Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
354
ẢNH HƯỞNG CỦA VỠ ĐẬP TRỊ AN ĐẾN NGẬP LỤT
VÙNG HẠ LƯU SÔNG SÀI GÒN - ĐỒNG NAI
Đặng Đồng Nguyên1, Lê Thị Hòa Bình1
1Cơ sở 2, Đại học Thủy lợi, email: nguyendd@tlu.edu.vn, binhlth@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG
Hồ thủy điện Trị An nằm trên địa bàn
huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai, cách thành
phố Hồ Chí Minh 65km về phía Đông Bắc.
Hồ được hình thành do việc đắp đập ngăn
sông Đồng Nai, với chiều dài đập chính
420m và chiều rộng là 40m. Hồ Trị An với
diện tích mặt nước 323 km2 và tổng dung tích
hồ lên đến 2.76 tỷ m3, đã và đang góp phần
rất lớn vào việc sản xuất điện năng (1.7 tỷ
kWh mỗi năm), cấp nước cho nông nghiệp,
sinh hoạt, đẩy mặn, điều tiết lũ, v.v… góp
phần rất lớn trong việc phát triển kinh tế, xã
hội cho các tỉnh miền Đông Nam Bộ.
Hình 1. Khu vực hạ lưu hồ Trị An
Trong thời đại hiện nay, quy trình thiết kế
và xây dựng đập ngày càng hiện đại và an
toàn hơn. Tuy nhiên, không thể phủ nhận
rằng, nguy cơ vỡ đập vẫn tồn tại. Vì thế,
thông qua mô hình toán học và vật lý, có thể
xây dựng được quá trình dòng chảy lũ, bản
đồ ngập lụt, từ đó thiết lập các kế hoạch cảnh
báo lũ sớm, phòng tránh tối đa thiệt hại có
thể do vỡ đập gây ra.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp được sử dụng để đánh
giá mức độ ảnh hưởng của vỡ đập Trị An
trong nghiên cứu này là mô hình số và mô
hình thực nghiệm. Cụ thể, hai mô hình NWS
DAMBRK và MIKE 11 ENERGY sẽ được
sử dụng để mô phỏng cơ chế vỡ đập. Trong
khi đó mô hình MIKE FLOOD- một mô hình
được phát triển bởi tập đoàn DHI, Đan Mạch-
sẽ được dùng để nghiên cứu, phân tích vùng
ngập lụt.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Kết quả mô phỏng ngập lụt bằng mô hình
MIKE FLOOD được thiết lập với bước thời
gian là 1 giờ trong mô hình hai chiều. Cơ
chế vỡ đập được áp dụng trong nghiên cứu
là vỡ đập do nước tràn qua đỉnh đập và vỡ
đập do thân đập bị phá hoại do xói ngầm.
Kết quả chi tiết về thời gian lũ đến và các
khu vực bị ngập lụt cho hai kịch bản trên sẽ
được liệt kê trong bảng 1.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
355
Bảng 1. So sánh diện tích ngập do vỡ đập của hai trường hợp
3.1. Kết quả vỡ đập do chảy tràn
Kết quả từ mô hình cho thấy mức độ ngập
lụt vùng hạ lưu hồ Trị An khi đập vỡ sau
khoảng thời gian 1, 5, 11 và 30 giờ. Từ kết quả
trên có thể thấy rằng độ sâu ngập lụt có thể lên
đến 12m, và giảm dần về phía hạ lưu. Sau 30
giờ, diện tích ngập lụt được mở rộng đến địa
bàn các tỉnh Bình Dương, Đồng Nai và thành
phố Hồ Chí Minh, tuy nhiên, độ sâu cột nước
đã được giảm đáng kể, chỉ ngập khoảng 1m
cho điểm xa nhất.
Hình 2. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
1 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 3. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
5 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 4. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
11 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 5. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
30 giờ sau khi vỡ đập Trị An
3.2. Kết quả vỡ đập do xói ngầm
Hình 6, 7, 8, 9 mô tả độ ngập sâu của nước
ở hạ lưu sau 1, 5, 11, 30 giờ đập Trị An bị vỡ.
Kết quả cho thấy, mức độ ngập lụt ở hạ lưu khi
đập Trị An bị vỡ do nguyên nhân xói ngầm lớn
hơn so với nguyên nhân bị phá hủy do nước
tràn qua đỉnh đập. Cụ thể, sau 1 giờ đập bị vỡ,
với cùng độ sâu ngập lụt nhưng phạm vi bị
ngập do xói ngầm lớn hơn 17% so với nguyên
nhân còn lại. Sau 30 giờ đập vỡ, diện tích ngập
lụt đã mở rộng phạm vi lên đến 412.4 km2.
Thời gian sau khi đập vỡ (h)
1
3
5
7
9
20
30
Diện tích
ngập sau khi
đập vỡ, do:
(km2)
Chảy tràn
(Overtopping)
14.3
56
113.7
144.6
182
344.5
406.8
Xói ngầm
(Piping)
17.3
61
122.8
157.8
194.3
360.2
412.4
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2015. ISBN: 978-604-82-1710-5
356
Hình 6. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
1 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 7. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
5 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 8. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
11 giờ sau khi vỡ đập Trị An
Hình 9. Độ sâu ngập lụt ở hạ lưu -
30 giờ sau khi vỡ đập Trị An
4. KẾT LUẬN
Khi sự cố đập Trị An bị vỡ, nó sẽ ảnh
hưởng nghiêm trọng đến vùng hạ lưu, đe dọa
trực tiếp đến tính mạng và tài sản của hàng
triệu người, có thể kéo nền kinh tế của khu
vực đình trệ trong nhiều năm. Nghiên cứu
này đã dựa trên hai cơ chế vỡ đập - vỡ do
nước tràn qua đỉnh đập và vỡ do nước phá
hủy từ trong thân đập - để chỉ ra mức độ
nghiêm trọng khi đập vỡ cũng như xác định
được bản đồ ngập lụt của khu vực. Đây được
xem là tài liệu cần thiết để lập các chương
trình tuyên truyền cho người dân, các kế
hoạch cảnh báo lũ, kế hoạch sơ tán người
dân, giảm thiểu các thiệt hại do sự cố này xảy
ra. Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu và các hiện
tượng khí hậu cực đoan cũng nên được xem
xét đến như là những nguyên nhân có thể gây
ra vỡ đập.
5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Coleman, S., Andrews, D., and Webby,
M. G., 2002. Overtopping Breaching of
No cohesive Homogeneous Embankments.
In: Journal of Hydraulic Engineering.
[2] DHI Water & Environment, 2009. Dam
and Reservoirs – Dam and Levee Failure
Modeling and Mapping. MIKE
Documentation. DHI Group, California.
[3] Foster, M., & Fell, R., 2001. Assessing
embankment dam filters that do not satisfy
design criteria. In: Journal of Geotechnical
and Geo-environmental Engineering.
[4] Schmocker, L. and Hager, W. H., 2009.
Modelling dike breaching due to
overtopping. In: Journal of Hydraulic
Research.