Nghiên cứu khả năng áp dụng giải pháp đập hở khung thép ngăn lũ bùn đá tại khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (5V): 28–37<br /> <br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ÁP DỤNG GIẢI PHÁP ĐẬP HỞ<br /> KHUNG THÉP NGĂN LŨ BÙN ĐÁ TẠI KHU VỰC<br /> MIỀN NÚI PHÍA BẮC VIỆT NAM<br /> <br /> Nguyễn Trung Kiêna,∗, Nguyễn Trần Hiếua , Hoàng Tuấn Nghĩaa<br /> a<br /> Khoa Xây dựng dân dụng và Công nghiệp, Trường Đại học Xây dựng,<br /> Số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam<br /> Nhận ngày 30/08/2019, Sửa xong 09/09/2019, Chấp nhận đăng 09/09/2019<br /> <br /> <br /> Tóm tắt<br /> Lũ bùn đá là một dạng lũ mang theo nhiều vật rắn, xảy ra phổ biến ở khu vực miền núi gây thiệt hại lớn về<br /> người và tài sản. Với mục tiêu giảm nhẹ thiệt hại do lũ bùn đá gây ra, nhiều giải pháp công trình và phi công<br /> trình đã được nghiên cứu áp dụng, trong đó giải pháp đập ngăn bùn đá được chứng minh là một trong những<br /> giải pháp hữu hiệu. Đập ngăn bùn đá đã được áp dụng rộng rãi tại Nhật Bản, Đài Loan, Áo... và đóng vai trò<br /> quan trọng trong quản lý, phát triển lưu vực sông. Tuy nhiên, giải pháp này tại Việt Nam hiện nay còn ít được<br /> nghiên cứu và chưa được áp dụng thử nghiệm. Bài báo giới thiệu một nghiên cứu về giải pháp đập ngăn bùn<br /> đá bằng khung thép dạng hở. Bài báo được cấu trúc gồm hai phần chính: phần đầu giới thiệu tổng quan về giải<br /> pháp đập ngăn bùn đá và các bước cơ bản thiết kế đập ngăn bùn đá bằng khung thép dạng hở. Phần hai trình<br /> bày kết quả khảo sát thực địa tại khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam qua đó đề xuất một vị trí cụ thể có khả<br /> năng áp dụng giải pháp này.<br /> Từ khoá: thiên tai; lũ bùn đá; đập ngăn bùn đá; kết cấu thép; miền núi phía Bắc Việt Nam.<br /> A STUDY ON THE ABILITY TO APPLY STEEL OPEN-TYPE DAMS AGAINST DEBRIS FLOW IN THE<br /> NORTHERN MOUNTAINOUS AREAS OF VIETNAM<br /> Abstract<br /> Debris flows are the multiphase flow of hyper-concentrated mixtures of coarse sediment, driftwood and other<br /> solid materials in water. Debris flow disasters occur frequently in mountainous areas causing loss of life and<br /> damaging property. In order to prevent debris flows, many countermeasures have been used including nonstruc-<br /> tural and structural measures in which sabo dam (debris flow breaker) is one of the most effective solutions.<br /> This kind of measure has been widely used in Japan, Taiwan, Austria, etc. and plays an important role in the<br /> management and development of the river basin. However, sabo dam has not been fully studied and applied<br /> in Vietnam. This paper aims at presenting a study of steel open-type sabo dam. The article consists of two<br /> main parts: the first part introduces an overview of the sabo dam solution and the basic steps to design this<br /> kind of structure. The second part presents the results of field surveys in the northern mountainous areas of<br /> Vietnam where frequently subjected to the debris flow, thus proposing a feasibility location which is suitable<br /> for applying pilot sabo dam.