Giáo trình môn học Tổ chức và quản lý sản xuất (Phần 2)

Ch­¬ng III VẬN HÀNH, BẢO TRÌ VÀ QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI 3.1. MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU QUẢN LÝ CÔNG TRÌNH THỦY LỢI Sau khi được xây dựng hoàn thành, công tác quản lý sử dụng là giai đoạn khai thác phát huy hiệu quả của của hệ thống công trình thuỷ lợi. Công tác quản lý công trình thuỷ lợi, theo nghĩa rộng, bao gồm nhiều mặt như quản lý nhân sự, lao động, quản lý tài sản, phương tiện, thiết bị, vật tư, và đặc biệt là tổ chức và điều khiển các hoạt động kỹ thuật để đảm bảo an toàn, vận hành và khai thác công trình có hiệu quả cao nhất. Trong quá trình quản lý, khai thác, cần duy tu, bảo dưỡng công trình một cách thường xuyên, sửa chữa công trình khi có hư hỏng, sự cố, hoặc nâng cấp, mở rộng, tôn cao để đáp ứng yêu cầu khai thác một cách có hiệu quả cao hệ thống thuỷ lợi. Thông qua quản lý sử dụng chúng ta có điều kiện kiểm tra lại mức độ chính xác của qui hoạch, chất lượng đã thiết kế và thi công. Công trình thuỷ lợi thực tế là mô hình vật lý tỷ lệ 1/1 chịu tác động toàn diện của các yếu tố tự nhiên một cách cụ thể. Vì vậy, từ công trình thuỷ lợi thực tế, chúng ta có thể nghiên cứu để bổ khuyết, nâng cao trình độ qui hoạch, thiết kế, thi công và quản lý khai thác công trình thuỷ lợi. Công tác quản lý kỹ thuật công trình thuỷ lợi phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo an toàn ổn định, độ bền và tuổi thọ của các công trình trong hệ thống; - Giám sát chất lượng kỹ thuật khi vận hành các công trình, khai thác chúng một cách có hiệu quả cao như thiết kế đã đề ra; - Quan trắc các thông số kỹ thuật của tự nhiên và của công trình nhằm phục vụ cho công tác tổng kết, nghiên cứu; - Phòng và chống lũ cho công trình; - Đánh giá được năng lực và chất lượng của từng công trình và toàn hệ thống; Trên cơ sở đó để đề ra nhiệm vụ sửa chữa, nâng cấp, hoặc khi cần thiết và điều kiện cho phép có thể tôn cao, mở rộng công trình. 3.2. NGUỒN NƯỚC VÀ CẤU TẠO CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 3.2.1 Nguồn nước và nhu cầu sử dụng Nước có trong khí quyển, trên mặt đất, trong các tầng nham thạch dưới mặt đất, nước tạo nên đại dương bao la, trong các biển trên lục địa, các hồ, đầm nước, tạo nên mạng lưới sông suối.v.v... Tất cả các dạng nước kể trên đều có nguồn gốc từ nước ngầm sâu trong cấu tạo địa chất của trái đất sinh ra. Chu trình vận động của nước trong thuỷ quyển của trái đất được gọi là vòng tuần hoàn thuỷ văn là một quá trình liên tục, trong đó nước được vận chuyển từ mặt đất và các đại dương lên khí quyển rồi lại quay trở lại đại dương và lục địa. Chu trình diễn ra liên tục trên toàn cầu và đây là quy luật vĩ đại của tự nhiên. M BH BH S«ng M M M M©y & h¬i nuíc §¹i du¬ng M M BH §Êt b·o hoµ BH Mùc nuíc ngÇm BH BH M M©y & h¬i nuíc M M M©y & h¬i nuíc BHBH Hình 1.1: Vòng tuần hoàn của nước trong tự nhiên Trong quá trình hình thành sự sống trên trái đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò quan trọng. Nước là người đồng hành và điều kiện cần để tái sinh thế giới hữu cơ, là nơi sinh ra và phát triển của các sinh vật trên vỏ trái đất. Người ta gọi sinh quyển là vỏ trái đât. Vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên là tài nguyên quý giá nhất trên hành tinh của chúng ta. Do nhu cầu đời sống hàng ngày, do nhu cầu phát triển sản xuất, loài người sử dụng nước ngày càng nhiều về lượng và phong phú về loại hình như sử dụng tưới tiêu trong nông nghiệp, sản xuất công nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, giao thông vận tải, khai khoáng, xây dựng thuỷ điện, phục vụ quốc phòng, du lịch nghỉ ngơi...Nguyên tắc chung khi khai thác và sử dụng nguồn nước là : Sử dụng tổng hợp nguồn nước, phối hợp lợi ích của các ngành, phân phối chi phí cho các ngành hợp lý trên cơ sở nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nước đến mức cao nhất. Nguồn nước là một tài nguyên thiên nhiên, đồng thời là một môi trường sống có quan hệ rất mật thiết đến các dạng môi trường khác như môi trường khí, môi trường đất, thảm thực vật, động vật trong đó có xã hội con người. Cần phải bảo vệ rừng, bảo vệ nguồn sinh thuỷ, ngăn chặn chặt phá rừng. Bảo vệ nguồn nước là một nghĩa vụ thiêng liêng đối với tất cả chúng ta. Để sử dụng tối ưu nguồn nước phục vụ cho các mục đích của con người, nguyên lý cơ bản sử dụng nguồn nước là tập trung cột nước hoặc tập trung lưu lượng hoặc cả hai. Về mặt nguyên tắc bao gồm các phương pháp: a) Tập trung cột nước: Tập trung cột nước có thể tận dụng độ chênh địa hình tự nhiên hoặc xây dựng đập dâng tạo cột nước, hoặc xây dựng công trình dẫn nước theo chiều dài nhất định tạo dộ chênh so với mực nước hạ lưu. Nguyên lý sử dụng nguồn nước này thường dùng cho các trạm thuỷ điện. b) Tập trung lưu lượng Xây dựng các hồ chứa nước nhằm tích nước trong mùa nhiều nước để tăng lưu lượng dòng chảy trong mùa ít nước, thực hiện quá trình điều tiết dòng chảy theo mục đích của con người. Nguyên lý sử dụng nguồn nước này được dùng phổ biến cho các công trình thuỷ lợi phục vụ nông nghiệp. 