Vai trò quan trọng của công tác quan trắc đối với công trình thủy lợi

Có thể nói, quan trắc là một nhiệm vụ không thể thiếu trong quá trình xây dựng, quản lý và vận hành khai thác công trình thủy lợi. Hãy cùng tìm hiểu sâu hơn về vai trò quan trọng của công tác quan trắc đối với công trình thủy lợi qua bài viết dưới đây.

Công trình thủy lợi (CTTL) là gì?

Công trình thủy lợi là những công trình được xây dựng để sử dụng nguồn nước và góp phần phòng chống thiên tai. Để sử dụng nguồn nước cần phải có công trình tạo nguồn (hồ chứa, công trình lấy nước, trạm bơm) và công trình dẫn nước (kênh, máng, đường ống) từ nguồn đến nơi sử dụng.

Để phòng chống thủy tai (lũ lụt, nước biển dâng, sóng tràn…) cần có công trình ngăn nước (ngăn lũ, ngăn triều), điều chỉnh dòng chảy, cản phá sóng… Điểm khác biệt của CTTL so với công trình xây dựng khác chính là sự tiếp xúc với nước và chịu tác dụng của nước về nhiều mặt (tác dụng cơ học, vật lý, hóa học, sinh vật học…). Vì vậy công trình thủy lợi có những đặc điểm riêng về cách bố trí, tính toán, lựa chọn vật liệu, giải pháp thi công, quản lý khai thác.

CTTL đóng một vai trò quan trọng đặc biệt đối với nền kinh tế quốc dân, nó liên quan đến sự phát triển của nhiều ngành như nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, du lịch, bảo vệ môi trường, an sinh và xã hội.

Công trình thủy lợi đập thủy điện.

Ảnh hưởng của công trình thủy lợi đến các khu vực lân cận

Các công trình thủy lợi được xây dựng có tác động tích cực đến điều kiện kinh tế và thiên nhiên của khu vực như thúc đẩy xây dựng đường giao thông, khu dân cư, khu công nghiệp… đẩy mạnh phát triển kinh tế – xã hội các khu vực lân cận.

Tuy nhiên, việc xây dựng các công trình thủy lợi cũng có thể gây ra các ảnh hưởng tiêu cực, cần phải được xem xét một cách kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế lập dự án, thi công xây dựng và vận hành.

• Các công trình ngăn nước, tạo thành hồ chứa có thể làm ngập một khu vực rộng lớn ở vùng thượng lưu và có thể làm thay đổi khí hậu khu vực xung quanh, làm thay đổi mực nước ngầm và áp lực nước vùng hạ lưu.
• Các hồ chứa ở thượng nguồn có thể làm thay đổi tính chất của các dòng sông.
• Các công trình như đê, đập đặc biệt là các đập tạo hồ chứa có dung tích nước lớn và cột nước cao khi xảy ra sự cố có thể gây ra thiệt hại lớn cho bản thân công trình và khu vực hạ du. Khi đê, đập bị vỡ có thể làm ngập lụt những vùng rộng lớn, làm tê liệt hệ thống giao thông, phá hủy những thành phố, khu dân cư,… Việc khắc phục hậu quả và phục hồi hoạt động ở những vùng chịu ảnh hưởng do vỡ đê, vỡ đập rất tốn kém và mất một thời gian tương đối dài.

Trong lịch sử, nhiều nước và cả Việt Nam cũng đã từng xảy ra những trường hợp hư hỏng công trình như Sự cố vỡ đập thủy điện Xe Pian-Xe Namnoy xảy ra lúc 20h00 (giờ địa phương) ngày 23 tháng 7 năm 2018 ở tỉnh Attapeu, Lào. Đập vỡ dẫn đến 0,5 tỷ m³ nước tràn xuống hạ lưu khiến hàng trăm người mất tích, đồng thời cuốn theo một số ngôi nhà ở phía nam huyện Sanamxay. Sự cố tràn đập thủy điện Hố Hô tháng 10/2010 đã khiến hàng chục nghìn người dân Hà Tĩnh như ngồi trên đống lửa vì nỗi lo vỡ đập, chủ đầu tư thiệt hại nặng nề khi cả nhà máy thủy điện Hố Hô bị san phẳng. Hay như vào tháng 6/2011, tại Lâm Đồng, đường ống dẫn nước từ đập về Nhà máy thủy điện Đam Bol cũng bất ngờ bị vỡ. Sự cố khiến một người chết, một người mất tích và ba người bị thương nặng….

