Ứng dụng kỹ thuật đánh dấu khảo sát dòng rò thấm qua thân đập đất Nguyễn Hữu Quang11, Lê Văn Sơn1, Huỳnh Thị Thu Hương1, Nguyễn Hồng Phan2, Nguyễn Trọng Oánh3, Lưu Hữu Phi3 Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân công nghiệp, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam Viện Cơ học, Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam Công ty Cổ phần Thủy điện DHD, Tập đoàn Điện lực Việt Nam Ngày nhận 1/12/2017; ngày chuyển phản biện 6/12/2017; ngày nhận biện 8/1/2017; ngày chấp nhận đăng 22/1/2018 Tóm tắt: Đập xây dựng để ngăn nước cho cơng trình thủy điện hồ chứa thủy lợi Theo thống kê Hội Đập lớn (ICOLD) cho 900 trường hợp hư hỏng đập tồn giới (trừ Trung Quốc) 66% trường hợp xảy với đập đất, gần nửa (46%) số hư hỏng xói mòn ngầm thân đập [1] Mặc dù đập có hệ thống quan trắc, từ loại dùng kỹ thuật truyền thống ống piezo đến kỹ thuật đại dùng cảm biến áp suất, điện trở nhiệt độ… Tuy nhiên hầu hết trường hợp rò rỉ lại phát quan sát trực tiếp tượng rò rỉ ban đầu thường xảy phạm vi hẹp so với tầm kiểm soát lưới quan trắc Khi phát hiện tượng thấm rò, bên cạnh quan trắc diễn tiến lưu lượng thấm mức độ tải theo bùn cát dòng rò đánh giá độ thấm hay độ dẫn thủy lực vùng thấm rò diễn tiến thông số theo thời gian yêu cầu thực tế giúp đánh giá ảnh hưởng tượng rò đến an tồn đập Kỹ thuật đánh dấu phương pháp khảo sát thực địa cho phép xác định thời gian di chuyển, tốc độ di chuyển dòng rò, độ dẫn thủy lực thể tích vùng có dòng thấm rò qua đập, thông số thủy động học quan trọng tượng rò rỉ Bài báo trình bày kết bước đầu thử nghiệm ứng dụng kỹ thuật đánh dấu để định vị lối vào dòng rò mái thượng lưu (phía hồ), xác định thời gian di chuyển, vận tốc thấm trung bình, độ dẫn thủy lực thể tích bão hòa nước vùng có dòng thấm rò qua thân đập thủy điện HT Từ khóa: Đánh dấu, đập, độ dẫn thủy lực, hồ, rò rỉ, thấm, thủy điện Chỉ số phân loại: 2.7 Application of tracer technique in investigation of leakage in earthen dam Huu Quang Nguyen1*, Van Son Le1, Thi Thu Huong Huynh1, Hong Phan Nguyen2, Trong Oanh Nguyen3, Huu Phi Luu3 Centre fFor Applications oOf Nuclear Technique iIn Industry, 1Tác giả liên hệ: Email: quangnh@canti.vn Vietn Nam Atomic Energy Institute Institute of Mechanics, V iet Nnam Academy oOf Science aAnd Technology DHD Hydropower Company, Electricity of Vietnam Received December 2017; accepted 22 January 2018 Abstract: Dam is athe construction work to store water in hydropower and irrigation reservoirs Statistical reports on 900 cases of dam failures in the world (except China) of the International Commission ttee onf Large Dams showed that 66% of the failures occurred infor earthen dams, in which almost a half (46%) was due toby internal erosion [1] Although on the dam the monitoring systems were installed on the dams, ranging from traditional techniques like using piezo tubes to the modern techniques like using