I. Tình hình xây dựng đập vật liệu địa phương ở Việt Nam và vùng Duyên Hải miền Trung
Việt Nam có 14 lưu vực sông lớn với nguồn tài nguyên nước phong phú, hàng năm có khoảng 845 tỷ m³ nước chuyển tải trên 2360 con sông lớn nhỏ. Tuy nhiên, do lượng mưa phân bổ không đều trong năm, dòng chảy cũng thay đổi theo mùa. Mùa khô kéo dài khoảng 6-7 tháng, lượng mưa chỉ chiếm 15-20% lượng mưa cả năm, còn lại 80-85% lượng mưa rơi vào 5-6 tháng mùa mưa. Về địa hình, nước ta có nhiều đồi núi thuận lợi cho việc xây dựng các hồ chứa phục vụ phát triển các ngành kinh tế và nhu cầu về nước cho dân sinh. Tình hình xây dựng hồ chứa ở nước ta đã phát triển từ nửa đầu thế kỷ XX; sau khi thống nhất đất nước, Nhà nước đã đầu tư xây dựng nhiều hồ chứa. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn năm 2002, cả nước có 1967 hồ chứa với tổng dung tích trên 19 tỷ m³ và 1957 hồ chứa thủy nông với tổng dung tích trên 5,82 tỷ m³.
1.1. Địa hình và khí hậu
Địa hình và địa chất miền Trung đều bắt nguồn từ một lịch sử thống nhất liên quan đến quá trình biển tiến-mài mòn, tạo nên các bộc đá đánh dấu sự dao động của mực nước qua các thời kỳ băng hà tan. Đồng bằng duyên hải miền Trung có những cồn cát cao tới 40-50m, và giữa chúng hình thành những mạch nước ngọt ngầm phun lên. Khí hậu khu vực thuộc miền khí hậu Đông Trường Sơn, dẫn tới khu vực Bắc Trung Bộ chịu chế độ gió mùa mùa hạ và gió Tây khô nóng từ phía Tây, còn khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ chịu ảnh hưởng của gió mùa đông Bắc. Thời tiết có nhiều bất thường, bão lũ thường xuyên xảy ra, ảnh hưởng đến an toàn của các công trình thủy lợi, đặc biệt là đập vật liệu địa phương.
II. Cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu
Nghiên cứu áp lực nước lỗ rỗng và ảnh hưởng của nó đến ổn định đập thủy công là rất quan trọng trong việc đánh giá an toàn của các công trình thủy lợi. Áp lực nước lỗ rỗng có thể dẫn đến sự thay đổi ứng suất trong đất, ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của đập. Các phương pháp nghiên cứu bao gồm phương pháp giải tích và phương pháp thí nghiệm, giúp xác định mối quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng và ổn định đập. Việc phân tích áp lực nước trong lỗ rỗng là cần thiết để hiểu rõ hơn về quá trình ổn định của đập trong các điều kiện khác nhau, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý và thiết kế phù hợp.
2.1. Phương trình cơ bản của dòng thấm không ổn định
Các phương trình cơ bản của dòng thấm không ổn định được áp dụng để mô hình hóa sự phân bố áp lực nước trong lỗ rỗng dưới tác động của tải trọng bên ngoài. Phương trình vi phân mô tả sự thay đổi áp lực nước theo thời gian và không gian, cho phép đánh giá sự ổn định của đập trong các điều kiện khác nhau. Việc áp dụng các phương pháp mô hình số và thí nghiệm thực nghiệm giúp cung cấp dữ liệu cần thiết để phân tích và dự đoán hành vi của đập trong điều kiện mưa lớn hoặc lũ lụt.
III. Nghiên cứu ổn định cục bộ của đập vật liệu địa phương
Nghiên cứu ổn định cục bộ của đập vật liệu địa phương dưới ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng là một lĩnh vực quan trọng trong thiết kế và đánh giá an toàn của các công trình thủy lợi. Các yếu tố như mực nước hồ, tốc độ rút nước và độ thấm của khối đất thượng lưu đập có thể ảnh hưởng đáng kể đến ổn định của đập. Thông qua các nghiên cứu trường hợp, có thể xác định được các trạng thái nguy hiểm và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời nhằm bảo đảm an toàn cho công trình. Việc phân tích các kết quả nghiên cứu cũng giúp nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc quản lý áp lực nước lỗ rỗng trong các công trình thủy lợi.
3.1. Ảnh hưởng của mực nước hồ tới an toàn đập
Mực nước hồ có ảnh hưởng lớn đến ổn định của đập, đặc biệt là trong mùa mưa. Khi mực nước hồ tăng cao, áp lực nước lỗ rỗng trong thân đập cũng tăng theo, dẫn đến nguy cơ mất ổn định. Nghiên cứu cho thấy rằng việc theo dõi và điều chỉnh mực nước hồ là cần thiết để đảm bảo an toàn cho đập. Các biện pháp như xây dựng hệ thống thoát nước hiệu quả và kiểm soát dòng chảy có thể giúp giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho công trình.