Như vậy, việc đảm bảo an toàn cho công trình thủy lợi nói chung và hồ đập nói riêng là một nhiệm vụ hết sức quan trong đối với ngành thủy lợi hiện nay. Để quản lý an toàn công trình thủy lợi thì công tác quan trắc giữ một vai trò hết sức quan trọng.

Sự cố vỡ đập chắn thủy điện Đakrông 3 vào năm 2012.

Tại sao công tác quan trắc đóng vai trò quan trọng trong quá trình vận hành công trình thủy lợi?

Quan trắc là theo dõi quá trình làm việc, nắm bắt những thay đổi trong bản thân công trình và trên nền móng, cũng như những thay đổi của môi trường xung quanh có ảnh hưởng đến công trình.

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 công tác quan trắc có thể được thực hiện bên trên và trong công trình, tuy nhiên cũng có những hạng mục được thực hiện bên ngoài công trình như đo mưa, đo mực nước, lưu lượng dòng chảy đến hồ, biến dạng mái dốc ven bờ hồ,…

Quan trắc có thể được thực hiện và phát hiện thông qua các phương pháp:

• Quan trắc bằng mắt thường: như dùng thước, dây dọi để phát hiện các chuyển vị, biến dạng cục bộ, sự xuất hiện các vết nứt, dòng thấm ở hạ lưu hay trên mái đập hoặc quan sát chất lượng nước thấm…
• Quan trắc bằng phương pháp trắc địa: Sử dụng thước hoặc các máy móc trắc địa như toàn đạc điện tử độ chính xác cao, thủy bình điện tử độ chính xác cao, máy định vị GNSS độ chính xác cao để đo đạc chuyển vị của công trình (chuyển vị theo phương đứng, ngang hoặc nghiêng), đo độ mở rộng của các khe nứt hoặc khe co giãn trong bê tông, có thể kết hợp phần mềm tự động xử lý và cảnh báo
• Quan trắc bằng các thiết bị được lắp đặt sẵn trong công trình: bằng cách lắp đặt các cảm biến kỹ thuật trong công trình hoặc trên nền móng, để xác định các đặc trưng vật lý và cơ học của vật liệu và môi trường như nhiệt độ, ứng suất, biến dạng, thấm… Số liệu từ các cảm biến này có thể được thu thập thông qua phương pháp thủ công – sử dụng dây dọi, chuông báo hay đồng hồ, bộ ghi đọc thủ công hoặc bằng phương pháp tự động – từ các datalogger, dây dẫn về các thiết bị máy tính trung tâm để xử lý số liệu.

Quan trắc có thể được thực hiện theo một chương trình cố định tích hợp thông qua hệ thống thiết bị quan trắc được bố trí sẵn từ khi xây dựng công trình hoặc theo các chương trình khảo sát riêng biệt khi công trình có biểu hiện đặc biệt (như công trình bị nứt, thấm hay lún vượt quá giới hạn cho phép…)

Một hệ thống quan trắc đập thủy điện bằng thiết bị toàn đạc điện tử độ chính xác cao Trimble S9 và phần mềm Trimble 4D Control.

Có thể nói, quan trắc là một nhiệm vụ không thể thiếu trong quá trình xây dựng, quản lý và vận hành khai thác công trình thủy lợi. Những lợi ích khi áp dụng quan trắc có thể kể đến như sau:

• Phục vụ điều tiết, vận hành hồ chứa: Các công trình thủy lợi khi đưa vào vận hành khai thác đều sẽ có sự biến động về dòng chảy, nhu cầu dùng nước, sự thay đổi công trình nên cần phải có sự điều chỉnh để phù hợp thực tế và có phương án vận hành khi xả lũ. Cơ sở này đến từ số liệu quan trắc dòng chảy đến hồ, nhu cầu sử dụng nước và hiện trạng công trình
• Kiểm soát an toàn của công trình và đưa ra phản ứng khẩn cấp khi xảy ra sự cố: Các công trình thủy lợi đều yêu cầu nghiêm ngặt về tính toán an toàn theo tiêu chuẩn kỹ thuật. Tuy nhiên, do nhiều yếu tố chủ quan (chất lượng khảo sát, thiết kế, thi công và quản lý) và khách quan (bão lũ, động đất…) đều có thể dẫn đến sự cố, gây mất an toàn công trình. Vì thế cần phải tiến hành công tác quan trắc liên tục từ giai đoạn thi công đến vận hành khai thác để đánh giá hiện trạng sức khỏe công trình và đưa ra phương án công trình có an toàn hay không, nếu không an toàn phải đưa ra biện pháp/ phương án xử lý cần thiết.
• Kiểm định các kết quả tính toán thiết kế công trình: Mỗi công trình thủy lợi thường được xây dựng ở địa hình khó khăn nên công các khảo sát địa hình, địa chất tương đối khó khăn, kết quả khảo sát/ tính toán có thể sai khác với thực tế khách quan. Số liệu quan trắc sau khi công trình vận hành có thể được người thiết kế kiểm tra lại kết quả tính toán, đưa ra hệ số cần thiết và rút kinh nghiệm để phục vụ thiết kế công trình tương tự.
• Phục vụ nghiên cứu công trình: Kết quả quan trắc nhiều năm có thể được phân tích, xử lý một cách có thệ thống sẽ cho biết quy luật của các đại lượng diễn biến bên trong công trình như quá trình thấm, sự suy thoái vật liệu xây dựng… Đây là những tài liệu quan trọng phục vụ vào quá trình nghiên cứu và đóng góp cho khoa học và thực tiễn.

Giải pháp quan trắc tự động toàn diện đáp ứng mọi nhu cầu dự án quan trắc từ Trimble.

Tính pháp lý trong công tác quan trắc công trình thủy lợi

Ở Việt Nam, công tác quan trắc công trình thủy lợi được quy định bằng các văn bản pháp luật chính thức như sau:

• Luật Thủy lợi 2017 số 08/2017/QH14, Điều 18 quy định: Khi đầu tư xây dựng đập, hồ chứa 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. Điều 20 quy định: Khi quản lý, khai thác công trình thủy lợi cần Thu thập thông tin dự báo khí tượng thủy văn; đo đạc, quan trắc khí tượng thủy văn chuyên dùng trên lưu vực; quan trắc, dự báo, cảnh báo lũ, ngập lụt, úng, hạn hán, thiếu nước, xâm nhập mặn, số lượng, chất lượng nước; kiểm kê nguồn nước trong hệ thống công trình thủy lợi, phân tích nhu cầu sử dụng nước; Đối với quản lý công trình cần đo đạc, quan trắc, giám sát, kiểm tra, kiểm định, đánh giá an toàn công trình thủy lợi; Điều 45 quy định: Tổ chức, cá nhân khai thác đập, hồ chứa nước phải thực hiện kê khai đăng ký an toàn đập, hồ chứa nước; tổ chức lập và điều chỉnh quy trình vận hành hồ chứa, quy trình vận hành liên hồ chứa; quan trắc đập, khí tượng thủy văn; kiểm tra hiện trạng, kiểm định, đánh giá an toàn đập, hồ chứa nước; bảo trì, sửa chữa, nâng cấp, hiện đại hóa đập; bảo vệ, bảo đảm an toàn công trình, vùng hạ du đập, hồ chứa nước; lưu trữ hồ sơ theo quy định của pháp luật;
• Trong thiết kế, xây dựng công trình thủy lợi: TCVN 8215:2009 công trình thủy lợi – các quy định chủ yếu về thiết kế bố trí thiết bị quan trắc cụm công trình đầu mối
• Trong quản lý và khai thác công trình thủy lợi: Nghị định số 114/2018/NĐ-CP ngày 04 tháng 9 năm 2018 của Chính phủ về quản lý an toàn đập, hồ chứa nước.

Mọi thắc mắc về hoạt động quan trắc đối với công trình thủy lợi, bạn đọc vui lòng liên hệ Đất Hợp qua HOTLINE 0903 525 125 để được hỗ trợ giải đáp nhanh nhất!

>>> Xem thêm: Khi nào cần sử dụng GNSS để quan trắc công trình?