MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
PHẦN MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 1
I. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................................1
II. Mục đích của đề tài: .....................................................................................................................3
III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : ..........................................................................................3
IV. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu: ............................................................................3
IV. Kết quả đạt được của luận văn:.................................................................................................4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT Ở VIỆT NAM .................................. 5
1.1. Tổng quan về hồ chứa ở Việt Nam .........................................................................................5
1.2. Thực trạng làm việc của đập đất ở Việt Nam .........................................................................9
1.3. Vai trò của nước và sự cần thiết để nâng cấp hồ chứa........................................................ 10
1.3.1.Sự cần thiết nâng cấp hồ chứa ..................................................................................... 10
1.3.2.Vai trò của nước............................................................................................................ 11
1.4. Các giải pháp nâng cao hiệu quả làm việc của hồ chứa ..................................................... 12
1.4.1.Giải pháp quản lý khai thác ......................................................................................... 12
1.4.2.Giải pháp về cơ chế, chính sách .................................................................................. 13
1.4.3.Giải pháp về điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội ........................................................ 14
1.5. Kết luận chương 1 .................................................................................................................. 14
1.6. Những vấn đề nghiên cứu của luận văn ............................................................................... 15
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH THẤM QUA ĐẬP ĐẤT VÀ CÁC GIẢI
PHÁP CHỐNG THẤM KHI NÂNG CẤP ĐẬP .................................................. 16
2.1. Sự hình thành dòng thấm....................................................................................................... 16
2.1.1.Ý nghĩa việc nghiên cứu thấm..................................................................................... 16
2.1.2.Sự hình thành dòng thấm ............................................................................................. 16
2.2. Phương pháp tính thấm .......................................................................................................... 18
2.2.1.Cơ sở lý thuyết .............................................................................................................. 18
2.2.2.Tính thấm qua đập đất theo phương pháp thủy lực................................................... 19
2.2.3.Tính thấm qua đập đất theo phương pháp cơ học chất lỏng .................................... 20




3.5.2.Kết cấu đập.................................................................................................................... 82
3.6. Cấp và thông số kỹ thuật công trình sau khi nâng cấp........................................................ 86
3.7. Xử lý thấm cho đập ................................................................................................................ 88
3.7.1.Đặt vấn đề cho xử lý thấm ........................................................................................... 89
3.7.2.Giải pháp chống thấm bằng khoan phụt cho đập ...................................................... 92
3.8. Tính toán ổn định thấm của đập.......................................................................................... 102
3.8.1.Tài liệu cơ bản............................................................................................................. 102
3.8.2.Tính toán thấm và ổn định thấm ............................................................................... 103
3.8.3.Tính toán ổn định trượt mái ....................................................................................... 106
3.9. Kết luận chương 3 ................................................................................................................ 107
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 111
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ....................................................................................... 113


HÌNH MINH HỌA
Tác động nặng nề của biến đổi khí hậu tại Việt Nam ................................................ 1
Hình 1.1:

Biểu đồ phân bố hồ chứa nước trên toàn quốc (dung tích >200000m3) 6

Hình 2.1:

Dòng thấm ổn định qua đập đất đồng chất (a), và qua tường lõi của đập

đất đá (b).

......................................................................................................... 17


Thi công tường chống thấm bằng biện pháp đào hào trong dung dịch

bentonite hồ Dầu Tiếng ............................................................................................ 33
Hình 2.10: Biện pháp chống thấm bằng khoan phụt .............................................. 35
Hình 2.11: Sơ đồ tường cọc xi măng đất ................................................................ 36
Hình 2.12: Công nghệ Jet-Grouting tạo tường chống thấm ................................... 37
Hình 2.13: Giải pháp chống thấm bằng khoan phụt vữa xi măng .......................... 37
Hình 2.14: Phạm vi ứng dụng hiệu quả trong đất nền của cọc xi măng đất ........... 38
Hình 2.15: Hàng tường cọc XMĐ chống thấm cho công trình Đá Bạc – Hà Tĩnh 39
Hình 2.16: Công nghệ thi công màng chống thấm địa kỹ thuật ............................. 40
Hình 2.17: Giải pháp chống thấm bằng HDPE ...................................................... 41
Hình 2.18: Giải pháp màng chống thấm bentonite ................................................. 43
Hình 2.19: Giải pháp chống thấm bằng thảm sét địa kỹ thuật ............................... 44
Hình 2.20: Giải pháp chống thấm bằng thảm bê tông ............................................ 45
Hình 2.21: Các loại thảm bê tông chống thấm ....................................................... 45
Hình 3.1:

Vị trí hồ chứa nước Diên Trường trên Google ..................................... 48

Hình 3.2:

Hiện trạng hồ chứa nước Diên Trường ................................................ 48

Hình 3.3:

Mặt cắt hiện trạng đập Diên Trường .................................................... 54


Hình 3.4:


Hình 3.17: Mặt cắt đập nâng cấp N3 - Mặt cắt tính toán N3 ............................... 105
Hình 3.18: Tính thấm đập nâng cấp N3 – Lưu lượng thấm đơn vị - Trường hợp 4 ...
....................................................................................................... 105
Hình 3.19: Tính thấm đập nâng cấp N3 – Phân bố Gradient thấm - Trường hợp 4 ...
....................................................................................................... 105


BẢNG BIỂU
Bảng 1.1:

So sánh trữ lượng nước Miền Bắc và Miền Trung so với toàn quốc ...... 5

Bảng 1.2:

Thống kê một số đập đất lớn ở Việt Nam ............................................... 6

Bảng 2.1:

Chiều cao an toàn của tường chống thấm ............................................. 30

Bảng 3.1:

Thay đổi nhiệt độ và lượng mưa đến năm 2050 do BĐKH .................. 56

Bảng 3.2:

Diện tích, cơ cấu, thời vụ các loại cây trồng ......................................... 57

Bảng 3.3:


Bảng 3.14: Dòng chảy năm đến hồ (m3/s) .............................................................. 67
Bảng 3.15: Kết quả tính toán dung tích hữu ích hồ Diên Trường ........................... 70
Bảng 3.16: Lưu lượng lũ lớn nhất thiết kế lưu vực hồ chứa Diên Trường tính theo
công thức cường độ giới hạn ..................................................................................... 72
Bảng 3.17: Tổng lượng lũ lớn nhất thiết kế lưu vực hồ chứa Diên Trường tính theo
lượng mưa ngày lớn nhất .......................................................................................... 73
Bảng 3.18: Đường quá trình lũ thiết kế theo kịch bản hiện tại ................................ 73
Bảng 3.19: Đường quá trình lũ thiết kế theo kịch bản Biến đổi khí hậu ................. 74
Bảng 3.20: Tính toán lũ trên tràn hồ chứa Diên Trường ứng kịch bản BĐKH ....... 76
Bảng 3.21: Xác định cao trình đỉnh đập thiết kế...................................................... 78
Bảng 3.22: Các thông số chính của đập sau khi nâng cấp ....................................... 86


Bảng 3.23: Đánh giá trọng số giữa các phương án .................................................. 91
Bảng 3.24: Nồng độ dung dịch phụt ........................................................................ 96
Bảng 3.25: Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đắp đập ...................................................... 102
Bảng 3.26: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền đập ............................................................. 103
Bảng 3.27: Các mực nước dùng trong tính toán .................................................... 103
Bảng 3.28: Lưu lượng thấm và gradient thấm ....................................................... 104
Bảng 3.29: Kết quả phân tích ổn định mái thượng hạ lưu mặt cắt N3 .................. 107


1

PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Biến đổi khí hậu trái đất là sự thay đổi của hệ thống khí hậu gồm khí quyển,
thuỷ quyển, sinh quyển, thạch quyển hiện tại và trong tương lai bởi các nguyên
nhân tự nhiên và nhân tạo. Biến đổi khí hậu (BĐKH) là một trong những thách thức
lớn nhất đối với nhân loại trong thế kỷ 21. Biến đổi khí hậu sẽ tác động nghiêm

triển khai kế hoạch hành động ứng phó, trong đó có vấn đề về an toàn hồ đập.
An toàn của các hồ chứa bị đe doạ do có sự phân bố lại lượng nước mưa theo
không gian và thời gian đã có nhiều thay đổi so với thiết kế ban đầu (bởi các hồ
chứa được xây dựng cách đây đã lâu), đó là hiện tượng những vùng thì mưa rất lớn,
vùng ít mưa; thời gian mưa tập trung ngắn, hạn hán kéo dài; xuất hiện nhiều hơn,
phức tạp hơn, cường độ mạnh hơn, nhiều lúc xuất hiện trường hợp vượt mức thiết
kế ban đầu.
Nước là tài nguyên quý giá vô cùng quan trọng đối với con người. Nước cần
cho sản xuất nông nghiệp, thủy sản, công nghiệp và các nghành kinh tế khác. Nước
còn cần cho phát triển thủy điện và giao thông. Nước đóng vai trò quan trọng trong
việc duy trì sự bền vững của môi trường…
Vì vậy một trong những giải phải để sử dụng hiệu quả nguồn nước hiện nay do
biến đổi khí hậu là tăng dung tích hiệu quả hồ chứa để đảm bảo sự phát triển bền
vững của hệ thống đầu mối công trình, phục vụ nhu cầu sử dụng nước sản xuất và
sinh hoạt là một vấn đề hết sức quan trọng và đặc biệt có ý nghĩa hiện nay.
Nhưng vấn đề đặt ra khi tăng dung tích hiệu quả của hồ chứa làm thay đổi cấp
công trình, các chỉ tiêu thiết kế, hệ số an toàn ổn định…ảnh hưởng tới sự làm việc


3

của toàn bộ kết cấu công trình đập đất. Một trong những vấn đề cốt lõi của đập đất
cần được xử lý chính là ổn định thấm qua đập.
Vì vậy việc nghiên cứu một giải pháp kỹ thuật chống thấm an toàn công trình
đập đất khi được mở rộng tôn cao trong điều kiện biến đổi khí hậu và tăng thêm nhu
cầu cấp nước hiện nay, phù hợp với điều kiện của Việt Nam là hết sức cần thiết.
Đề tài luận văn: “Giải pháp kỹ thuật chống thấm cho đập đất khi được tôn
cao mở rộng do nhu cầu sử dụng nước và biến đổi khí hậu ” sẽ tập trung nghiên
cứu phương pháp tính toán thấm, những giải pháp chống thấm cho đập khi được
nâng cao mở rộng nhằm đảm bảo kinh tế kỹ thuật, mỹ thuật.

ứng dụng.
+ Phương pháp chuyên gia.
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp.
IV. Kết quả đạt được của luận văn:
Tổng quan về tình hình hồ chứa bằng đập đất hiện nay ở Việt Nam;
Phương pháp tính toán thấm cho đập đất, đặc biệt là phương pháp phần tử
hữu hạn;
Đưa ra các giải pháp chống thấm đang được sử dụng hiệu quả ở nước ta và
trên thế giới;
Đề xuất giải pháp chống thấm cho công trình cụ thể khi được tôn cao.


5

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬP ĐẤT Ở VIỆT NAM
1.1. Tổng quan về hồ chứa ở Việt Nam
Hồ chứa nước có một vị trí quan trọng trong điều chỉnh dòng chảy phục vụ các
yêu cầu dùng nước khác nhau, mặt khác hồ chứa nước còn là công trình phòng
chống lũ, giảm nhẹ thiên tai. Vì vậy, an toàn hồ chứa mang một ý nghĩa đặt biệt,
nhất là hiện nay vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu đang diễn ra theo hướng tăng bất
lợi cho an toàn hồ đập.
Việt Nam là một trong những nước có nhiều hồ chứa. Theo điều tra của dự án
UNDP 7/2002 thì Việt Nam có khoảng 10.000 hồ chứa lớn nhỏ, trong đó hồ đập lớn
có khoảng 180 hồ đứng vào hàng thứ 24 trong các nước có số liệu thống kê của
ICOLD (Ủy hội Đập lớn Thế giới). Theo con số thống kê của Bộ Nông nghiệp
&PTNT năm 2002 cả nước ta đã có 1967 hồ (dung tích mỗi hồ trên 2.105x103m3);
trong đó có 10 hồ thủy điện có tổng dung tích 19 tỷ m3 còn lại là 1957 hồ thủy nông
với dung tích 5,84 tỷ m3. Nếu chỉ tính các hồ có dung tích từ 1 triệu m3 nước trở lên
thì hiện nay có 587 hồ có nhiệm vụ tưới là chính. Các hồ chứa phân bố không đều
trên phạm vi toàn quốc, trong số 61 tỉnh thì có 41 tỉnh thành có hồ chứa nước. Các

1

Suối Hai

Hà Tây

29,00

1964

2

Đa Nhim

Lâm Đồng

38,00

1963

3

Thượng Tuy

Hà Tĩnh

25,00

1964


7

Vực Trống

Hà Tĩnh

22,80

1974

8

Đồng Mô

Hà Tây

21,00

1974

9

Tiên Lang

Quảng Bình

32,30

1978


13

Yên Lập

Quảng Ninh

40,00

1980


7

14

Vĩnh Trinh

Quảng Nam

23,00

1980

15

Núi Một

Bình Định

32,50


1982

19

Xạ Hương

Vĩnh Phúc

42,00

1982

20

Sông Mực

Thanh Hóa

33,40

1983

21

Quất Động

Quảng Ninh

22,60


1986

27

Tuyền Lâm

Lâm Đồng

32,00

1987

28

Đá Bàn

Khánh Hòa

42,50

1988

29

Khe Tân

Quảng Nam

22,40


1996

33

Sông Quao

Bình Thuận

40,00

1997

34

Ayun Hạ

Gia Lai

36,00

1999

35

Sông Hinh

Phú Yên

50,00


2010

39

Hà Động

Quảng Ninh

30,00

2011

40

La Mơ

Đăk Lắc

32,00

2012

Vai trò hồ chứa nước:
Tài nguyên nước luôn biến động theo thời gian, không gian và trong quản lý
khai thác nó luôn tồn tại hai mặt: mặt lợi và gây hại. Để hạn chế tối đa tính gây hại


8



9

1.2. Thực trạng làm việc của đập đất ở Việt Nam
Đập thường chiếm một vị trí quan trọng trong cụm công trình đầu mối của các
hồ chứa hoặc các công trình đập dâng. Ở nước ta, đập đất được xây dựng rất phổ
biến do đặc điểm an toàn, kinh tế và đảm bảo vệ sinh môi trường xây dựng. Đập đất
có thể xây dựng trên nhiều loại nền, dễ thích ứng với độ lún của nền, ít bị nứt nẻ
gây phá hoại đập…
Hiện nay nước ta đã xây dựng và đưa vào khai thác trên 6648 hồ chứa các
loại, với tổng dung tích theo thiết kế là 49,88 tỷ m3 nước. Trong tổng số 2198 hồ
chứa có dung tích lớn hơn 200 nghìn m3 nước, nhiều hồ có dung tích từ vài chục
đến vài trăm triệu m3 nước. Hồ chứa có nhiệm vụ cấp nước tưới phục vụ cho sản
xuất trong mùa khô, cấp nước sinh hoạt cho con người và vật nuôi, điều tiết lũ để
phòng, tránh, giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an toàn tính mạng và tài sản nhân dân
vùng hạ lưu, cải tạo môi trường sinh thái. Các hồ chứa phân bố không đều trên
phạm vi toàn quốc, tập trung chủ yếu ở các tỉnh miền Bắc và miền Trung Việt Nam.
Đa số các đập đất được xây dựng từ những năm 60-80 (Các đập được xây
dựng thời kỳ trước năm 1960 khoảng 6%, từ 1960 đến 1975 khoảng 44%, từ 1975
đến nay khoảng 50% - Theo chiều cao đập có khoảng 20% số đập là cấp ba, hơn
70% đập là cấp bốn và cấp năm, còn lại khoảng 10% là đập từ cấp hai trở lên) của
thế kỷ trước bằng đất pha tàn tích sườn đồi, đất Bazan, đất ven biển miền Trung;
đến nay do thời gian sử dụng lâu năm và tác động của thời tiết nên các công trình đã
bị xuống cấp nghiêm trọng. Hiện nay có khoảng 1200 hồ chứa bằng đập đất đã đến
thời kỳ xuống cấp, đồng thời do biến đổi khí hậu làm thay đổi chế độ thủy văn dòng
chảy nên cần phải được tu bổ nâng cấp sửa chữa (Bô ̣Nông nghiệp và PTNT). Phân
tích 100 hồ chứa đã có dự án sửa chữa cải tạo hoặc nâng cấp thì 71 hồ có hiện tượng
hư hỏng ở đập.[12]
Các hư hỏng ở đập thường xảy ra là:
+ Do thấm gây ra như thấm mạnh, sủi bọt nước ở nền đập: như Đồng Mô- Hà

đến năng suất cây trồng và vật nuôi. Đặc biệt đối với các quốc gia nghèo, nơi sản
xuất nông nghiệp đóng vai trò chủ đạo trong nền kinh tế quốc dân thì nước lại càng
có ý nghĩa sống còn.
Trong phát triển công nghiệp và đô thị, nước cũng đóng vai trò to lớn. Công
nghiệp hóa, hiện đại hóa là xu hướng tất yếu trong phát triển kinh tế, xã hội của mỗi
quốc gia. Cùng với đó nhu cầu sử dụng nước cũng tăng lên.


11

Trong sinh hoạt hàng ngày, nước sạch là một nhu cầu cấp thiết của sự sống.
Thiếu nước sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng cuộc sống và là nguyên nhân phát
triển nhiều căn bệnh nguy hiểm.
Nước còn là môi trường sống của nhiều loại sinh vật từ thực vật, động vật đến
vi sinh vật.
Nước còn được xem là nguồn khoáng sản và năng lượng to lớn của nhân loại.
Đây là một nguồn tài nguyên cần được con người khai thác và sử dụng hợp lý.

1.3.2. Vai trò của nước
Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, có lượng mưa bình quân hàng
năm lớn (1800 – 2000 mm) và có một hệ thống sông ngòi chằng chịt, tạo nên nguồn
nước rất phong phú. Nếu tính các sông có độ dài trên 10km thì có tới 2500 con
sông, với tổng chiều dài lên tới 52000 km. Trong đó hai hệ thống sông lớn nhất của
cả nước là sông Hồng và sông Cửu Long đã tạo nên hai vùng đất trù phú nhất cho
phát triển nông nghiệp Việt Nam. Bên cạnh đó, hệ thống sông ngòi ở miền Trung
cũng rất phong phú, tạo nên các đồng bằng ven biển, tuy nhỏ hẹp nhưng rất quan
trọng trong việc phát triển nông nghiệp khu vực miền Trung.
Tuy nhiên, do lượng mưa phân bố không đều giữa các tháng trong năm; tập
trung chủ yếu vào các tháng mùa mưa, từ tháng 4-5 đến tháng 9-10, trừ vùng duyên
hải miền Trung, mùa mưa đến muộn và kết thúc muộn 2-3 tháng nên thường gây ra

thống kênh mương tưới tiêu, giếng lấy nước ngầm, bể chứa…nhằm nâng cao hiệu
quả khai thác tài nguyên nước của các công trình và đảm bảo vận hành an toàn.
Như vậy để có trữ lượng nước dồi dào thì giải pháp hiệu quả nhất đối với sử
dụng nguồn nước là nâng cấp và tôn cao các hồ chứa đảm bảo yêu cầu phát triển
kinh tế - xã hội.
1.4. Các giải pháp nâng cao hiệu quả làm việc của hồ chứa

1.4.2. Giải pháp quản lý khai thác
Lập và thực hiện kế hoạch phân phối tài nguyên nước một cách khoa học, hợp
lý trên hệ thống. Cần kiểm tra rà soát thống kê các loại diện tích được cấp nước để
lập kế hoạch dùng nước cụ thể chính xác hơn. Thực hiện theo dõi và đánh giá hiệu
quả tưới tiêu và cấp thoát nước thường xuyên qua các năm khai thác công trình thủy
lợi. Các cấp kênh nội đồng đã giao cho địa phương trực tiếp quản lý cần có các cán
bộ có chuyên môn. Việc điều hành quản lý hồ chứa cần chặt chẽ, cần lập và thực


13

hiện quy trình vận hành, điều tiết đặc biệt là hồ lớn, liên hồ, quy trình đóng mở
phân phối nước trên hệ thống kênh mương theo kế hoạch, nhất là quy trình điều tiết
xả lũ. Thực hiện được thường xuyên việc kiểm tra theo dõi đo đạc, quan trắc các
thông số cần thiết để đánh giá hoạt động của công trình để phát hiện kịp thời các hư
hỏng để có kế hoạch sửa chữa phù hợp, kịp thời [7].

1.4.3. Giải pháp về cơ chế, chính sách
1.4.3.1. Củng cố, cụ thể hóa các cơ chế chính sách hiện tại
Rà soát lại hệ thống cơ chế chính sách đang được áp dụng tại hệ thống thủy lợi
để tìm ra những mâu thuẫn, bất cập từ đó có cơ sở để hoàn thiện, đổi mới cơ chế.
Chính sách mới ban hành cần được tham khảo từ các địa phương và cần lấy ý kiến
từ đơn vị quản lý, tổ chức, cá nhân dùng nước trước khi ban hành. Việc cụ thể hóa

dân hiểu rõ và thực hiện tốt các cơ chế chính sách.

1.4.4. Giải pháp về điều kiện tự nhiên kinh tế - xã hội
1.4.3.1.Giải pháp điều kiện tự nhiên
Ngăn chặn sự chặt phá rừng đầu nguồn để hạn chế suy thoái bề mặt lưu vực
làm cho lượng nước mưa thấm xuống đất được giữ lại nhiều hơn trên lưu vực, tăng
lưu lượng mùa kiệt về hồ chứa đồng thời giảm sự thiệt hại do lũ quét.
1.4.3.2.Giải pháp điều kiện kinh tế - xã hội
Hạn chế việc phát triển các khu công nghiệp trên diện tích đất nông lâm
nghiệp để diện tích rừng không bị ảnh hưởng, đồng thời tăng diện tích phát triển
rừng bằng cách giao khoán cho các hộ gia đình không chỉ đảm bảo về mặt mở rộng
diện tích rừng mà còn phát triển kinh tế rừng một cách có hiệu quả.
1.5. Kết luận chương 1
Qua tình hình tổng quan chung thấy rằng nước ta có số lượng hồ đập khá lớn,
hầu hết các đập của nước ta là đập đất, xây dựng đã lâu nhưng các công trình này
làm việc đã xuống cấp nghiêm trọng, đặc biệt là các hồ chứa vừa và nhỏ.
Hơn nữa, nước ta có nguồn tài nguyên nước khá dồi dào nhưng phân bố không
đều về không gian và thời gian, mùa lũ thì lưu lượng rất lớn nhưng mùa cạn thì rất ít
nên giải pháp sử dụng và kiểm soát nguồn tài nguyên nước là xây dựng hồ chứa đã
được ứng dụng. Hiện nay do sự phát triển kinh tế xã hội, đồng thời biến đổi khí hậu
đang diễn ra rất mạnh mẽ làm cho tài nguyên nước ngày càng cạn kiệt nên để tăng


15

hiệu quả sử dụng tài nguyên nước thì giải pháp gia cố nâng cấp tôn cao các hồ chứa
hiện có là một trong các giải pháp hiệu quả nhất.
Tuy nhiên để hồ chứa làm việc hiệu quả, an toàn cần có những giải pháp hiệu
quả về cơ chế chính sách và đào tạo nhân lực nhằm phát huy làm việc tối đa của
mỗi hồ chứa và của liên hồ.

thượng lưu của hồ chứa, nhưng lại tạo ra chênh lệch cột nước giữa thượng lưu và hạ
lưu nên vấn đề thấm cần kiểm toán tỷ mỉ. Đối với đập đất, nếu không kiểm soát
được dòng thấm có thể gây ra một số hư hỏng:
- Các hạt đất dịch chuyển cùng dòng thấm, dẫn đến hiện tượng xói ngầm, hình
thành hang thấm tập trung trong thân và nền đập.
- Làm bão hòa, tạo ra áp lực đẩy ngược, lực thấm nên các công trình bảo vệ
đập.
Như vậy nghiên cứu thấm là tìm ra quy luật chuyển động của dòng thấm, phụ
thuộc vào hình dạng, kích thước các bộ phận công trình là biên dòng thấm, địa chất
nền công trình; xác định các đặc trưng phân bố áp lực thấm lên bộ phận công trình,
phân bố gradient thấm trong miền thấm và trị số lưu lượng thấm. Trên cơ sở này,
thiết kế bộ phận chống thấm, đảm bảo điều kiện làm việc an toàn của công trình và
tính kinh tế của phương án [16].

2.7.2. Sự hình thành dòng thấm
Đất được tạo thành bởi các hạt đất, các hạt đất tự sắp xếp với nhau tạo thành
khung cốt đất có nhiều lỗ rỗng, trong lỗ rỗng thường chứa nước và khí. Do đó, đất
gồm 3 thành phần hợp thành: thể rắn, thể lỏng và thể khí. Dưới tác dụng của trọng
lực nước di chuyển qua các khe rỗng trong đất, dịch chuyển từ vị trí này sang vị trí
khác [11].


17

Chuyển động chậm của nước qua đất thường được gọi là thấm và sự chuyển
động đó cứ liên tục sẽ tạo thành dòng thấm trong lòng đất.
Dòng thấm trong môi trường đập vật liệu địa phương được chia:
+ Dòng thấm ổn định qua thân đập đất đồng chất và nền đất (hình 2.1a) hoặc
qua thiết bị chống thấm (ví dụ như tường lõi) của đập đất đá (hình 2.1b), được xác
định bởi biên cố định (3) và (4) (không thay đổi theo thời gian).

Dòng thấm ổn định hoặc không ổn định được tính toán xác định thông qua các
phương trình vi phân tổng quát về thấm:
+ Trường hợp dòng thấm ổn định:
∂  ∂H
 kx
∂x  ∂x

∂θ
 ∂  ∂H 
+Q =
 +  ky
∂t
 ∂y  ∂y 

(2.1)

+ Trường hợp dòng thấm không ổn định:
∂  ∂H
 kx
∂x  ∂x

 ∂  ∂H
 +  ky
 ∂y  ∂y


∂H
mw γ w
+Q =
∂t


: Trọng lượng đơn vị của nước.

2.8. Phương pháp tính thấm
Hiện nay có nhiều phương pháp tính thấm thông dụng có phương pháp phân
tích lý luận, đồ giải và thí nghiệm.
Phương pháp phân tích lý luận bao gồm phương pháp cơ học chất lỏng,
phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp thủy lực [15], [16].

2.8.2. Cơ sở lý thuyết
Chuyển động dòng thấm chính là chuyển động của các dòng nước trong đất có
chứa các lỗ rỗng, phụ thuộc vào đất nền và chênh lệch cột nước thượng hạ lưu.
Quy luật cơ bản về sự chuyển động của dòng thấm biểu thị định luật Darcy: