Ứng dụng lý thuyết độ tin cậy để thiết kế lựa chọn phương án nâng cấp đầu mối hồ chứa nước An Mã tỉnh Quảng Bình

Tỉnh Quảng Bình hiện có 153 hồ chứa thủy lợi, phần lớn là các đập đất, trong đó 87% là hồ vừa và nhỏ. Nhiều công trình đã xây dựng lâu năm, không đáp ứng đủ tiêu chuẩn an toàn hiện hành, tiềm ẩn nguy cơ hư hỏng và sự cố do tác động của biến đổi khí hậu, đặc biệt là mưa lũ bất thường. Thống kê năm 2022 cho thấy 49 hồ chứa trong tỉnh không tích nước hoặc có nguy cơ mất an toàn cao, với nhiều vấn đề như thấm, biến dạng, nứt thân đập và hư hỏng tràn xả lũ, đe dọa nghiêm trọng đến tính mạng và tài sản vùng hạ du. Điều này cho thấy nhu cầu cấp thiết về việc nâng cấp, sửa chữa các công trình này.

Tài liệu này hướng đến các nhà khoa học, kỹ sư, nghiên cứu sinh và chuyên gia trong lĩnh vực kỹ thuật thủy lợi, quản lý tài nguyên nước, thiết kế đập và an toàn công trình, đặc biệt là những người quan tâm đến việc áp dụng các phương pháp thiết kế xác suất và phân tích rủi ro để nâng cấp cơ sở hạ tầng thủy lợi tại Việt Nam.

Nghiên cứu này tập trung vào việc ứng dụng lý thuyết độ tin cậy và phân tích rủi ro trong thiết kế nâng cấp công trình đầu mối hồ chứa nước, nhằm khắc phục hạn chế của phương pháp thiết kế tất định truyền thống. Bối cảnh nghiên cứu là tình trạng 153 hồ chứa thủy lợi tại Quảng Bình, đa số là hồ đất nhỏ và vừa, đã xuống cấp và không đạt tiêu chuẩn an toàn do tác động của biến đổi khí hậu, gây nguy cơ hư hỏng và sự cố. Bài báo trình bày mô hình lựa chọn phương án nâng cấp hệ thống đầu mối hồ chứa dựa trên chỉ số độ tin cậy yêu cầu. Cụ thể, nghiên cứu tiến hành đánh giá hiện trạng độ tin cậy của hệ thống hồ chứa nước An Mã, một công trình cấp II tại Quảng Bình, xác định các cơ chế sự cố tiềm ẩn như tràn đỉnh đập, trượt mái, và xói cửa ra. Dựa trên phân tích này, các giải pháp nâng cấp như tôn cao đỉnh đập và xây dựng tràn bổ sung được đề xuất. Đặc biệt, mô hình được sử dụng để tính toán và lựa chọn phương án xây dựng tràn bổ sung tối ưu cho hồ An Mã, với phương án tràn dạng phím piano được nhận định là hiệu quả kinh tế và đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn. Mục tiêu cuối cùng là cung cấp tài liệu tham khảo quan trọng cho công tác thiết kế, nâng cấp và quản lý vận hành an toàn hồ đập tại Việt Nam trong bối cảnh khí hậu biến đổi.