Đánh giá an toàn công trình thủy lợi Việt Nam theo lý thuyết độ tin cậy

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HỒ CHỨA VÀ ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY ĐỂ ĐÁNH GIÁ AN TOÀN CÔNG TRÌNH THỦY LỢI

1.1. Đầu mối hồ chứa thủy lợi ở Việt Nam

1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam

1.3. Kết luận Chương 1

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ ĐÁNH GIÁ AN TOÀN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC

2.1. Quan điểm về an toàn công trình thủy lợi

2.2. Cấu trúc các công trình trong đầu mối hồ chứa thủy lợi

2.3. Cơ sở lý thuyết và thực tiễn khi đánh giá an toàn công trình đầu mối

2.3.1. Cơ sở thực tiễn. Phân tích các yếu tố gây hư hỏng, sự cố các công trình đầu mối hồ chứa

2.3.2. Yếu tố khảo sát, thiết kế

2.3.3. Yếu tố thi công

2.3.4. Yếu tố khai thác và quản lý

2.3.5. Yếu tố chiến tranh, phá hoại có chủ ý

2.4. Đặc điểm làm việc, cơ chế phá hoại và trạng thái giới hạn của các công trình đầu mối

2.4.1. Đặc điểm làm việc của các công trình đầu mối hồ chứa

2.4.2. Cơ chế phá hoại, trạng thái giới hạn

2.4.3. Các quan điểm về cơ chế phá hoại

2.5. Kết luận Chương 2

3. CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ AN TOÀN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA THỦY LỢI THEO ĐỘ TIN CẬY

3.1. Mô phỏng các sự cố của công trình đầu mối hồ chứa

3.2. Thiết lập hàm con

3.3. Tính toán xác suất an toàn cho từng cơ chế sự cố

3.4. Đánh giá xác suất an toàn các công trình trong đầu mối hồ chứa

3.5. Đánh giá xác suất an toàn của đầu mối hồ chứa

3.6. Phạm vi ứng dụng của bài toán cấp độ II trong luận án

3.7. Tính xác suất an toàn công trình đầu mối hồ chứa theo lý thuyết độ tin cậy cấp IV

3.7.1. Sự cần thiết xây dựng bài toán tính xác suất an toàn công trình theo cấp 500

3.7.2. Thiết lập hàm tin cậy Z. Tính xác suất an toàn các công trình trong đầu mối hồ chứa theo phương pháp

3.7.3. Xác suất an toàn của đầu mối hồ chứa nước

3.7.4. Phạm vi ứng dụng của bài toán cấp độ III trong luận án

3.7.5. Mối quan hệ giữa chỉ số độ tin cậy và hệ số an toàn

3.7.6. Xây dựng chương trình tính xác suất an toàn cho đầu mối hồ chứa nước

3.7.6.1. Các căn cứ để xây dựng chương trình

3.7.6.2. Sai lệch về kết quả tính toán khi đánh giá xác suất an toàn của công trình theo cấp độ II và cấp độ III

3.7.6.3. Ngôn ngữ lập trình

3.7.6.4. Giới thiệu cấu trúc phần mềm

3.7.6.5. Kiểm định chương trình

3.7.6.6. Khả năng ứng dụng và hạn chế của chương trình

3.8. Kết luận Chương 3

4. CHƯƠNG 4: ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ AN TOÀN CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI HỒ CHỨA NƯỚC PHÚ NINH – QUẢNG NAM

4.1. Giới thiệu về hệ thống thủy lợi Phú Ninh – Quảng Nam

4.2. Tính xác suất an toàn của hệ thống Phú Ninh theo cấp độ II

4.2.1. Mô phỏng hệ thống tính toán

4.2.2. Nhận biết hệ thống. Số liệu tính toán

4.3. Xác suất an toàn của đầu mối hồ chứa Phú Ninh

4.4. Tính toán đầu mối hồ Phú Ninh theo các phương pháp thiết kế truyền thống

4.5. Tính toán kích thước cơ bản của đập chính Phú Ninh theo lý thuyết độ tin cậy

4.6. Tính xác suất an toàn của đập chính Phú Ninh theo cấp độ III

4.7. Kết luận Chương 4

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN ÁN. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN. NHỮNG KHÓ KHĂN VÀ HẠN CHẾ CỦA CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG LUẬN ÁN. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN ÁN