3.2.2 Thành phần cấu tạo các công trình thuỷ lợi Hệ thống thuỷ lợi nhỏ hay hệ thống thuỷ lợi nông thôn được trình bày trong phạm vi bài giảng này là các công trình thuỷ lợi nhỏ phục vụ tưới nằm trong phạm vi các huyện, các xã phục vụ trực tiếp cho nông - lâm - ngư nghiệp và dân sinh trong vùng. Thành phần hệ thống công trình thuỷ lợi nhỏ gồm nguồn nước, các công trình dâng nước và điều tiết nước, các công trình dẫn nước, các khu vực cần tưới. A. Hồ chứa nước Hồ chứa nước là một khu chứa nước có thể tích lớn, được dùng để trữ nước trong mùa lũ và cấp nước cho mùa khô nhằm phục vụ cho sản xuất tưới và các nhu cầu dùng nước khác của nhân dân. Hồ chứa nước tự nhiên trên sông suối được xây dựng nhờ một đập dâng nước tạo một dung tích. Dung tích lớn hay nhỏ tuỳ thuộc chiều cao của đập dâng. Một hồ chứa thuỷ lợi có các thông số đặc trưng như sau: MNHL min MNHL max MNC MNDBT MNLTK V hi §Ëp d©ng (Mùc n­íc lò thiÕt kÕ) (Mùc n­íc d©ng b×nh th­êng) (Mùc n­íc chÕt) (Dung tÝch h÷u Ých) Hình 1-2: Các thông số hồ chứa (mực nước và dung tích) Thành phần thông số hồ chứa: a) Các mực nước trong hồ: MNDBT, MNC, MNLTK MNDBT (mực nước dâng bình thường) là mực nước cao nhất của hồ chứa cho phép hồ làm việc trong điều kiện khai thác bình thương. MNC (mực nước chết) là mực nước thấp nhất của hồ cho phép hồ làm việc trong điều kiện khai thác bình thường. MNLTK là mực nước lớn nhất của hồ chứa khi xả lũ thiết kế, mực nước này chỉ tồn tại trong thời gian ngắn. b) Các đặc trưng dung tích: VTB; Vhi; Vch. Vtb (dung tích toàn bộ) Là tổng thể tích hồ chứa tính từ MNDBT đến đáy hồ. Vhi (dung tích hữu ích) là phần dung tích được tính từ MNC đến MNDBT, dung tích này cho phép phân phối bổ sung lưu lượng cho nhu cầu tưới vào mùa khô. Vch (dung tích chết) phần dung tích từ MNC trở xuống đáy. Dung tích này để bùn cát bồi lắng và đảm bảo môi trường cho các sinh vật trong hồ. B. Đập dâng nước a. Đập đất Đập đất là loại đập sử dụng được vật liệu tại chỗ với giá thành đơn vị rẻ, có thể xây dựng với bất kỳ điều kiện địa chất nền (xấu và tốt), kỹ thuật thi công đơn giản (có thể thi công bằng thủ công) nên loại đập này được áp dụng rất rộng rãi. Chiều cao đập đất có thể xây dựng được trong phạm vi từ 10m đến 100m vì vậy có thể áp dụng đập đất rất tốt cho mọi khu vực có nguồn nước. Đập đất có các loại sau đây: Đập đất đồng chất, đập đất có lõi giữa, đập đất có tường nghiêng (hình 3-3). MNDBT   a) MNDBT m 1 m2 b) c) MNDBT Hình 1-3: Mặt cắt ngang các loại đập đất a) Đập đất đồng chất b) Đập đất lõi giữa c) Đập đất tường nghiêng Mặt cắt đập có dạng hình thang, độ nghiêng của mái đập được biểu thị bằng hệ số mái dốc m=cotg (hình 3-4) mT là hệ số mái dốc thượng lưu, ứng với đập cao 10m, thường chọn mT=2,25; 2,5 ; 2,75 và 3,0. mH là hệ số mái dốc hạ lưu, ứng với đập cao 10m thường chọn mH=2,0; 2,25; 2,5 và 2,75. §Êt ®ång chÊt th©n ®Ëp §¸ ®æ vËt tho¸t n­íc Gia cè th­îng l­u Gia cè h¹ l­u Hình 1-4: Mặt cắt ngang đập đất đồng chất Mái thượng lưu được gia cố bằng đá, tấm bê tông... để chống sóng và lở mái, kết cấu gia cố mái dốc thượng lưu được mô tả (hình 3-5). Mái hạ lưu được gia cố bằng trồng cỏ theo các ô có kích thước 1,5x1,5m, có rãnh thoát nước rộng 0,3m trên rãnh rải sỏi hoặc đá dăm.(hình 3-6). 1 2 3 4 1 23 Hình 1-5: Gia cố mái thượng lưu Hình 1-6: Gia cố mái dốc hạ lưu 1- Đá đổ ; 2,3 - Tầng lọc ; 4 - Đập 1- Trồng cỏ ; 2- Rãnh thoát nước ; 3 - Đập Đỉnh đập được thiết kế tuỳ theo yêu cầu giao thông, kích thước B3m, mặt đập rải cấp phối chiều dày từ 15-20cm (hình 3-4) Để dòng thấm trong thân đập thoát ra phía hạ lưu không gây ảnh hưởng đến an toàn của đập, phía hạ lưu đập có vật thoát nước bằng đá đổ (hình 3-4) b. Đập đá đổ Giống như đập đất ưu điểm là sử dụng được vật liệu tại chỗ với giá thành đơn vị rẻ, có thể xây dựng với bất kỳ nền nào, và có tính ổn định cao nhất là vùng có động đất, nên đập đá đổ phù hợp bất cứ nơi nào có đá. Các loại đập đá đổ có thể được áp dụng bao gồm: Đập đá đổ có lõi giữa, đập đá đổ có tường nghiêng. Dưới đây là mặt cắt ngang một đập đá đổ có lõi giữa (hình 3-7). §¸ ®æ§¸ ®æ MNHL C¸t tÇng läc §¸ d¨m läc Hình 1-7: Đập đá đổ có lõi giữa bằng sét Mặt cắt đập đá đổ có dạng hình thang, mT và mH là hệ số mái dốc thượng hạ lưu đập. Với đập đá đổ có chiều cao trung bình 10m, mT được chọn từ mT=1,5 đến 2,5; mH được chọn từ mH=1,25 đến 2,0. Mái dốc thượng hạ lưu của đập đá đổ không cần thiết phải gia cố. Lõi chống thấm bằng đất sét hoặc á sét có khả năng chống thấm tốt. Chiều rộng đỉnh lõi chống thấm b0,8m, chiều rộng đáy lõi chống thấm B0,1H. C. Đập tràn Đập tràn có nhiệm vụ tháo lũ để đảm bảo an toàn cho công trình. Trong các công trình thuỷ lợi nhỏ, nền chủ yếu là nền đất, đập là đập đất nên đập tràn thường có dạng tự tràn (không có cửa van). Hình thức đập tràn sử dụng ở trong các công trình thuỷ lợi có hồ là đập tràn đỉnh rộng, nối tiếp thượng hạ lưu bằng dốc nước, tiêu năng bằng bể tường tiêu năng. S©n t r ­ í c Ng­ ì ng t r µn Ls.tn¨ ng S©n t iªu n¨ ng Dèc n­ í c Ldèc nuícLs.truíc Ltrµn Hình 1-8: Kết cấu đập tràn vai đập nối tiếp dốc nước Kết cấu đập tràn, dốc nước và bể tiêu năng bằng bê tông cốt thép M200# hoặc đá xây M100#. Các bai ngăn nước trên các suối là công trình tràn toàn tuyến, có mặt cắt thực dụng hình thang, kết cấu bằng bê tông cốt thép có lõi bằng bê tông đá hộc (hình 3-9). S©n t r ­ í c S©n s au S©n t iª u n ¨ n g mÆt c ¾t bai d ©n g n ­ í c Hình 1-9: Kết cấu đập tràn toàn tuyến (bai) trên các suối Trường hợp độ dốc địa hình lớn không nối tiếp thượng hạ lưu