GS Nguyễn Khắc Nhẫn : Kính chào anh, kính chào quý bạn thính giả. Anh bỏ điện hạt nhân, phỏng vấn tôi về năng lượng tái tạo thủy điện, tôi rất phấn khởi và xin cảm ơn anh. Thú thật với các bạn: từ gần 2 tuần nay, tôi theo dõi hơi thở của đập Sông Tranh 2 từng giờ phút, qua các tin tức của bạn bè trong nước hay trên mạng. Lý do cũng dễ hiểu thôi: Tôi rất lo sợ cho đồng bào miền Trung, nơi tôi sinh trưởng. Quê nội của tôi ở Tam Kỳ. Thủy điện là mối tình đầu của tôi trong nghề nghiệp năng lượng.
Trước khi trả lời câu hỏi của anh, xin phép nhắc lại đây vài danh từ và định nghĩa:
Đứng về phương diện kỹ thuật, tất cả những loại đập trên thế giới có thể xếp gọn vào hai họ (famille) đập chính, tùy theo bản chất của phản ứng đối với lực đẩy của nước (poussée de l’eau).
- Đập trọng lực (barrage poids ou gravité) : Phản lực của trọng lượng.
- Đập vòm (barrage voûte) - dày (voûte épaisse), mỏng (voûte mince) : Phản lực ở hai bên bờ.
Như thế có nghĩa là đập trọng lực (Sông Tranh 2, Sơn La,) cần một nền móng (fondation) hết sức vững chắc và đập vòm cần đá núi hai bên bờ hết sức cứng rắn.
Tùy địa chất, chiều dài đập trọng lực có thể lớn, nhưng chiều dài (dây cung) của đập vòm phải ngắn (effet d’arc : Hiệu ứng dây cung).
Đập trọng lực có thể làm bằng đất và/ hay đá (Đanhim và nhiều đập khác của ta đang vận hành) hoặc bê tông (Sông Tranh 2).
Lực đẩy của nước tỷ lệ với chiều cao H2 của mực nước trong hồ, (dung tích hồ nước không có ảnh hưởng như có người tưởng).
Đập Sông Tranh 2, cách Tam Kỳ (Quảng Nam) 60 km, là một đập trọng lực bê tông dằm lăn (RCC gravity), có chiều cao 96 m, dài 640 m. Với một diện tích thủy vực 11000 km2, dung tích hồ chứa 730 triệu m3 nước, thuộc loại lớn nhất miền Trung. Công suất thiết kế 2 tổ máy thủy điện là 190MW. Vốn đầu tư trên 5000 tỷ đồng. Công trình bắt đầu hoạt động vào cuối năm 2010. Từ cuối năm 2011, người ta đã phát hiện các vết nứt, rò rỉ trên thân đập. Kỹ thuật bê tông dằm lăn, ít hao nước và xi măng, xuất hiện vào năm 1978, với mục tiêu làm giảm kinh phí và thời gian xây cất, nhưng dễ gây tai nạn nếu thi công cẩu thả, không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
Cứ 20 m chiều dài thân đập, có một khe nhiệt, thiết kế theo chiều thẳng đứng. Giữa hai khe có các ống thu nước.Trong số 30 khe nhiệt, có nhiều khe bị lỗi kỹ thuật vì làm lệch trong quá trình thi công và một số ống thoát của khe nhiệt bị tắc, gây rò rỉ (trên 30 lit/giây).
Hội đồng nghiệm thu Nhà nước đã đánh giá bảo đảm yêu cầu kỹ thuật và an toàn, trước khi nhà máy vận hành.
Trong suốt 2 tuần qua, chủ đầu tư EVN, nhiều chuyên gia giàu kinh nghiệm và đại diện các cơ quan trách nhiệm chính quyền và địa phương đã đến tận nơi, khảo sát, tìm hiểu nguyên nhân để đề nghị biện pháp xử lý sự cố.
Nước chảy ở đập như suối là một đe dọa hết sức nghiêm trọng. Các vết nứt lan rộng với thời gian vì vật liệu xung quanh sẽ tiếp tục bị xói mòn.
Một nguyên tắc căn bản mà tôi thường cho sinh viên Trường Cao đẳng Điện học Phú Thọ, cũng như Đại học Bách khoa Grenoble biết là: Đập có thể tồn tại lâu dài, nếu không thấm nước (bonne étạnchéité) ở thượng lưu và tiêu thoát nước dễ dàng (bon drainage) ở hạ lưu. Để nước thấm qua đập là điều tối kị.
