HỆ THỐNG DẪN NƯỚC PHÁT ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN XIAOWAN

Gần đây trên diễn đàn về công trình thủy lợi của Trung quốc (http://www.shuigong.com/) đang có một cuộc tranh luận sôi nổi về một vấn đề mang tính chất trao đổi chuyên môn, đó là bố trí hệ thống dẫn nước phát điện nhà máy thủy điện Xiaowan (Tiểu Loan) bên vai phải đập liệu đã phải là phương án tối ưu? Xin được tổng hợp ý kiến đa chiều để những ai quan tâm có thể hiểu biết thêm về công trình này.

1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Công trình thủy điện Xiaowan (Tiểu Loan) nằm ở đoạn giữa của sông Lan Thương (thượng nguồn của sông Mê kông) thuộc tỉnh Vân Nam – Trung Quốc. Đây là bậc thang thứ hai trong quy hoạch hệ thống tám bậc thang trạm thủy điện trung và hạ lưu sông Lan Thương. Trạm thủy điện được tạo bởi một đập vòm bê tông cong hai chiều cao 292m (đập vòm có chiều cao lớn nhất trên thế giới tính đến thời điểm xây dựng), đường hầm tháo lũ bố trí ở vai trái đập và hệ thống dẫn nước phát điện ở vai phải đập, diện tích lưu vực là 113300 km², lưu lượng bình quân nhiều năm là 1210m³/s, mực nước dâng bình thường là 1240m, tổng dung tích hồ chứa là 15.132 tỷ m³, dung tích hiệu dụng là 9.895 tỷ m³, tổng công suất lắp máy là 4200MW (6 tổ máy, mỗi tổ 700MW), lượng phát điện bình quân nhiều năm là 18.89 tỷ kWh .

Hệ thống dẫn nước phát điện công trình thủy điện Xiaowan bao gồm cửa nhận nước hình thức giếng đứng, đường ống áp lực hình thức ngầm, nhà máy ngầm, phòng vận hành, phòng điều áp, đường hầm xả nước…(hình 4).

Cửa nhận nước bố trí ở vai phải đập, tổng bề rộng 144m, cao 108m, cao trình bản đáy là 1140m, lưới chắn rác đặt nghiêng, cửa van kiểm tra trong giếng kích thước 7.5m´9.6m và cửa van sự cố đóng mở nhanh 7m´8.6m, trung tâm cửa nhận nước cách nhau 24m, trung tâm đường ống áp lưc đoạn thẳng đứng sau cửa nhận nước cách nhau 36m, đường kính trong của ống là 9.6m.

Phương trục dọc nhà máy ngầm là SE140^o, chiều dài nhà máy là 326m, rộng 29.5m, độ cao lớn nhất 65.5m, lắp đặt 6 tổ máy 700MW. Hai đường hầm tháo nước có áp tiết diện tròn, đường kính trong là 18m, chiều dài đường hầm số 1 là 917.6m, chiều dài đường hầm số 2 là 627.5m

Hình 4. Toàn bộ hệ thống dẫn nước phát điện

2. Ý KIẾN TRAO ĐỔI

Tại sao lại đặt nhà máy phát điện ở vai phải đập?

Nhà máy quá gần kho nước cột nước cao, có thể xuất hiện vấn đề về thấm, dùng nhà máy ngầm giá thành cao, đường hầm dẫn nước phức tạp, thi công khó.

Từ hình vẽ 2 thấy rằng, nhà máy đặt ở phía thượng lưu trục tuyến đập, vấn đề thấm là khó tránh khỏi.

Nếu ở vai trái mở một đường hầm dài 4.5km (hình 5), cột nước có thể tăng thêm 40m, nhà máy có thể không dùng nhà máy ngầm, đường hầm đơn giản, thi công dễ dàng.

Hình 5. Phương án đặt nhà máy bên vai trái đập

Vấn đề khó khăn khi đào đường hầm 4.5km?