bằng dốc nước thì có thể dùng hình thức tiêu năng bằng bậc nước (hình 3-10). LL1L1 L1L1 MNTL MNHL Hình 1-10: Kết cấu nối tiếp tiêu năng bằng bậc nước D. Cống lấy nước Cống lấy nước có nhiệm vụ lấy đủ lưu lượng nước yêu cầu để cấp nước tưới. Cống lấy nước mặt có các dạng chính: cống hở lấy nước từ bai trên suối, cống kín lấy nước có áp từ hồ chứa, lấy nước bằng trạm bơm cho những khu tưới cao hơn nguồn nước. (a) Cống hở: dòng chảy trong cống là dòng chảy không áp, thường được áp dụng cho các công trình lấy nước ở các bai dâng nước, lấy nước từ kênh chính có mức nước dao động thấp H=2-4m. Ưu điểm của loại công trình lấy nước kiểu này có cấu tạo đơn giản, thiết bị gọn nhẹ, vận hành thuận tiện. Nhược điểm lưu lượng nước phụ thuộc nguồn, không chủ động nhất là mùa kiệt. Kết cấu cống lấy nước sử dụng bê tông M200# hoặc đá xây M100#, thiết bị có van sửa chữa, van công tác, các máy đóng mở V2 hoặc V3 tuỳ theo kích thước và trọng lượng cửa van (hình 3-11) . Hh0 a) C«ng lÊy n­íc hë (van cung) H h h 0h P c) MNTL MNHL h h MNTL MNHL P Van c«ng t¸c (van cung) Van c«ng t¸c ph¼ngVan söa ch÷aVan söa ch÷a b) C«ng lÊy n­íc hë (van ph¼ng) Hình 1-11: Cắt dọc cống lấy nước loại hở (b) Cống kín (cống có áp và bán áp): dòng chảy trong cống là dòng có áp, thuờng áp dụng cho các công trình lấy nước từ hồ chứa nước có biên độ dao động mực nước lớn H>4m. Cống kín có ưu điểm là luôn đảm bảo lưu lượng nước theo yêu cầu nhưng thi công phức tạp, vận hành cửa van nặng nề, thiết bị cửa van hay hỏng hóc, rò rỉ dẫn đến mất nước hồ chứa. Cấu tạo cống lấy nước kiểu kín gồm cửa vào, thân cống và hạ lưu cống. Cửa vào có cao trình trần cống thấp hơn cao trình MNC của hồ chứa tối thiểu 1,0m, ngưỡng cống cao hơn mực nước bồi lắng trong hồ, có bố trí lưới chắn rác, khe van sửa chữa và van công tác, thiết bị đóng mở được bố trí trong nhà van, có cầu công tác từ đỉnh đập đến nhà van phục vụ vận hành (hình 3-12). Thân cống gồm các ống cống có tiết diện chữ nhật hoặc tròn được đúc sẵn từ các nhà máy chuyển đến lắp ráp tại hiện trường. Hạ lưu cống có hai trường hợp: trường hợp 1 nếu sau cống là đường ống có áp thì nước được dẫn thẳng từ thân cống vào ống có áp, trường hợp 2 nếu dẫn vào kênh hoặc bể phân phối nước cho hạ du thì bố trí bể tiêu năng nhỏ để giảm vận tốc dòng chảy tiêu hao năng lượng thừa trong dòng chảy. Hình 1-12: Cống lấy nước có áp trong thân đập (c) Lấy nước kiểu trạm bơm: Trạm bơm là loại công trình lấy nước bằng động lực (bơm). Thông số cơ bản của trạm bơm là lưu lượng Q, chiều cao cột nước bơm H và công suất N. Trên cơ sở phân tích kinh tế kỹ thuật có thể chọn số máy bơm và các thông số H,Q của mỗi bơm. Trạm bơm lấy nước mặt thường sử dụng lấy nước tại các sông suối có biên độ dao động mực nước lớn, cao trình khu tưới hoặc khu vực sử dụng nước có cao độ cao hơn mực nước sông (hinh 3-13). Hình 1-13: Lấy nước kiểu trạm bơm E. Kênh dẫn nước Kênh dẫn là một loại công trình dẫn nước phổ biến, hình dạng mặt cắt thông thuờng dùng cho kênh dẫn là mặt cắt hình thang, mặt cắt chữ nhật, mặt cắt hình ô van và hình tròn (hình 3-14). b b h b ) h a ) h d ) c ) h Hình 1-14: Hình dạng mặt cắt kênh dẫn nước a) Hình thang ; b) Chữ nhật ; c) nửa hình tròn; d) ô van Để kênh không bị thấm nước, sụt lở, chủ trương cứng hoá kênh mương là hoàn toàn hợp lý. Hình dạng mặt cắt ngang của kênh cứng có dạng phổ biến là chữ nhật. Kênh chữ nhật thường thiết kế là kênh bê tông chiều dày 10cm, hoặc kênh đáy bê tông dày 10cm M150#, tường là gạch xây hoặc đá xây dày từ 20-30cm M100# (hình 3-15). Bª t«ng M150# §¸ x©y M100# H h B b Bª t«ng M150#G¹ch x©y M100# Hình 1-15: Tiết diện mặt cắt kênh xây chữ nhật a) Gạch xây đáy bê tông ; b) Bê tông ; c) Đá xây F. Các công trình trên kênh Kênh đi qua các khu vực có địa hình khác nhau, để đảm bảo dẫn được dòng chảy đến nơi yêu cầu phải xây dựng các công trình trên kênh: - Cầu máng đi qua các khu vực có địa hình thấp, cầu máng có kết cấu bê tông cốt thép M200#. (hình 3-16b) - Cống qua đường được thiết kế tại các vị trí kênh đi qua đường giao thống. Cống qua đường có cấu tạo bê tông cốt thép tiết diện tròn đường kính từ 400mm-600mm. - Tràn băng và cống chui được thiết kế khi kênh đi qua các tụ thuỷ. Nếu mặt kênh thấp hơn địa hình thì thiết kế tràn băng, nếu cao hơn địa hình thì làm cống chui. Kích thước tràn băng và cống chui cho phép tháo lưu lượng từ 1- 10m3/s qua kênh dẫn. - Xi phông: khi kênh đi qua lòng sông hoặc suối thiết kế cầu máng không phù hợp thì phải thiết kế xi phông. (hình 3-16a) là cấu tạo một cống chui qua lòng suối. - Bậc nước: trường hợp lòng kênh có độ dốc lớn nên bố trí các bậc nước để giảm độ dốc lòng kênh tránh dòng chảy xiết trên kênh gây xói lở kênh và đảm bảo mực nước trong kênh (hình 2-12). - Cửa chia nước Tuỳ từng vị trí cụ thể mà bố trí các công trình trên kênh cho phù hợp. Mè nÐo Mè ®ì Neo thÐp Mè nÐo Van x¶ cÆn a) Xi ph«ng dÉn n­íc Kªnh dÉn CÇu m¸ng Trô ®ì Kªnh dÉn Mè ®ì MÆt ®Êt tù nhiªn b) CÇu m¸ng MÆt ®Êt tù nhiªn Khíp nhiÖt ®é Hình 1-16: Công trình vượt chướng ngại trên tuyến kênh dẫn a) Xi phông dẫn nước b) Cầu máng dẫn nước G. Cửa van và các thiết bị Cửa van và thiết bị đóng mở là một bộ phận quan trọng của hệ thống thiết bị thuỷ lợi. Đối với công trình tràn xả nước, công trình cống lấy nước cửa van đảm bảo sự hoạt động bình thường