Theo Cục kiểm định Nhà nước về chất lượng thì tất cả các khâu, từ thiết kế, thi công, giám sát đến khai thác vận hành đều có lỗi. Mãi đến nay, các cơ quan trách nhiệm và chuyên gia còn đang tranh cãi, nên những giải thích và biện pháp đưa ra chưa đủ sức thuyết phục để trấn an đồng bào miền Trung.
Tôi đồng ý với bạn đồng nghiệp EDF, kỹ sư Michel Ho Ta Khanh : Không nên tiếp tục ngăn chặn rò rỉ ở hạ lưu đập với résine Epoxy, vì như thế sẽ làm hỏng những khe nằm ngang và đập sẽ mất ổn định. Trong lúc chờ đợi, vì đập nứt và rò rỉ ở nhiều khe, ta có thể phủ geomembrane ở thượng lưu đập.
RFI : Theo nhận định của giáo sư thì tình trạng nứt như vậy là do những nguyên nhân gì?
Nguyễn Khắc Nhẫn: Theo cá nhân tôi, nguyên nhân chính có thể là do động đất thiên nhiên và động đất kích thích ( seisme induit ) gây ra lúc hồ đập Sông Tranh 2 đón nhận dung tích nước rất lớn (730 m3) đầu tiên ( 1er remplissage ) trong năm qua. Cần phân tích rõ hai hiện tượng khác nhau trên.
Thật ra, khi hồ đầy, dưới áp lực, nước sẽ thấm vào lớp đất bên dưới. Lượng nước này sẽ thâm nhập vào các lỗ hổng và các vết nứt nhỏ của các khối đá cho đến tận tâm của các đới đứt gãy. Chính điều này gây nên thay đổi đủ lớn về ứng suất làm các đới đứt gãy mất ổn định và do đó gây ra các cơn chấn động.
Năm 1934, các kỹ sư Mỹ bắt đầu nghi ngờ địa chấn kích thích lúc xây cất đập lớn Hoover.
Những quan sát đầu tiên liên quan đến động đất kích thích bắt đầu từ 1935 khi mà sự cho nước vào hồ Mead đã gây nên những rung chấn nhỏ thường xuyên trong vùng Nevada và Arizona.
Trường hợp nổi bật nhất về động đất kích thích (cừơng đô 4,9) tại Pháp gây nên bởi sự đổ nước vào hồ lần đầu tiên xảy ra ngày 25/04/1963 tại đập Monteynard (275 triệu m3).
Sự kiện đó đã giúp tăng cường hiểu biết về mạng lưới các đới đứt gãy động đất tiềm ẩn phía Nam Grenoble.
Hydro-Québec, với nhiều hồ lớn ở vùng phía bắc từ những năm 1950, cũng xác nhận đã gặp nhiều rung chấn kích thích. Một trận động đất cường độ 4,1 đã diễn ra vào tháng 10/1975 khi cho nước vào hồ Manic-3 ở Côte-Nord 2.
Với 900 triệu m3 nước, hồ Zipingpu (Trung Quốc), chỉ nằm cách 500 m những đới đứt gãy gây nên trận động đất ngày 12/05/2008, có thể là nguyên nhân khởi nguồn. Theo Xinglin Lei, Trung tâm Vật lý Thí nghiệm Động đất ở Tsukuba – Nhật Bản, khối lượng hồ chứa nước đã làm tăng ứng suất dọc theo các đới đứt gãy. Áp lực gây ra bởi hồ này dọc theo các đới đứt gãy tương đương với áp lực của Ấn Độ lên lục địa Á châu trong vòng 25 năm!
Để hiểu vấn đề, cần phải biết mức độ thẩm thấu của vùng đứt gãy. Cũng cần chú ý rằng sự sụt giảm mực nước trong vòng 6 tháng, từ tháng 12/2007 đến tháng 5/2008 (từ 870 m xuống 817 m – tương đương 650 triệu m3 nước), đã làm giảm ứng suất 0,1 bar. Giai đoạn đó lại trùng hợp với sự gia tăng chấn động mà đỉnh điểm là động đất ngày 12/2005. Vì vậy, sự tháo nước đột ngột cũng có thể gây ra những vấn đề. Muốn làm chủ toàn bộ các nguy cơ, cần phải lắp đặt các cảm biến (capteurs) gắn với thiết bị báo động và các mô hình toán học phức tạp.
