Thủy lợi đóng vai trò rất quan trọng trong việc khai thác sử dụng, bảo vệ nguồn tài nguyên nước và môi trường, phòng tránh và giảm nhẹ thiên tai, đáp ứng các yêu cầu về nước để tồn tại và phát triển cuộc sống cũng như các loại hình sản xuất phát triển kinh tế. Bộ Luật Thủy lợi được Quốc hội khóa 14, kỳ họp thứ 3 thông qua ngày 19-6-2017 và có hiệu lực từ ngày 1-7-2018 có 10 chương, 60 điều quy định về điều tra cơ bản, chiến lược, quy hoạch thủy lợi; đầu tư xây dựng công trình thủy lợi; quản lý, khai thác công trình thủy lợi và vận hành hồ chứa thủy điện phục vụ thủy lợi; dịch vụ thủy lợi; bảo vệ và bảo đảm an toàn công trình thủy lợi; thủy lợi nhỏ, thủy lợi nội đồng; quyền, trách nhiệm của tổ chức, cá nhân trong hoạt động thủy lợi; trách nhiệm quản lý nhà nước về thủy lợi.
Công trình thủy lợi là gì?
Công trình thủy lợi là công trình hạ tầng kỹ thuật thủy lợi bao gồm đập, hồ chứa nước, cống, trạm bơm, hệ thống dẫn, chuyển nước, kè, bờ bao thủy lợi và công trình khác phục vụ quản lý, khai thác thủy lợi (Khoản 3 Điều 2 Luật Thủy lợi 2017).
Công trình thủy lợi Thủy điện Sơn La tại Việt Nam.
Loại công trình thủy lợi được xác định theo quy mô, nhiệm vụ, tầm quan trọng, mức độ rủi ro vùng hạ du, bao gồm công trình thủy lợi quan trọng đặc biệt, công trình thủy lợi lớn, công trình thủy lợi vừa và công trình thủy lợi nhỏ (Khoản 1, 2 Điều 16 Luật Thủy lợi 2017).
Nghị định số 67/2018/NĐ-CP quy định chi tiết một số điều của Luật Thủy lợi. Trong đó, quy định chi tiết 10 loại hình công trình thủy lợi như sau: 1. Đập, hồ chứa nước quan trọng đặc biệt; 2. Đập, hồ chứa nước lớn; 3. Đập, hồ chứa nước vừa; 4. Đập, hồ chứa nước nhỏ; 5. Trạm bơm; 6. Cống; 7. Hệ thống dẫn, chuyển nước; 8. Đường ống; 9. Bờ bao thủy lợi; 10. Hệ thống công trình thủy lợi.
Phân cấp công trình thủy lợi
Phân cấp công trình thủy lợi để thiết kế công trình và để quản lý các nội dung khác được quy định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật quốc gia và các quy định của pháp luật có liên quan. Cấp công trình thủy lợi được xác định theo quy mô, nhiệm vụ, điều kiện địa chất nền và yêu cầu kỹ thuật xây dựng công trình, bao gồm công trình thủy lợi cấp đặc biệt, công trình thủy lợi cấp I, công trình thủy lợi cấp II, công trình thủy lợi cấp III và công trình thủy lợi cấp IV. Cấp của công trình đầu mối được xác định là cấp của công trình thủy lợi. Cấp của hệ thống dẫn, chuyển nước nhỏ hơn hoặc bằng cấp công trình đầu mối và nhỏ dần theo sự thu hẹp phạm vi phục vụ. Cấp của hệ thống dẫn, chuyển nước cấp dưới nhỏ hơn 01 cấp so với cấp của hệ thống dẫn, chuyển nước cấp trên.
– Cấp của công trình thủy lợi được quy định cụ thể tại Phụ lục II ban hành kèm theo Nghị định số 67/2018/NĐ-CP.
PHỤ LỤC II
BẢNG PHÂN CẤP CÔNG TRÌNH THỦY LỢI
(Kèm theo Nghị định số 67/2018/NĐ-CP ngày 14 tháng 5 năm 2018 của Chính phủ)
Bảng 1. Phân cấp công trình theo quy mô, công suất
| TT | Loại công trình | Tiêu chí phân cấp | Cấp công trình | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Đặc biệt | Cấp I | Cấp II | Cấp III | Cấp IV | |||
| 1 | Công trình cấp nước (cho diện tích được tưới) hoặc tiêu thoát nước (diện tích tự nhiên khu tiêu) | Diện tích (nghìn ha) | > 50 | > 10÷ 50 | > 2÷ 10 | ≤ 2 | |
| 2 | Hồ chứa nước (dung tích ứng với mực nước dâng bình thường) | Dung tích (triệu m3) | > 1.000 | > 200÷ 1.000 | > 20÷ 200 | ≥ 3÷ 20 | < 3 |
| 3 | Công trình cấp nước nguồn chưa xử lý cho các ngành sử dụng nước khác | Lưu lượng (m3/s) | > 20 | > 10÷ 20 | > 2÷ 10 | ≤ 2 | |
Bảng 2. Phân cấp công trình theo đặc tính kỹ thuật
| TT | Loại công trình | Tiêu chí phân cấp | Cấp công trình | ||||
| Đặc biệt | Cấp I | Cấp II | Cấp III | Cấp IV | |||
| 1 | Đập đất, đập đất – đá các loại | ||||||
| 1.1 | Nền là đá | Chiều cao đập (m) | > 100 | > 70÷ 100 | > 25÷ 70 | > 10÷ 25 | ≤ 10 |
| 1.2 | Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng | > 35÷ 75 | > 8÷ 15 | ≤ 8 | |||
| 1.3 | Nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo | > 15÷ 25 | > 5 ÷ 15 | ≤ 5 | |||
| 2 | Đập bê tông, bê tông cốt thép các loại và các công trình thủy lợi chịu áp khác | ||||||
| 2.1 | Nền là đá | Chiều cao đập (m) | > 100 | > 60÷ 100 | > 25÷ 60 | > 10÷ 25 | ≤ 10 |
| 2.2 | Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng | > 25÷ 50 | > 10÷ 25 | > 5÷ 10 | ≤ 5 | ||
| 2.3 | Nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo | > 10÷ 20 | > 5÷ 10 | ≤ 5 | |||
| 3 | Tường chắn | ||||||
| 3.1 | Nền là đá | Chiều cao tường (m) | > 25 ÷ 40 | > 15÷ 25 | > 8÷ 15 | ≤ 8 | |
| 3.2 | Nền là đất cát, đất hòn thô, đất sét ở trạng thái cứng và nửa cứng | > 12÷ 20 | > 5÷ 12 | ≤ 5 | |||
| 3.3 | Nền là đất sét bão hòa nước ở trạng thái dẻo | > 10÷ 15 | > 4÷ 10 | ≤ 4 | |||
Ghi chú:
- Đối với đập đất, đập đất – đá các loại: Chiều cao đập tính từ mặt nền thấp nhất sau khi dọn móng (không kể phần chiều cao chân khay) đến đỉnh đập;
- Đối với đập bê tông các loại và các công trình xây đúc chịu áp khác: Chiều cao đập tính từ đáy chân khay thấp nhất đến đỉnh công trình;
- Đối với tường chắn: Chiều cao tường chắn tính từ mặt nền phía thấp hơn sau khi đã dọn móng đến đỉnh tường.
Quy định của nhà nước về phương pháp quan trắc công trình thủy lợi
Có thể thấy công trình thủy lợi là một công trình hạ tầng kỹ thuật phức tạp với nhiều hệ thống thành phần khác nhau. Trong quá trình thi công, chủ đầu tư xây dựng đập, hồ chứa nước có trách nhiệm lập phương án ứng phó thiên tai cho công trình, vùng hạ du đập, trình cơ quan nhà nước có thẩm quyền phê duyệt và tổ chức thực hiện. Đối với tràn xả lũ của đập, hồ chứa nước có cửa van điều tiết phải lắp đặt hệ thống giám sát vận hành; thiết bị thông tin, cảnh báo an toàn cho đập và vùng hạ du đập; thiết bị quan trắc khí tượng thủy văn chuyên dùng trên lưu vực hồ chứa nước; Đối với đập, hồ chứa nước lớn có tràn tự do phải lắp đặt thiết bị thông tin, cảnh báo an toàn cho đập và vùng hạ du đập; thiết bị quan trắc khí tượng thủy văn chuyên dùng trên lưu vực hồ chứa nước. (Luật Thủy lợi 2017)
Quan trắc công trình thủy lợi là một công việc không thể thiếu trong quá trình xây dựng, quản lý vận hành công trình. Các kết quả quan trắc là cơ sở thực tế quan trọng để đảm bảo thi công an toàn, vận hành hiệu quả công trình, phòng chống lũ và quản lý an toàn công trình nói chung và hồ đập nói riêng. Các kết quả quan trắc cũng được sử dụng để kiểm chứng các kết quả tính toán thiết kế cũng như khái quát hóa, bổ sung cho lý luận thiết kế công trình.
Việt Nam hiện có gần 7000 hồ, đập thủy lợi, thủy điện, trong đó trên 90% là hồ có đập vật liệu địa phương, chủ yếu là đập đất. Các hồ chứa lớn có dung tích lớn, cột nước cao, nếu xảy ra sự cố sẽ gây thiệt hại khôn lường cho vùng hạ du. Với các hồ đập vừa và nhỏ, do được thiết kế với tiêu chuẩn an toàn không cao, cộng thêm những hạn chế trong công tác đầu tư, khảo sát thiết kế, thi công và quản lý vận hành nên thường tiềm ẩn các nguy cơ mất an toàn. Khi đó vai trò của công tác quan trắc trong quản lý an toàn hồ đập càng trở nên quan trọng.
Nhà nước đã ban hành Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8215:2021 “Công trình thủy lợi – thiết bị quan trắc”để áp dụng trong thiết kế bố trí, thi công và nghiệm thu thiết bị quan trắc của cụm đầu mối công trình thủy lợi (đập, tràn, cống, trạm bơm) nhằm đảm bảo an toàn trong quá trình thi công và quản lý vận hành.
❖ Đối với công trình đất, đá (đập đất, đất đá hỗn hợp và đá đổ), việc thực hiện nội dung quan trắc được quy định như sau:
| TT | Nội dung quan trắc | Cấp công trình | ||||
| Đặc biệt | I | II | III | IV | ||
| 1 | Quan trắc thấm | |||||
| 1.1 | Quan trắc mực nước thượng và hạ lưu | + | + | + | + | + |
| 1.2 | Quan trắc đường bão hòa trong thân đập đất, thân đập đất đá hỗn hợp và áp lực thấm nền công trình | + | + | + | + | |
| 1.3 | Quan trắc thấm vòng qua vai công trình | (+) | (+) | (+) | (+) | |
| 1.4 | Quan trắc lưu lượng thấm hạ lưu, mái đào hai bên vai đập (nếu cần thiết) | + | + | + | + | |
| 1.5 | Quan trắc áp lực kẽ rỗng | + | + | |||
| 2 | Quan trắc chuyển vị | |||||
| 2.1 | Quan trắc lún (chuyển vị đứng) | + | + | + | + | + |
| 2.2 | Quan trắc chuyển vị ngang (nghiêng, lệch) | + | + | + | + | + |
| 3 | Quan trắc biến dạng, áp lực đất, đá lên kết cấu bê tông, bê tông cốt thép nằm trong công trình | + | + | |||
| 4 | Quan trắc ứng suất | + | + | |||
| 5 | Quan trắc áp lực nước, áp lực mạch động của dòng chảy | + | + | |||
| 6 | Quan trắc khí tượng thủy văn, thủy lực phạm vi công trình | + | + | + | + | |
| 7 | Quan trắc độ mở cống, tràn (nếu có) | + | + | + | + | + |
| CHÚ THÍCH:
1) Cấp công trình theo quy định hiện hành và các tài liệu khác có liên quan. Đối với các công trình đã có thì tùy thuộc vào hiện trạng, khả năng thực hiện, số liệu quan trắc (nếu có), cấp của công trình để luận chứng làm cơ sở lắp đặt một phần hay toàn bộ các nội dung quan trắc nêu trong Bảng 1. 2) Quan trắc thấm vòng qua vai công trình (+) chỉ thực hiện khi vai công trình đặt trên các lớp đất, đá có hệ số thấm lớn hơn 1 x 10-4 cm/s (theo TCVN 4253). |
||||||
❖ Đối với công trình bê tông và bê tông cốt thép (đập, tường chắn, cống lấy nước, tràn xả lũ, đập vòm, trạm bơm và cống đồng bằng) thực hiện quan trắc các nội dung theo quy định như sau:
| TT | Nội dung quan trắc | Cấp công trình | ||||
| Đặc biệt | I | II | III | IV | ||
| 1 | Quan trắc thấm | |||||
| 1.1 | Quan trắc mực nước thượng và hạ lưu | + | + | + | + | + |
| 1.2 | Quan trắc áp lực thấm nền | + | + | + | ||
| 1.3 | Quan trắc thấm vòng qua vai công trình | (+) | (+) | (+) | (+) | |
| 1.4 | Quan trắc lưu lượng thấm qua khớp nối bên trong công trình, mái đào hai bên vai đập (nếu cần thiết) | + | + | + | ||
| 2 | Quan trắc chuyển vị | |||||
| 2.1 | Quan trắc lún (chuyển vị đứng) | + | + | + | + | + |
| 2.2 | Quan trắc chuyển vị ngang (nghiêng, lệch) | + | + | + | + | + |
| 2.3 | Quan trắc độ mở rộng hoặc thu hẹp của khớp nối, khe nứt | + | + | + | ||
| 3 | Quan trắc nhiệt độ | + | + | |||
| 4 | Quan trắc ứng suất | + | + | |||
| 5 | Quan trắc áp lực kéo cốt thép (ứng lực trong cốt thép) | + | + | + | ||
| 6 | Quan trắc áp lực nước, áp lực mạch động của dòng chảy | + | + | |||