hoặc không bình thường của các công trình. (a) Cửa van Nhiệm vụ của cửa van: - Đảm bảo vận hành thuận tiện trong mọi điều kiện làm việc của công trình thuỷ lợi - Lấy đủ lượng nước yêu cầu, rò rỉ ít nhất - Về cấu tạo cửa van là bộ phận để đóng mở các cửa tháo nước trong công trình tháo hoặc cửa lấy nước, về chức năng đó là bộ phận dùng để điều tiết chế độ nước. Cửa van trong các công trình thuỷ lợi nhỏ gồm: Van sửa chữa (hoặc phai), cửa van công tác...có thể là van phẳng, van cung (cho công trình tràn) hoặc van côn (cho cống lấy nước). Kết cấu cửa van thường bằng thép, kết cấu phai thường bằng gỗ hoặc bằng các thanh bê tông. - Cửa van thường dùng ở các công trình thuỷ lợi nhỏ là cửa van phẳng bằng thép, cửa van côn bằng gang. Kích thước được chọn theo kích thước của miệng cống lấy nước. (b) Thiết bị đóng mở Để vận hành cửa van phải bố trí các thiết bị đóng mở phù hợp với trọng lượng và kích thước cửa van. Thiết bị đóng mở van được thiết kế gồm nhiều loại: thiết bị đóng mở bằng thuỷ lực, thiết bị đóng mở bằng điện - cơ và đóng mở bằng thủ công thông qua hệ thống truyền động bằng trục vít. - Đóng mở bằng thuỷ lực và điện-cơ khí được sử dụng cho những cửa van có kích thước lớn, trọng lượng lớn, các hồ chứa lớn có nhiệm vụ quan trọng. - Đóng mở bằng thủ công sử dụng cho các công trình thuỷ lợi nhỏ, mức độ quan trọng không cao, vận hành đơn giản. Loại thiết bị thông thường dùng trong các công trình thuỷ lợi nhỏ là các máy đống mở V2, V3, V5dùng để mở các van cống lấy nước. 3.3. VẬN HÀNH AN TOÀN CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 3.3.1 Đặc điểm và quy trình chung vận hành công trình thuỷ lợi Đặc điểm chung của công trình thuỷ lợi phục vụ tưới: Các hồ chứa thường có dung tích nhỏ, các công trình này chỉ đảm bảo tưới cho các cánh đồng có diện tích <30ha, tưới các ruộng bậc thang hoặc tưới cho các khu vực riêng rẽ, manh mún lượng nước có hạn, vị trí ở xa khu vực dân cư và thường chỉ vận hành vào thời gian mùa vụ, không thường xuyên nên công tác vận hành, bảo dưỡng và quản lý gặp nhiều khó khăn. Đặc biệt trong thời gian gần đây do nhân dân tận dụng lượng nước trong hồ để nuôi cá nên việc sử dụng nước cho mùa vụ gặp nhiều khó khăn. Các công trình tháo lũ hầu hết là tự tràn, gặp nhiều vấn đề phức tạp trong công tác quản lý vận hành do người dân thường xuyên đắp cao ngưỡng tràn lên để tăng dung tích hồ chứa thêm nước hoặc sử dụng nuôi cá, đến mùa mưa không phá kịp sẽ không đảm bảo tháo lũ, nước sẽ tràn qua mặt đập gây hư hỏng công trình. Các công trình lấy nước trên suối và hệ thống kênh dẫn tưới có liên quan mật thiết đến nguồn hưởng lợi của người dân từ đầu nguồn đến cuối nguồn. Đầu nguồn thường sử dụng nước lãng phí trong khi đó cuối nguồn lại thiếu nước vào mùa kiệt, chưa kể đến vận hành không an toàn gây rò rỉ nước từ cống lấy nước, từ kênh và quản lý sử dụng không đúng mục đích thường xuyên xảy ra. Kênh mương và các công trình kênh mương vận hành tuỳ tiện theo nhu cầu của người dân thích thì ngăn kênh lại, đục kênh đã xây lấy nước vào ruộng riêng. Công tác bảo vệ nguồn nước không được chú ý. Tất cả những đặc điểm trên sẽ ảnh hưởng đến lợi ích cộng đồng và hiệu quả chung của công trình thuỷ lợi. Để đảm bảo phát huy hiệu quả của các công trình thuỷ lợi phục vụ tưới cần thiết phải xuất phát từ nguyên lý và lập thành quy tắc vận hành đối với các thành phần công trình Căn cứ vào đặc điểm điều kiện tự nhiên, đặc điểm và nhiệm vụ của công trình để lập qui trình vận hành cho mỗi công trình. Qui trình vận hành đặc biệt cần thiết đối với các cửa thuỷ lực điều tiết dòng chảy, như đập tràn tháo lũ có cửa van, các cửa cống điều tiết, các đường hầm, cống ngầm Qui trình vận hành cần nêu rõ: - Đặc điểm, nhiệm vụ, các mực nước và lưu lượng đặc trưng (mực nước thấp nhất, mực nước dâng bình thường, mực nước báo động lữ ở các cấp, mực nước cao nhất và các lưu lượng tương ứng), các biểu đồ quan hệ giữa độ mở cửa van và lưu lượng xả, các thông số thể hiện năng lực của công trình; - Chế độ đóng mở cửa van, các điều kiện thuỷ lực để tiêu năng tốt nhất ở hạ lưu công trình; - Trình tự các bước thao tác, tốc độ đóng mở cửa van, các điều kiện đảm bảo an toàn cho máy móc thiết bị; - Phương tiện thông tin và các phương án xử lý khi có hiện tượng bất thường hoặc sự cố - Các phương án phòng chống bão lũ cho công trình; - Các biện pháp phòng chống bùn cát bồi lấp cửa lấy nước và xói lở hạ lưu công trình, chế độ mở cống xói rửa bùn cát; - Các qui định về nghiêm cấm nổ mìn gần công trình, ngăn ngừa các vật nổi, phòng và cứu hoả Dựa vào qui trình đã thiết lập để vận hành công trình một cách an toàn và có hiệu quả nhất đối với các công trình chính sau: - Vận hành hồ chứa nước - Vận hành Đập tràn - Vận hành cống lấy nước - Vận hành kênh dẫn nước (bao gồm kênh chính và các kênh nhánh) - Vận hành các công trình trên kênh. 3.3.2 Nguyên lý vận hành các công trình thuỷ lợi cấp nước tưới Nhiệm vụ của các công trình thuỷ lợi cấp nước tưới phục vụ nông nghiệp là đảm bảo cấp nước tưới theo quá trình sinh trưởng và phát triển của các loại cây trồng trên diện tích mà nó đảm nhiệm, bảo đảm an toàn cho công trình trong mùa mưa lũ, đảm bảo sử dụng nguồn nước một cách hiệu quả Tuỳ theo quy mô của các công trình thuỷ lợi, theo diện tích tưới, theo thành phần công trình trong hệ thống