Xin mời quý bạn xem các trường hợp địa chấn kích thích khác xảy ra trên thế giới, trong cuốn sách giáo khoa về thủy điện (Energie hydraulique) mà tôi cùng ông Roger Ginocchio, đã soạn thảo cho chuyên viên EDF và sinh viên các trường kỹ sư (do Eyrolles xuất bản)
Hiện tượng động đất kích thích vẫn chưa được các chuyên gia giải thích một cách thỏa đáng. Chúng ta nên khiêm tốn và thận trọng khi kết luận, nếu không có những báo cáo khoa học chính xác, nghiêm túc và đầy đủ.
RFI : Là chuyên gia làm việc hàng chục năm tại EDF, xin giáo sư cho biết là ở Pháp có xảy ra tình trạng đập rạn nứt hay không? Nếu có xin cho 1-2 ví dụ và xử lý của chuyên gia Pháp ra sao trong những trường hợp này? EDF giải quyết vấn đề an toàn các đập Pháp như thế nào? Trên thế giới đã có nhiều thảm họa vì vỡ đập chưa?
GS Nguyễn Khắc Nhẫn: Việc rò rỉ nước ở các đập xảy ra khắp nơi trên thế giới. Vấn đề đặt ra là làm thế nào để giảm và chặn đứng nó, đồng thời vẫn tiếp tục khai thác một cách an toàn. Mỗi công trình có những đặc điểm riêng, giống như mỗi con người vậy. Tôi chỉ đưa ra một ví dụ về đập Chambon mà tôi biết kĩ vì hay cùng sinh viên đến đó. Đập này không gặp những vấn đề giống hệt Sông Tranh 2, nhưng nó có ý nghĩa ở chỗ cho ta thấy EDF đã xử lý thế nào trong một trường hợp cực kì tinh tế.
Đưa vào hoạt động năm 1935, đập trọng lực Chambon, nằm cách Grenoble 60 km, trên dòng sông Romanche ở Isere, dài 294 m, cao 136 m, dung tích 51 triệu m3, đã gặp vấn đề về bê tông nở ra (bệnh alcali- réaction). Hợp lực đẩy đập về phía thượng nguồn. Và rò rỉ đã xảy ra.
Việc sửa chữa được tiến hành trong vòng 20 năm, nhằm tạo ra các đường răng cưa thẳng đứng nằm ở phần trên của đập ở độ cao 32 m, và phủ ở phía thượng nguồn một lớp màn. Vì lí do an toàn, ban quản trị đã đề nghị giảm mực nước hồ chứa 15 m, và sau đó 15 m nữa.
Để tránh đập bị vỡ làm đôi ở mạng lưới tiêu thóat nước, người ta cho đặt 400 thanh giằng giữa mặt thượng nguồn và mặt hạ lưu, và ở phía thượng nguồn, đặt một mạng lưới sợi cacbon giữa các đầu thanh chằng.
EDF có ý định xây dựng một đập khác ở phía hạ lưu vào năm 2020, có chiều cao như đập cũ. Đập mới này sẽ là một đập trọng lực dằm lăn (như Sông Tranh 2) hay đập vòm dày.
Muốn các đập thủy điện khỏi có sự cố quan trọng và được an toàn, thì ta phải tổ chức một cơ quan kỹ thuật trung ương đầy đủ dụng cụ máy móc tinh xảo, để kiểm tra tất cả các đập và nhà máy lớn, tăng hiệu suất khai thác và kịp thời báo động cho dân chúng, khi có sự cố nguy hiểm đến tính mạng.
Thí dụ ở EDF Grenoble, tại Nha Kỹ thuật Tổng quát DTG (Division Technique Générale) nơi tôi làm việc những năm đầu ở Pháp, người ta có lập sở thủy lợi (để đo lưu lượng) và sở nghe bệnh đập (auscultation des barrages). Ngay từ thời đó, nhiều đo đạc (dịch chuyển, sự biến dạng, áp lực, lưu lượng rò rỉ…) được lưu trữ hằng năm với số lượng lên đến hằng trăm ngàn. Việc lưu trữ và xử lý các đo đạc này ngày nay được thực hiện nhanh chóng nhờ các công cụ tin học mạnh.
Đập không phải là một cơ cấu bêtông hay đất đá chết. Xung quanh và trong lòng mỗi đập đều có đường hầm, máy móc dụng cụ, cho phép ta kiểm tra và nghe hơi thở đập một cách tự động và liên tục. Đá mòn sông núi lở, thì mỗi năm các đập cũng có thể di dịch. Dưới tác động của việc đổ đầy hồ chứa và nhiệt độ, các đập có thể dịch chuyển về phía thượng lưu hay hạ lưu. Những hiện tượng này gây nên bởi các nguyên nhân bên ngoài nhưng cũng có thể liên quan đến bản chất của các vật liệu xây dựng công trình. Sự vỡ đập thông thường xảy ra sau một quá trình suy yếu kéo dài từ vài ngày đến vài tuần (trừ những trường hợp vỡ tức thời như đập Malpasset của Pháp). Những dấu hiệu báo trước cho phép hoặc tháo nước trong hồ hoặc di tản dân chúng bị đe dọa.
