Đập cao su: Giải pháp góp phần giải quyết nhu cầu nước cho sản xuất và sinh hoạt

Trên thế giới, từ năm 1978 đến nay, công ty đa quốc gia Bridgestone đã xây dựng hàng ngàn đập cao su trên 20 quốc gia hay trên các sông vùng nhiệt đới thuộc Indonesia và trên các sông miền núi với dòng chảy dữ dội ở miền Tây nước Mỹ. Trung Quốc là một trong những quốc gia có bước đột phá trong ứng dụng đập cao su vào công trình thủy lợi từ nhiều năm nay với trên 1.100 đập lớn nhỏ, trong đó có đập dài nhất thế giới vừa được xây dựng xong trên sông Trường Giang (chiều dài trên 1.000m, cao 2,7m). Các nước như Philippines, Malaysia,… cũng đã xây dựng nhiều đập cao su trên các sông rạch vùng ven biển để ngăn mặn, giữ ngọt, kể cả trong các khu du lịch, trên đỉnh các đập tràn, các hồ chứa có sẵn nhằm tăng khả năng tích nước vào mùa mưa mà vẫn đảm bảo yêu cầu thoát lũ.

Ở nước ta, đập cao su đầu tiên được xây dựng vào tháng 9/1997, đó là đập cao su Ngọc Khô thuộc huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam với quy mô dài 25m, cao 2m. Từ đầu năm 1999, chúng ta đã tự thiết kế và thi công đập; đặc biệt từ năm 2001, bộ phận chính của đập là túi cao su đã được chế tạo tại Việt Nam với chất lượng cao và đưa sử dụng tại nhiều nơi như: đập cao su Sa Cá ở Đồng Nai (cao 1,5m; dài 10m), đập cao su Ông Kinh ở Ninh Thuận (cao 1,5m, dài 20m), đập cao su trên suối Cát – Bình Định (cao 2m, dài 36m) và đập Lai Giang – Bình Định (cao 3m, gồm 4 khoang, mỗi khoang dài 20m)… Tuy là bước đầu, song nói chung các đập cao su xây dựng bằng công nghệ Việt Nam đều làm việc tốt.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đập

Bộ phận chính của đập cao su là túi cao su làm bằng loại vật liệu vỏ mỏng mềm, bên trong gồm một hay nhiều lớp vải tổng hợp không thấm nước làm cốt chịu lực, bên ngoài phủ lớp cao su nhân tạo có tác dụng giữ kín khí hoặc nước và bảo vệ những tác động bất lợi của môi trường bên ngoài tới các lớp vải tổng hợp chịu lực. Về hình dạng trên mặt cắt ngang, túi đập cao su khi được bơm căng hoàn toàn gần giống như quả bóng, một đầu túi được giữ chặt vào móng, còn đầu kia có sườn hay còn gọi là rìa (Fin). Sườn có nhiều tác dụng, nhưng tác dụng chính là:

- Làm cho túi đập cao su nằm sát mặt móng, khi đập xẹp hoàn toàn;

- Bảo vệ mép túi đập cao su khi có đá lớn, vật nặng lăn qua trong trường hợp xẹp đập.

- Giảm bớt giao động cho túi đập cao su trong trường hợp dòng chảy trên đỉnh đập quá lớn (sườn có tác dụng phá chân không phía hạ lưu dưới bụng túi đập cao su).

Liên kết túi đập cao su với móng và tường bên là một hệ thống bộ phận quan trọng có tác dụng giữ kín nước hoặc khí bên trong túi đập khi vận hành, giữ cho túi đập cao su cố định tại một vị trí khi chắn nước và giữ ổn định túi đập trong mọi trường hợp làm việc. Hệ thống liên kết này thường là tổ hợp của nhiều neo dạng bu lông chôn vào móng cùng các nẹp, và dạng nêm bê tông. Trên cơ sở khác nhau về nguyên lý vận hành và hình thức liên kết, đập cao su có nhiều loại khác nhau:

- Đập cao su vận hành bằng khí và bằng nước.

- Đập cao su liên kết một tuyến hay liên kết đơn, và đập cao su liên kết hai tuyến hay liên kết lép.

- Đập cao su liên kết bằng bu lông tấm ép và đập cao su liên kết bằng nêm bê tông.

- Đập cao su với tường bên thẳng đứng và đập cao su mái nghiêng.

- Đập cao su thẳng và cong.

- Đập cao su nhiều tầng.

Những ưu điểm, hạn chế của đập

Về ưu điểm:

- Chiều dài đập không bị hạn chế, dòng chảy qua đập ít bị thu hẹp, tiêu năng sau đập đơn giản, ít tốn kém.

- Kết cấu nhẹ, áp lực đáy móng nhỏ rất phù hợp với vùng có địa chất nền mềm yếu.

- Chịu được chấn động và chịu đựng tốt hiện tượng lún không đều.

- Khả năng chắn nước tốt.

- Khắc phục được những sai sót trong khâu thiết kế, chế tạo túi cao su về chiều dài đập, cao trình đỉnh đập.

- Thời gian thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp.

- Vận hành công trình an toàn, thuận lợi.

- Khả năng tháo các vật trôi nổi rất tốt.

- Chi phí duy tu bảo dưỡng thấp.

- Không ảnh hưởng xấu đến môi trường.

- Giá thành công trình thấp, khoảng 60% so với các công trình xây dựng bằng các vật liệu truyền thống khác.

Tuy nhiên, đập cao su cũng có một số hạn chế:

- Với điều kiện tự nhiên môi trường nước ta nói chung, túi đập chỉ làm việc tốt trong thời gian 20 năm, sau đó phải thay thế túi mới.

- Đối với đập cao su làm việc dưới chế độ dòng chảy hai chiều không cho phép tàu thuyền qua lại.

- Chiều cao đập cao su hạn chế, chỉ dưới 5m (trường hợp cần xây đập cao hơn, kinh phí xây dựng công trình tăng cao và vấn đề kỹ thuật sẽ trở nên phức tạp).

Khả năng ứng dụng đập cao su ở Khánh Hòa

Khánh Hòa là một trong những địa phương có mức độ khô hạn xảy ra tương đối cao trên khu vực Nam Trung bộ. Do điều kiện địa lý tự nhiên, địa chất, địa hình, khí hậu – thủy văn ở Khánh Hòa có những bất lợi như: lượng mưa phân bố không đều giữa các vùng trong tỉnh; lượng dòng chảy trong mùa mưa lũ chiếm 70-80%, mùa cạn chỉ chiếm 20-30% lượng dòng chảy năm. Những bất lợi về chế độ khí hậu – thủy văn trên đã gây khó khăn cho sản xuất và đời sống các vùng núi trong tỉnh. Do vậy, việc ứng dụng đập cao su sẽ góp phần giải quyết nhu cầu nước cho sinh hoạt và sản xuất của địa phương nhờ các tính năng sau đây:

- Đập cao su có khả năng tháo lũ lớn, “đóng mở” nhanh, vì vậy sẽ bảo vệ an toàn cho cụm công trình đầu mối.

- Đập cao su có thể ngăn sông suối thuộc vùng trung du, miền núi để tạo nguồn nước sinh hoạt, tưới tiêu, phát điện hoặc ngăn xâm nhập mặn cho các vùng, các sông suối ven biển mà vẫn đảm bảo khả năng thoát lũ.

- Đập cao su tạo các bậc nước, thác nước trong các khu vui chơi giải trí…