Giải pháp đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối hồ chứa nước hòa trung khi xảy ra lũ cực hạn PMF

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 95 
GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 
HỒ CHỨA NƯỚC HÒA TRUNG KHI XẢY RA LŨ CỰC HẠN PMF 
Hoàng Ngọc Tuấn 
Viện KHTL miền Trung và Tây Nguyên 
Tóm tắt: An toàn hồ chứa luôn là vấn đề nóng, mang tính thời sự đặc biệt là trong điều kiện 
biến đổi khí hậu, thoái hóa mặt đệm lưu vực đã làm thay đổi theo hướng bất lợi làm cho lũ lên 
nhanh, lưu lượng đỉnh lũ lớn hơn thiết kế; cùng với đó là công trình xây dựng đã lâu, thiết kế, thi 
công có nhiều bất cập không đáp ứng được yêu cầu mới hiện nay làm cho công trình có nguy cơ 
mất an toàn cao. Chính vì vậy khi sữa chữa, nâng cấp công trình đầu mối cần phải xem xét kỹ 
các phương án như: nâng cao đỉnh đập, gia cố đập hoặc tăng khả năng tháo của tràn bằng cách 
mở rộng tràn, làm tràn xả sâu. Bài báo này giới thiệu một số phương án điển hình nhằm đảm 
bảo an toàn cho công trình đầu mối hồ chứa nước Hòa Trung khi xảy ra lũ cực hạn PMF làm cơ 
sở tham khảo cho các hồ chứa khác có điều kiện tương tự. 
Summary: The reservoir safety is always a hot and compelling issue that has been high on the 
agenda, especially in the context of climate change and degeneration of the buffer layer in the 
basin that has changed in a negative direction, causing rapid flooding and higher flood peak 
discharge than the designed capacity; along with the fact that the structures was constructed 
many years ago, inadequacies in the design and construction process are not suitable for the 
current requirements, posing serious risks for the safety of the reservoir.. Therefore, when 
upgrading and repairing the head-works that needs to consider the solutions such as: increasing 
the crest level of the dam, dam reinforcement or expanding the dimension of spillways to 
increase drainage capacity. This article introduces some typical solutions to ensure the safety of 
the head-works Hoa Trung reservoir in case of probable maximum flood PMF as a reference for 
other reservoirs with similar conditions. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hồ chứa nước Hòa Trung được xây dựng tại 
thôn Tân Ninh, xã Hoà Liên, huyện Hoà Vang, 
thành phố Đà Nẵng, nằm trên suối Hoà Trung; 
khởi công năm 1981 và hoàn thành năm 1983 
với nhiệm vụ tưới cho 950 ha lúa và hoa màu . 
Quy mô công trình đầu mối gồm có 1 đập đất, 
tràn tháo lũ, tràn sự cố và công lấy nước. 
Bảng 1. Thông số hiện trạng công trình đầu mối hồ Hòa Trung 
TT Thông số cơ bản Trị số Đơn vị 
1 Hồ chứa 
- Diện tích lưu vực 16,5 Km2 
- Cao trình MNDBT 41,00 m 
- Cao trình mực nước chết 26,50 m 
- Cao trình mực nước dâng gia cường 42,65 m 
- Dung tích chết 0,58 x 106 m3 
Ngày nhận bài: 02/8/2017 
Ngày thông qua phản biện: 08/9/2017 
Ngày duyệt đăng: 26/9/2017 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 96 
TT Thông số cơ bản Trị số Đơn vị 
- Dung tích hữu ích 10,67 x 106 m3 
- Dung tích ứng với MNDBT 10,58 x 106 m3 
- Dung tích toàn bộ hồ chứa V 11,25 x 106 m3 
2 Đập đất 
- Cao trình đỉnh đập đất 45,30 m 
- Chiều rộng đỉnh đập 4,1 m 
- Chiều dài đập 930,34 m 
- Hệ số mái thượng lưu m1 = 3,0 
- Hệ số mái hạ lưu 3,5 và 3,75 
4 Tràn xã lũ 
- Hình thức tràn Tràn đỉnh rộng 
- Cao trình ngưỡng tràn +41,10 m 
6 Cống lấy nước: 
 Kích thước BxH 1,5 x 1,5 m 
- Lưu lượng thiết kế - P = 85% 1,70 m3/s 
Hình 1. Vị trí hồ Hòa trung 
Hình 2. Hiện trạng đập đất Hình 3. Hiện trạng tràn tháo lũ 
Kết quả khảo sát cho thấy: 
Đối với đập chính: bị sạt, biến dạng mái kè 
thượng lưu do tác động của sóng và mực nước 
trong hồ lên xuống rút nhanh gây nên. Vào 
mùa lũ xuất hiện tình trạng mực nước thường 
xuyên vượt trên MNDGC và có nguy cơ tràn 
đỉnh đập ; điều đó chứng tỏ đỉnh đập chưa đủ 
cao trình cần phải xem xét kiểm tra lại. Đối 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 97 
với hạ lưu xuất hiện dòng thấm cục bộ đặc biệt 
tại mặt cắt lòng sông và lân cận. 