<br /> Keywords: natural disaster; debris flow; sabo dam; steel structure; northern mountainous areas of Vietnam.<br /> c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)<br /> https://doi.org/10.31814/stce.nuce2019-13(5V)-04 <br /> <br /> <br /> ∗<br /> Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: kiennt3@nuce.edu.vn (Kiên, N. T.)<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 28<br />  Kiên, N. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> 1. Giới thiệu<br /> <br /> Lũ bùn đá là loại hình thiên tai xảy ra khi mưa lớn tập trung trong thời gian ngắn, hoặc mưa kéo<br /> dài nhiều ngày, trong những khu vực có địa hình chia cắt, độ dốc lưu vực và độ dốc sông suối lớn,<br /> nhất là các lưu vực có độ dốc từ 20◦ đến 30◦ , độ ổn định của lớp đất mặt yếu do quá trình phong hóa,<br /> độ che phủ của thảm thực vật thấp do bị tàn phá, làm mất độ giữ đất của rễ cây, giữ nước của lớp thảm<br /> phủ thực vật. Ngoài ra, việc khai thác lưu vực, hoạt động chặt phá rừng, xây dựng các hồ chứa, cắt xẻ,<br /> san gạt sườn đồi, núi. . . cũng làm mất độ giữ đất, giữ nước của rễ cây, mất ổn định sườn dốc, giảm độ<br /> liên kết của đất đá, tăng khả năng xói mòn. Lũ bùn đá thường xảy ra bất ngờ, trong phạm vi hẹp, thời<br /> gian ngắn. Dòng chảy lũ bùn đá chứa nhiều bùn, cát, sỏi, đá kích thước lớn; vận tốc dòng chảy có thể<br /> đạt tới hàng chục m/s, vì thế sức tàn phá của nó là hết sức khủng khiếp.<br /> Ngoài việc gây ra thay đổi hình thái lòng suối, phá huỷ sườn dốc, lũ bùn đá còn được đánh giá<br /> hết sức nguy hiểm, gây thiệt hại nặng nề đến tính mạng và tài sản của người dân trong khu vực bị ảnh<br /> hưởng. Hơn nữa, do tính chất xảy ra nhanh, đột ngột nên lũ bùn đá thường rất khó phòng tránh [1, 2].<br /> Do vậy, hiểu được bản chất vận động của dòng lũ bùn đá, nghiên cứu đề xuất các biện pháp phòng<br /> ngừa là rất quan trọng trong việc quản lý hiệu quả rủi ro lũ bùn đá ở lưu vực sông, suối cũng như bảo<br /> vệ khu vực hạ du nhằm giảm tối đa thiệt hại về người và tài sản.<br /> Tại Việt Nam trong những năm gần đây, do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, tình hình thiên tai ở<br /> các tỉnh miền núi phía Bắc ngày càng diễn biến phức tạp, đặc biệt là hiện tượng lũ quét, lũ bùn đá,<br /> sạt lở đất xảy ra ở nhiều nơi, với mức độ ngày càng gia tăng, gây thiệt hại nghiêm trọng về người, tài<br /> sản và môi trường sinh thái. Theo số liệu thống kê, từ năm 2000 đến 2015 đã xảy ra 250 đợt lũ quét,<br /> lũ bùn đá, sạt lở đất ảnh hưởng tới các vùng dân cư, làm chết và mất tích 646 người, bị thương 351<br /> người; hơn 9.700 căn nhà bị đổ trôi; nhiều công trình công cộng, dân sinh kinh tế bị phá hủy, hư hỏng<br /> nặng nề, tổng thiệt hại ước tính trên 3.300 tỷ đồng. Năm 2017, lũ quét, lũ bùn đá đặc biệt nghiêm<br /> trọng trên diện rộng tại các tỉnh miền núi: tại huyện Mường La (tỉnh Sơn La), huyện Mù Cang Chải<br /> (tỉnh Yên Bái) vào đầu tháng 8, tại các huyện Tân Lạc, Đà Bắc, TP Hoà Bình (tỉnh Hòa Bình) vào<br /> giữa tháng 10. Lũ quét, lũ bùn đá trong năm 2017 đã làm 71 người chết và mất tích [3, 4]. Cuối tháng<br /> 6/2018, tuy chưa vào cao điểm mùa mưa lũ, nhưng mưa lớn bất thường tại Lai Châu, Hà Giang đã gây<br /> lũ quét, lũ bùn đá, sạt lở đất hết sức nghiêm trọng làm 33 người chết và mất tích; nhiều tuyến đường<br /> tỉnh lộ, quốc lộ bị sạt lở nghiêm trọng, tổng thiệt hại ước tính lên đến 535 tỷ đồng. Ngay sau đó, vào<br /> tháng 7/2018, do ảnh hưởng của áp thấp nhiệt đới, mưa lớn đã gây lũ quét, lũ bùn đá tại Thanh Hoá,<br /> Yên Bái làm 32 người chết và mất tích, 17 người bị thương, 5.549 nhà phải di dời khẩn cấp.<br /> Trước những thiệt hại to lớn về người và tài sản do lũ bùn đá trong thời gian gần đây, yêu cầu<br /> nghiên cứu, ứng dụng các giải pháp khoa học công nghệ để phòng, chống và giảm nhẹ các thiệt hại<br /> do loại hình thiên tai này gây ra trở nên vô cùng cấp thiết. Hiện nay trên thế giới, nhiều giải pháp hỗ<br /> trợ cảnh báo, giảm nhẹ rủi ro lũ bùn đá đã được nghiên cứu và phát triển. Những giải pháp này có thể<br /> chia thành hai nhóm chính: nhóm giải pháp phi công trình và nhóm giải pháp công trình. Nhóm giải<br /> pháp phi công trình nhằm mục đích phục vụ chủ yếu cho công tác quan trắc, cảnh báo, dự báo, quy<br /> hoạch sử dụng đất [5–7]. Trong khi đó nhóm giải pháp công trình tập trung vào việc giảm thiểu rủi ro<br /> do lũ bùn đá gây ra, đặc biệt tại các khu vực có ý nghĩa kinh tế - xã hội quan trọng. Nhóm giải pháp<br /> công trình có thể bao gồm: phân dòng lũ, điều tiết dòng chảy; mở rộng khẩu độ thoát lũ, khơi thông<br /> đường thoát lũ, gia cường công trình vùng cửa suối để chịu được tác động của dòng lũ bùn đá; chống<br /> trượt lở đất đá theo sườn dốc; kè chống sạt lở dọc lòng suối; lưới thép ngăn lũ bùn đá; xây dựng đập<br /> ngăn bùn đá [8–10]. Trong đó, việc sử dụng đập ngăn bùn đá là một trong những giải pháp hiệu quả.<br /> Đây là một dạng đập nhỏ, xây dựng qua suối hoặc kênh để giảm tốc độ dòng chảy đồng thời giữ lại đá<br /> lớn. Giải pháp này đã được áp dụng rộng rãi tại nhiều quốc gia trên thế giới như Nhật Bản, Đài Loan,<br /> <br /> 29<br />  Kiên, N. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> Áo... [8, 11, 12], và đã đóng vai trò quan trọng trong quản lý, phát triển lưu vực sông. Riêng ở Nhật<br /> Bản, theo thống kê đã có trên 2000 công trình đập ngăn bùn đá được xây dựng. Tuy nhiên, cho đến<br /> nay, đập ngăn bùn đá còn ít được nghiên cứu và chưa được áp dụng thử nghiệm tại Việt Nam.<br /> Với mục tiêu nghiên cứu, đánh giá khả năng áp dụng của đập ngăn bùn đá nói chung và đập dạng<br /> hở cấu tạo bằng khung thép nói riêng nhằm góp phần giảm nhẹ rủi ro thiên tai do lũ bùn đá gây ra tại<br /> khu vực miền núi phía Bắc Việt Nam, bài báo được cấu trúc gồm các mục chính như sau: Mục 2 giới<br /> thiệu tổng quan về giải pháp đập ngăn bùn đá, nguyên lý làm việc, phân loại; Mục 3 nêu các bước cơ<br /> bản để thiết kế đập ngăn bùn đá bằng khung thép dạng hở; kết quả khảo sát thực địa và đề xuất vị trí<br /> áp dụng thử nghiệm tại một vị trí thuộc khu vực miền núi phía Bắc được trình bày trong Mục 4; cuối<br /> cùng là kết luận và một số kiến nghị.