thuỷ lợi mà đề ra nguyên lý và quy trình vận hành cho hệ thống thuỷ lợi một cách phù hợp. a. Vận hành hồ chứa nước Nguyên tắc chung: Sau khi hồ chứa nước được xây dựng xong, nước được tích vào hồ chứa theo quy trình vận hành hồ chứa để tưới tiêu: vào mùa lũ (từ tháng 7 đến tháng 10) lưu lượng dòng chảy đến hồ lớn, ngoài phần nước sử dụng tưới cho hạ lưu, hồ được trữ nước lại sao cho cuối mùa lũ (tháng 10) hồ đầy đến MNDBT (thời kỳ này gọi là mùa trữ nước). Từ cuối mùa lũ đến đầu mùa kiệt năm tiếp theo (tháng 11 đến tháng 4) hồ được vận hành theo chế độ đảm bảo lượng nước tưới yêu cầu và duy trì mực nước hồ ở mức cao nhất. Đầu mùa kiệt (tháng 11-tháng 12) hồ cấp lưu lượng tưới từ dung tích có ích của hồ và thời gian cuối mùa kiệt hồ sẽ ở cao trình mực nước thấp nhất trong hồ là MNC. Quá trình lại tiếp tục như vậy từ năm này sang năm khác. Các công trình thuỷ lợi nhỏ ở địa phương có nhiệm vụ tích nước vào mùa lũ, sử dụng nước tưới cho vụ lúa Đông xuân. Chế độ vận hành tốt là đảm bảo tưới cho nhiều diện tích nhất. Để đảm bảo vận hành tốt hồ chứa nước cần đề ra quy tắc vận hành riêng cho từng loại hồ chứa và cho từng khu vực (do đặc điểm hồ chứa và điều kiện khí hậu, thời tiết của từng vùng khác nhau). Quy tắc này phải được những người hưởng lợi là nhân dân trong vùng lập ra và tự giác thực hiện. b. Vận hành công trình tháo lũ Nguyên tắc chung vận hành công trình tháo lũ: Phải đảm bảo tháo được lưu lượng mùa lũ qua công trình tràn, không gây ảnh hưởng đến đập dâng nước, không gây xói lở hạ lưu. Nguyên lý làm việc của các công trình thuỷ lợi đều là tự tràn, không có cửa van nên khi mực nước dâng lên cao hơn cao trình ngưỡng tràn lấy bằng MNDBT, nước sẽ tự động tháo qua tràn. Công tác vận hành công trình tràn cần chú ý các nội dung sau: - Trước mùa mưa lũ và trong thời gian mùa lũ cần kiểm tra, khai thông cửa tràn đảm bảo chiều dài tràn, đảm bảo cao trình ngưỡng tràn, không để cành cây, rác rưởi lấp mất chiều dài tràn, không để nhân dân đắp đất nâng cao ngưỡng tràn. - Nếu công trình tháo lũ có cửa van thì trước mùa mưa lũ phải có chế độ vận hành thử, trong miùa mưa lũ phải vận hành đóng mở cửa van theo đúng quy trình thiết kế. c. Vận hành cống lấy nước Nguyên tắc chung vận hành cống lấy nước: Phải đảm bảo lấy đủ lưu lượng nước tưới cho diện tích cần tưới và theo đúng chế độ tưới của cây trồng. Vận hành cống lấy nước được thông qua vận hành cửa van của cống. Tuỳ theo lưu lượng cần lấy và thời gian mà bố trí kế hoạch vận hành mở cống tưới theo đúng quy trình tưới. Thông thường các cống lấy nước sau khi bàn giao công trình đều có quy trình vận hành cửa van phù hợp với yêu cầu tưới. Với các công trình không có quy trình đóng mở van, có thể xác định lưu lượng nước cần lấy bằng kinh nghiệm như sau: đo chiều sâu dòng chảy trong kênh, đo độ mở của cửa van, đo vận tốc trong kênh đều có thể suy ra lưu lượng cấp. Người quản lý vận hành cống lấy nước cần ghi lại các mức lưu lượng cần lấy để lập ra quy trình đóng mở cửa van phục vụ cho vận hành cống. Để đảm bảo vận hành tốt cống lấy nước cần đề ra quy tắc vận hành riêng cho từng công trình có nhiệm vụ cấp nước cho các khu vực khác nhau. Quy tắc này phải do những người hưởng lợi là nhân dân trong vùng lập ra theo yêu cầu dùng nước của vùng đó và người dân sẽ tự giác tuân theo quy tắc vận hành chung. d. Nguyên lý vận hành hệ thống dẫn nước Nguyên tắc chung: Do hệ thống tưới là tự chảy nên để đảm bảo tưới hết diện tích tưới phải đảm bảo quy trình tưới quấn chiếu, thời gian đầu tưới diện tích có cao trình cao trước, sau đó tưới diện tích xa đầu mối lùi dần về các diện tích gần khu vực đầu mối. Như vậy tại các cửa chia nước trên tuyến kênh phải có các khe phai để nhân dân đóng mở khi cần điều khiển nước tưới theo ý muốn. Ngoài ra để dòng chảy vào các kênh nhánh thuận tiện trên dọc tuyến kênh, trước các cửa chia nước bố trí các khe phai để nâng chiều cao cột nước trong kênh chính. Hệ thống dẫn nước từ cống lấy nước đến các vị trí tưới bao gồm các kênh chính, kênh nhánh phủ toàn bộ diện tích tưới và đi qua các khu dân cư sinh sống. Hệ thống này do nhân dân địa phương trực tiếp sử dụng và quản lý. Vì vậy để đảm bảo tốt nguyên tắc vận hành trên đây, các quy tắc vận hành nói trên phải được thống nhất trong nhân dân khu hưởng lợi. Trên cơ sở đó nhân dân đề ra quy tắc chung cho các khu vực cần tưới, sẽ tự động điều chỉnh các phai trên kênh chính, kênh nhánh trong quá trình cấp nước. 3.4. CÔNG TÁC DUY TU VÀ BẢO DƯỠNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 3.4.1 Tầm quan trọng của công tác duy tu và bảo dưỡng công trình A. Vai trò của công tác duy tu bảo dưỡng công trình thuỷ lợi nhỏ Hệ thống các công trình thuỷ lợi là các công trình thuộc hạ tầng cơ sở, quá trình vận hành các công trình này liên quan chặt chẽ đến cuộc sống và sản xuất hàng ngày của nhân dân các vùng sâu vùng xa. Vì vậy việc bảo trì và duy tu thường xuyên công trình là một vấn đề cần thiết nhằm các mục tiêu: Đảm bảo điều kiện làm việc tối ưu để công trình thực hiện tốt nhất chức năng kỹ thuật của nó đồng thời giảm thiểu những hư hỏng công trình trong thời gian vận hành, tăng hiệu quả của công trình. B. Nội dung công tác bảo trì và duy tu công trình thủy lợi Trình tự của công tác bảo trì và duy tu công trình thuỷ lợi C. Phạm vi và trách nhiệm của