CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỒ CHỨA VÀ CÁC SỰ CỐ HỒ CHỨA TRÊN THẾ GIỚI VÀ TẠI VIỆT NAM 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về an toàn hồ chứa 1. Vấn đề an toàn hồ chứa trên thế giới Hồ chứa nước trên thế giới được xây dựng và phát triển rất đa dạng, phong phú. Hiện thế giới có hơn 45.340 hồ (chiếm 70%), Bắc và Trung Mỹ có 8.010 hồ, Tây Âu có 4.227 hồ, Đông Âu có 1.203 hồ, Châu Phi 1.260 hồ, Châu Đại Dương 577 hồ (ICOLD).
Ngoài những con số kể trên thì số lượng các hồ đập nhỏ với mục tiêu tưới (hồ thủy lợi) còn gấp nhiều lần, đặc biệt ở các nước như Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam, Thái Lan. Hồ chứa mang đến nhiều lợi ích khác nhau, nhưng cũng có những hạn chế. Mặt tích cực của hồ chứa là những công trình sử dụng tổng hợp nguồn nước và mang tính đa chức năng. Hồ cấp nước cho các ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt; hồ điều tiết dòng chảy, phòng chống lũ lụt, chống hạn; hồ tạo nguồn thuỷ năng cho phát điện; nuôi trồng thuỷ sản, giao thông, du lịch, thể dục thể thao, y tế; hồ cải tạo cảnh quan môi trường, sinh thái; cấp nước duy trì dòng chảy trong sông về mùa kiệt.
Khi một hồ chứa nước được xây dựng, sẽ tạo sự ổn định và phát triển kinh tế xã hội cho cả một khu vực; tạo công ăn việc làm, giải quyết thất nghiệp, phân bổ lao động, lập các trung tâm dân cư mới; Mặt khác, trong một số trường hợp còn góp phần đảm bảo an ninh, quốc phòng. Bên cạnh đó còn có những mặt hạn chế khi xây dựng hồ, nếu có sơ suất trong thiết kế, xây dựng, vận hành khai thác hoặc trình độ kỹ thuật quản lý sử dụng chưa cao không đáp ứng đòi hỏi của thực tế thì có thể gây ra sự cố dẫn đến những hậu quả thảm hại. Nếu thất thoát nước nhiều gây thiếu nước ảnh hưởng đến năng suất cây trồng vật nuôi, giảm điện năng và gây khó khăn cho các hoạt động kinh tế, xã hội khác. Nước trong hồ dâng cao có thể gây ra trượt lở đất ở thượng lưu, xói lở hạ lưu, gia tăng các hoạt động địa chất trong vùng, sinh lầy vùng ven, làm ô 5 nhiễm một số vùng ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống con người, thảm thực vật và sự phát triển các loài thuỷ sản.
Ngập lụt lòng hồ làm mất đi một diện tích đáng kể đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, khoáng sản, di tích lịch sử, văn hoá. Nếu con người sử dụng nước hồ không đúng đắn có thể dẫn tới mất an toàn về vệ sinh và lao động. Chính vì vậy song song với việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển dân sinh, kinh tế, người ta cũng chú trọng rất nhiều đến việc nghiên cứu đảm bảo an toàn hồ đập. An toàn hồ đập là vấn đề lớn trong xây dựng và quản lý đập trên thế giới.
Không phải ngẫu nhiên mà tại tất cả những hội nghị, hội thảo quốc gia và quốc tế đều dành sự quan tâm đặc biệt cho vấn đề này. Rải rác hàng năm vẫn xảy ra sự cố đập ở các nước. Khác với nhiều loại công trình hạ tầng khác khi bị sụp đổ thì thiệt hại chủ yếu chỉ trong phạm vi tại chỗ, đập bị vỡ tạo ra dòng nước có sức tàn phá cực kỳ lớn trên cả vùng rộng lớn ở hạ du. Trước đây, an toàn hồ đập thường được xem xét khi thiết kế sao cho đạt các thông số kỹ thuật theo qui phạm, tiêu chuẩn.