<br /> <br /> 2. Giải pháp đập ngăn bùn đá<br /> <br /> 2.1. Nguyên lý làm việc<br /> Quá trình vận động của Tạpdòng<br /> chí Khoa học<br /> lũ bùn đáCông<br /> đượcnghệ<br /> chia Xây<br /> thànhdựng NUCE<br /> 2 giai đoạn2019chính tương ứng với độ dốc<br /> của lòng suối như mô tả tại Hình 1. Trong đó giai đoạn sinh lũ thường bắt nguồn ở những sườn dốc<br /> có độ dốc lớn (từ 15◦ trở lên, phổ biến trên 20◦ ). Dòng chảy gia tăng động năng ở giai đoạn tiếp theo<br /> có độkhidốc<br /> trước lắngnhỏ<br /> lại ởhơn<br /> khu 10°. Qua lợi<br /> vực thuận phân<br /> nơi tích<br /> có độtrên có thể<br /> dốc nhỏ hơnthấy rằng,phân<br /> 10◦ . Qua nếutích<br /> không cóthểnhững<br /> trên có yêu<br /> thấy rằng,<br /> cầukhông<br /> nếu bảo vệcó đặc<br /> những biệt,<br /> yêuđểcầutạobảođiều kiện<br /> vệ đặc thuận<br /> biệt, lợiđiều<br /> để tạo chokiện<br /> đậpthuận<br /> làm lợi việc,<br /> chocác<br /> đậpđập<br /> làm ngăn bùnđập<br /> việc, các đá<br /> ◦<br /> ngăn bùn đá nên được bố trí trong khu vực lắng (độ dốc nhỏ hơn 10 ), nơi<br /> nên được bố trí trong khu vực lắng (độ dốc nhỏ hơn 10°), nơi động năng dòng lũ có xu động năng dòng lũ có xu<br /> hướng giảm dần.<br /> hướng giảm dần.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1.Hình<br /> Phân chiachia<br /> 1. Phân cáccác<br /> khu<br /> khuvực tươngứng<br /> vực tương ứng<br /> vậnvận<br /> độngđộng dòng<br /> dòng bùn đá bùn đá<br /> <br /> DựaDựa<br /> vào vào quá trình<br /> quá trình vậnnêu<br /> vận động động nêu<br /> trên, trên, lý<br /> nguyên nguyên<br /> chung củalý chung<br /> đập ngăncủabùn<br /> đập đángăn<br /> là làmbùn<br /> tiêuđáhaolànăng<br /> làm<br /> tiêu hao<br /> lượng của năng lượng<br /> dòng lũ, từ đócủa<br /> giảmdòng lũ, từcủa<br /> tác động đódòng<br /> giảmlũ tác động<br /> tới khu vựccủahạ dòng<br /> lưu vàlũ<br /> khutớivực<br /> khu dânvực hạ lưu<br /> cư sinh sống.và<br /> Hai phương pháp thường được sử dụng để tiêu hao năng lượng của<br /> khu vực dân cư sinh sống. Hai phương pháp thường được sử dụng để tiêu hao năngdòng lũ bùn đá đó là dùng đập<br /> ngăn hở để chặn giữ các tảng đá kích thước lớn hoặc sử dụng các đập bậc thang để giảm tốc độ của<br /> lượng<br /> dòng của(Hình<br /> chảy dòng2).lũHoạt<br /> bùnđộng<br /> đá đó<br /> củalàđậpdùng<br /> ngănđập ngăn<br /> hở đạt hiệuhởquảđểtốtchặn giữkết<br /> hơn khi cáchợptảng đá kích<br /> với hiện tượngthước<br /> lắng<br /> lớn hoặc sử dụng các đập bậc thang để giảm tốc độ của dòng chảy (Hình 2).<br /> tự nhiên tại lưu vực. Tại những khu vực này, tốc độ dòng chảy giảm mạnh cùng với khả năng chắn giữ Hoạt động<br /> củađấtđập<br /> lại ngăn<br /> đá của hởnăng<br /> đập, đạtlượng<br /> hiệu của<br /> quảdòng<br /> tốt hơn<br /> lũ sẽ khi<br /> giảmkết hợp với<br /> đi đáng kể. hiện tượng lắng tự nhiên tại lưu<br /> vực. Tại những khu vực này, tốc độ dòng chảy giảm mạnh cùng với khả năng chắn giữ<br /> lại đất đá của đập, năng lượng của dòng lũ30sẽ giảm đi đáng kể.