Mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tại hồ chứa nước Vạn Hội, tỉnh Bình Định

Trong thí nghiệm "Mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tại hồ chứa nước Vạn Hội, tỉnh Bình Định" hệ số áp lực nước lỗ rỗng gây ra trượt lở là ru=0.63, đây là giá trị tới hạn được sử dụng để mô phỏng khối trượt lớn tại hồ Vạn Hội gây ra do mưa trong phần mềm LS-RAPID. Việc mô phỏng thành công toàn bộ quá trình hình thành và dịch chuyển của khối trượt lớn sử dụng chương trình tích hợp của thiết bị cắt vòng và mô hình LS-RAPID có ý nghĩa thực tiễn trong việc đánh giá nguy cơ và rủi ro trượt lở xảy ra tại Việt Nam. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tại hồ chứa nước Vạn Hội, tỉnh Bình Định HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tại hồ chứa nước Vạn Hội, tỉnh Bình Định Phạm Văn Tiền1,2,*, Lê Hồng Lượng3, Trần Thanh Nhàn4, Đào Minh Đức1, Nguyễn Quốc Phi5, Nguyễn Châu Lân6, Đinh Thị Quỳnh2, Trần Trung Hiếu1, Nguyễn Đức Anh1, Trần Nguyễn Hữu Nguyên4, Nguyễn Thị Mai Hương5 1 Viện Địa chất – Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam 2 Viện Địa công nghệ và môi trường, Tổng hội Địa chất 3 Viện Khoa học và công nghệ Giao thông vận tải 4 Trường Đại học khoa học – Đại học Huế 5 Trường Đại học Mỏ - Địa chất 6 Trường Đại học giao thông vận tảiTÓM TẮTTrượt lở là một trong những tai biến địa chất phổ biến xuất hiện ở các khu vực đồi núi gây ra nhiều thiệt hại vềkinh tế và sinh mạng con người. Tại Việt Nam, trượt lở đã xảy ra tại một số khu vực hồ chứa nước gây ảnh hưởngtới an toàn công trình hồ và đập. Bài báo này trình bày kết quả mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tại hồchứa nước Vạn Hội, xã Ân Tín, huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định sử dụng thiết bị cắt vòng (ICL-2) và mô hìnhmáy tính LS-RAPID. Kết quả thí nghiệm cắt vòng trên mẫu đất S1 cho thấy, sự gia tăng của áp lực nước lỗ rỗnghình thành do mưa lớn là nguyên nhân chính gây ra trượt lở mái dốc tại hồ chứa nước Vạn Hội. Trong thí nghiệmnày, hệ số áp lực nước lỗ rỗng gây ra trượt lở là ru=0.63, đây là giá trị tới hạn được sử dụng để mô phỏng khốitrượt lớn tại hồ Vạn Hội gây ra do mưa trong phần mềm LS-RAPID. Việc mô phỏng thành công toàn bộ quátrình hình thành và dịch chuyển của khối trượt lớn sử dụng chương trình tích hợp của thiết bị cắt vòng và môhình LS-RAPID có ý nghĩa thực tiễn trong việc đánh giá nguy cơ và rủi ro trượt lở xảy ra tại Việt Nam.Từ khóa: Trượt lở; mưa; áp lực nước lỗ rỗng; thiết bị cắt vòng; mô hình LS-RAPID.1. Đặt vấn đề Trượt lở ở khu vực hồ và đập chứa nước (tạm gọi là trượt lở hồ đập) nói đến sự trượt của các mái dốcvào trong khối nước lòng hồ, hiện tượng này xuất hiện ở thượng lưu hoặc vùng lân cận các hồ chứa nước.Trượt lở hồ đập thường gây ra do việc tích nước với thể tích lớn, hoặc do sự rút nước đột ngột, do mưa,động đất hoặc sự kết hợp của các nhân tố đã đề cập. Trượt lở hồ đập không chỉ gây ra các mối đe dọa tớicon người và cơ sở hạ tầng xung quanh hồ chứa nước, mà