Tóm lại, 3 lý do quan trọng có thể gây ra tai biến:
- Động đất
- Lần đầu tiên cho nước vào đập (1er remplissage).
- Lũ hết sức đặc biệt (crue exceptionnelle).
Đập trọng lực (đặc biệt đá/đất) thuộc loại phổ biến nhất và cũng có nguy cơ nhiều nhất. Với loại đập đất và / hay đá, sợ nhất là nước lũ tràn ngập đỉnh, phá vỡ đập rất nhanh chóng.
Về lũ đặc biệt, lấy ví dụ hệ thống xả lũ (évacuateurs de crues) đập Hòa Bình, có khả năng xả lưu lượng 38 000 m3/s (lũ 10 000 năm – crue décamillénaire), theo bài tính xác suất (calcul de probabilité). Tuy là lũ đặc biệt rất lớn, lâu lắm mới xảy ra một lần, nhưng nó cũng có thể xảy ra bất chợt nay mai, tùy theo sự biến chuyển của thời tiết. Ở đây ta thấy tầm quan trọng của hệ thống những trạm đo lưu lượng nước (station de jaugeage des débits) rải rác trên khắp những con sông. Xây dựng một đập cần nghiên cứu kỹ thủy văn của con sông trong hàng chục năm về trước. Càng lâu, độ tin cậy thống kê càng lớn.
Sau đây là danh sách vài đập bị tai nạn trên thế giới (mỗi năm có một vài đập bị tan vỡ)
Nước Tên đập Loại đập Nguyên nhân tai nạn Số người thiệt mạng Năm
Algéri Habra Vòm Lũ lớn 400 1881
Mỹ South Fork Đất Lũ lớn tràn ngập đỉnh 2200 1889
Ý Gleno Vòm phức tạp Áp lực ở dưới 500 1923
(sous-pression)
Mỹ San Francisco Trọng lực Áp lực ở dưới 450 1929
(bê tông) (sous-pression)
Pháp Malpasset Vòm mỏng Đá móng 423 1959
(Fréjus) tả ngạn bị nứt
Brazil Oros (Ceara) Đất Lũ lớn trước khi 1000 1960
công trình hoàn thành
Ý Vaiont Vòm Sụt lở đá làm nước 3000 1963
tràn ngập
Chilê El Cobre Đá Động đất 200 1965
Ấn Độ Koyna Trọng lực Động đất 180 1967
(bê tông) kích thích (séisme induit)
Tôi xin phép vắn tắt nhắc lại thảm họa rùng rợn của đập Malpasset (thuộc Bộ Nông nghiệp Pháp):
Đầu mùa đông năm 1959, mưa dữ dội làm đầy lần đầu tiên đập mới xây Malpasset, ở cạnh thành phố Fréjus (Côte d'Azur) miền Nam nước Pháp. Khi đập này vỡ bất ngờ vào ngày 2/12/1959 lúc 21h13, gần 50 triệu m3 nước tràn ra, tàn phá ruộng đồng và làng mạc cho đến tận biển. Đây là thảm họa lớn nhất (423 người thiệt mạng) xảy ra ở Pháp. Cơn sóng khổng lồ cao 40 m tràn ra trong thung lũng hẹp, với tốc độ 70 km/h. Sau khi quét sạch những gì trên đường đi qua, nó đến Fréjus 20 phút sau đó, trước khi đổ ra biển.
Đập vòm nổi tiếng với tính chắc chắn đặc biệt, lực đẩy của nước chỉ làm cho nó vững vàng hơn. Mặc dù độ dày của đập Malpasset rất nhỏ : 6,78 m ở đáy và 1,5 m ở đỉnh – đó là đập mảnh mai nhất châu Âu – mái vòm không liên quan gì. Nhưng kiểu công trình này phải dựa trên nền đá tả hữu vững chắc. Nhưng một chuỗi các đứt gãy (failles) nằm bên dưới phía trái của đập, mà không hề được phát hiện hay nghi ngờ trong quá trình thăm dò, theo các chuyên gia, khiến cho mái vòm không nằm trên khối đá đồng nhất. Vào đêm tháng 12 năm 1959, lớp đá nằm bên phía trái, với nước mưa ồ ạt, đã nảy lên như một cái phao, và đập mở ra như cánh cửa !