<br />  lượng của dòng lũ bùn đá đó là dùng đập ngăn hở để chặn giữ các tảng đá kích thước<br /> lớn hoặc sử dụng các đập bậc thang để giảm tốc độ của dòng chảy (Hình 2). Hoạt động<br /> của đập ngăn hở đạt hiệu quả tốt hơn khi kết hợp với hiện tượng lắng tự nhiên tại lưu<br /> vực. Tại những khu vực này, tốc độ dòng chảy giảm mạnh cùng với khả năng chắn giữ<br /> lại đất đá của đập, Kiên,<br /> năngN.lượng<br /> T., vàcủa<br /> cs. /dòng lũ Khoa<br /> Tạp chí sẽ giảm<br /> họcđi đáng<br /> Công kể.Xây dựng<br /> nghệ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Khoa lýhọc Công nghệ Xây dựng NUCE 2019dòng lũ bùn đá<br /> HìnhHình 2. Minh<br /> 2. Minh hoạ hoạ nguyên<br /> Tạpnguyên<br /> Tạp<br /> chí chí<br /> Khoa học phương<br /> lý phương<br /> KhoaCông pháp<br /> họcpháp<br /> Cônggiảm<br /> nghệ giảm<br /> nghệ<br /> Xây năng<br /> năng<br /> Xây<br /> dựng lượng<br /> lượng<br /> dựng<br /> NUCE của<br /> NUCEcủa<br /> dòng<br /> 2019 lũ bùn đá bằng<br /> 2019<br /> bằng<br /> (a) đập ngăn hở và (b) đập (kín) bậc thang [11][11]<br /> (a) đập ngăn hở và (b) đập (kín) bậc thang<br /> <br /> 2.2. Phân loại<br /> 2.2.loại<br /> Phân<br /> 2.2.Phân<br /> 2.2. Phân loại loại 4<br /> ĐậpĐập ngăn bùnbùn<br /> ngăn đá được<br /> đá được phân thành hai hai<br /> loạiloại<br /> chính đó là đập kínkín<br /> và đập hở hở [8, [8,<br /> 11,11,<br /> Đập Đập<br /> ngăn ngăn<br /> bùn bùn<br /> đá đượcđá được<br /> phân phânphân<br /> thành thành<br /> hai<br /> thành<br /> loạihai loạiđóchính<br /> chính là<br /> chính<br /> đập đókínlàđóđập<br /> và<br /> là kín<br /> đập<br /> đập<br /> hở và<br /> [8,<br /> và hở<br /> đập<br /> 11,<br /> đập<br /> 13]. [8, 11, điểm<br /> Nhược<br /> 13].13].<br /> NhượcNhượcđiểm củacủa<br /> điểm đậpđập kín kín<br /> là sau mộtmột thờithời<br /> giangian<br /> sử dụng, đất đất<br /> đá có thể giữgiữlại lại<br /> trước<br /> 13].<br /> của đậpNhược<br /> kín là điểm<br /> sau mộtcủa<br /> thờiđậpgian saulàmột<br /> kínsửlàdụng, sau<br /> đất đáthời giangiữ<br /> có thể sử dụng,<br /> sửlạidụng,<br /> trước đất<br /> đậpđá cóđámạnh<br /> giảm thểcógiữ<br /> thể<br /> dolại<br /> hiện trước trước<br /> tượng bồi<br /> đậpđập<br /> giảm mạnh<br /> giảm do<br /> mạnh hiện<br /> do tượng<br /> hiện tượngbồi lắng.<br /> bồi Đập<br /> lắng. hở<br /> Đập loại<br /> hở bỏ<br /> loại nhược<br /> bỏ nhượcđiểm này<br /> điểm nên<br /> này thể<br /> nên tích<br /> thể đất<br /> tích đất<br /> đậpĐập<br /> lắng. giảmhởmạnh<br /> loại bỏdonhược<br /> hiện tượng bồi lắng.<br /> điểm này nên thểĐập tíchhởđất<br /> loạiđábỏgiữnhược<br /> lại luôn điểm<br /> đảmnày bảonên thể 3).<br /> (Hình tíchTheo<br /> đất Hiệp<br /> hộiđáđá giữ<br /> đá lại<br /> giữ luôn<br /> lại đảmđảm<br /> luôn bảo (Hình<br /> bảo (Hình<br /> Bản 3). Theo<br /> 3).<br /> (Bosai) Hiệp<br /> Theo<br /> [12], hội hội<br /> Hiệp<br /> khả Phòng<br /> năng chống<br /> Phòng<br /> giữ lạichống<br /> giữ lại luôn đảm bảo (Hình 3). Theo Hiệp hội Phòng chống thiên tai Nhật Bản (Bosai)<br /> Phòng chống thiên tai Nhật đấtthiên<br /> đá tai đập<br /> thiên<br /> của Nhật<br /> tai Bản<br /> Nhật<br /> hở lớn (Bosai)<br /> Bảnhơn (Bosai)<br /> đập kín<br /> 2[12],<br /> từ[12], khả<br /> đến[12],<br /> 3 lần.năng<br /> khả năng<br /> khả năng<br /> giữ lại<br /> giữđất<br /> giữ lại<br /> đất đá của<br /> lạiđáđấtcủa<br /> đáđập đập<br /> củahở hở lớn<br /> đậplớn<br /> hởhơn hơn<br /> lớn đậpđập<br /> hơnkín kín từ<br /> đậptừkín 2 đến 3<br /> từ 23đến<br /> 2 đến<br /> lần.