Điều kiện địa chất nền và vai đập cho phép xây dựng được đập vòm cao gần 300m, vì vậy địa chất vùng phụ cận không thể quá yếu. Nếu điều kiện địa chất đào hầm kém, việc xử lý đường hầm cột nước thấp có chiều dài 4.5km là không mấy khó khăn, xử lý dễ dàng hơn nhiều chống thấm cột nước cao mấy trăm mét.

Giải thích lý do đặt nhà máy bên phía bờ phải

Đối với lý do tại sao nhà máy đặt ở bên phái vai phải đập vì nó có liên quan đến đường hầm dẫn dòng và đường hầm tháo lũ, hầm dẫn dòng và hầm tháo lũ đã đặt ở vai trái do chiều dài ngắn, thi công trong thời gian ngắn, bố trí tuyến thẳng, có lợi cho công tác phòng chống xói mòn nước lưu tốc cao, an toàn hơn.

Về vấn đề thi công: lợi dụng đường hầm dẫn nước 4.5km mặc dù có thể nâng cao cột nước phát điện, tuy nhiên độ dốc cao của núi ảnh hưởng đến quá trình đào đường hầm không thể bỏ qua và tuyến hầm bắt buộc phải đi qua một vài đứt gãy, độ khó của chống đỡ hầm tương đối lớn.

Về vấn đề phạm vi bố trí nhà máy hạ lưu: nếu cần thỏa mãn về số tổ máy như phương án hiện hành thì diện tích đào mở rất lớn, xử lý ổn định mái dốc cao rất khó, đặc biệt với vùng có cường độ địa chấn cao.

Vấn đề tháo lũ: nếu nhà máy đặt nổi trên mặt đất hạ lưu, khi gặp lũ lớn sẽ ảnh hưởng không có lợi đối với ổn định nhà máy.

Vấn đề cao trình lắp đặt tổ máy: nhà máy xây dựng nổi trên mặt đất mặc dù có thể lợi dụng thêm 40m cột nước nhưng cao trình lắp đặt tổ máy của nhà máy nổi trên mặt đất cao hơn nhà máy đặt ngầm.

Ý kiến khác phỏng đoán không sử dụng phương án đường hầm dẫn nước dài có thể bởi nguyên nhân sau:

Nguyên nhân quy hoạch: Công trình thủy điện Xiaowan là bậc thang thứ hai trong hệ thống tổng thể tám bậc thang, hiện nay mực nước sau nhà máy rất có thể liên quan đến mực nước dâng bình thường bậc thứ ba, chúng ở vào thế ràng buộc về quy hoạch; vì vậy nếu không sử dụng phương án đường hầm dẫn nước qua núi, 40m cột nước này không phải là lãng phí, sẽ sử dụng cho bậc thang dưới, đồng thời không tổn thất khi dẫn nước.

Đường kính trong của đường ống áp lực nhà máy là 9.6m, thì đường kính trong đường hầm dẫn nước áp lực khoảng 12m, đường kính đào hầm khoảng 14m, việc đào 6 đường hầm đường kính 14m dài 4.5km chi phí tương đối lớn. Đương nhiên đây chỉ là vấn đề so sánh kinh tế, quan trọng vẫn là điều kiện địa chất có thoả mãn hay không.

Vấn đề kỹ thuật không phải là yếu tố quan trọng!

Nếu sử dụng đường hầm dẫn nước dài, tồn tại một đoạn sông dài 9km sau đập sẽ bị “chết” trong mùa khô. Sông Lan Thương là dòng sông lớn, khả năng dưới hạ lưu vấn đề cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố, nông nghiệp, công nghiệp, môi trường không cho phép ngừng cấp nước. Quy phạm hiện nay đều yêu cầu có sinh thái dòng chảy.

Đây chỉ là một vài ý kiến trao đổi. Còn ý kiến của bạn thì sao? 

(ThS. Vũ Hoàng Hưng, www.vncold.vn)