Hiện nay, an toàn đập được tiếp cận theo cách tổng hợp, từ khi thiết kế, thi công đến quá trình quản lý vận hành với các phương pháp phân tích, trang thiết bị tiên tiến theo dõi diễn biến của đập sau khi xây dựng cùng với những qui định nghiêm khắc về thể chế, chính sách. An toàn hồ đập là một vấn đề lớn được rất nhiều quốc gia, các tổ chức tài chính đầu tư kinh phí để tiến hành nghiên cứu và đích cuối cùng của các nghiên cứu này thường là những đánh giá về an toàn hồ đập ở các quốc gia đó, là những cuốn sổ tay, những hướng dẫn về an toàn hồ đập, và sau cùng là thiết lập những chính sách, thể chế, cơ quan quản lý an toàn đập: Ở Úc, việc quản lý an toàn đập là do chính quyền các Bang phụ trách. Hiện nay đã có 3 Bang (New South Wales, Queensland, và Victoria) đã thiết lập các quy định về an toàn đập. Nước Úc đã thành lập Ủy ban Quốc gia về An toàn đập lớn (Australian National Committee on Large Dams) năm 1994, đồng thời biên soạn những hướng dẫn về quản lý an toàn đập trên cơ sở tổng hợp những nghiên cứu về an toàn đập đã thực hiện ở Úc.
6 Ở Áo, an toàn đập đã được đưa vào trong Luật Nước trong đó quy định tất cả các đập cao trên 30m, dung tích lớn hơn 500.000m3, những đập xây dựng trên các sông Danube và các nhánh của các con sông xuyên biên giới đều phải tuân theo sự quản lý của Bộ Nông Lâm nghiệp. Các hồ đập khác chịu sự quản lý của các địa phương. Bộ Nông Lâm nghiệp có cơ quan chuyên trách về quản lý an toàn đập, cơ quan này được hiệp hội Đập Quốc gia trợ giúp. Tất cả những vấn đề về an toàn đập đều do cơ quan này quản lý theo dõi, từ khảo sát, thiết kế, cấp phép, đến xây dựng và vận hành.
Trong đó việc kiểm tra định kỳ và bất thường về an toàn hồ đập là vấn đề được quan tâm hàng đầu. Ở Brazil, mặc dù đã có rất nhiều nỗ lực, nhưng cho đến nay Brazil vẫn chưa có điều luật nào về an toàn đập ở cấp liên bang cũng như tiểu bang. Tuy nhiên Hội Đập Brazil cũng đã xuất bản cuốn “Hướng dẫn cơ bản về an toàn đập” năm 1999. Cuốn sách này được biên soạn dựa vào những nghiên cứu ở Brazil về an toàn đập, đồng thời dựa vào cuốn “Cẩm nang an toàn đập” của Canada.
Trung Quốc là quốc gia có nhiều điều luật và quy định liên quan đến an toàn đập (Luật Nước, Luật Phòng chống lũ lụt, Quy định về an toàn đập). Bộ Thủy lợi Trung Quốc ban hành Quy định về an toàn đập thủy lợi (1995). Bộ Công nghiệp ban hành Quy định về an toàn đập thủy điện (1997). Trong khi đó Bộ Năng lượng lại ban hành những Quy định chi tiết về kiểm tra an toàn đập.
Trong các Điều luật và Quy định đã ban hành ở trên đều quy định chủ các đập phải chịu trách nhiệm trước tiên về an toàn đập; Công việc giám sát sẽ do Trung tâm Giám sát An toàn đập lớn do Nhà nước thành lập năm 1985 đối với các đập thủy điện và Trung tâm Quản lý an toàn đập được thành lập năm 1980 đối với các đập thủy lợi. Bên cạnh việc nghiên cứu xây dựng thể chế, văn bản pháp luật liên quan đến quản lý an toàn đập, trên thế giới cũng có rất nhiều những nghiên cứu kỹ thuật về an toàn đập; một số nghiên cứu có thể kể đến dưới đây: Ken Y. Lum and Megan R. Sheffer đã tiến hành nghiên cứu và đánh giá các phương pháp địa vật lý nhằm phát hiện thẩm thấu và xói ngầm bên trong các 7 đập đất.