nó còn có thể phát sinh ra các tai biến thứ cấp,như (1) sự chảy tràn của đập do sóng nước phát sinh bởi sự trượt lở; (3) vỡ đập và lũ ở hạ lưu; (3) sự giảmkhả năng tích trữ của hồ (Costa vàSchuster, 1987). Đã có nhiều thảm họa trượt lở hồ đập đã được báo cáotrên thế giới, ví dụ như thảm họa trượt lở gây ra sóng thần trong hồ Vajont lấy đi khoảng 2.000 sinh mạngở Italy năm 1963 (Iqbal và nnk, 2017); và thảm họa trượt lở Qianjiangping gây sóng thần trên hồ Tam Hiệp,Trung Quốc làm chết 24 người năm 2003 (Jian và nnk, 2014). Việt Nam có khoảng 640 đập kích thước trung bình đến lớn trong tổng số hơn 7,000 hồ và đập chứanước, là một trong những nơi có hệ thống đập lớn nhất trên thế giới (Amos và nnk. 2017). Theo thống kêcủa nhóm tác giả, trượt lở đã xảy ra tại một số khu vực hồ chứa nước trên cả nước, như tại hồ thủy điệnHòa Bình, hồ thủy điện Bản Vẽ, hồ thủy điện Nậm Nơn, hồ thủy điện Bản Ang, hồ thủy điện Hương Điền,hồ chứa nước Vạn Hội và hồ chứa nước Cửa Đạt. Mặc dù vậy, chưa có nhiều nghiên cứu về hiện tượngnày, đặc biệt là thử nghiệm vật lý và mô hình số trượt lở gây ra bởi sự gia tăng áp lực nước lỗ rỗng hìnhthành do mưa lớn. Trong bài báo này, kết quả nghiên cứu sơ bộ mô phỏng khối trượt lớn gây ra do mưa tạihồ chứa nước Vạn Hội, tỉnh Bình Định được trình bày.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu Hồ Vạn Hội xây dựng trên suối Cái - là một nhánh nhỏ của sông An Lão, có dung tích thiết kế 14,5 triệum3 nước, được chính thức đưa vào vận hành từ năm 2003. Vị trí công trình tại thôn Vạn Hội, xã Ân Tín,* Tác giả liên hệEmail: phamtiengtvt@gmail.com 538huyện Hoài Ân, tỉnh Bình Định, nằm cách T.P Quy Nhơn về phía Tây Bắc 100 km và cách cầu Bồng Sơntrên Quốc lộ 1A về phía Tây 20 km. Diện tích lưu vực của hồ chứa nước là 38 km2. Hồ chứa nước có nhiệmvụ tưới nước cho 1.100 ha diện tích đất nông nghiệp của huyện Hoài Ân và bổ sung khoảng 5,0 triệu métkhối nước cho hệ thống đập Lại Giang phục vụ tưới 1.006 ha vào vụ Hè Thu và Đông Xuân. Do ảnh hưởng của không khí lạnh kết hợp với nhiễu động đới gió dông, từ ngày 12 đến ngày 17/12/2016trên địa bàn tỉnh Bình Định xuất hiện đợt mưa lớn. Vào khoảng 05 giờ sáng, ngày 16/12/2016, tại hồ chứanước Vạn Hội mưa lớn và kéo dài đã làm xuất hiện hiện tượng trượt lở tại một số vị trí, trong đó có khốitrượt lở quy mô lớn nằm trên mái dốc thượng lưu bờ trái đập (Tien và nnk, 2021). Vị trí trượt lở cách cáccửa tràn xả lũ khoảng 300 m. Khối trượt đã gây ra một tiếng nổ lớn, tạo nên cột sóng nước cao khoảng 15-20 m tràn qua đỉnh đập và nhà quản lý vận hành. Sóng nước va vào đập và tràn xả lũ đã làm hỏng toàn bộcổng trục, phai phụ, lan can và hỏng hoàn toàn đường ống dẫn dầu thủy lực cửa tràn số 03, làm cửa trànđóng sập xuống không kéo lên được. Khi đó cửa tràn số 01 và số 02 đang mở điều tiết nhưng không vậnhành mở thêm được. Bênh cạnh đó, hệ thống đường dây điện phía hạ lưu đập bị hỏng hoàn toàn 400 m dây,đổ gãy hoàn toàn 02 trụ và nứt gãy 05 trụ (trong đó có trụ tại trạm hạ thế). Sự cố trư ...