pressure sensors, resistance, and temperature sensors, but most of the leak cases wereas discovered by direct observation becausedue to the initial leakage occursred in relatively narrow range compared with the control of the monitoring network When the percolation leakage is founded, besides monitoring the progress of seepage flow by flowratethe measurement of flowrate and sediment loads, the parameters such as permeability or hydraulic conductivity of the leakage and infiltration progresses over time are actually requirements to help assess the impact of the leakage phenomenon of leakage to the safety of the dam Tracer technique as a survey method in the field allows determining hydraulicsuch important parameters as hydraulic conductivity and also the volume of the zone with leakage through the dam seepage line that are important parameters to characterize the hydrodynamics of the leakage This paper presents the preliminary results of tracer technique applications to locate the leak point in the reservoir; , to determine the transit time, permeability le velocity, hydraulic conductivity, and water saturated volume of leakage zone through the HT dam Keywords: Dam, hydrauolic conductivity, hydropower, leakage, permeability, reservoir, tracer Classification number: 2.7 Đặt vấn đề Đập tổ hợp cơng trình xây dựng để ngăn nước cho cơng trình thủy điện hồ chứa thủy lợi Theo loại vật liệu xây dựng, có nhiều loại đập đập đất, đập đá, đập bê tơng… phổ biến đập đất Đập đất xây dựng chủ yếu vật liệu đất sẵn có địa phương, giá thành xây dựng thấp, bền chịu tác động động đất, nên phổ biến cơng trình thủy điện thủy lợi Các đặc điểm hoạt động đập đất ln có dòng thấm qua thân đập Cấu tạo đập đất gồm thân đập, hệ thống chống thấm (tường lõi, tường nghiêng, sân trước), hệ thống thoát nước, hệ thống bảo vệ mái đập, hệ thống quan trắc cảnh báo Dòng thấm bất thường xảy làm xói mòn vật liệu bên thân đập nguyên nhân gây cố phá hủy đập Theo báo cáo thống kê ICOLD [1], 75% đập xảy tượng rò rỉ, khoảng 30% dẫn tới cố (46% cố đến từ ngun nhân xói mòn bên đập đất) Q trình xói mòn bên phát triển qua nhiều giai đoạn, dòng thấm tập trung nhỏ làm hạt rời khỏi liên kết bị tải dòng chảy Q trình tiếp diễn làm thay đổi phân bố cấp hạt, tạo vùng có độ rỗng lớn hình thành dòng chảy đập Giai đoạn sau thường diễn tiến nhanh giai đoạn đầu, tạo nguy phá hủy lớn [1-5] Mặc dù đập có hệ thống quan trắc, từ loại dùng kỹ thuật truyền thống ống piezo đến kỹ thuật đại dùng cảm biến áp suất, điện trở nhiệt độ, nhiên hầu hết trường hợp rò rỉ lại phát quan sát trực tiếp tượng rò rỉ ban đầu thường xảy phạm vi hẹp quy mô nhỏ so với tầm kiểm soát lưới quan trắc [2, 3] Khi phát hiện tượng thấm rò, bên cạnh quan trắc diễn tiến lưu lượng thấm mức độ tải theo bùn cát dòng rò, yếu tố thơng số đặc trưng cho dòng vùng thấm rò cần đánh giá theo thời gian Các thông số bao gồm thời gian di chuyển, độ thấm hay độ dẫn thủy lực vùng thấm rò, ước lượng thể tích vùng rò tập trung diễn tiến thông số theo thời gian yêu cầu thực tế giúp đánh giá ảnh hưởng tượng rò đến an tồn đập chuẩn bị kế hoạch khắc phục [2, 5] Q trình rò rỉ đập lúc đầu xảy chậm chạp quy mô nhỏ nên cần phát sớm theo dõi thường xuyên diễn tiến để phòng ngừa hay khắc phục Các thống kê cố đập cho thấy nguyên nhân chủ yếu thiếu phương tiện kỹ thuật thích hợp để phát hiện, theo dõi, đánh giá mức độ phát triển dòng thấm tập trung thân đập Một số phương pháp đề xuất gần bao gồm hệ thống quan trắc điện trở đất, phương pháp điện tự nhiên, phương pháp đo áp lực khe rỗng, phương pháp xác định dòng thấm tập trung điện từ tần số thấp… [3] Các phương pháp có ưu định thường có xu hướng hình ảnh hóa vùng thấm thân đập Điểm yếu chung phương pháp cho tín hiệu gián tiếp dòng thấm vùng thấm tập trung Độ phân giải không gian độ nhạy dòng thấm hạn chế, kết không cho biết chất vật lý thủy động học khó đáp ứng mục đích phát sớm theo dõi diễn tiến theo thời gian xảy cách chậm chạp Kỹ thuật đánh dấu phương pháp khảo sát thực địa sử dụng thị đưa vào thành phần nước thấm qua đập để theo dấu dòng rò Chất đánh dấu dạng hợp chất tan nước (như muối NaCl, Ethanol, Fluorinated Benzoic Acids, khí SF6…), chất thị màu, chất gắn đồng vị phóng xạ (như I-131, Tc-99m, H-3…) hay hạt rắn Những yếu tố cần quan tâm lựa chọn chất đánh dấu thích hợp bao gồm khả bị hấp phụ vào đất, khả phát kỹ thuật có, phân hủy yếu tố hóa học, nhiệt độ vi sinh, phân rã phóng xạ đồng vị phóng xạ, tồn chất cản trở hay nồng độ phông cao, yếu tố ảnh hưởng tới môi trường giá thành Các đặc trưng quan trọng phương pháp đánh dấu khảo sát tượng rò rỉ khả xác định vị trí điểm rò hồ, thời gian di chuyển từ hồ tới điểm xuất lộ, qua tính tốn thơng số thời gian di chuyển trung bình, độ dẫn thủy lực trung bình, thể tích vùng thấm tập trung [6-8] Nói chung, phương pháp đánh dấu không khảo sát địa chất thủy văn nước ngầm, ưu điểm khả vật lý xác định trực tiếp đặc trưng trình vận động khuếch tán dòng thấm tập trung mơi trường rỗng xốp vùng thấm Mặc dù biết đến công cụ phổ biến khảo sát địa chất thủy văn, nước ngầm phương pháp đánh dấu quan trắc tượng thấm rò qua đập chưa sử dụng phổ biến cơng Lý có lẽ thân phương pháp chưa chun biệt hóa phục vụ mục đích việc quản lý an toàn đập Để triển khai ứng dụng kỹ thuật đánh dấu công cụ hữu hiệu, bổ sung vào phương pháp khảo sát tình trạng rò thấm qua đập phục vụ cơng tác đảm bảo an tồn đập, Phòng thí nghiệm đánh dấu thuộc Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân công nghiệp tiến hành thử nghiệm đánh dấu khảo sát số điểm thấm rò nhỏ đập phụ HT đập ĐD kết hợp với phương pháp mô số đo từ trường cảm ứng Bài báo nêu kết đánh dấu đập phụ số số hồ thủy điện HT Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu áp dụng kỹ thuật đánh dấu đĐập phụ số đĐập phụ số thủy điện HT Cả đập đập đất Đập phụ số có chiều cao gần 36 m, chiều dài đỉnh đập 215 m, loại đập đồng chất Năm 2013 quan sát thấy xuất điểm thấm ướt R2 có kích thước m x m nằm mặt cắt No.6, cao trình điểm trọng tâm vùng thấm ướt khoảng 595 m (hình 1) Sự thấm ướt đất mặt xuất cao trình mực nước hồ 604 m, khơng có số liệu quan trắc lưu lượng thấmrò Đập phụ số có chiều dài đỉnh đập 150 m chia làm mặt cắt (từ No.1 đến No.8), chiều cao từ đỉnh xuống đất tự nhiên khoảng 50 m Năm 2011 phát điểm rò R3 phía rãnh thu nước vai phải mặt cắt No.7, cao trình 583 m (hình 1), mực nước hồ đạt cao trình khoảng 604 m trở lên Lưu lượng rò khơng lớn, đủ thấm ướt đất mặt Năm 2013, tượng rò rỉ vị trí tăng lên lưu lượng, đồng thời xuất thêm vị trí rò thấm ướt R4 R5 gần Số liệu quan trắc mực nước hồ lưu lượng điểm rò R3 đĐập số biểu diễn đồ thị (hình 2) cho thấy điểm rò từ hồ nằm khoảng cao trình mực nước hồ 604 m, cao trình bắt đầu quan sát tượng rò thấm ướt xuất lộ hạ lưu đập x Điểm rò R3 y R4 R5 Hình Hình chụp đĐập phụ số 2, điểm rò R2 (trái) đĐập phụ số 3, điểm rò R3, R4 R5 (phải) Căn cao trình xuất điểm rò cao trình điểm xuất lộ xác định thấm rò qua thân đập, đĐập phụ số số Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đánh dấu nước hồ lấy mẫu phân tích nồng độ chất đánh dấu để tìm vùng rò thấm hồ xác định phân bố nồng độ chất đánh dấu theo thời gian điểm rò hạ lưu Số ngày quan trắc Hình Số liệu quan trắc mực nước hồ lưu lượng rò rỉ điểm rò R3, đĐập phụ số Hai điểm thấm ướt R4 R5 không đo lưu lượng Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu đánh dấu nước hồ lấy mẫu phân tích nồng độ chất đánh dấu để tìm vùng rò thấm hồ xác định phân bố nồng độ chất đánh dấu theo thời gian điểm rò hạ lưu Đánh dấu hồ: Đánh dấu hồ nhằm mục đích xác định vị trí lối vào dòng rò thấm vào đập dựa nguyên lý pha lỗng Khi cao trình nước hồ đạt tới ngưỡng rò, chất đánh dấu rải dọc theo vùng nghi có thấm hồ đối xứng bên giao điểm đường trực tuyến qua điểm rò với chiều dọc thân đập, gần với mái Phân bố nồng độ chất đánh dấu nước hồ dọc theo vùng rải chất đánh dấu đo định kỳ theo thời gian khoảng 1-2 h Điểm rò xác định điểm có nồng độ chất đánh dấu cao sau khoảng thời gian khuếch tán Ở cao trình nước hồ 604 m, chất đánh dấu muối NaCl chứa bao nilong có đục nhiều lỗ, bao khối lượng kg thả nhiều điểm hồ cách khoảng m, cố định độ sâu khoảng m, dọc theo sườn mái thượng lưu, cách mép nước khoảng m Mẫu nước hồ dọc theo vị trí thả muối thu thập theo thời gian sau thả để đo độ dẫn trường phân tích thành phần ion Cl - Phòng thí nghiệm hóa lý (VILAS-609) Trung tâm Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân công nghiệp Đánh dấu liên thông: Đánh dấu liên thông phương pháp đánh dấu thời gian vận chuyển (Transit Time Method) áp dụng để xác định vận tốc thực nước chuyển qua khe rỗng hạt [9] Trong thí nghiệm này, chất đánh dấu pha vào nước hồ khu vực xác định lối vào dòng rò lấy mẫu quan trắc xuất chúng vùng xuất lộ điểm rò hạ lưu đập Kết phân tích cho phép biểu diễn nồng độ chất đánh dấu xuất theo thời gian C(t) kể từ thả chất đánh dấu Trong trường hợp rò qua đập, nghiệm phương trình vận chuyển khuếch tán mô tả nồng độ chất đánh dấu C(x,t) có dạng [9]: (1) Trong đó, M0 (kg) khối lượng chất đánh dấu ban đầu hòa vào nước hồ, D 0x hệ số phân tán thủy động dọc theo phương chuyển động nước thấm (cm -1), vx (cm/s) vận tốc trung bình chảy khe rỗng t Thời gian di chuyển trung bình tính dựa phân bố nồng độ chất đánh dấu xác định điểm rò theo thời gian C(t), theo cơng thức: ∞ t= ∫ C(t).t.dt ∞ ∫ C(t).dt (2) Trong đó, t thời gian (ngày) tính từ thả chất đánh dấu Vận tốc thực vr +(m/ngày) dòng chảy qua khe rỗng ước lượng dựa vận tốc di chuyển trung bình v khoảng cách lối vào hồ vùng rò t hạ lưu đập L (m) thời gian di chuyển trung bình (ngày) cơng thức [6, 7]: v= L t (3) Nói chung, v ≠ vr qng đường thực dòng rò thường lớn khoảng cách trực tiếp L lối vào dòng rò khơng phải điểm mà vùng có diện tích Như vậy, kết tính vận tốc di chuyển theo (2) ước lượng giá trị thấp vận tốc thực vr dòng rò qua khe rỗng Cho đến chưa có cơng trình công bố nghiên cứu khác biệt vận tốc thực vr vận tốc dịch chuyển xác định đánh dấu trường hợp rò rỉ qua đập Trong khảo sát khác biệt vận tốc thực vận tốc dịch chuyển ảnh hưởng giếng - giếng bơm chất đánh dấu giếng thu hồi, Durnbraun (1967) [10] đưa công thức ước lượng sau: 1 πd  v r = L + 4pα  t (4) Trong đó, d đường kính giếng (cm), p độ rỗng α góc ảnh hưởng dòng chảy từ điểm bơm chất đánh dấu với ý nghĩa chất đánh dấu phân tán theo khoảng cách từ điểm bơm theo dòng chảy Theo Durnbraun, trường hợp giếng gần ảnh hưởng lên sai khác vận tốc đo đánh dấu vận tốc thực lớn Ví dụ trường hợp L = 2,5 m, d = 20 cm, α = p = 31% vr> v khoảng 10% Dựa thời gian di chuyển trung bình, độ dẫn thủy lực K (cm/s) tính theo cơng thức [11]: n e ( ∆L)2 K= t Δh (5) Nếu đo lưu lượng rò Q thể tích bão hòa nước V bhn vùng rò tập trung xác định công thức: Vbhn = Q.t (6) Tiết diện bão hòa nước Sbhn vùng thấm rò xác định từ thể tích V bhn theo cơng thức: S bhn = Vbhn /L (7) Thí nghiệm đánh dấu liên thơng tiến hành lần vào cuối mùa mưa, cách khoảng 25 tháng Lần thứ vào tháng 11/2014 lần thứ hai vào tháng 12/2016 Chất đánh dấu muối NaCl đựng bao nilon đục lỗ, khoảng từ 15-20 bao tùy theo độ dài vùng khảo sát, bao 10 kg (khối lượng muối tăng lên để kéo dài thời gian quan trắc thực địa) đặt dọc theo mái đập thượng lưu xung quanh vị trí điểm rò hồ, đối xứng với điểm rò phía hạ lưu qua đỉnh đập Mẫu nước thấm rò tích 300 ml thu thập theo thời gian điểm rò để đo độ dẫn trường phân tích thành phần chất đánh dấu Cl- (hình 3) Trong tất thí nghiệm, độ dẫn đo thiết bị Hana HI98197 (Nhật Bản), nồng độ Cl- phân tích thiết bị sắc ký ion ICS-1000 hãng Dionex USA Ngưỡng phát quy trình phân tích Cl - độ dẫn 0,1 mg/l 0,1 microS/cm Hình Bố trí thả chất đánh dấu liên thơng ập phụ số (trái) ập phụ số (phải) Kết thảo luận Xác định điểm rò hồ Đập phụ số 2: Chất đánh dấu thả xuống hồ ngày 11/12/2016 dọc theo mái đập khoảng 50 m, đối xứng với điểm rò hạ lưu Tuy nhiên điều kiện thời tiết xấu nên 10 ngày sau tiến hành lấy mẫu đợt thứ 11 ngày sau lấy đợt thứ hai Khoảng thời gian từ thả chất đánh dấu đến quan trắc dài, chất đánh dấu bị pha loãng khuếch tán, nồng độ chất đánh dấu độ dẫn đo dọc theo mái đập giảm giá trị phông (giá trị phơng ± σ), khơng phát điểm rò hồ (hình 4) Để làm sở cho tính tốn tiếp theo, điểm rò giả định nằm đường vng góc với thân đập cao trình 604 m, cách điểm rò xuất lộ hạ lưu khoảng 75 m Hình Sau 10 đến 11 ngày thả chất đánh dấu, nồng độ chất đánh dấu Cl - độ dẫn dọc theo mái đập đĐập phụ số khuếch tán pha loãng trở gần giá trị phơng, khơng xác định điểm rò hồ Giá trị phơng độ dẫn nồng độ Cl- 53,5 uS/cm 3,60 mg/l Đập phụ số 3: Chất đánh dấu thả xuống hồ ngày 20/12/2016 dọc theo mái đập 40 m, cách mép nước m Mẫu quan trắc thu thập vùng thả chất đánh dấu sau thả chất đánh dấu h (ngày 20/12) 25 h (ngày 21/12) Kết phân tích nồng độ chất đánh dấu (Cl-) độ dẫn đợt quan trắc biểu diễn đồ thị hình Phân bố độ dẫn nồng độ Cl - chất đánh dấu có đỉnh đạt giá trị cực đại 66 uS/cm 6,8 mg/l vị trí 36 m kể từ mốc lần quan trắc sau h, trở giá trị phông lần quan trắc sau 25 h Như chất đánh dấu tập trung xung quanh điểm rò sau 25 h khuếch tán hết Từ xác định vị trí trọng tâm điểm rò hồ đĐập phụ số khoảng cách 36 m tính từ mốc, từ cao trình 604 m Từ kết trên, khoảng cách L điểm rò hồ điểm rò R3 hạ lưu xác định 94 m Hình Phân bố nồng độ chất đánh dấu Cl - độ dẫn dọc theo mái đập đĐập phụ số đo sau thả chất đánh dấu h 25 h Giá trị phông độ dẫn nồng độ Cl- 54,0 uS/cm 3,60 mg/l Kết đánh dấu liên thông Đánh dấu liên thông tiến hành lần vào năm 2014 2016 Đập phụ số 2: Tại đĐập phụ số quan sát thấy vùng thấm ướt, dòng rò khơng chảy tập trung thành dòng Việc lấy mẫu quan trắc thực cách tạo hố nông mặt đất vùng thấm ướt để thu gom mẫu nước rò Cao trình nước hồ 604 m Kết phân tích thí nghiệm đánh dấu tháng 11/2014 cho thấy nồng độ Cl - có đỉnh đơn đạt cực đại 185 mg/l sau 79 ngày thả muối (hình 6, trái) Hình Phân bố nồng độ chất đánh dấu xuất điểm rò rỉ đĐập phụ số (trái) đĐập phụ số (phải) năm 2014 Thí nghiệm lặp lại vào tháng 12/2016 cho kết tương tự, phân bố chất đánh dấu thông qua nồng độ Cl - có đỉnh đơn đạt 8,8 mg/l sau 38 ngày thả chất đánh dấu (hình 7, trái) Các kết đo độ dẫn phù hợp với kết phân tích Cl - Cao trình nước hồ khoảng 604 m đến 605 m suốt trình quan trắc Hình Phân bố nồng độ chất đánh dấu xuất điểm rò rỉ R2 đĐập phụ số (trái) R3 Đđập phụ số (phải) năm 2016 Tại thời điểm khảo sát điểm R4, R5 không lấy mẫu Đập phụ số 3: Đập phụ số 3: Kết đánh dấu liên thông đĐập phụ số vào tháng 11/2014 phát hện xuất chất đánh dấu điểm rò xuất lộ R3, R4 R5 với nồng độ cực đại tương ứng 7,3 mg/l, 5,2 mg/l 5,2 mg/l Thời gian xuất đỉnh không khác nhiều, tương ứng 70 ngày, 70 ngày 66 ngày (hình 6, phải) Lưu lượng rò R3 đo 0,1 l/phút cao trình nước hồ 604 m Thí nghiệm đánh dấu lặp lại vào tháng 12/2016 lấy mẫu điểm rò cũ R3, hai điểm lại nước thấm ẩm bề mặt nên không lấy mẫu Kết đánh dấu R3 cho phân bố nồng độ Cl - có dạng đỉnh đơn đạt giá trị cực đại 18,0 mg/l 37 ngày sau đặt chất đánh dấu Độ rộng đỉnh từ 35 đến 38 ngày (hình 7, phải) Lưu lượng rò R3 đo 0,6 l/phút cao trình nước hồ 604 m Các kết thí nghiệm thơng số tính tốn liệt kê bảng Bảng Các thơng số đặc trưng cho dòng thấm rò xác định từ kết đánh dấu Điểm rò Năm Lưu lượng rò, lít/phú Thời gian di chuyển trung Vận tốc di chuyển trung Hệ số dẫn thủy lực vùng thấm rò Thể tích bão hòa nước vùng thấm rò, Tiết diện bão hòa nước vùng thấm rò, Điểm rò R2, 2014 Đập phụ số 2016 t bình, ngày bình, m/ngày K, cm/s m3 m2 0,1* 79 0,75 2,7.10-3 11,4** 0,15** - - -3 N/A 38 1,6 5,8.10 Điểm rò R3, 2014 Đập phụ số 2016 0,1 70 1,3 2,1.10-3 10,1 0.11 0,6 37 2,7 3,9.10-3 32,0 0,34 Điểm rò R4, 2014 Đập phụ số 0,1* 70 1,3 2,1.10-3 10.1** 0,11** 66 1,4 2,1.10-3 9.5** 0,10** Điểm rò R5, 2014 Đập phụ số 0,1* N/A: Kkhơng có số liệu nước rò đủ thấm ướt nên không đo lưu lượng *Lưu lượng giả định tương đương với điểm rò lân cận **Kết tính dựa lưu lượng giả định Các thông số đặc trưng cho dòng rò vùng thấm rò bao gồm thời gian di chuyển trung bình , vận tốc di chuyển trung bình, hệ số dẫn thủy lực, thể tích bão hòa nước tiết diện bão hòa nước tính theo công thức (2), (3), (5), (6) (7) Độ rỗng vùng thấm rò giả định 30% Ở điểm rò thấm ướt khơng đo lưu lượng, giá trị giả định lấy tham khảo từ điểm lân cận 0,1 l/phút Thảo luận Từ kết quan trắc tính tốn từ số liệu đánh dấu đưa nhận xét vùng rò diễn tiến dòng rò qua thân đập sau: - Đập phụ số có điểm vào hồ, cách vị tríi mốc 36 m, từ cao trình 604 m, thể đỉnh đơn đường cong đánh dấu (hình 5) Thí nghiệm đánh dấu hồ đĐập phụ số cần tiến hành bổ sung điều kiện nước hồ đạt cao trình 604 m trở lên - Kết đánh dấu liên thơng hồ điểm rò xuất lộ cho thấy diễn tiến tượng thấm tập trung, sau 25 tháng thời gian di chuyển trung bình dòng rò đập ngắn đến lần, tương đương với vận tốc di chuyển trung bình nhanh khoảng lần Ở trường hợp đĐập phụ số 3, kết hợp với kết đo lưu lượng rò cho thấy thể tích bão hòa nước (thể tích rỗng hiệu dụng) tăng lần, từ 10,1 m3 đến 32,0 m3 Độ dẫn thủy lực vùng thấm rò xác định tất trường hợp mức 10-3 cm/s, cao so với yêu cầu thiết kế < 10 -5 cm/s, có xu hướng tăng, khoảng lần thời gian 25 tháng - Kết luận Kỹ thuật đánh dấu ứng dụng thử nghiệm khảo sát tượng thấm rò đập đất đĐập phụ số số thủy điện HT thời điểm cách khoảng 25 tháng Bằng kỹ thuật đánh dấu theo dõi khuếch tán pha loãng, điểm rò hồ đĐập số xác định vị trí cách mốc 36 m, cao trình mực nước 604 m Phân bố nồng độ chất đánh dấu điểm rò xuất lộ xác định kỹ thuật đánh dấu liên thông cho thấy tượng thấm rò tập trung Thời gian di chuyển trung bình điểm rò R3, R4 R5 đập số năm 2014 70 ngày, 70 ngày 66 ngày Kết quan trắc sau 25 tháng vào năm 2016 cho thấy thời gian di chuyển R3 ngắn hơn, 37 ngày Tại đập số 2, kết khảo sát cho thấy thời gian di chuyển dòng thấm tập trung điểm rò R2 79 ngày năm 2014 giảm xuống 38 ngày năm 2016 Từ thời gian di chuyển trung bình dòng thấm tập trung, kết hợp với số liệu quan trắc lưu lượng rò, kết tính tốn ước lượng vận tốc di chuyển trung bình, độ dẫn thủy lực thể tích vùng rò tập trung tiến hành để làm sở cho đánh giá tượng thấm rò phục vụ cho cơng tác an toàn đập TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Internal Erosion of Existing Dams, Levees and Dikes, and their Foundation, Bulletin 1XX, CIGB, ICOLD 22 Jan 2013 [2] U.S Federal Emergency Management Agency and Interagency Committee on Dam Safety (2017), Evaluation and Monitoring of Seepage and Internal Erosion –Interagency Committee on Dam Safety, Create Space Independent Publishing Platform [3] Scott Ikard (2013), Ph.D Thesis “Geoelectric monitoring of seepage in porous media with engineering applications to earthen dams”, Colorado School of Mines [4] Robin Fell, Chi Fai Wan, John Cyganiewicz, and Mark Foster (2003), “Time for development of internal erosion and piping in embank-ment dams”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 314, pp.307-314 [5] Mark Foster, Robin Fell, and Matt Spannagle (2000), “The statistics of embankment dam failures and accidents”, Canadian Geotechnical Journal, 37, pp.1000-1024 [6] Iván A Contreras, Samuel H Hernández (2010), “Techniques for prevention and detection of leakage in dam and reservoirs”, 30th Annual USSD Conference: Collaborative Management of Integrated Watersheds, p.105 [7] A Plata Bedmar, L Araguas (2002), Detection and Prevention of Leaks from Dams, A.A Balkema Publishers [8] Werner Kass (1998), Tracing Techniques in Hydrogeology, A.A Balkema Publishers [9] Emilian Gaspar, Mircea Oncescu Hydrology, Elsevier (1972), Radioactive Tracers in [10] H.J Durnbraum (1976), “Zur Bestimung der Grundwasserstromung mit Tracers”, Atomkernenergie, 4/4, pp.130-132 marturlichen [11] Stanley N Davis, Glenn M Thompson, Harold W Bentley, Gary Stiles (1980), “Ground water tracers”, gGroundw water, 18, pp.14-23 ... đích việc quản lý an toàn đập Để triển khai ứng dụng kỹ thuật đánh dấu công cụ hữu hiệu, bổ sung vào phương pháp khảo sát tình trạng rò thấm qua đập phục vụ cơng tác đảm bảo an tồn đập, Phòng... cơng tác an toàn đập TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Internal Erosion of Existing Dams, Levees and Dikes, and their Foundation, Bulletin 1XX, CIGB, ICOLD 22 Jan 2013 [2] U.S Federal Emergency Management... dòng rò lấy mẫu quan trắc xuất chúng vùng xuất lộ điểm rò hạ lưu đập Kết phân tích cho phép biểu diễn nồng độ chất đánh dấu xuất theo thời gian C(t) kể từ thả chất đánh dấu Trong trường hợp rò