Ngoài ra nghiên cứu cũng đưa ra một số phương pháp đơn giản, không cần đến thiết bị quan trắc để giải quyết vấn đề này, ưu và nhược điểm của từng phương pháp. Colomer Mendoza và các đồng nghiệp đã nghiên cứu để xác định các hệ số an toàn cho đập đất nhỏ có chiều cao đập dưới 10m; Các tác giả đã đề xuất một số phương trình dùng cho tính toán các chỉ số an toàn cho đập đất. Corinne Curt, Aurélie Talon, Gilles Mauris đã nghiên cứu và xây dựng một hệ thống hỗ trợ đánh giá an toàn đập dựa trên cơ sở phương pháp quan trắc và chuyên gia cho điểm. Nic Lane đã đi sâu phân tích những rủi ro của đập, các biện pháp quản lý an toàn đập, hạn chế những thiệt hại do đập hư hỏng gây ra, và một số biện pháp nâng cấp đập đất ở Mỹ.
Đây là báo cáo được chuẩn bị cho các thành viên của Hạ nghị viện Mỹ. Yuefeng Sun, Haotian Chang, Zhengjian Miao, Denghua Zhong đã tập trung nghiên cứu an toàn đập dựa trên việc phân tích những nguyên nhân dẫn đến tràn đập như phương pháp tính toán chiều cao đập, sóng, gió, tần suất thiết kế, từ đó thiết lập một phương pháp mô phỏng và đánh giá nguy cơ tràn đập đất. Hiện nay trên thế giới tình hình lũ lụt ngày càng tăng về tần suất cũng như về độ lớn do tác động của nhiều yếu tố như: biến đổi khí hậu làm cho lũ cực đại xuất hiện nhiều hơn, đồng thời cũng làm cho mực nước biển dâng cao tác động nghiêm trọng đến vùng đồng bằng ven biển; Đô thị hóa, công nghiệp hóa và tập trung canh tác nông nghiệp cộng với khai thác rừng quá mức làm thay đổi bề mặt sử dụng đất. Hậu quả là làm thay đổi chế độ thủy văn, quá trình tập trung dòng chảy trên lưu vực nhanh hơn, và dẫn đến xu thế lũ trong sông ngày càng tăng.
Nghiên cứu về rủi ro tổng hợp do thiên tai và phòng tránh giảm nhẹ rủi ro thiên tai được nhiều quốc gia trên thế giới quan tâm nhằm hạn chế đến mức thấp nhất những thiệt hại và tác động tiêu cực của chúng. Thông tin khoa học về lĩnh vực này thường xuyên được ADRC (Asian Disaster Reduction Center), ADPC (Asian Disaster Preparedness Center) cập nhật và truyền tải đến các phương tiện 8 thông tin đại chúng. Các hội nghị quốc tế thường kì về phòng tránh thiên tai là nơi trao đổi kinh nghiệm, những thành tựu về dự báo thiên tai, phòng tránh thiên tai và các giải pháp nhằm hạn chế các nguy cơ gây vỡ đập, các công trình thủy lợi, giao thông, hạn chế thiệt hại về người và của khi có thiên tai. Về sự cố vỡ đập và thiệt hại do vỡ đập gây ra trên thế giới Hồ chứa nước là loại hình công trình thuỷ lợi, thủy điện có nhiều ưu điểm trong khai thác tổng hợp.
Chính vì thế nhiều nước trên thế giới đã và đang chú trọng tận dụng các điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn cho phép để xây dựng hồ chứa nước. Hiệu quả của hồ chứa nước là to lớn trên nhiều lĩnh vực: Phát điện, cấp nước tưới, cấp nước sinh hoạt. Nhưng nếu gặp rủi ro vỡ đập, thiệt hại cho hạ du cũng sẽ thật khủng khiếp (nhất là đối với các hồ chứa nước lớn, hạ du là vùng dân cư, kinh tế quan trọng).