<br /> lần.3 lần.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a)Đập<br /> (a) Đập<br /> (a) kínkín<br /> Đập<br /> (a)kín<br /> Đập kín (b)Đập<br /> (b)<br /> (b) Đập<br /> (b)<br /> Đập hở hở<br /> Đập<br /> hở<br /> hở<br /> Hình<br /> Hình 3.3.Khả<br /> Hình Khả năng<br /> 3. năng<br /> Khả giữđất<br /> năng<br /> giữ đấtđáđất<br /> giữ đácủa<br /> của đậpkín<br /> đáđập<br /> của kínvà<br /> đập vàđập<br /> kín đập<br /> vàhở hở[12,<br /> đập [12,<br /> hở 14]14]14]<br /> [12,<br /> Hình 3. Khả năng giữ đất đá của đập kín và đập hở [12, 14]<br /> BênBêncạnhcạnhcạnh<br /> Bên đó,đập<br /> đó, đậphở<br /> đó, hởđược<br /> đập được đánh<br /> hở được<br /> đánh giágây<br /> đánh<br /> giá gâyítgây<br /> giá ítảnh<br /> ảnh hưởng<br /> íthưởng<br /> ảnh hưởng<br /> đếnđếnhệ hệsinh<br /> đến sinh<br /> hệ tháitháivà<br /> sinh vàhình<br /> thái hình tháithái<br /> và hình<br /> thái<br /> dòng<br /> Bêndòng<br /> dòng suốisuối<br /> suối<br /> cạnh hơnđập<br /> hơn<br /> đó, đập<br /> hơn<br /> đập kín.<br /> đập<br /> kín.<br /> hở Trong<br /> kín.<br /> Trong<br /> được đánh điềugây<br /> Trong<br /> điều<br /> giá kiện<br /> điều<br /> kiện bình<br /> ítkiện<br /> bình<br /> ảnh bìnhthường,<br /> thường,<br /> hưởng thường,<br /> đếndòngdòng<br /> hệ dòng suối<br /> suối<br /> sinh vẫn<br /> suối<br /> vẫn<br /> thái trong<br /> vẫn<br /> vàtrong<br /> hình cơcơchế<br /> trong<br /> thái chếlàm<br /> cơ<br /> dòng làmlàm<br /> chế<br /> suối hơn<br /> đập việc<br /> việc bình<br /> kín.việc<br /> Trong<br /> bình thường,<br /> bìnhđiều<br /> thường, kiện<br /> thường,đảm<br /> đảmbình bảo<br /> đảm cho<br /> bảothường, bồi<br /> bảo bồi<br /> cho dòng<br /> cho lắng,<br /> bồisuối<br /> lắng, phù<br /> vẫnsa<br /> lắng,<br /> phù sa<br /> phù vẫn<br /> trong<br /> sacơ<br /> vẫn có<br /> chế<br /> vẫn<br /> có thểthể<br /> cólàm vận<br /> thểviệc<br /> vận chuyển<br /> vậnbình<br /> chuyển xuống<br /> thường,<br /> chuyển<br /> xuống xuống hạ<br /> đảm<br /> hạ lưu,<br /> bảolưu,<br /> hạ<br /> lưu, cho<br /> bồi không<br /> lắng,<br /> không làm<br /> phù sa thay<br /> vẫn<br /> làm thay đổi<br /> có độ<br /> thể dốc<br /> vận<br /> đổidốc của<br /> chuyển<br /> độcủa lòng<br /> dốclòng suối,<br /> xuống<br /> của lòng hạđảm<br /> lưu, bảo sự<br /> không liên<br /> làm tục<br /> thay của<br /> đổi dòng<br /> độ dốcsuối.<br /> của Mặt<br /> lòng khác,<br /> suối, đảm<br /> không làm thay đổi độ suối,suối,<br /> đảm đảm bảo sự bảo sự tục<br /> liên liêncủatụcdòng<br /> của dòng<br /> suối.suối. Mặt khác,<br /> Mặt khác,<br /> bảokhi<br /> sự liên<br /> xảy tục<br /> ra củabùn<br /> lũ dòngđá, suối.