Việt Nam đã gia nhập ICOLD (Ủy Ban Quốc tế các Đập lớn). Những kinh nghiệm trao đổi nơi đây vô cùng quý báu.
Nhân tiện, tôi xin nhắc lại đây những công trình thủy điện, nổi tiếng trên thế giới, đứng nhất nhì về công suất thiết kế, dung tích hồ, diện tích hồ, chiều cao đập:
- Sanxia- Barrage des Trois Gorges – Tam Hiệp (Yangtse Dương Tử – Trung Quốc) 18200 MW - 84,7 TWh ( Công trình vĩ đại này đã và sẽ gặp nhiều sự cố rất quan trọng )
- Itaipu (Parana – Brazil) 12600 MW
- Owen Falls (Hồ Victoria / Nil – Ouganda) 205 tỷ m3
- Bratsk (Angora- Nga) 169 tỷ m3 – 5500 km2
- Akosombo (Volta – Ghana) 8730 km2
- Rogun (Nga) 335m
- Nurek (Nga) 317 m
(Hòa Bình 1920 MW và Sơn La (2400 MW) thuộc loại nhà máy thủy điện có công suất lớn)
RFI : Giáo sư có ý kiến gì về chương trình phát triển thủy điện Việt Nam. Các đập thủy điện khác ở trong nước có đảm bảo an toàn không ?
GS Nguyễn Khắc Nhẫn: Đập nào trên thế giới cũng có vấn đề, không ít thì nhiều, trong suốt thời gian xây cất (4 - 8 năm) cũng như vận hành (70 - 100 năm). Từ hơn 20 năm nay, nhất là từ 2000 trở đi, Việt Nam đã xây cất hàng loạt đập và nhà máy thủy điện lớn nhỏ với một tốc độ nhất nhì thế giới, chỉ thua Trung quốc. Chương trình phát triển thủy điện Việt Nam quá tham vọng, ồ ạt, cấp bách, không phù hợp với một chiến lược dài hạn, thiếu phân tích khoa học, bài toán kinh tế. Ta có vẻ coi nhẹ môi trường và chưa nghiên cứu tỉ mỉ về thảm họa có thể xẩy ra đối với đồng bào sinh sống ở hạ lưu, dưới sự đe dọa của những quả bom nước đó đây. Tôi có cảm tưởng như để chứng minh với chính quyền là ta hết thủy điện nên mới cần điện hạt nhân !
Ở Việt Nam, nhiều công trình bậc thang đã có vấn đề với nhiều lý do dễ hiểu. Ta có bệnh thiết kế và thi công nhanh (cẩu thả, không đúng tiêu chuẩn kỹ thuật) để được khen thưởng, chưa nói đến nạn tham nhũng còn tung hoành. Tuy ta có nhiều chuyên gia thủy lợi, điện lực và công chánh giàu kinh nghiệm quý báu, nhưng việc kiểm tra chu đáo những công trình kiến trúc không phải dễ.
Như tôi đã có dịp trình bày và đã lưu ý bên nhà, điều tôi lo ngại là đập Sơn La nằm trong vùng có thể bị động đất. Những vệ tinh đã phát hiện vết nứt (faille) sông Hồng dài 1000 km từ Tây Tạng đến khu miền Bắc và về phía nam, dọc theo bờ biển nước ta. Vết nứt trượt (coulissant) theo đường rãnh, trung bình 1 cm mỗi năm, có thể làm xê dịch từng cơn : sông, thung lũng, bãi phù sa… mỗi khi có động đất đáng kể. Theo các chuyên gia bên nhà, đập Sơn La được thiết kế với độ an toàn rất cao, có thể chịu đựng được động đất 8° Richter và dòng lũ sông Đà lên tới 48 000 m 3/giây.
Grenoble ngày 30-3-2012
(Nguyễn khắc Nhẫn, Nguyên Giám đốc và GS Trường Cao đẳng Điện học và Trung tâm Quốc gia Kỹ thuật Phú Thọ, Cố vấn Nha kinh tế, dự báo, chiến lược EDF Paris, GS Viện kinh tế, chính sách năng lượng Grenoble,GS Trường Đại học Bách khoa Grenoble).
Nguồn: http://www.viet.rfi.fr/viet-nam/20120401-gioi-chuyen-gia-canh-bao-ve-nguy-co-dap-song-tranh-2
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét