Thông tin Đề tài

Tên đề tài Nghiên cứu cơ chế hình thành và đánh giá các tác động của tai biến trượt lở đến một số công trình hồ và đập chứa nước.
Mã số đề tài GUST.STS. ĐT2020-KHTĐ01
Cơ quan chủ trì (Cơ quan thực hiện) Học viện Khoa học và Công nghệ
Thuộc Danh mục đề tài Chương trình sau tiến sỹ tạo nguồn lực khoa học công nghệ cho Viện Hàn lâm KHCNVN
Họ và tên TS. Phạm Văn Tiền
Thời gian thực hiện 01/06/2020 - 30/06/2022
Tổng kinh phí 300 triệu đồng, nhận học bổng 4,5 triệu/tháng trong 24 tháng
Xếp loại Xuất sắc
Mục tiêu đề tài

- Xác định được hiện trạng và đặc điểm của tai biến trượt lở tại một số công trình hồ và đập chứa nước ở miền Trung, Việt Nam, gồm một số tỉnh như Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam và Bình Định;
- Làm sáng tỏ và hiểu rõ các cơ chế hình thành trượt lở thông qua thí nghiệm, mô phỏng vật lý và mô hình mô phỏng số;
- Phân tích và đánh giá các tác động của hiện tượng trượt lở đến các công trình của hồ và đập chứa nước và các ảnh hưởng của trượt lở tới quy trình vận hành của hồ chứa nước.

Kết quả chính của đề tài

Về khoa học:
- Đề tài đã xây dựng được cơ sở dữ liệu về hiện trạng, đặc điểm và phân tích được một số yếu tố ảnh hưởng đến trượt lở mái dốc khu vực hồ chứa nước và vùng thượng lưu có nguy cơ đe dọa an toàn công trình hồ và đập tại miền Trung Việt Nam. Bên cạnh các tác nhân góp phần hình thành trượt lở như địa hình, địa mạo, địa chất, kiến tạo, điều kiện khí hậu, có thể thấy rằng, lượng mưa lớn và kéo dài là một trong những nhân tố then chốt kích hoạt sự dịch chuyển mái dốc.
- Đề tài đã thực hiện thí nghiệm trong phòng nhằm xác định một số chỉ tiêu cơ lý của mẫu đất thu thập tại mặt trượt phục vụ tính toán ổn định mái dốc. Kết quả thí nghiệm cho thấy các mẫu đất có chứa thành phần hạt sét rất nhạy cảm với sự thay đổi độ ẩm trong mái dốc, làm cho vật liệu mái dốc dễ bị giảm lực liên kết, dễ suy giảm cường độ kháng cắt, do đó ảnh hưởng nhiều đến độ ổn định tổng thể của mái dốc. Ngoài ra, vật liệu mái dốc và mặt trượt là sản phẩm của quá trình phong hóa mạnh và phong hóa hoàn toàn, có hệ số thấm cao, các đặc tính này tạo điều kiện cho nước ngầm dễ xâm nhập sâu vào trong mái dốc theo các khe nứt và làm gia tăng áp lực lỗ rỗng gây ra trượt lở.
- Thử nghiệm mô phỏng trượt lở sử dụng thiết bị cắt vòng ICL-2 được thực hiện trên một số mẫu đất thu thập tại các khối trượt điển hình nhằm làm sáng tỏ cơ chế vật lý của quá trình hình thành trượt lở. Kết quả thí nghiệm chỉ ra rằng, các khối trượt lở đều xảy ra khi hệ số áp lực nước lỗ rỗng do mưa đạt giá trị rất cao (ru > 0,50). Với khối trượt lớn phía thượng lưu của hồ thủy điện sông Bung 5, hệ số áp lực nước lỗ rỗng tới hạn có thể kích hoạt sự dịch chuyển hoàn toàn của mái dốc là ru= 0,57.
- Mô phỏng quá trình hình thành và dịch chuyển của một số khối trượt được thực hiện trên mô hình số LS-RAPID. Với khối trượt tại thượng lưu khu vực thủy điện Rào Trăng 4, kết quả mô hình được đánh giá phù hợp với các dữ liệu ghi nhận và dấu hiệu ngoài hiện trường. Đáng chú ý là việc đánh giá một số kịch bản trượt lở gây ra do sự gia tăng áp lực nước lỗ rỗng (trượt lở do mưa gây ra) tại khối trượt lớn đang hoạt động phía thượng lưu hồ thủy điện sông Bung 5. Phân tích cho thấy, trong trường hợp lượng mưa đủ lớn gây ra bão hòa vật liệu mái dốc ở một giá trị nào đó có ru > 0,55, khối trượt lớn này có thể sẽ kích hoạt sự dịch chuyển hoàn toàn và đe dọa tới an toàn khu vực hồ thủy điện sông Bung 5.
- Đề tài đã khảo sát và đánh giá được một số tác động chính của trượt lở hồ đập ở Việt Nam, gồm gây thiệt hại về kinh tế do phá hoại công trình và ảnh hưởng tới tiến độ dự án; gây lũ quét đe dọa tới an toàn hồ đập ; và gây tác động bồi lắng tới hồ chứa nước. Hiện nay ở Việt Nam, những quy định về vận hành an toàn hồ đập liên quan tới nguy cơ trượt lở hồ đập chưa được xem xét, ban hành. Vì vậy, việc nghiên cứu về các quy luật trượt lở hồ đập để mà xây dựng được các quy trình quy định trong vận hành an toàn hồ đập có xem xét tới nguy cơ và rủi ro trượt lở trong hồ đập cần được thực hiện.
Về ứng dụng:
Phương pháp và kết quả mô hình mô phỏng trượt lở trong đề tài có thể ứng dụng cho các khối trượt có các điều kiện tương đồng về địa hình, địa chất và điều kiện khí hậu, lượng mưa. Ngoài ra, đề tài đã đưa ra được một số đề xuất nhằm giảm thiểu rủi ro trượt lở trong khu vực hồ đập tại Việt Nam.

Sản phẩm của đề tài:

- Các bài báo đã công bố: 01 bài báo ISI và 01 bài báo Hội thảo trong nước
(1) Tien P.V, Trinh P.T, Luong L.H, Nhat L.M, Duc D.M, Hieu T.T, Cuong T.Q, Nhan T.T (2021) The October 13, 2020 deadly rapid landslide triggered by heavy rainfall in Phong Dien, Thua Thien Hue, Vietnam. Landslides 18 (6), 2329-2333 https://doi.org/10.1007/s10346-021-01663-z.
(2) Phạm Văn Tiền, Đỗ Minh Đức, Lê Hồng Lượng (2020) Đặc điểm, hiện trạng trượt lở tại các tỉnh từ Quảng Trị đến Quảng Nam trong tháng 10 năm 2020. Hội thảo của Đại hội toàn quốc Hội Địa chất công trình và Môi trường Việt Nam, Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2020 (12 trang).

Những đóng góp mới

- Cơ sở dữ liệu về hiện trạng và đặc điểm trượt lở liên quan tới các công trình hồ và đập chứa nước tại một số khu vực thuộc miền Trung, Việt Nam.
- Nghiên cứu đã làm sáng tỏ cơ chế trượt lở liên quan tới hồ và đập chứa nước sử dụng mô hình tích hợp của thử nghiệm vật lý và mô phỏng số. Quá trình hình thành và dịch chuyển của khối trượt lở chặn dòng được mô phỏng qua một số trường hợp nghiên cứu điển hình. Kết quả cho thấy mô hình LS-RAPID có thể cho kết quả đáng tin cậy và có thể được ứng dụng cho việc đánh giá nguy cơ và tổn thương do trượt lở và các nguy cơ tai biến thứ cấp gây ra do trượt lở.
- Đã đề xuất một số các giải pháp nhằm giảm thiểu nguy cơ trượt lở và rủi ro thiệt hại trong khu vực hồ và đập chứa nước.
- Đề tài đã công bố 02 bài báo, trong đó 01 bài báo quốc tế (ISI) và 01 bài báo tại Hội thảo quốc gia.

Kiến nghị

Hướng nghiên cứu về trượt lở khu vực hồ và đập chứa nước cần tiếp tục thực hiện tại Việt Nam.

Ảnh nổi bật đề tài
1673318147593-185.png