KHẢO SÁT BỒI LẮNG LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN TRỊ AN BẰNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN

Hồ thủy điện Trị An được khởi công vào năm 1984 và đi vào hoạt động đầu năm 1987. Hồ có dung tích toàn phần 2,765km3, dung tích hữu ích 2,547km3 và diện tích mặt thoáng 323km2. Hồ được thiết kế để cung cấp nước cho nhà máy thủy điện Trị An công suất 400MW với sản lượng điện hàng năm 1,7 tỷ kWh. Tốc độ lắng đọng trầm tích là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởng đến tuổi thọ và tính kinh tế của công trình.Như là hệ quả của quá trình tự nhiên, dung tích hồ sẽ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
KHẢO SÁT BỒI LẮNG LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN TRỊ AN BẰNG KỸ THUẬT HẠT NHÂN KHẢO SÁT BỒI LẮNG LÒNG HỒ THUỶ ĐIỆN TRỊ AN BẰNG KỸ THUẬT HẠT NHÂNHồ thủy điện Trị An được khởi công vào năm 1984 và đi vào hoạtđộng đầu năm 1987. Hồ có dung tích toàn phần 2,765km3, dungtích hữu ích 2,547km3 và diện tích mặt thoáng 323km2. Hồ đượcthiết kế để cung cấp nước cho nhà máy thủy điện Trị An công suất400MW với sản lượng điện hàng năm 1,7 tỷ kWh.Tốc độ lắng đọng trầm tích là một yếu tố quan trọng, ảnh hưởngđến tuổi thọ và tính kinh tế của công trình.Như là hệ quả của quá trình tự nhiên, dung tích hồ sẽ bị giảm dầndo sự tích tụ của các sản phẩm bị xói mòn từ lưu vực.Thông thường, sự mất thể tích hồ do bồi tích cũng đã được tínhđến từ khi xây dựng luận chứng kỹ thuật kinh tế của công trình.Tuy nhiên, dự báo ban đầu thường khác nhiều so với thực tế, nhấtlà trong bối cảnh xảy ra nạn phá rừng và khai thác bừa bãi lưu vựcnhư ở nước ta hiện nay.Hồ Trị An đã được đánh giá bồi lắng vào năm 1994 dựa trên sốliệu quan trắc lưu lượng dòng chảy bùn cát lơ lửng vào hồ và đomức độ bồi lên của nền đáy tại các mặt cắt đặc trưng bằng siêuâm.Tuy nhiên, số liệu quan trắc mật độ phù sa trong nước không đượcliên tục trong suốt thời gian hoạt động của hồ. Khối lượng bùn cát vào hồ theo cơ chế di đáy không đo được màchỉ ước lượng.Sự thăm dò mức độ nâng cao nền đáy tại các mặt cắt ngang bằngsiêu âm gặp phải khó khăn là đường đo lần sau không hoàn toàntrùng với đường thiết kế ban đầu.Vì thế, kết quả thu được gặp phải sai số khá lớn.Kỹ thuật hạt nhân đã được tuyển chọn để khảo sát sự bồi lắng lònghồ thủy điện Trị An đợt 2 vào năm 2003.Kỹ thuật này đánh giá tổng thể sự bồi lắng lòng hồ trong suốt thờigian hoạt động của nó. Về cơ bản, kỹ thuật Pb-210 khắc phục đượcnhiều nhược điểm của các phương pháp truyền thống.Để đánh giá tổng thể trầm tích tích lũy trong hồ Trị An từ khi tíchnước, 45 lõi trầm tích đã được lấy tại 15 mặt cắt ngang lòng hồ.Tại mỗi mặt cắt, 3 vị trí đã được chọn để lấy mẫu xác định tốc độtrầm tích.Sau đó, lõi trầm tích được cắt thành từng lát cắt dày 24 cm tùy theochiều dài lõi khoan.Tại phòng thí nghiệm, các mẫu lát cắt được phân tích để xác định210Pb và các đồng vị phóng xạ tự nhiên khác.Tuổi của các lớp trầm tích cũng như mặt phân cách giữa nền đất cũcủa hồ và trầm tích mới được xác định theo chỉ thị 210Pb.Từ số liệu về tốc độ trầm tích đơn lẻ tại các vị trí lấy mẫu, diện tíchtiết diện ngang của lớp trầm tích tại 15 mặt cắt được xác định. Từđó, thể tích khối trầm tích trong hồ được xác định theo công thứcđề xuất bởi Vito A. Vanoni, 1875.Các kết quả nghiên cứu cho thấy độ sâu lớp trầm tích bồi lắng hồtại 45 vị trí lấy mẫu được xác định dựa trên chất chỉ thị phóng xạrơi lắng từ khí quyển 210Pbexc.Từ các số liệu tốc độ trầm tích tạicác vị trí lấy mẫu, đánh giá được sự phân bố trầm tích trong lònghồ Trị An và xu thế phát triển của trầm tích bằng các chương trìnhtính toán động học hồ.Có 2 phương pháp đánh giá thể tích trầm tích bồi lắng hồ:- Phương pháp thứ nhất: Từ 45 vị trí khảo sát trên 15 mặt cắt, tínhtoán được thể tích khối trầm tích giới hạn giữa 2 mặt cắt cũng nhưcho toàn hồ. Kết quả tính toán theo phương pháp Vito A. Vanoni.- Phương pháp thứ hai: Từ diện tích tiết diện ngang của lớp trầm tích tại các mặt cắt khảosát, có thể xây dựng được tương quan của đại lượng này theokhoảng cách từ đầu hồ đến cuối hồ.Trong phương pháp này, hồ Trị An được chia thành 2 vùng để tínhriêng biệt, là hồ phụ và hồ chính. Đối với hồ phụ, khoảng cáchđược tính từ cửa nhận nước đến cuối hồ (kênh nối 2 hồ). Còn đối với hồ chính, khoảng cách được tính từ đập tràn đếnthượng lưu.Thể tích khối trầm tích trong hồ từ khi hoạt động được tính toánbằng cách lấy tích phân phương trình quan hệ theo khoảng cách(chính là diện tích nằm dưới đường cong). Việc tính toán thể tíchbồi lấp hồ đưa đến kết quả sau: Đối với hồ chính: V = 34850870m3 Đối với hồ phụ: V = 429740m3 Tổng cộng cả 2 hồ:V = 35280610m3 (làm tròn 35,28x106 m3)Kết quả đưa ra của 2 phương pháp sai khác nhau 6,5%.Từ các số liệu về độ sâu nước, thể tích của hồ ứng với các cao trìnhmực nước khác nhau được đánh giá nhờ các phần mềm chuyêndụng. So với dung tích thiết kế ban đầu 2,765x109m3 thì kết quảtính toán theo số liệu đo đạc hiện nay (V = 2,738 x 109m3) nhỏhơn 0,97%.Từ các kết quả trên, có thể rút ra một số nhận xét chính như sau: - Bề dày lớp trầm tích bồi lấp hồ thay đổi trong một dải rấtrộng, từ 5 cm ở hồ phụ đến 132 cm ở gần lối vào hồ; - Tổng thể tích hồ bị bồi lấp trong suốt cả thời gian hoạtđộng của nó là 3,646x107m3 (trung bình: 2,145 x 106 m3/năm); - Tốc độ lắng đọng trầm tích trong hồ phụ và g ...