Đối với Tràn tháo lũ : Dạng tràn có ngưỡng 
đỉnh rộng, bề rộng B = 30m, cao trình ngưỡng 
41,1m. Dốc nước cố kết cấu bằng BTCT, tường 
bên đá xây, tiêu năng mũi phun. Quá trình vận 
hành thấy rằng hiện thời tràn không đủ khả 
năng tháo được lưu lượng theo thiết kế cũ do: 
Công trình tháo lũ đã bị hư hỏng nhiều, ngưỡng 
tràn bị bong tróc, cửa vào không thuận dòng 
làm giảm hệ số lưu lượng. Trên dốc nước xuất 
hiện một số đoạn bị bong tróc mặt, làm tăng hệ 
số nhám dẫn đến khả năng tháo lũ giảm. 
Đến nay việc tính toán tần suất thiết kế công 
trình đã thay đổi nhiều (theo tiêu chuẩn 
QCXDVN 04-05-2012/BNNPTNT và tiêu 
chuẩn về lũ cực hạn PMF của tổ chức khí 
tượng thế giới (WMO) thì lưu lượng tháo lũ 
ứng với các tần suất thiết kế, kiểm tra và PMF 
sẽ tăng lên rất nhiều so với thiết kế cũ. Rõ 
ràng, nếu xảy ra lũ lớn (lũ kiểm tra 0,2% hoặc 
lũ cực hạn PMF) thì chắc chắn tràn sẽ không 
có đủ khả năng tháo, điều này cũng có nghĩa là 
nguy cơ xảy ra vỡ đập đất là rất lớn. 
Chính vì vậy Bộ Nông nghiệp & PTNT đã cho 
phép lập dự án Sửa chữa nâng cấp hồ chứa 
nước Hoà Trung với mục tiêu: Nâng cấp, sửa 
chữa các hạng mục đầu mối nhằm đảm bảo 
an toàn lũ với tần suất lũ thiết kế, kiểm tra và 
lũ khẩn cấp PMF. 
Trong khuôn khổ bài báo này chỉ tập trung 
giới thiệu, phân tích các giải pháp đảm bảo an 
toàn cho đập đất và tràn tháo lũ còn các nội 
dung khác cũng như tính toán khí tượng thủy 
văn, điều tiết lũ chỉ nêu kết quả . 
2. CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN 
CÔNG TRÌNH ĐẦU MỐI 
2.1. Các thông số chủ yếu phục vụ tính toán 
- Cấp công trình: Theo QCVN 04-
05:2012/BNN PTNT thì công trình hồ chứa 
nước Hòa Trung thuộc công trình cấp II. 
 - Xác định tần suất thiết kế: 
 + Tiêu chuẩn Việt Nam: Tần suất: lũ thiết kế 
P =1%; lũ kiểm tra P = 0,2%; tần suất gió lớn 
nhất tính toán sóng leo: với MNDBT là 4%; 
với MNDGC là tốc độ gió lớn nhất bình quân 
nhiều năm (không kể hướng). 
+ Tiêu chuẩn VWRAP: 
Bảng 2. Theo tiêu chuẩn WB 
TT Dân số (người) Độ nguy hiểm Tần suất lũ 
1 >10.000 Rất cao PMF 
2 1.000 10.000 Cao PMF 1/10.000 
3 25 1.000 Thấp 1/10.000 
4 <25 Rất thấp 1/1.000 
Hạ du hồ Hòa Trung có trên 1.000 người nên dùng tần suất lũ cực hạn PMF để kiểm tra an toàn đập. 
- Các thông số cơ bản của hồ chứa 
Bảng 3. Thông số cơ bản của hồ chứa nước Hòa Trung 
TT Thông số cơ bản Giá trị 7 MNC 26.50 
1 Cấp công trình II 8 Vc 0.58 
3 Mực nước lũ ứng với tần suất PMF 45.39 9 VTB hồ 11.25 
4 Mực nước lũ ứng vớit P=0.2% 43.96 10 Chế độ điều tiết 
5 Mực nước MNTK 43.50 11 Vận tốc gió max V2% 16.40 
6 Mực nước MNDBT 41.10 12 Vận tốc gió max Vmax25% 11.26 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 98 
2.2. Cơ sở đề xuất giải pháp 
Đề xuất giải pháp phải căn cứ vào: 
+ Hiện trạng, chất lượng thực tế công trình trên 
cơ sở xem xét trên các tiêu chí ổn định, thấm, độ 
bền đối với đập đất; và năng lực tháo lũ của tràn; 
+ Yêu cầu đặt ra đối với dự án sau khi sửa 
chữa nâng cấp; 
+ Đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật, môi 
trường và có giá thành kinh tế hợp lý. 
 Để có cơ sở đề xuất giải pháp chúng ta cần 
phải tính toán thủy văn, điều tiết lũ với quy mô 
công trình hiện trạng: Đập đất,Tràn chính; tràn 
sự cố rộng 47 m. 
Bảng 4. Kết quả tính toán điều tiết lũ vói công trình hiện trạng 
Tràn chính Tràn sự cố 
Trường 
 hợp 
Tần suất 
lũ MNDBT B (m) 
Cao trình 
ngưỡng 
(m) 
B (m) 
Cao trình 
ngưỡng 
(m) 
MNLN 
(m) 
Qxmax 
(m3/s) 
1% 41,10 30 41,10 47 42,5 43,36 224,7 
0,2% 41,10 30 41,10 47 42,5 43,73 307,0 I 
PMF 41,10 30 41,10 47 42,5 44,87 613,2 
Từ kết quả tính toán lũ cho thấy: Với quy mô 
công trình xả lũ hiện trạng thì mực nước lớn 
nhất cao hơn mực nước dâng gia cường 
MNGC (42,65m) là ∆Z= 0,71m đối với lũ 
thiết kế và ∆Z= 1,08 m đối với lũ kiểm tra và 
∆Z= 2,22 m đối với lũ PMF (gần bằng cao 
trình mặt đập đất). Như vậy với cao trình của 
đỉnh đập và bề rộng tràn hiện nay thì không 
đảm bảo an toàn lũ. Chính vì vậy chúng ta cần 
phải có phương án nâng thêm cao trình đỉnh 
đập hoặc nâng cao khả năng tháo của tràn 
bằng cách (mở rộng tràn hoặc bố trí thêm tràn 
xả sâu) hoặc kết hợp cả 2 giải pháp. Dưới đây 
trình bày cụ thể 3 phương án: 
 + Phương án 1: Nâng cao đỉnh đập đất, giữ 
nguyên bề rộng tràn xả lũ 
+ Phương án 2: Mở rộng bề rộng tràn xả 
lũ,giữ nguyên cao trình đỉnh đập đất. 
+ Phương án 3: Tăng thêm 01 khoang tràn xả 
sâu kết hợp với tràn tự do hiện có,giữ nguyên 
cao trình đỉnh đập đất,. 
Kết quả khảo sát điều kiện địa hình, địa chất 
cho thấy không cho phép làm thêm một 
khoang tràn xả sâu bởi vì khi đào xuống 4-5m, 
rộng 10-15m thì sẽ làm ảnh hưởng đến ổn định 
bờ phải của đập đất cũng như bờ trái là sườn 
đồi đất đá phong hóa mạnh do đó cần phải có 
biện pháp công trình gia cố rất tốn kém.Mặt 
khác với phương án này cần phải dự báo được 
mưa, lũ một cách chính xác, kịp thời thì mới 
có hiệu quả do địa hình lưu vực lòng hồ dốc, 
lũ lên nhanh vì vậy nếu không dự báo lũ và 
vận hành công trình kịp thời thì nguy cơ xảy ra 
sự cố cửa van dẫn đến mất an toàn cho công 
trình đầu mối và hạ du là rất nghiêm trọng; đặc 
biệt ngay dưới chân đập là khu công nghệ cao 
Đà Nẵng. Chính vì vậy phương án này không 
được xem xét trong giai đoạn này. Sau đây sẽ 
trình bày cụ thể từng phương án. 
2.2.1. Phương án nâng cao đỉnh đập đất, giữ 
nguyên bề rộng tràn B=30m (Phương án 1) 
2.2.1.1. Xác định cao trình đỉnh đập 
a) Cao trình đỉnh đập được xác định theo ba 
điều kiện sau: 
Zđ1 = MNDBT + h + hsl + a (1) 
Zđ2 = MNLTK + h’ + hsl’ + a’ (2) 
Zđ3 = MNLKT + a” (3) 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 99 
Zđ4 >MNL ứng với lũ PMF (4) 
Ngoài ra, theo tiêu chuẩn của WB đưa ra thì 
cao trình đỉnh đập phải thỏa mãn điều kiện khi 
xảy ra lũ PMF thì nước vẫn không tràn qua 
đỉnh đập: 
Trong đó: a, a', a”: độ vượt cao an toàn; 
hsl:chiều cao sóng leo ứng với gió tính toán 
lớn nhất 
h'sl: Chiều sóng leo ứng với gió bình quân 
lớn nhất; h: Độ dềnh do gió ứng với gió 
tính toán lớn nhất; h': Độ dềnh do gió với 
gió tính toán bình quân lớn nhất 
-Xác định h: 
2
6 V .Dh 2.10 . .cosα
g.H
 (5) 
- Xác định hsl: Theo QPTL C1-78, chiều cao 
sóng leo có mức bảo đảm 1% được xác định 
theo công thức: 
hsl1%=K1. K2. K3. K4.K . hs1%. (6) 
+ K1,K2, K3, K4, K : Là các hệ số. 
+ hs1%: Chiều cao sóng ứng với mức bảo 
đảm 1%. 
- Xác định hs1%: 
+ Giả thiết rằng trường hợp đang xét là sóng 
nước sâu (H > 0,5  ). 
+ Tính các đại lượng không thứ nguyên 
V
gt , 2V
gD , 
trong đó t =6h là thời gian gió thổi liên tục 
+ Tra đồ thị QPTL C1-78 xác định được các 
đại lượng không thứ nguyên 2
gh gτ;
v v
 (Có 2 
cặp giá trị ứng với giá trị các đại lượng không 
thứ nguyên đã tính được ở trên). Chọn cặp giá 
trị nhỏ hơn để tính τ, h , . 
+ Kiểm tra điêu kiện sóng nước sâu; 
+ Tính hs1% = K1%. .h ; 
+ Chiều cao sóng dềnh do động đất hsd 
- Chiều cao sóng dềnh do động đất ở MNDBT 
: hsd1
ah = . g.H
2π
- Chiều cao sóng dềnh do động đất ở MNLTK: 
sd2 sd1
1h .h
2
+ Độ lún do động đất ảnh hưởng đến đâp đất : 
hd = 1%. Hđ 
+ Độ vượt cao an toàn đối với đập đất cấp II 
(Theo TCVN 8216-2009 ): 
Trường hợp: MNDBT a1 = 1.2 (m); MNLTK 
a2 = 1.0 (m); MNLKT a3 = 0.3 (m). 
Bảng 5. Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập – Phương án 1 
 mực nước h hsl+hsd+hd a đỉnh đập Trường 
hợp (m) (m) (m) (m) (m) 
MNDBT 41.10 0.0039 1.53 1.20 43.84 
MNLTK 43.50 0.0017 1.44 1.00 45.94 
MNLKT 43.96 0.30 44.26 
PMF 45.39 0.00 45.39 
Chọn cao trình đỉnh đập là +46.00m ứng với 
trường hợp MNLTK 
b. Tính toán, kiểm tra ổn định, thấm của đập 
đất – Phương án 1 
- Số liệu tính toán: Gồm chỉ tiêu cơ lý đất 
đắp đập, mực nước hồ thượng hạ lưu, mặt 
cắt tính toán, thoát nước mái hạ lưu và một 
số chỉ tiêu khác 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 100 
Bảng 6. Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất đắp đập 
Lớp đất γw (KN/m3) φ (độ) C (KN/m2) K (m/s) 
Lớp 1 19,30 23041’ 24,5 4,993.10-7 
Lớp 2 19,60 24039’ 24,6 4,216.10-7 
Lớp 3 19,40 24029’ 24,4 1,817.10-7 
- Mặt cắt tính toán 
Tính toán kiểm tra đối với 1 mặt cắt lòng sông 
tại vị trí cọc D17 và 01 mặt cắt sườn đồi tại vị trí 
D14. Mặt cắt tính toán sau khi nâng cao đỉnh đập 
như sau: Mái thượng lưu đắp cao trình đỉnh đập 
đến cao trình +45.20m và gia cố mặt đập bằng 
lớp BT M250 dày 20cm, phía dưới lớp BT lót 
M100 dày 10cm. Gia cố mái thượng lưu bằng 
hình thức tấm BTCT M250, kích thước 
5x5*0.2cm và đá lát trong khung BTCT 5x5m. 
Mái hạ lưu đắp áp trúc mái hạ lưu, chiều dày đắp 
trung bình 70cm và trồng cỏ chống xói. 
- Phương pháp tính, công cụ tính toán và 
trường hợp tính toán 
Thấm được mô hình hoá bằng cách giải 
phương trình vi phân cơ bản của dòng thấm 
theo phương pháp phần tử hữu hạn. Sử dụng 
modul SEEP/W của phần mềm GEO-SLOPE 
(Geostudio 2004). 
Ứng dụng phương pháp cung trượt trụ tròn của 
Bishop để tính toán ổn định mái dốc, được 
thực hiện bằng modul SLOPE/W để tính ổn 
định cho đập đất 
Bảng 7. Các trường hợp tính toán ổn định, thấm 
TT Trường hợp tính toán Tổ hợp Mái ổn định 
TH 1 Thượng lưu là MNDBT; ở hạ lưu không có nước. Bộ phận tiêu nước trong đập làm việc bình thường Cơ bản Hạ lưu 
TH 2 Thượng lưu là MNLNTK, ở hạ lưu là mực nước ứng với Qxả thiết kế. 
Cơ bản Hạ lưu 
TH 3 Thượng lưu là MNLNKT, ở hạ lưu là mực nước ứng với Qxả kiểm tra. 
Đặc biệt Hạ lưu 
TH 4 Thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu không có nước, bộ tiêu 
nước trong đập làm việc không bình thường Đặc biệt Hạ lưu 
TH 5 Thượng lưu là MNLNTK rút nhanh xuống MNDBT. Mực nước hạ lưu tương ứng với Qxả thiết kế 
Cơ bản Thượng lưu 
TH 6 Thượng lưu là MNLNKT rút nhanh xuống MNDBT. Mực nước hạ lưu tương ứng với Qxả kiểm tra. 
Đặc biệt Thượng lưu 
TH 7 Thượng lưu là MNDBT, ở hạ lưu không có nước, có xét 
đến động đất. Đặc biệt Thượng, hạ lưu 
- Kết quả tính toán 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 101 
Bảng 8. Kết quả tính toán thấm cho 02 mặt cắt D17 và D14 
Mặt cắt Trường hợp Tổ hợp qt (m3/s.m) Jramax [Jcp] 
TH1 Cơ bản 2,032.10-6 0.40 0.75 
TH2 Cơ bản 2,3434.10-6 0.50 0.75 
TH3 Đặc biệt 2,5243.10-6 0.50 0.75 
TH4 Đặc biệt 1,6367.10-6 0.20 0.75 
TH5 Cơ bản 2,3433,.10-6 0.50 0.75 
TH6 Đặc biệt 2,5217.10-6 0.50 0.75 
Lòng sông 
D17 
TH7 Đặc biệt 2,0883.10-6 0.40 0.75 
TH1 Cơ bản 1,0358.10-6 0.30 0.75 
TH2 Cơ bản 1,0450.10-6 0.30 0.75 
TH3 Đặc biệt 1,1343.10-6 0.40 0.75 
TH4 Đặc biệt 1,0071.10-6 0.40 0.75 
TH5 Cơ bản 1,0381.10-6 0.30 0.75 
TH6 Đặc biệt 1,1335.10-6 0.40 0.75 
Sườn đồi 
phải 
D14 
TH7 Đặc biệt 1,0674.10-6 0.30 0.75 
Bảng 9. Kết quả tính toán ổn định cho mặt cắt D17 và D14 
Mặt cắt Trường hợp Kt [Kcp] Tổ hợp Mái 
TH1 2.604 1.35 Cơ bản Hạ lưu 
TH2 2.444 1.35 Cơ bản Hạ lưu 
TH3 2.296 1.15 Đặc biệt Hạ lưu 
TH4 2.408 1.15 Đặc biệt Hạ lưu 
TH5 1.413 1.35 Cơ bản Thượng lưu 
TH6 1.405 1.15 Đặc biệt Thượng lưu 
Lòng sông 
D17 
TH7 1.618; 2.577 1.15 Đặc biệt Thượng, hạ lưu 
TH1 2.410 1.35 Cơ bản Hạ lưu 
TH2 2.214 1.35 Cơ bản Hạ lưu 
TH3 1.877 1.15 Đặc biệt Hạ lưu 
TH4 2.384 1.15 Đặc biệt Hạ lưu 
TH5 1.404 1.35 Cơ bản Thượng lưu 
TH6 1.270 1.15 Đặc biệt Thượng lưu 
Sườn đồi 
phải D14 
TH7 1.627; 2.368 1.15 Đặc biệt Thượng, hạ lưu 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 102 
Đã tính toán đầy đủ cho tất cả trường hợp về 
thấm, ổn định đại diện cho 2 mặt cắt lòng sông 
D17 và mặt cắt sườn đồi D14. Dưới đây là kết 
quả đại diện trường hợp 1, trường hợp 2 còn các 
trường hợp khác không đưa vào bài báo này. 
Hình 4. Kết quả tính thấm cho mặt cắt sườn 
đồi D14 – TH1 
Hình 5. Kết quả tính thấm cho mặt cắt lòng 
sông D17 – TH1 
- Kết quả tính toán ổn định 
+ Trường hợp 1: 
Hình 6. Kết quả tính ổn định cho mặt cắt sườn 
đồi D14 – TH1 
Hình 7. Kết quả tính ổn định cho mặt cắt lòng 
sông D17 – TH1 
Kết quả tính toán về ổn định, thấm cho đập đất 
toàn trong tất cả các trường hợp sau khi đỉnh 
đập được nâng cao trình đề đảm bảo an toàn. 
2.2.2 Phương án mở rộng tràn xả lũ, giữ 
nguyên cao trình đỉnh đập đất (Phương án 2) 
Tính toán mở rộng tràn xả từ B= 30m lên B= 
35m, 40m, 45m rồi tiến hành điều tiết lũ, kết 
quả tính toán như sau: 
Bảng 10. Kết quả tính toán điều tiết lũ với 03 phương án mở rộng tràn xả lũ 
Trường 
hợp Tần suất lũ 
Qđến 
(m3/s) 
MNDBT 
(m) 
Bề rộng 
tràn 
B (m) 
MNLN (m) Qxmax (m3/s) 
1% 529,4 41,1 35 43,41 174,50 
0,2% 656,6 41,1 35 43,82 222,36 B=35m 
PMF 1173,4 41,1 35 45,06 502,08 
1% 529,4 41,1 40 43,23 212,4 
0,2% 656,6 41,1 40 43,60 269,1 B=40m 
PMF 1173,4 41,1 40 44,96 517,2 
1% 529,4 41,1 45 43,20 218,57 
0,2% 656,6 41,1 45 43,56 276,61 B=45m 
PMF 1173,4 41,1 45 44,89 530,14 
Kết quả tính toán cho thấy: 
- Trường hợp B=35m: sau khi kiểm tra cao 
trình đỉnh đập ứng với mực nước lũ với tần 
suất thiết kế, kiểm tra và PMF cho thấy mực 
nước trong hồ chứa vẫn cao và gần như xấp xỉ 
cao trình đỉnh đập hiện tại cho nên công trình 
dễ mất ổn định. 
- Trường hợp B = 40m: sau khi kiểm tra cao 
trình đỉnh đập ứng với mực nước lũ với tần 
suất thiết kế, kiểm tra và PMF cho thấy cao 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 103 
trình đỉnh đập đất đảm bảo an toàn. 
- Trường hợp B = 45m: sau khi kiểm tra cao 
trình đỉnh đập ứng với mực nước lũ với tần 
suất thiết kế, kiểm tra và PMF thì thấy mực 
nước trong hồ chứa ứng với các trường hợp 
nhỏ hơn cao trình đỉnh đập đất hiện trạng, 
công trình đảm bảo an toàn. Tuy nhiên điều 
kiện địa hình, địa chất ở hạng mục tràn xả lũ 
phức tạp, phía bờ hữu tràn là đập phụ, phía bờ 
tả tràn là núi có địa chất là khối đá phong hóa 
mạnh, thường xuyên bị sạt trượt, mất ổn định. 
Vì vậy với phương án này thì phạm vi công 
trình sẽ ăn sâu vào phần thân đập đất nhiều sẽ 
dẫn đến mất an toàn cho công trình đập đất do 
đó cần phải có giải pháp gia cố thêm. 
Sau khi phân tích và so sánh kết quả các 
phương án mở rộng tràn xả lũ ứng với các bề 
rộng tràn khác nhau thì thấy phương án 2 (mở 
rộng tràn B=40m) là hợp lý về điều kiện địa 
hình, địa chất, hiện trạng công trình cũng như 
có giá trị kinh tế rẻ hơn phương án 1 (không 
trình bày giá thành xây dựng ở đây); vì vậy 
chọn phương án 2 làm phương án thiết kế. Sau 
đây sẽ tính toán các thông số của công trình 
tràn ứng với phương án mở rộng B = 40m 
b). Tính toán kiểm tra cao trình đỉnh đập
Bảng 11. Kết quả tính toán cao trình đỉnh đập 
 mực nước h hsl+hsd+hd a đỉnh đập Trường 
hợp (m) (m) (m) (m) (m) 
MNDBT 41.10 0.0039 1.33 1.20 43.63 
MNLTK 43.23 0.0018 0.97 1.00 45.20 
MNLKT 43.60 0.30 43.90 
PMF 44.96 0.00 44.96 
Cao trình đỉnh đập đất hiện trạng +45.3m đảm 
bảo điều kiện không cho nước tràn qua ứng 
với mực nước lũ thiết kế, kiểm tra và PMF 
c). Tính toán thủy lực tràn xả lũ 
(1) Số liệu cơ bản: 
Bảng 12. Số liệu cơ bản 
TT Nội dung Tri số 
1 Ngưỡng tràn/cao trình ngưỡng Đỉnh rộng/41,1 
2 Bề rộng tràn 40m 
3 MNLTK – P = 1% 43,23m 
4 MNLTK – P = 0,2% 43,6m 
5 MNLTK – P = PMF 44,96m 
6 Lưu lượng xả QPMF 517,2 m3/s 
(2) Kiểm tra khả năng tháo của tràn 
- Cột nước tràn: 
Bảng 13. Thông số tính toán H0 ứng với các tần suất 
Tần suất 1% 0.2% PMF 
Cột nước H 2,13 2,50 3,86 
Cột nước Ho 2,41 2,76 4,25 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 104 
- Lưu lượng qua tràn xác định theo: 
Trong đó: : Hệ số co hẹp bên, ở đây do 
ngưỡng tràn tiến sát về phía mặt hồ nên trong 
tính toán có thể coi như không có co hẹp bên, 
tức là =1; m là hệ số lưu lượng xác định theo 
bảng 6-23: Sổ tay tính toán thủy lực,tràn đỉnh 
rộng có chiều cao P = 0 thì m = 0.385. Từ đó 
xác định được lưu lượng xả qua tràn với các 
tần suất thiết kế, kiểm tra và PMF như sau: 
Bảng 14. Lưu lượng xả qua tràn ứng với tần suất thiết kế, kiểm tra PMF 
Tần suất p = 1 % p = 0,2 % PMF 
Qxả (m3/s) 255,2> 212,4 312,8> 269,1 597,7> 517,2 
So sánh với yêu cầu xả lũ Qxmax tại Bảng 10 cho 
thấy tràn đảm bảo khả năng tháo an toàn cho cả 
3 trường hợp thiết kế, kiểm tra và PMF. 
(3) Tính toán thủy lực dốc nước 
- Chiều sâu nước tại đầu dốc nước bằng chiều 
sâu phân giới 
- Tính chiều sâu phân giới hk ứng với các cấp 
lưu lượng: 
Bảng 15. Độ sâu phân giới ứng hk ứng với các cấp lưu lượng qua tràn 
Q (m3/s) 54.125 108.25 162.375 216.5 273.1 499.80 
hk (m) 0.571 0.907 1.189 1.440 1.681 2.515 
- Tính toán đường mặt nước theo phương pháp cộng trực tiếp: 
- Với: ∆: hiệu số tỷ năng của 2 mặt cắt; i: độ dốc đáy dốc nước; Jtb:độ dốc thủy lực trung bình 
- 
Bảng 16. Kết quả tính toán cột nước và lưu tốc trên tràn tại cuối dốc 
Lưu lượng xả ứng với tần suất 
Đặc trưng 
Thiết kế 1% Kiểm tra 0,2% PMF 
Cột nước tính toán (m) 0,814 0,982 1,65 
Lưu tốc (m/s) 13,29 13,90 15,18 
d) Xác định chiều cao tường của dốc nước: 
Dòng chảy trong thân dốc đến 1 giới hạn nào đó sẽ bị trộn khí làm cho độ sâu dòng chảy trong 
dốc lớn hơn so với tính toán. 
h : chiều sâu dòng chảy trên thân dốc; v : lưu tốc dòng chảy tại mặt cắt tính toán 
- Chiều cao tường thân dốc: a - độ vượt cao an toàn. 
3 2. . . 2 .tran oQ m B g H 
3
2
2
3
2
.
..
gB
Q
g
qh
tran
k
tbJi
l
 
g
vh iii 2
. 2 
  iii hb .  61.
1
ii Rn
C 
100
1. vhhhk
ahh hkt 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 105 
Bảng 17. tính toán chiều cao tường biên ứng với p=1%; p=0,2%; PMF 
Chiều cao tương ứng với P = 1% 
L(m) h(m) v(m/s) hhk(m) a ht P=1% 
ht 
P=0,2% 
ht 
P=PMF 
0 1.42 3.73 1.47 0.50 1.97 1.93 2.70 
12 0.95 6.68 1.02 0.50 1.52 1.42 2.19 
24 1.00 7.94 1.08 0.50 1.58 1.79 2.42 
36 1.20 8.93 1.31 0.50 1.81 2.08 3.04 
48 0.99 10.74 1.10 0.50 1.60 1.52 2.49 
60 0.88 12.10 0.98 0.50 1.48 1.39 2.22 
72 0.81 13.13 0.91 0.50 1.41 1.30 2.04 
84 0.81 13.19 0.91 0.50 1.41 1.29 1.99 
96 0.80 13.24 0.91 0.50 1.41 1.28 1.96 
Chọn chiều cao tường: Chiều cao tường được 
chọn để đảm bảo nước không tràn qua đỉnh 
tường khi tràn xả lũ với cả ba cấp lưu lượng p 
= 1%, p =0.2 % và PMF.Từ kết quả tính toán 
trên, chọn chiều cao tường biên tại các đoạn 
như sau: 
Bảng 18. Chiều cao tường biên tại từng đoạn 
Chiều dài dốc 
(từ ÷ đến) 
Chiều cao tường 
(từ ÷ đến) 
Chiều dài 
 (từ ÷đến) 
Chiều cao 
ht (m) Chiều dài Chiều cao 
0 ÷36 4 ÷3.2 48÷60 2.5÷2.3 72÷94 2.1÷2.0 
36÷48 3.2÷2.5 60÷72 2.3÷2.1 
2.2.3. Lựa chọn Phương án 
Kết quả tính toán cho thấy cả 2 phương án đều 
đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật tuy nhiên với 
phương án Nâng cao đỉnh đập đất từ 45,3m lên 
46,0 m, giữ nguyên bề rộng tràn về mặt kỹ 
thuật thì đơn giản; tuy nhiên hiện nay đập cũ đã 
có 1 tường chắn sóng BTCT M200 cao 1,5m vì 
vậy nếu muốn nâng thêm 0,7m nữa thì phải phá 
bỏ tường cũ, sau đó đắp đất thêm 1,5m rồi làm 
tường 0,7m hoặc là đắp đất thêm 2,2m thì 
không phải làm tường. Tuy nhiên khi đó mặt 
cắt đập sẽ lớn lên và chân mái đập hạ lưu sẽ 
tăng thêm từ 100m đến 150m ăn vào Khu công 
nghệ cao Đà Nẵng, điều này không được phép 
(đập cao 26m, hệ số mái m=3-3,75). Mặt khác 
hiện nay trong khu vực không còn đất có thể 
đắp đập nên phải đi xa mua, vận chuyển để đắp 
dẫn đến giá thành xây dựng sẽ rất cao. 
Với Phương án 2: mở rộng tràn xả lũ, giữ 
nguyên cao trình đỉnh đập đất thì đáp ứng được 
các tiêu chí kỹ thuật, không phải đền bù giải 
phóng mặt bằng. Kết quả tính toán giá thành 
cho thấy rẻ hơn phương án 1. Chính vì vậy 
chọn phương án 2 để thiết kế cho dự án này. 
3. KẾT LUẬN 
- Trên cơ sở các số liệu địa hình, địa chất, khí 
tượng thủy văn đến năm 2015 hiện trạng công 
trình đầu mối đập đất, tràn cao lũ đã tiến hành 
tính toán dòng chảy lũ, điều tiết lũ cho công 
trình hiện trạng ứng với tần suất thiết kế, kiểm 
tra và PMF cho thấy với công trình hiện trạng 
không đảm bảo an toàn lũ 
- Nghiên cứu đề xuất các giải pháp công trình 
đảm bảo an toàn cho công trình đầu mối khi 
xảy ra lũ thiết kế, kiểm tra và lũ cực hạn PMF. 
Tiến hành tính toán cụ thể cho từng trường án 
(điều tiết lũ, tính toán cao trình đập, ổn định 
đập, độ bền thấm cũng như thủy lực để xác 
định khẩu độ tràn, thủy lực dốc nước) 
KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 106 
- Từ đó đề xuất phương án an toàn, hợp lý cho 
công trình đầu mối Hòa Trung: Mở rộng tràn 
tháo lũ từ 30m lên 40m; gia cố và làm mới thêm 
ngưỡng tràn, dốc nước và cửa vào.Giữ nguyên 
cao trình đỉnh đập; gia cố mái thượng lưu, hạ lưu 
cũng như lắp đặt các thiết bị quan trắc đập đất. 
- Nghiên cứu giải pháp an toàn cho công trình 
thủy lợi là 1 vấn đề rất phức tạp, phụ thuộc 
nhiều yếu tố; trong bài báo này chỉ giới thiệu 1 
số nội dung cơ bản để giải bài toán cho đối 
tượng là đập đất, tràn tháo lũ cho công trình đầu 
mối hồ chứa nước Hòa Trung khi xảy ra lũ cực 
hạn PMF để làm cơ sở tham khảo cho các hồ 
chứa khác có điều kiện tương tự. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn,“Các quy định chủ yếu về thiết kế công trình thủy 
lợi, Quy chuẩn QCVN 04-05:2012/BNNPTNT” 2012. 
[2] Nguyễn Chiến, Nguyễn Tôn Quân, Hoàng Ngọc Tuấn, Nghiên cứu phương án bố trí công 
trình tràn có năng lực xả vượt thiết kế cao cho các hồ chứa nước đã xây dựng, Tuyển tập 
KHCN 2009 -2014, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, 2014. 
[3] Nguyễn Văn Mạo, Nguyễn Quang Hùng, Mai Văn Công, Một số giải pháp đảm bảo an 
toàn các công trình xây dựng trong điều kiện thiên tai bất thường miền Trung, Tạp chí 
khoa học kỹ thuật thủy lợi & Môi trường, ĐH Thủy lợi, 2003. 
[4] Phạm Ngọc Quý và nnk, Tiêu chí đánh giá an toàn đập, NXB xây dựng, 2016. 
[5] Hoàng Ngọc Tuấn, Viện KHTL miền Trung và Tây Nguyên, “Thiết kế Bản vẽ thi công: 
Dự án Sửa chữa, nâng cấp hồ chứa nước Hòa Trung thành phố Đà Nẵng“2015. 
[6] Nguyễn Ngọc Vinh, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Nghiên cứu ảnh hưởng của việc xả lũ hồ chứa 
nước Hòa Trung tới ngập lụt hạ du và đề xuất giải pháp giảm thiểu, ĐH Thủy lợi, 20017.