| 7 | Quan trắc khí tượng thủy văn, thủy lực phạm vi công trình | + | + | + | + | |
| 8 | Quan trắc độ mở cống, tràn (nếu có) | + | + | + | + | + |
| CHÚ THÍCH:
1) Cấp công trình theo quy định hiện hành và các tài liệu khác có liên quan. Đối với các công trình đã có thì tùy thuộc vào hiện trạng, khả năng thực hiện, số liệu quan trắc (nếu có), cấp của công trình để luận chứng làm cơ sở lắp đặt một phần hay toàn bộ các nội dung quan trắc nêu trong Bảng 2. 2) Quan trắc thấm vòng qua vai công trình (+) chỉ thực hiện khi vai công trình đặt trên các lớp đất, đá có hệ số thấm lớn hơn 1 x 10-4 cm/s (theo TCVN 4253). |
||||||
Các phương pháp quan trắc công trình thủy lợi
Các phương pháp quan trắc công trình thủy lợi được thực hiện là phương pháp ghi đo số liệu, bao gồm hai phương pháp chính là: Phương pháp quan trắc công trình thủy lợi trực tiếp (đo thủ công) và phương pháp quan trắc công trình thủy lợi gián tiếp (đo bán tự động và đo tự động). Trong một công trình có thể tồn tại song song cả hai phương pháp. Việc lựa chọn phương pháp quan trắc phụ thuộc vào nội dung quan trắc, loại thiết bị và điều kiện kinh tế – kỹ thuật của công trình, cụ thể như sau:
1. Quan trắc công trình thủy lợi trực tiếp (đo thủ công):
Quan trắc trực tiếp áp dụng đối với các nội dung có thể quan trắc từ trên bề mặt công trình như: quan trắc lún và chuyển vị, mực nước thượng hạ lưu, lưu lượng thấm, đường bão hòa. Phương pháp này do con người trực tiếp thực hiện bằng trực quan thông qua các dụng cụ đo cầm tay di động (các thiết bị đo đạc chuyên dụng, các thiết bị đọc xách tay – readout box) kết nối và đọc dữ liệu tại vị trí lắp đặt (điểm đo hoặc tại hộp đấu nối cáp truyền tín hiệu từ các điểm đo) ở hiện trường, theo lịch quan trắc định kỳ trong hồ sơ thiết kế hoặc theo quy định tại điều 8.3.2.
Quan trắc lún và chuyển vị công trình có thể được thực hiện bằng máy thủy bình điện tử Trimble DiNi và máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao Trimble S series.
2. Quan trắc công trình thủy lợi gián tiếp (đo bán tự động và đo tự động):
Quan trắc gián tiếp có thể áp dụng cho tất cả các nội dung quan trắc. Phương pháp này không do con người trực tiếp thực hiện mà do các thiết bị đo tự động; truyền số liệu về trung tâm thu thập, phân tích, xử lý; thời gian quan trắc được cài đặt đảm bảo cập nhật liên tục theo yêu cầu trong hồ sơ thiết kế được duyệt hoặc theo quy định tại điều 8.3.2. Quan trắc gián tiếp bao gồm 2 phương pháp là bán tự động và tự động.
- Phương pháp đo bán tự động (đo thủ công và lưu trữ số liệu tự động): Hệ thống được trang bị các cảm biến được kết nối với thiết bị thu thập số liệu để định kỳ đo và tự động lưu trữ số liệu vào bộ nhớ của thiết bị, kết nối thiết bị thu thập với máy tính để lấy thông tin.
- Phương pháp đo tự động (đo tự động và cập nhật số liệu trực tuyến): Về cơ bản phương pháp này tương tự như phương pháp bán tự động, nhưng thiết bị thu thập số liệu được kết nối liên tục với máy tính tại công trình, có thể xem số liệu cập nhật liên tục, truy xuất thông tin quá khứ trên máy tính. Một mức độ phát triển cao hơn nữa là số liệu được cập nhật qua mạng internet tới máy chủ tại trung tâm thông tin để có thể truy xuất mọi lúc, mọi nơi.
Hệ thống quan trắc địa kỹ thuật từ Trimble kết nối và thu thập tự động dữ liệu từ các cảm biến khác nhau như nhiệt độ, áp lực, ứng suất, đo thấm, chuyển vị,…
Để tìm hiểu thêm về các phương pháp quan trắc công trình thủy lợi và giải pháp giúp quan trắc công trình thủy lợi đạt hiệu quả cao, hãy liên hệ Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.
>>> Xem thêm: GIẢI PHÁP THI CÔNG VÀ QUAN TRẮC CÔNG TRÌNH HẦM