công tác bảo trì và duy tu công trình thuỷ lợi cấp xã a) Phân cấp phạm vi bảo trì, duy tu sửa chữa công trình thuỷ lợi Theo quy định quản lý chất lượng công trình thuỷ lợi ban hành kèm theo quyết định số 91/2001/QĐ-BNN-KHCN ngày 11/9/2001 của Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn quy định các vấn đề về bảo hành xây lắp và bảo trì công trình thuỷ lợi. Điều 16 quy định về bảo hành công trình thuỷ lợi. Đối với các công trình thuỷ lợi nhỏ thuộc dự án giảm nghèo thời gian bảo hành công trình là 12 tháng. Thời gian bảo hành được tính từ khi ký văn bản nghiệm thu bàn giao Kiểm tra Thường xuyên Đánh giá nguyên nhân Biện pháp công trình Phương pháp sửa chữa, khắc phục công trình đưa vào khai thác sử dụng. Như vậy thời gian bảo trì, duy tu công trình bắt đầu từ thời điểm thời gian bảo hành hết hiệu lực tức là sau 12 tháng kể từ khi công trình thuỷ lợi được bàn giao cho xã. Điều 17 quy định công tác bảo trì duy tu công trình thuỷ lợi là yêu cầu bắt buộc theo luật pháp về chất lượng nhằm duy trì khả năng làm việc của công trình theo thời gian do thiết kế và nhà chế tạo quy định. Thời gian bảo trì công trình được tính từ ngày nghiệm thu đưa công trình vào khai thác sử dụng cho đến khi hết niên hạn sử dụng. Cũng theo điều 17 bảo trì công trình thuỷ lợi được quy định theo 04 cấp: - Duy tu, bảo dưỡng - Sửa chữa nhỏ - Sửa chữa vừa - Sửa chữa lớn Công tác bảo trì được phân công trách nhiệm như sau: - Đối với cấp duy tu, bảo dưỡng định kỳ và thường xuyên do người dân hưởng lợi chịu trách nhiệm thực hiện - Đối với cấp sửa chữa nhỏ Công ty quản lý khai thác công trình thuỷ lợi tỉnh chịu trách nhiệm bảo trì theo định kỹ hàng năm. - Đối với cấp sửa chữa vừa và lớn thì tuỳ theo quy mô và tính chất phức tạp của công trình, Công ty khai thác công trình thuỷ lợi tỉnh lập dự án đầu tư hoặc báo cáo đầu tư theo quy định của quy chế QLĐTXD trình cấp có thẩm quyền xem xét và phê duyệt. b) Vai trò và trách nhiệm của người dân trong khu vực hưởng lợi Trên cơ sở quy định quản lý chất lượng công trình đã phân công sau khi công trình được bàn giao cho Xã, vai trò và trách nhiệm của người dân trong vùng hưởng lợi là tiến hành duy tu, bảo dưỡng định kỳ công trình bắt đầu từ thời điểm nghiệm thu công trình cho đến hết niên hạn sử dụng. Nhân dân trong vùng hưởng lợi phải ý thức được rằng những công trình được bàn giao cho Xã là tài sản của chính mình, vì vậy trong quá trình công trình vận hành, người dân trong khu vực hưởng lợi phải tự mình thường xuyên tổ chức các Đội bảo dưỡng định kỳ công trình mỗi tháng một lần, kiểm tra công tác vận hành công trình, kiểm tra các hư hỏng và sự cố của công trình, phát hiện các nguyên nhân hoặc các yếu tố gây hư hỏng công trình. Nếu phát hiện công trình vận hành sai quy trình phải chấn chỉnh kịp thời, lập ra nội quy và quy trình vạn hành cho công trình đó. Nếu phát hiện hư hỏng nhỏ liên quan đến công tác thủ công như đào đắp thì chỉ cần huy động lao động công ích của nhân dân tiến hành sửa chữa kịp thời. Nếu phát hiện các hư hỏng muốn sửa chữa cần đến vật tư vật liệu phải báo ngay cho các đại diện của công ty khai thác công trình thuỷ lợi tại địa bàn để có kế hoạch sửa chữa kịp thời. Nếu phát hiện thấy hư hỏng lớn hoặc nguy cơ hư hỏng lớn Xã cần có báo cáo lên các cấp Huyện, Tỉnh để có kế hoạch sửa chữa lớn. Vai trò và trách nhiệm của người dân trong vấn đề này là vô cùng quan trọng. Nếu không quan tâm đúng mức đến công tác này công trình sẽ không đảm bảo được tuổi thọ, nhanh chóng hư hỏng từng phần và dẫn đến công trình không làm việc được, ngoài việc lãng phí tài sản và công sức của Nhà nước, của nhân dân còn ảnh hưởng sâu sắc đến sản xuất và quyền lợi của chính bà con vùng hưởng lợi. Duy tu và bảo dưỡng là nhiệm vụ thường xuyên trong quản lý vận hành nhằm phát hiện, bổ khuyết, sửa chữa kịp thời những hư hỏng nhẹ tuy chưa ảnh hưởng đến điều kiện làm việc bình thường của công trình, nhưng nếu để lâu sẽ dẫn đến giảm chất lượng, hư hỏng nặng thêm. Công trình có sẵn sàng ở trạng thái hoạt động tốt hay không, chính là do công tác duy tu và bảo dưỡng. Nội dung của công tác duy tu bảo dưỡng công trình gồm: 3.4.2 Duy tu và bảo dưỡng máy móc và kết cấu thép - Thường xuyên lau chùi máy móc, làm vệ sinh sạch sẽ tất cả các bộ phận kết cấu; - Kiểm tra thường nhật và định kỳ để phát hiện kịp thời các sai lệch, khuyết thiếu, hư hỏng mức độ nhẹ của các máy nâng, xe thả phai, thiết bị quan trắc, cửa van, các chi tiết kết cấu thép (như các bu lông, rivê, các mối hàn); - Thay thế dầu mỡ và các chi tiết mau hỏng, đánh gỉ và sơn lại; - Sửa chữa kịp thời những hư hỏng nhẹ của các bộ phận chuyển động, chịu lực xung kích dễ dẫn đến hư hỏng nặng, sự cố. 3.4.3 Duy tu và bảo dưỡng công tác đất - Diệt trừ mối và các sinh vật trong các hang, hốc ở thân đê, đập, sau đó đào rãnh, hoăc khoan phụt vữa lấp lại. - Tu bổ, sửa chữa thường xuyên rãnh thoát nước, các lớp gia cố bảo vệ mái đập thượng và hạ lưu. - Các mái đê, đập bị bào mòn, sạt lở do mưa lũ cần phải đắp lại, trồng cỏ và làm lại các lớp gia cố bảo vệ mái. - Sửa chữa mặt đê, đập bi nứt như sau: + Trong trường hợp chỉ có vết nứt đơn lẻ không quá sâu thì có thể đào hố hình nêm đến độ sâu lớn hơn đáy vết nứt 0,3 đến 0,5 m với bề rộng đáy tối thiểu 0,5 m rồi đắp đất đầm chặt lại. + Trường hợp có nhiều vết