửdụngnhiềuloạiđấtkhôngđồngnhất,sửdụngcáchìnhthứcđậpnhiềukhốihoặcđậpnhiềukhốihoặc đập có bố trí thiết bị thoát nước kiểu ống khói đã cải thiện được tình hình

dòngthấmquađập

Đậpthườngchiếmmộtvịtríquantrọngtrongcụmcôngtrìnhđầumốicủacáchồchứahoặccáccôngtrìnhdângnước.Đểxâydựngcácđậptrênsông,suối

Trang 20

người ta sử dụng nhiều loại vật liệu khác nhau, trong đó dùng đất đá để đắp đậpkháphổ biến Các loại vật liệu đất có sẵn ở địa phương từ các sản phẩm của bồi tích,sườn tích hoặc phong hóa, như:

á sét, sét, á cát, cuội, sỏi, đều có thể dùng cho đắpđập

1.2.2 Đặcđiểmcôngtrìnhthủyđiệntíchnăng

Công trình thủy điện tích năng là một hệ thống các công trình thủy công,nhàmáy, thiết bị… tùy những trường hợp cụ thể mà có các hạng mục công trình khácnhau, nhưng đặc điểm chungnhất là phải có một hồ chứa nước trên (hồ trên) Tùytheo các điều kiện địa hình,thủy văn cụ thể mà quyết định có hay không hồ chứabên dưới, có thể người ta chỉcần lấy nước bơm ở một con sông có dòng chảy ổnđịnh mà không cần làm hồchứa Tuy nhiên thông thường người ta thường làmhồchứabêndướiđểcấpnướcchohồtrên

Công trình tích năng là công trình đặc biệt, tính đặc biệt của nó không chỉởviệc khai thác năng lượng, đáp ứng nhu cầu phủ đỉnh biểu đồ phụ tải mà điểmđặcbiệt của nó còn xuất phát từ các sơ đồ lắp đặt thiết bị như sơ đồ 4 máy, 3 máy,2máy Do những đặc điểm riêng như vậy nên nó làm cho các công trình thủycôngcủa thủy điện tích năng có các đặc điểm riêng không giống với các trạm thủyđiệnthườnggặp

1.2.3 Đặcđiểmcông trình đầumối

Đối với công trình thủy điện, thủy lợi nói chung và công trình thủy điệntíchnăng nói riêng thì đập và hồ chứa là hai hạng mục công trình đầu mối khôngthểthiếu Đập ngăn dòng chảy tạo thành hồ chứa tích nước Hồ chứa còn có tácdụngđiều tiết lại lưu lượng thành lưu lượng thiết kế, nâng cao hiệu quả sử dụngnănglượngtựnhiên

Hồ chứa của thủy điện tích năng là hệ thống gồm hai hồ, hồ trên và hồdướicó chênh lệch cao độ Hồ dưới có nhiệm vụ tích nước và dùng máy bơm đưanướclêntíchvà o hồtrênt ro ng giờ thấp

điểm T u y nhiênt ù y cácsơ đồthủyđiệntích

Trang 21

năngmàvàonhững ngày nhiềunước,hồ dưới cũng có nhiệm vụ cấp nướcp h á t điện.

Hồ dưới thường là một đoạn sông mở rộng được dâng nước tạo thành hồ chứanhưcác hồ thông thường hoặc có thể làm đê quay lấy nước từ biển Hồ chứa trênlàhồcóthểlàcósẵntrongtựnhiênnhưcácvùngtụthủytrênsườnnúihoặcdođàohồnhântạo.Dungtíchhồchứatrênphảiđủlớnđểchứaphần dungtíchphátđiện

Hìnht h ứ c đậpc ủ a đầum ố i t h ủ y điệnt í c h n ă n g c ũ n g g i ố n g n h ư c á c c ô n g trìnhthủylợithủyđiệnkhácvàtùythuộcvàođiềukiệnđịahìnhđịachấttạikhuvựcx â ydựngđểngườit h i ế t k ế q u y ế t địnhh ì n h t h ứ c đập,c ó t h ể l à đậpb ê t ô n g trọngl ực , đậpvậ tl iệ u địap hư ơn g…

T uy nhiênhồchứ at hủ y điệnt í c h năn gcầ n dungtíchkhônglớnđểđiềutiếtngàyđêmphátđiệntronggiờ caođiểmnênđậpkhôngcầnphảixâycaonhưcáchồchứalớn

Đậpvậtliệuđịaphươnglàmộtloạihình

đậptươngđốiphổbiếnvàđượcứngdụngrộngrãi

ởViệtNam.Vớiưuthếgiáthànhrẻ,tậndụngđượcvậtliệutạichỗ,gópphầntăngtínhkinhtếcủacôngtrình,đậpvậtliệuđịaphươngthườngđượcsửdụngtrong

Sứcg i ó t r o n g b ã o t á c độngt r ự c t i ế p p h á h o ạ i c â y cối , n h à c ử a , t à u t h u y ề

n , công trình xây dựng và cơ sở hạ tâng khác Gió trong bão còn gây ra sóng lớntrênmặt nước sông, hồ Gió to, sóng lớn làm xói lở bờ sông, bờ hồ, bờ biển và cũnglàmột nguy cơ dẫn đến vỡ đê, vỡ đập Một khi có sóng và nước dâng do bãotrùngvớithờikìtriềucườngthìmứcđộnguyhiểmđốivớiđêbiểnvàcôngtrìnhbảovệ

Trang 22

1.3.3 Ảnhhưởngcủatrượtlởđất.

Cáckhốiđất đádotrượtlởđấttácđộngtrựctiếplàmđổvỡcôngtrình,vùi

lấpcôngtrình,vùilấpruộngvườn Cáckhốilớndotrượtlởđấtrơixuốnghồgâyrasóngxungkíchcóchiềucaogấpnhiềulầnsónggióthiếtkếlàmchonướctrànquađỉnhđập,phávỡkếtcấubảovệmáithượnglưuđậpdẫnđếnnguycơmấtổnđịnhđậprấtcao

Trang 23

Tràn đỉnh đập

Tr ợt mái hạ l u

Tr ợt mái th ơng l u Kết cấu đất thân đập bị phá hoại

Lún của thân đập và nền quá lớn Mất ổn định thấm

Kết cấu bảo vệ mái TL bị phá hoại

1.3.4 Ảnhhưởngcủaquỏtrỡnhkhaithỏc

Theo chế độ làm việc của trạm thủy điện tớch năng, vào thời gian thấpđiểmtrong ngày, nước từ hồ dưới được bơm lờn hồ trờn với tổng lưu lượng Q, mựcnướctrong hồ tụt xuống một chiều cao H, mực nước thượng lưu thay đổi rất lớn,tốc độnước rỳt cũng là tương đối cao Tương tự như thế đối với hồ chứa trờn trongtrườnghợp nhà mỏy vận hành phỏt điện phủ đỉnh biểu đồ phụ tải vào thời gian cao điểmtrongngày

Mực nước trờn mỏi của cỏc cụng trỡnh đất (đập vật liệu địa phương, đờ,kờnh,bờ sụng…) rỳt xuống trong quỏ trỡnh vận hành là một trong những nguyờn nhõn chủyếulàmmấtổnđịnhmỏidốc.Trườnghợpmựcnướctrờnmỏirỳtxuốngnhanh,hệ

- Sóngcaotronghồ

- áplựcsóngtrựctiếpvàobề mặtcôngtrình

Lũlụt

- Trợtlởkéotheocôngtrình

- Dòng đất đácát sỏi tácđộngvàocôngtrình

- Gâysóngxungkíchtronghồ

Trợtlởđất

Trang 24

số thấm của đất nhỏ khi đó áp lực kẽ rỗng trong khối đất hầu như không thay đổisovới trước khi nước rút Trong khi đó tác dụng phản áp giữ ổn định của khối nướctrênmáimấtđidẫnđếnmấtổnđịnhmái.

Như vậy trong quá trình khai thác vận hành, mực nước thượng lưu tạiđầumối thủy điện tích năng luôn thay đổi liên tục theo chu kỳ ngày đêm, đây làyếu tốchính dễ gây ra các hiện tượng mất ổn định đập, trong đó có sạt lở mái đậpthượnglưu

1.4 GIỚIHẠNPHẠMVINGHIÊNCỨU

Trênthếgiới,vấnđềnghiêncứuảnhhưởngcủamựcnướctrênmáicủacáccôngtrìnhđê,đập,bờsôngrútnhanhđếnổnđịnhmáidốcđượccácnhàkhoahọcquantâmtừlâu,nhiềuphươngpháptínhđã

Đối với

cácdựánthủyđiệntíchnăng,vớinhữngưuthếrõrệtvềmặtkinhtếthìđậpvậtliệuđịaphươngthườngđượcsửdụngchođầumốithủyđiệntíchnăng.Nhưngvớiđặcđiểmkhaithácvậnhànhnhưthếthìviệcnghiêncứu đánhgiáổnđịnhmáiđậplàhếtsứccầnthiếtđểphụcvụchocôngtácthiếtkếcũngnhưquảnlývậnhànhcôngtrìnhđảmbảoantoàn

Trang 25

Phạmvi nghiêncứucủađềtài làcácđập

vậtliệuđịaphương(đậpđất,đậpđálõiđất,đậpđáđổ)cóchiềucaotrungbình40-70m.Trêncơsởnghiêncứucácyếutốảnhhưởng đến ổnđịnhmáidốckhinướcrútnhưtốc độnướcrút,chiều

caonướcrút,độdốcmái,độtrữnước Thiếtlậpmốiquanhệgiữacácyếutốảnhhưởng,biểudiễndướidạngđồthịđểcóthểtracứunhanh

Trang 26

CHƯƠNG2 CƠSỞLÝTHUYẾTTÍNHTOÁNTHẤMVÀỔNĐỊNHĐẬPVLĐPKHIMỰ

CNƯỚCTHAYĐỔINHANH 2.1 CHẾĐỘTHẤMTRONGĐẬP

2.1.1 Thấmổnđịnhvàkhôngổnđịnh

-Thấmổnđịnh:

Tạibấtcứđiểmnàotrongmiềnthấmcũngcóvậntốcthấm(hướng,độlớn)khôngđổitheothờigian

Saukhixâydựngđậpxong,nướcđượctrữởtronghồchứa,dòngthấmtừthượng lưu sẽ dần dần làm bão hòa đập cho đến khi đường bão hòa đạt trạng thái ổnđịnh.Thờigiandòngthấmđạttớitrạngtháiổnđịnhphụthuộcvàohệsốthấmcủavậtliệuđắpđậpvàthờigianmựcnướcthượnglưugiữởmựcnướcđầyhồ.Trongmộtvàitrườnghợpmựcnướcổnđịnhđạtđượcsaumộtmùa,trongnhiềutrườnghợpphảimấtrấtnhiềunămdòngthấmmớiđạttrạngtháiổnđịnh.Tuynhiêncuốicùngthìdòngthấmcũngđạtđếntrạngtháiổnđịnhnêntaphảisửdụngtrạngtháiổnđịnhcủadòngthấmđểtínhtoánổnđịnhmáihạlưu

Hình2-1:Áplựcnướckẽrỗngtrongthânđập khidòngthấmổnđịnh

Trong thực tế mực nước hồ luôn thay đổi dẫn đến rất lâu mới đạt đếntrạngthái ổn định, một số nghiên cứu về sự phát triển của áp lực nước kẽ rỗngtrong giaiđoạnhồchứanướccủarấtnhiềuđậpcóchiềucaotừ15đến30mcho thấykhôngcó

Trang 27

đậpnàođườngbãohòa đạttớigiátrịlýthuyết m ặ c dù

đã quarấtnhiềună m trữnước,tuynhiênvẫncónhữngđậpmàáplựckẽrỗngtănggầnnhưtứcthờivớiviệcdângnướctronghồchứa.Nhìnchungkhảnănghìnhthànhdòngthấmổnđịnhtrongthờigianlàmviệc củahồchứalàthấp

-Thấmkhôngổnđịnh:

Dođiềukiệnbiênthayđổi,vídụnhư:mưarơi,nướcrút,bốchơi khiđó

vậntốcthấmthayđổitheothờigian

Khihồbắtđầutrữnước,mựcnướcthượnglưutăngnhanhdẫnđếnviệcdângcaocủađườngbãohòa.Tuynhiêndohệsốthấmcủađấtđắpnhỏnêntốcđộdângcaoc ủ a đườngb ã

o h ò a c h ậ m h ơ n r ấ t n h i ề u T r o n g t h ự c t ế t a c ầ n p h ả i c ó m ộ t khoảngthờigiancầnthiếtđểđườngbãohòa

đạttớitrạngtháiổnđịnhhoàntoàn.Rấtnhiềuđậpsaunhiềunămđivàohoạtđộngvẫnchưacóđườngbãohòaổnđịnh,cầnphảimấtkhoảng20-

30nămsauđểdòngthấmđạtđếntrạngtháiổnđịnh.Mộtsốđậpđườngbãohòadângcacaotứcthờicùngvớidângnướcởphíathượnglưu,điềuđóthểhiệncókhảnăngthânđậpbịrạnnứtdẫnđếnhệsốthấmtheophươngngangtăngcao

Hình2-2:Áplựcnướckẽrỗngtrongthânđậpkhimựcnướcthượnglưurútnhanh

2.1.2 Táchạicủadòngthấmkhông ổnđịnh

- Thông thường các đập vật liệu địa phương phải mất một thời gian dàiđểdòng thấm đạt được trạng thái ổn định Tuy nhiên trong trường hợp có mưa lũkéodàithìđườngbãohòanàysẽdângcaotứcthờicùngvớidângnướcởphíathượng

Trang 28

lưu Đất lại là môi trường xốp có chứa lỗ rỗng nên khi có sự thay đổi chênh lệch cộtnướcđột ngộtsẽhình thànhdòngthấmkhông ổnđịnhởphầnđấtphi bão

hòa.Dùlàdòngthấmổnđịnhhaykhôngổnđịnhhìnhthànhtrongthânđậpnếukhôngkiểmsoátđượcchúngt h ì cóthểgâyram ộ t sốhưhỏng chođậpcóthể chia th àn h hainhómnhưsau:

- Nhữnghưhỏngxảyrakhicáchạtđấtdịchchuyểnvềphíadòngthấmđiradẫnđếnhiệntượngxóingầm,hìnhthànhhangthấmtậptrung

- Làmbãohòa,tạoraáplựcđẩyngược,lựcthấm

Nhóm1 Cáchạtđấtbịcuốnđi

Nhóm2 Dokhôngkiểmsoátđượcdòngthấm

1.Hư hỏngdo hangthấmtậptrungtrong

Cùngv ớ i v i ệ c x u ấ t h i ệ n n ứ t n ẻ ởv ù n g c h ị u k é o d o b i ế n d ạ n g g â y r a b ở

i trọngl ư ợ n g b ả n t h â n , n ư ớ c t r ữ t r o n g h ồ h a y t á c độngc ủ a độngđấtl à v i ệ c h ì n h thành cácdòng thấmtậptrung quacáckẽnứttrongthânđập tạonênhiện

tượngnứtgãythủylực.Khimựcnướcthượnglưuđậpdânglên,áplựcnướccủadòngthấmnàytănglàmhìnhthànhvàpháttriểnsựphântáchtrongcáclớpđấtlànguyên nhân

Trang 29

chủ yếu của hiện tượng rò rỉ và hư hỏng của đập Dòng thấm còn gây ra hiệntượngchảy đất, đặc biệt ở chỗ ra của dòng thấm ở hạ lưu công trình và gây ra hiệntượngxóingầmcơhọc.

Do những tác hại của dòng thấm có thể gây ra những tổn thất to lớn nênviệcnghiên cứu bài toán thấm cho các công trình đất là hết sức cần thiết để đảmbảo ổnđịnhcôngtrìnhvàgiảmtáchạidodòngthấmgâyra

phápthủylựcchomỗithờiđoạnngắn.Phươngphápnàycholờigiảibàitoándướidạnggiảitích.Tuynhiênphươngphápnày cónhiềuhạnchếvàkhóđạtlờigiảichính xác,nhấtlàkhichếđộbiếnđổimực nướcthượnglưu vàđiềukiệnbiêncủamôitrườngthấmphứctạp

2.2.1.2 Phươngphápthínghiệmthấmkhe hẹp

Thínghiệmthấmtrongmángkhehẹpsửdụngchấtlỏngnhớt,đểmôhìnhhóa dòngthấmchảytầng lầnđầu tiênđượcHeleShawkhởixướngtừ năm 1897vàđãđược

EA Zamarin, PolubarinovaKochina, Harr,

Trang 30

 Dòng chảy tầng của chất lỏng nhớt có hệ số nhớt động học(cm2/s)trongkhe hẹp giữ hai tấm phẳng có bề rộng khe hở, chiều cao khe hẹpTm(cm)liên hệgiữalưulượngdòngchảyqm(cm3/s),vậntốcdòngchảyVm(cm/s)vớigradientcộtnướcJnhưsau:

c ủ a dòng thấm trên toàn bộ diện tích mặt cắt(cm2) kể cả phần mặt cắt cốt rắnchiếmchỗ,K(cm/s)hệsốthấm,q(cm2/s)lưulượngthấm

Tỷlệchiềucao: H

Tỷlệbềrộng:A

H m

Vìnm=1nênn=n;nlàđộrỗngcủa môi trườngđất

L H

n

Trang 31

Tỷlệcột nước:h

h m

+Tươngtựvềcácđặctrưngđộnghọcvàđộnglựchọc:

Đốiv ớ i d ò n g t h ấ m k h ô n g ổnđịnh,t ố c đ ộ d ò n g t h ấ m b i ế n t h i ê n t h e o t h ờ igianvàchiềudài,dođócần đảmbảotiêuchuẩnXtrukhal S V.t idem

3 

K g.a 2

Tỷlệlưulượngthấm: Q

Qm=Km.Wm.H m

L m

Q m

biếtQ=K.J.A.HdođóQK 2

Tỷlệthờigian:t

t m

TừtiêuchuẩnXtrukhalsuyrat H

V H

K

+Tươngtựvềcácđiềukiệnbanđầuvàcácđiềukiệnbiên:mựcnướcởthờiđiểmbanđầu,cườngsuấtdângnướcvàrútnước

W

h

m

Q V

t

Trang 32

Kếtquảthínghiệm thấmkhôngổnđịnhtrênmôhìnhkhehẹp HeleShawchocáchìnhảnhvềđườngbãohòathấm,cácđườngdòngmàutạicácthờiđiểmkhácnhau.Trêncơsởphântíchcáchìnhảnhđósẽđánhgiá

đượctrạngtháicủadòngt h ấ m , r ú t r a đượcc á c k ế t l u ậ n c ầ n t h i ế t N ế u đảmb ả ođúngc á c điềuk i ệ n tươngtựvàkếtquảđochínhxácthìcóthểdùngkếtquảthínghiệmđểđốichiếu,kiểmđịnhcáckếtquảtínhtoán

10 Mặtcáchđiện

11 Đườngđẳngđiện thế:V=const

12 ĐườngdòngV:n/ 0

PhươngphápthínghiệmtươngtựđiệnthủyđộnglựchọcdoN.NPavlovxkyđề nghị, dựavào sự tương tự hoàn toàn về phương trình toán học của dòng thấmtrongmôitrườngthấmvớidòngđiệntrongmôitrườngdẫnđiện

Như vậy sự chuyển động của dòng điện trong môi trường dẫn điện theođúngquy luật chuyển động của dòng thấm trong môi trường thấm Có thể dùng mộtmôitrườngliêntụcdẫnđiện(thôngthườngdùngchấtđiệnphânhoặcgiấydẫnđiện)để

Trang 33

làmmôhìnhnghiêncứudòngthấmtrongmôitrườngthấmnước,nếucácđiềukiệnbiêngiớitrongmôitrườngthấmvàtrong

miềndẫnđiệncủamôhìnhđềuđồngdạngvớinhau.CóthểđođiệnthếđểxácđịnhcácđườngđẳngđiệnthếVtừmôhìnhđiệncũngchínhlàcácđườngđẳngcộtnướcHcủamiềnthấmtươngtựcầnnghiêncứu.Từhệcácđườngđẳngcộtnướctasẽvẽđượclướichảy

thủyđộnglựchọccủamiềnthấmnghiêncứu P hư ơn g phápnàyđượcápdụngrộngrãivà giảiđượcrấtnhiềubàitoànthấmkhôngổnđịnh,2chiều,cóđiềukiện

biênphứctạpkhácnhau

Đối với bài toán thấm không ổn định, một số bài toán đã được giảquyếttrong đó đã sử dụng các tụ điện để mô phỏng sức chứa trọng lực Loại môhìnhtương tự điệnthủy động lực học này ngày càng ít dùng do sự phát triểnnhanhchóngcủacácmôhìnhmáytínhsố

2.2.1.4 Phươngpháp môhìnhsố

Mô hình số, thuật ngữ đầy đủ là mô hình máy tính số (DigitalComputerModel) cũng còn gọi là mô hình toán học (Mathematical Model) đượcnghiên cứuvàápdụngchonhiềulĩnhvựckhoahọckỹthuật

Môhìnhsốtínhtoánthấmkhôngổnđịnh baogồm3phần:

+ Nền tảng của mô hình số là phương trình vi phân cơ bản mô tả trạng thái vàcácphương trình vi phân cơ bản mô tả chuyển động của dòng thấm Đó là phươngtrìnhtoán lý Tùy theo việc sử dụng cấu trúc môi trường thấm cứng hay đàn hồi, cũngnhư mức độ xét chi tiết cácyếu tố vật lý của môi trường đến quá trình thấm màcócácphươngtrìnhviphânđạohàmriêngcómứcđộvậtlýkhácnhau

+ Thuật toán của phương pháp số để giải gần đúng phương trình vi phân cơ bảnmôtả trạng thái dòng thấm Các phương pháp số thường được sử dụng là phươngphápsai phân hữu hạn (với lược đồ ẩn hoặc lược đồ hiện), phương pháp phần tửbiên,phương pháp phần tử hữu hạn, trong đó phương pháp phần tử hữu hạn cónhiều ưuđiểm hơn do sử dụng lưới phần tử thích hợp với các miền thấm phân lớpbiến dạngphứctạp,dễlậpchươngtrìnhtínhtoánhơn

+Chươngtrình máytínhđiệntửvàlờigiảibàitoánbằng số

Trang 34

đãkhẳngđịnhtínhđúngđắncủaĐịnhluậtDarcycảvềthựcnghiệmvàlýthuyết

Định luật Darcy cũngnghiệm đúng cho cácd ò n g t h ấ m q u a đ ấ t

k h ô n g b ã o hòa (Buckingham1907; Richard-1931; Chids và CollisGoerge1950) Tuy nhiênhệ số thấm trong đất không bão hòa thường không thể xem làhằng số Hệ số thấmtrong trường hợp đất không bão hòa là hệ số thấm của phanước và là một hàm củađộhútdínhhoặcđộẩm

Trang 35

Hình2-4:Dòngthấmđiquaphântốđất

Trang 38

2.2.4 Giảibàitoánthấmtheophươngphápphầntửhữuhạn

 Chiamiềntínhtoánrathànhcácphầntửtamgiác,tứgiácnốivớinhautạicácđiểmnút

Trang 39

đượcb á o t rư ớc bởicáchiện t ư ợ n g nhưtốc độchuyển v ịtănglên, chênhlệchbiếndạng,xuấthiệnvếtnứt,ròrỉ,áplựckẽrỗngtăng…

Tấtcảcácđậpđanglàmviệcđềubiếndạngvàlún,tuynhiênbiếndạngquámức biểuhiệntìnhtrạngnguyhiểmđangdiễnratrongđậpcóthểdẫnđến:

- Giảmchiềucao

- Hìnhthànhkẽnứtbên tronghoặcbênngoàiđập

Khả năng đập mất ổn định tổng thể do trượt trong phạm vi luận vănnàykhông nghiên cứu mà chỉ nghiên cứu ổn định mái đập thượng lưu do mựcnướcthượng lưu của hồ rút nhanh gây ra Mực nước thượng lưu của hồ rút làmthay đổitrạngtháiứngsuấttheohướngcóhại choổnđịnh

Mực nước trên mái của các công trình đất (đập vật liệu địa phương, đê,kênh,bờ sông…) rút xuống trong quá trình vận hành là một trong những nguyên nhân chủyếu làm mất ổn định mái dốc Trường hợp

củađấtnhỏkhiđóáplựckẽrỗngtrongkhốiđấthầunhưkhôngthayđổiso

Trang 40

vớitrướckhinướcrút.Trongkhiđótácdụngphảnápgiữổnđịnhcủakhốinướctrên máimấtđidẫnđếnmấtổnđịnhmái.

Việcmựcnướchồhạthấpđộtngộthoặchạthấpnhanhlàmchoviệcthoátnướctừbộphậnphíatrêncủamáithượnglưuđậpkhôngtheokịp.Trongđiềukiệnnày,đấtt r o n

g đậpv ẫ n ởt r ạ n g t h á i b ã o h ò a T r o n g k h i đóá p l ự c t h ủ y t ĩ n h p h í a thượnglưukhôngcònnữa,dòngthấmhìnhthànhtừkhubãohòachảyvềhaiphíathượng,hạlưu.Đốivớimáihạlưu,trườnghợpnàyítnguyhiểmsovớitrườnghợpthấmổnđịnh.Trườnghợpnướcrútđộtngộtnguyhiểmcho mái thượnglưu

Đốivớiđậpđáđổtườnglõi,lớpvỏcóhệsốthấmtươngđốilớnnêntrongtrườnghợp nguy hiểm nhất có thể không phải là trường hợp mực nước hạ hoàn

toànmàcóthểlàmựcnướchạđếnmộtgiátrịtrunggiannàođó.Trườnghợpnàylàrấtthực tế cho các loại đập đá đổ là đầu mối của các công trình thủy điện tích năng,

bởiquátrìnhrútnướckhôngnhữngthườngxuyênliêntụcmàchiềucaonướcrútcũngkhôngcốđịnh

Có thể nói ổn định mái dốc khi mực nước trên mái rút nhanh là mộttrongnhững trường hợp nguy hiểm nhất khi tính toán thiết kế công trình đất đá vàcầnđượcquantâmđúngmức

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	1,9 MB