<br /> hệ Mặt khác,<br /> thống có khigiữ<br /> thể xảylạirađálũ lớn,<br /> bùn đá,<br /> gỗ hệ<br /> trôi thống<br /> dạt có thểthời<br /> đồng giữgiảm<br /> lại đálưulớn,tốc<br /> gỗ trôi<br /> khi khi ra<br /> xảy xảylũ ra lũ đá,<br /> bùn bùnhệđá,thống<br /> hệ thống<br /> có cógiữ<br /> thể thểlại<br /> giữđálạilớn,đá gỗ<br /> lớn,trôi<br /> gỗdạt trôiđồng<br /> dạt đồng<br /> thời thời giảm<br /> giảm lưu lưu tốc<br /> tốc<br /> dạt đồng thời giảm lưu tốc dòng lũ (Hình 4). Không những vậy, việc bảo dưỡng hệ thống đập hở cũng<br /> dòng<br /> dòng lũlũ(Hình<br /> dòng (Hình<br /> lũ (Hình4).Không<br /> 4). Không<br /> 4). Không những<br /> những vậy,việc<br /> những<br /> vậy, việcbảo<br /> vậy, bảodưỡng<br /> việc dưỡng<br /> bảo hệhệthống<br /> dưỡng thống<br /> hệ thống đậphở<br /> đập hởcũng<br /> đập cũng rấtrấtthuận<br /> hở cũng thuận<br /> rất lợi.lợi.<br /> thuận<br /> lợi.<br /> rất thuận lợi.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Sự làm việc của đập hở [14]<br /> Hình<br /> Hình 4.4.Sự<br /> Hình Sự làm<br /> 4.làm việccủa<br /> Sự việc<br /> làm củađập<br /> việc đậphở<br /> của hở[14]<br /> đập [14]<br /> hở [14]<br /> 31<br /> Cóhai<br /> Có haimô<br /> Có môhình<br /> hai hìnhhình<br /> mô đậphở<br /> đập hởđược<br /> đập được sửsửdụng<br /> hở được dụng<br /> sử dụngtrênthế<br /> trên thếgiới<br /> trên giớiđó<br /> thế đólàlà<br /> giới đó đập<br /> đậplàhở hởkhung<br /> đập khung<br /> hở khungthépthép<br /> thép vàvàđập<br /> đập<br /> và đập<br /> hở bằng bê<br /> hở bằng<br /> hở bằng tông cốt<br /> bê tông<br /> bê tông thép (BTCT),<br /> cốt thép<br /> cốt thép (BTCT),<br /> (BTCT), mỗi loại thích<br /> mỗi thích<br /> mỗi loại loại thíchhợp<br /> hợp sử sử dụng<br /> hợpdụng<br /> sử dụngtrong<br /> trongtrong từng điều<br /> từng từng kiện<br /> điều điều cụcụ cụ<br /> kiện kiện<br /> thể.Nếu<br /> thể. Nếunhư<br /> thể. nhưđập<br /> Nếu đậpBTCT<br /> như BTCT<br /> đập BTCTphùhợp<br /> phù hợpởhợp<br /> phù ởnhững<br /> những<br /> ở những<br /> lưulưuvựcvựccó<br /> lưu cóđộđộ<br /> vực dốc<br /> códốc<br /> độnhỏnhỏthì<br /> dốc thìđập<br /> nhỏ đậpthép<br /> thì thépthép<br /> đập linhhoạt<br /> linh hoạthoạt<br /> linh<br />  Kiên, N. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng<br /> <br /> Có hai mô hình đập hở được sử dụng trên thế giới đó là đập hở khung thép và đập hở bằng bê tông<br /> cốt thép (BTCT), mỗi loại thích hợp sử dụng trong từng điều kiện cụ thể. Nếu như đập BTCT phù hợp<br /> Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019<br /> ở những lưu vực có độ dốc nhỏ thì đập thép linh hoạt hơn, phù hợp ngay cả ở những nơi có độ dốc<br /> Tạp<br /> Tạpchí<br /> chíKhoa<br /> KhoahọchọcCông<br /> Côngnghệ<br /> nghệXây<br /> XâydựngdựngNUCE<br /> NUCE2019 2019<br /> lớn. Không những vậy, giải pháp bằng BTCT bộc lộ nhiều nhược điểm khi độ cứng của bê tông thấp<br /> hơn đá nên dễ bị vỡ bề mặt khi hứng chịu lũ bùn đá, khó kết nối thành khung không gian, đặc biệt thi<br /> lực<br /> côngkhông<br /> đập BTCTcao, phức<br /> phù tạp<br /> hợphơn đểđậpngăn<br /> thép.lũ bùn đá tốc độ chậm, có nhiều gỗ trôi ở những khu<br /> lực<br /> lực không<br /> không cao,<br /> cao, phù<br /> phù hợp<br /> hợp để<br /> để ngăn<br /> ngăn lũlũbùn<br /> bùnđá đátốc<br /> tốcđộđộchậm,<br /> chậm,cócónhiều nhiềugỗgỗtrôi<br /> trôiởởnhững<br /> nhữngkhu khu<br /> vực Đập<br /> lònghởsuốikhungcó độ<br /> thépdốc<br /> được thấp.