nứt nghiêm trọng với chiều sâu lớn không thể đào để đắp lại được thì phải khoan phụt hỗn hợp vữa đất-xi măng để bịt kín. 3.4.4 Duy tu và bảo dưỡng công tác bê tông và kết cấu xây lát - Khi các khối bê tông có vết nứt ở mặt ngoài, có thể dùng vữa xi măng pha phụ gia cường độ cao (hoặc phụ gia chống thấm khi yêu cầu chống thấm) để bịt lại bằng phương pháp trát (khi vết nứt nông) hoặc khoan phụt (khi nhiều vết nứt lớn và sâu). - Khi lớp bê tông bề mặt bị xốp, bị nổ tróc lên do xâm thực thì cần đục bỏ, quét lớp vữa phụ gia cường độ cao, sau đó ốp cốp pha đổ bê tông lại phần đã đục bỏ đi. - Các khe co giãn phòng lún bị hở ra, cần đổ nhựa đường nóng chảy bịt kín lại để chống thấm và chống xâm thực bê tông. - Trước khi tháo nước qua cống, cần dọn sạch đá sỏi để tránh gây bào mòn sân tiêu năng. 3.4.5 Duy tu và bảo dưỡng kết cấu gỗ - Chống mục gỗ bằng việc quét phủ lên lớp thuốc chống nấm. - Kiểm tra, xiết chặt lại các bu lông, các thanh giằng, tăng đơ. - Xiết chặt lại các đai cột gỗ. - Thay thế các thanh gỗ đã bị mục, mối, mọt. 3.4.6 Nội dung công tác kiểm tra bảo trì công trình thủy lợi Công tác duy tu và bảo dưỡng công trình gắn liền với việc kiểm tra và sửa chữa công trình. Công việc kiểm tra thường xuyên, sửa chữa nhanh chóng và kịp thời sẽ góp phần to lớn trong việc kéo dài tuổi thọ của công trình. a) Kiểm tra hồ chứa nước Định kỳ kiểm tra hồ chứa nước, thời gian được tiến hành trước mùa mưa lũ vào tháng 5 hàng năm, trong thời gian mùa lũ 1 tháng/1lần. Nội dung kiểm tra: + Kiểm tra xung quanh bờ hồ chứa: hiện tượng thẩm lậu nước, sạt lở bờ hồ, vấn đề bồi lắng lòng hồ, các vị trí bồi lấp. + Kiểm tra nguồn sinh thuỷ và lưu vực hình thành hồ chứa + Kiểm tra vận hành hồ, tình hình tích nước, điều tiết nước trong năm. Sau khi kiểm tra có báo cáo từng đợt, hàng năm có báo cáo định kỳ cho Xã, nếu phát hiện có hư hỏng báo cáo ngay cho Xã, tuỳ mức độ có thể tự sửa chữa hoặc báo cáo lên cấp trên. b) Kiểm tra đập dâng và đập tràn Công tác kiểm tra đập dâng nước và đập tràn được tiến hành trước mùa mưa lũ vào tháng 5 hàng năm và trong thời gian có mưa lũ 1 tháng/1lần. Nội dung kiểm tra: - Kiểm tra đập dâng nước + Mái thượng hạ lưu: tình hình sạt lở mái thượng hạ lưu, + Đỉnh đập: tình hình lún sụt, với đập bê tông xem xét tình hình nứt nẻ, chuyển vị dọc, chuyển vị ngang. + Vật thoát nước hạ lưu: Kiểm tra sự làm việc bình thường thông qua độ đục của dòng thấm khi hồ chứa ở MNDBT. + Kiểm tra tình hình thấm qua thân đập, lưu lượng thấm, vị trí thấm. - Kiểm tra đập tràn + Xem xét bề mặt tràn, bề mặt bai, tình hình rỗ mặt + Kiểm tra tình hình lún sụt, nứt nẻ thông qua chênh lệch mực nước tràn. + Kiểm tra sân tiêu năng và sân sau, tình hình xói, nứt nẻ, khả năng tiêu năng dòng chảy. + Kiểm tra các mực nước trong quá trình tháo lưu lượng lũ. + Kiểm tra khả năng tháo lũ. c) Kiểm tra cống lấy nước Công tác kiểm tra cống lấy nước được tiến hành trong thời gian mùa kiệt (từ tháng 11 đến tháng 3) hàng năm 2 lần/1tháng, nội dung kiểm tra: - Kiểm tra rò rỉ thẩm lậu mang cống lấy nước - Kiểm tra khả năng lấy nước của cống tại các cao trình hồ chứa. - Kiểm tra rò rỉ của cửa van cống - Kiểm tra bồi lắng cửa cống lấy nước. - Kiểm tra sụt lở, nứt nẻ tường cánh cống. d) Kiểm tra hệ thống kênh tưới Công tác kiểm tra cống lấy nước được tiến hành thường xuyên quanh năm 1lần/tháng, nội dung kiểm tra: - Kiểm tra bề mặt của tuyến kênh tưới + Kênh đất xem xét các vị trí sạt lở, thẩm lậu nước + Kênh xây các vị trí bóc lớp trát, sụt lún, thẩm lậu nước. - Kiểm tra lưu lượng tại các vị trí đầu kênh nhánh. e) Kiểm tra các công trình trên kênh - Kiểm tra kết cấu và điều kiện làm việc của các công trình trên kênh + Cầu máng: có lún sụt so với kênh hai đầu, độ dốc đáy cầu. + Cống qua đường: xem xét bẹp, vỡ do các phương tiện đi lại. + Tràn băng, cống luồn: có thoát được lưu lượng nước khi có mưa lũ? Có gây lấp kênh? Có bị cây cối làm tắc không?. + Cửa chia nước có lấy đủ nước cho các vị trí cần tưới ? Có đủ chiều cao cột nước trong kênh không?. 3.5. PHÒNG CHỐNG LŨ CHO CÔNG TRÌNH THỦY LỢI 3.5.1 Mục đích, yêu cầu và nội dung Nước ta nằm trong vùng địa lý nhiệt đới gió mùa thường xuyên xảy ra lũ lớn. Vì vậy, phòng chống lũ cho công trình thuỷ lợi là nhiệm vụ thường xuyên hàng năm không thể thiếu được nhằm giảm thiểu thiệt hại về người và của ở các địa phương, tránh các sự cố, hư hỏng, thậm chí các thảm hoạ có thể xảy ra nếu hồ chứa lớn bị vỡ. Nội dung phòng chống lũ cho công trình thuỷ lợi bao gồm: - Dự báo lũ hàng năm (dự báo dài hạn) để có kế họạch phòng chống và dự báo ngắn hạn (cho từng trận lũ) để phục vụ cho phương án vận hành hồ chứa hợp lý nhất. - Lập phương án công trình phòng lũ như bố trí công trình xả lũ tạm, công trình xả lũ kiểu cầu chì, công trình phân lũ, công trình làm chậm lũ. - Chuẩn bị đầy đủ vật tư, vật liệu, phương tiện đảm bảo giao thông, thông tin để dự phòng chống lũ tại chỗ như đá hộc, rọ thép, bao tải, tre, xuồng cứu hộ . - Huấn luyện kỹ thuật và thao diễn thực tập chống lũ lụt. 3.5.2 Một số biện pháp tình thế chống lũ Khi có lũ vượt quá lũ thiết kế, nước tràn qua đỉnh đập, đe doạ an toàn của đập, có thể xử lý như sau: - Đắp con trạch trên đỉnh đập bằng đất, bao tải đất, gỗ tấm, cọc để tạm thời nâng cao đỉnh đập. - Mở thêm tràn tạm để tăng khả năng tháo lũ, giảm thấp mực