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. KIỂM ĐỊNH CHƯƠNG TRÌNH SYPRO2016

Phụ lục 1.1. Tính xác suất an toàn của công trình theo các thuật toán chương 3

Phụ lục 1.2. Tính xác suất sự cố bằng phần mềm Vap và SYPRO2016

Phụ lục 1.3. Sử dụng chương trình SYPRO2016 tính độ tin cậy cho một nghiên cứu

Phụ lục 2. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT VÀ MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH XÁC SUẤT AN TOÀN CỦA HỆ THỐNG PHÚ NINH

Phụ lục 2.1. Các thông số kỹ thuật chính của đầu mối hồ Phú Ninh - Quảng Nam

Phụ lục 2.2. Kết quả tính ổn định mái hạ lưu đập chính

Phụ lục 2.3. Kết quả tính ổn định mái hạ lưu đập phụ Tứ Yên

Phụ lục 2.4. Kết quả tính ổn định mái hạ lưu đập phụ Long Sơn

Phụ lục 2.5. Kết quả tính ổn định mái hạ lưu đập phụ Dương Lâm

Phụ lục 2.6. Các kết quả tính độ tin cậy của đầu mối Phú Ninh

Phụ lục 3. HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM SYPRO2016

Phụ lục 3.1. Hướng dẫn sử dụng phần mềm SYPRO2016

Phụ lục 3.2. Các bước tính xác suất an toàn của các công trình đầu mối hồ chứa thủy lợi bằng phần mềm SYPRO2016

Phụ lục 4. CODE PHẦN MỀM SYPRO2016

Phụ lục 4.1. Xác suất an toàn của hệ thống theo LTDTC cấp độ II

Phụ lục 4.2. Xác suất an toàn của công trình theo LTDTC cấp độ III

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ

I. Giới thiệu chung về an toàn công trình thủy lợi Việt Nam

Việt Nam có một hệ thống công trình thủy lợi phong phú, đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý nguồn nước và đảm bảo an ninh lương thực. Tuy nhiên, với sự gia tăng của biến đổi khí hậu và các yếu tố tự nhiên, vấn đề đánh giá an toàn cho các công trình thủy lợi ngày càng trở nên cấp thiết. Việc áp dụng lý thuyết độ tin cậy trong đánh giá an toàn không chỉ giúp xác định mức độ an toàn mà còn hỗ trợ trong việc quản lý rủi ro hiệu quả. Theo nghiên cứu, các công trình thủy lợi ở Việt Nam thường gặp phải các vấn đề như hư hỏng và sự cố, đòi hỏi cần có các phương pháp đánh giá rủi ro khoa học và thực tiễn.

Một trong những phương pháp đáng chú ý là mô hình hóa các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của công trình thủy lợi, từ đó đưa ra các tiêu chuẩn an toàn phù hợp. "Đánh giá an toàn công trình phải dựa trên những nguyên tắc khoa học, tính toán chính xác và thực tiễn địa phương" (Nguyễn Lan Hương, 2017).

1.1. Tình hình nghiên cứu an toàn công trình thủy lợi

Nghiên cứu về an toàn công trình thủy lợi ở Việt Nam đã được thực hiện từ nhiều năm qua. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều hạn chế trong việc áp dụng các phương pháp hiện đại và lý thuyết độ tin cậy. Các nghiên cứu trước đây chủ yếu tập trung vào việc phân tích các yếu tố gây hư hỏng mà chưa chú trọng đến việc xây dựng mô hình đánh giá tổng thể. Việc áp dụng lý thuyết độ tin cậy trong đánh giá an toàn giúp các nhà quản lý có cái nhìn tổng quát hơn về tình hình hoạt động của công trình thủy lợi. "Chỉ khi có những phương pháp đánh giá chính xác, chúng ta mới có thể đảm bảo an toàn cho người dân và tài sản" (Nguyễn Hữu Bảo, 2017).

II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Để đánh giá an toàn công trình thủy lợi, cần có một cơ sở lý thuyết vững chắc. Lý thuyết độ tin cậy cung cấp các công cụ và phương pháp cần thiết để phân tích và dự đoán khả năng xảy ra sự cố. Các yếu tố như thiết kế, thi công, và quản lý đều ảnh hưởng đến độ tin cậy của công trình thủy lợi. Việc áp dụng các tiêu chuẩn an toàn là rất cần thiết, nhằm đảm bảo rằng các công trình có thể chịu đựng được các tác động từ môi trường và con người.

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập dữ liệu từ các công trình thực tế, phân tích các yếu tố nguy cơ và đánh giá khả năng xảy ra sự cố. "Mỗi công trình cần được xem xét một cách toàn diện, từ thiết kế đến vận hành" (Nguyễn Quang Hùng, 2017). Điều này không chỉ giúp cải thiện độ tin cậy mà còn nâng cao khả năng quản lý rủi ro trong tương lai.

2.1. Các phương pháp đánh giá an toàn

Các phương pháp đánh giá an toàn công trình thủy lợi hiện nay bao gồm phương pháp thiết kế tất định, phương pháp thiết kế theo mô hình ngẫu nhiên, và các nghiên cứu lý thuyết độ tin cậy. Mỗi phương pháp đều có ưu điểm và hạn chế riêng. Phương pháp thiết kế tất định thường đơn giản nhưng không phản ánh đầy đủ các yếu tố ngẫu nhiên. Ngược lại, phương pháp thiết kế theo mô hình ngẫu nhiên giúp mô phỏng các tình huống thực tế hơn, nhưng yêu cầu dữ liệu đầu vào chính xác và đáng tin cậy. "Việc lựa chọn phương pháp phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác trong đánh giá an toàn" (Nguyễn Lan Hương, 2017).

III. Phân tích và đánh giá an toàn công trình đầu mối hồ chứa

Phân tích an toàn cho các công trình đầu mối hồ chứa là rất quan trọng trong việc đảm bảo an toàn cho hệ thống thủy lợi. Việc áp dụng lý thuyết độ tin cậy cho phép xác định xác suất xảy ra sự cố và từ đó đưa ra các biện pháp phòng ngừa hiệu quả. Các yếu tố như thiết kế, thi công và khai thác đều cần được xem xét kỹ lưỡng. "Mô phỏng các sự cố có thể xảy ra giúp chúng ta chuẩn bị tốt hơn cho các tình huống khẩn cấp" (Nguyễn Hữu Bảo, 2017).

Đánh giá xác suất an toàn của công trình đầu mối hồ chứa không chỉ dựa vào các yếu tố kỹ thuật mà còn cần tính đến các yếu tố môi trường và xã hội. Việc này giúp đảm bảo rằng các công trình không chỉ an toàn mà còn bền vững trong dài hạn.

3.1. Mô phỏng và tính toán xác suất an toàn

Mô phỏng các sự cố và tính toán xác suất an toàn là bước quan trọng trong đánh giá an toàn. Các mô hình tính toán giúp xác định các cơ chế phá hoại và các yếu tố ảnh hưởng đến độ tin cậy của công trình thủy lợi. Việc áp dụng các phần mềm chuyên dụng như SYPRO2016 giúp nâng cao tính chính xác và hiệu quả trong việc đánh giá. "Chúng ta cần phải có các công cụ hiện đại để theo kịp với sự phát triển của công nghệ và yêu cầu thực tiễn" (Nguyễn Quang Hùng, 2017).

Luận văn thạc sĩ: Phân tích và đánh giá an toàn công trình đầu mối hồ chứa thủy lợi tại Việt Nam