<br /> thiết kế gồm phần móng, vai đập bằng BTCT và phần hở bằng khung<br /> vực<br /> vựcHệ<br /> thép. lòng<br /> lòng suối<br /> khungsuối có<br /> cóđộ<br /> thép dốc<br /> độthể<br /> có dốc thấp.<br /> thấp.<br /> phân thành 3 dạng chủ yếu [12, 14] như giới thiệu trong Hình 5:<br /> - Khung thép dạng chữ B bổtừ sung các thanh giằng thép ốngnăng<br /> theochịuphương ngang,<br /> - -Khung<br /> - Khung Khung thép<br /> thép dạng dạng<br /> thépchữ<br /> dạng A chữ<br /> cấu BBbổ<br /> chữtạo sung<br /> bổcác các<br /> khung<br /> sung thanh<br /> cácthép<br /> thanh giằng<br /> đứng độcthép<br /> giằng lập, ống<br /> ốngtheo<br /> thépkhả theophương ngang,<br /> lực không<br /> phương cao,<br /> ngang,<br /> tăng độ cứng<br /> phù hợp để ngănkhông<br /> lũ bùngian<br /> đá tốc chođộ hệ khung<br /> chậm, thép.gỗDạng<br /> có nhiều trôi ở B có khả<br /> những khu năng chịu<br /> vực lòng lựccólớn,<br /> suối được<br /> độ dốc sử<br /> thấp.<br /> tăng<br /> tăngđộ độcứng<br /> cứngkhông<br /> khônggian gianchochohệ hệkhung<br /> khungthép.thép.Dạng<br /> DạngBBcócókhả khảnăngnăngchịu<br /> chịulựclựclớn,<br /> lớn,được<br /> đượcsửsử<br /> dụng để ngăn chặn lũ bùn đá di chuyển tốc độ cao tại những khu vực lòng sông có độ<br /> - Khung thép dạng chữ B bổ sung các thanh giằng thép ống theo phương ngang, tăng độ cứng<br /> dụng<br /> dụnggian<br /> không để<br /> đểngăn<br /> ngăn<br /> cho hệchặn<br /> chặn<br /> khunglũlũthép.<br /> bùn đá<br /> đádidiBchuyển<br /> bùnDạng có khả tốc<br /> chuyển tốcđộ<br /> năng độcao<br /> chịucao tại<br /> lực tạinhững<br /> đượckhu<br /> những<br /> lớn, khu<br /> sử vực<br /> vựcđể<br /> dụng lòng<br /> lòng<br /> ngănsông<br /> chặncó<br /> sông cóđộ<br /> lũ độ<br /> bùn<br /> dốc lớn.<br /> đádốc<br /> dốc lớn.<br /> lớn. tốc độ cao tại những khu vực lòng sông có độ dốc lớn.<br /> di chuyển<br /> - Khung<br /> - Khung thépthép<br /> - -Khung dạngdạng<br /> chữ T chữ T nối<br /> nối liền phầnliền phần<br /> vai đập vai bằng<br /> BTCT đập mộtBTCT bằngthép<br /> hệ khung mộtgiúphệ tăng<br /> khungkhả thép<br /> năng<br /> Khungthép thépdạng<br /> dạngchữ chữTTnối nốiliền<br /> liềnphần<br /> phầnvaivaiđậpđậpBTCT<br /> BTCTbằng bằngmột<br /> mộthệhệkhungkhungthép<br /> thép<br /> chịu lực.<br /> giúp tăngKhung dạng chịu<br /> khả năng B và Tlực.được sử dụng<br /> Khung nhiềuBtrong<br /> dạng và Tthực<br /> được tế. sử dụng nhiều trong thực tế.<br /> giúp<br /> giúptăng<br /> tăngkhả<br /> khảnăng<br /> năngchịu<br /> chịulực.<br /> lực.Khung<br /> Khungdạng<br /> dạngBBvà<br /> vàTTđược<br /> đượcsửsửdụng<br /> dụngnhiều<br /> nhiềutrong<br /> trongthực<br /> thựctế.tế.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) Dạng chữ A (b) Dạng chữ B (c) Dạng chữ C<br /> (a)(a) Dạng<br /> Dạng<br /> (a) Dạng chữ<br /> chữ AAA<br /> chữ (b)<br /> (b) Dạng<br /> (b)Dạng chữ<br /> DạngchữchữBB (c)<br /> (c)Dạng<br /> (c) Dạngchữ<br /> Dạng chữTT<br /> chữ<br /> Hình<br /> Hình 5.5.<br /> Hình Một<br /> Hình<br /> Một<br /> 5. Một sốsố<br /> 5.số<br />