nước hồ. Khi trong hồ có sóng lớn làm hỏng lớp bảo vệ mái, xói lở mái đập có thể xử lý bằng cách: - Giảm bớt tác động của sóng vào mái đập bằng việc thả các bè nổi ghép bằng các cây gỗ, tre còn nguyên cành, các bó cành cây. - Củng cố mái đập bằng cách thả các bó rồng tre, rọ đá. Khi phát hiện có nước đục rò rỉ ra hạ lưu đập, hoặc có nước thẩm lậu ra từ các hang hốc cần khẩn cấp làm tầng lọc ngược, đón và dẫn nước thấm thoát ra ngoài bằng các máng, tránh làm sũng đất gây sạt lở; đồng thời, tìm các cửa hang, vết nứt ở mái đập thượng lưu để bịt lại bằng đất sét. Khi mái đập đất bị sạt lở, trước hết làm tầng lọc ngược, đón và dẫn nước thấm thoát ra ngoài, không để khối trượt ngậm nước, sạt trượt phát triển thêm; sau đó xếp bao tải cát hộ chân, đắp lại mái dốc ổn định. Khi dòng chảy gây xói lở hạ lưu cống có thể xử lý theo các cách sau: - Thả các bó cành cây, rọ đá để lấp hố xói, - Thả rọ đá, bao tải đất ở hạ lưu hố xói để làm đập tràn tạm nâng cao mực nước và giảm xói lở, - Thả rồng tre, rọ đá tạo kè bảo vệ bờ lòng dẫn thoát lũ. Ch­¬ng Iv CÔNG TÁC QUAN TRẮC TRONG CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI 4.1. MỤC ĐÍCH Quan trắc là nhiệm vụ không thể thiếu trong quản lý, khai thác công trình thuỷ lợi. Ngay trong quá trình thiết kế, đặc biệt là khi thi công phải chú ý đặt và chôn các thiết bị quan trắc, bố trí phương tiện và thiết bị để kiểm tra, bảo dưỡng và sửa chữa công trình. Các số liệu kết quả quan trắc là tài liệu rất quan trọng để phân tích, kiểm tra, kiểm định kết quả tính toán, xác định các nguyên nhân gây ra hư hỏng, sự cố, đề ra giải pháp sửa chữa, cũng như phục vụ cho công tác tổng kết nghiên cứu khoa học. 4.2. YÊU CẦU Công tác quan trắc phải đáp ứng một số yêu cầu sau đây: - Quan trắc đầy đủ các thông số phục vụ cho các chuyên đề cần nghiên cứu, ví dụ như: Mực nước, lưu tốc để phục vụ xác định lưu lượng dòng chảy qua công trình, mực nước ngầm, áp lực nước lỗ rỗng, lún bề mặt để xác định đường bão hoà và quá trình cố kết thấm - Thời gian và số lần quan trắc phải đủ mức chi tiết cần thiết để nghiên cứu, ví dụ, đối với lũ lớn nhưng thời gian lũ lên và lũ rút ngắn thì cần tăng số lần đo mực nước và lưu tốc - Cần quan trắc đồng thời các hiện tượng khi chúng có quan hệ hữu cơ với nhau, ví dụ như để đánh giá ổn định và độ bền của các đập bằng vật liệu tại chỗ cần quan trắc đồng thời về thấm, ứng suất và biến dạng tại các điểm trong thân đập. - Từ kết quả đo đạc được cần chỉnh biên, lập các bảng biểu, xây dựng dữ liệu để phân tích, đánh giá và rút ra kết luận. 4.3. PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ QUAN TRẮC Các phương pháp quan trắc thường dùng bao gồm: - Quan trắc bằng mắt những hiện tượng dễ nhìn thấy như nứt nẻ, sạt lở, rò rỉ nước, lún bề mặt - Lắp đặt cố định các thiết bị đo ở bề mặt công trình như máy thăng bằng đo lún, máy đo biến dạng, máy đo mực nước tự ghi - Lắp đặt cố định các thiết bị đo ở bên trong thân công trình như máy đo nhiệt độ, độ ẩm, áp lực đất, áp lực nước lỗ rỗng, biến dạng - Dùng các thiết bị di động cho từng đợt quan trắc cần thiết như máy ảnh, máy quay video, máy đo lưu tốc, máy đo siêu âm dò khuyết tật, máy đo sâu hồi âm Thiết bị đo có nhiều loại khác nhau, tuỳ theo mục đích đo và độ chính xác yêu cầu, ví dụ: - Dụng cụ đo đơn giản như thước đo dài, phao, ống dẫn thăng bằng. Các dụng cụ đơn giản này được dùng trong các trường hợp cần xác định nhanh hiện tượng xảy ra, không đòi hỏi độ chính xác cao. - Thiết bị quan trắc quang học như các máy đo thăng bằng để đo lún, máy laser để kiểm tra và hiệu chỉnh độ nâng đều của các cửa van. - Các thiết bị quan trắc dùng nguyên lý đo điện, bán dẫn, điện tử và vi mạch như các đầu đo sóng, áp lực nước lỗ rỗng, áp lực đất, biến dạng. - Các máy móc, thiết bị quan trắc hiện đại hiện nay thường được thiết kế theo nguyên lý mạng. Các tín hiệu đo được chuyển về thiết bị vi xử lý thành các tín hiệu số, sau đó được xử lý, hiệu chỉnh, phân tích trên máy tính nhờ có các phần mềm chuyên dụng. 4.4 QUAN TRẮC CÁC CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI Đối với các công trình đầu mối thuỷ lợi nội dung quan trắc chủ yếu bao gồm: - Diễn biến mực nước ở thượng lưu và ở hạ lưu công trình và ở trong kênh, - Phân bố lưu tốc và lưu lượng tháo qua đập tràn, lưu lượng nước lấy vào kênh, - Phân bố của dòng bùn cát lơ lửng và bùn cát đáy, bồi lắng thượng lưu trước cửa lấy nước, - Xói lở và sự hạ thấp mực nước ở hạ lưu, - Tình hình sạt lở bờ hồ chứa, - Tình hình lún bề mặt và hư hỏng bề mặt công trình, - Diễn biến đường bão hoà, lưu lượng thấm và biến hình thấm của thân, nền và hai bên vai công trình, - Mức độ nứt nẻ, độ võng, rò rỉ của các kết cấu bê tông, bê tông cốt thép, kết cấu thép, - Hiện tượng xâm thực, ăn mòn bê tông và đá nền, - Hiện tượng khí thực và chấn động của các công trình tháo nước, - Đối với các đập cao còn đòi hỏi quan trắc chuyển vị dọc theo phương dòng chảy, chuyển vị theo phương ngang, áp lực nước kẽ rỗng trong tường lõi, tường nghiêng, sân phủ, biến dạng của các bộ phận chịu lực lớn và chống thấm, áp lực nước sau màng chống thấm . Hình 2-1 Sơ đồ bố trí ống đo áp trong thân đập và sau màng chống thấm Hình 2-2 Sơ đồ bố trí dụng cụ quan trắc trong đập đất 1- thiết bị đo áp lực chấn động, 2- ống đo áp lực nước ngầm, 3- mốc quan trắc lún