Phóng viên của chúng tôi: Với tư cách là nhà tư vấn học thuật cho dự án Nhà máy thủy điện Baihetan, ông đánh giá thế nào về việc xây dựng dự án Nhà máy thủy điện Baihetan?
Zhang Chuhan: Việc lập kế hoạch thiết kế, nghiên cứu khoa học và lựa chọn chương trình của Dự án Baihetan mất hơn 10 năm Kể từ tháng 5 năm 2006, tôi đã tham gia hơn 10 cuộc họp quy mô lớn liên quan đến dự án này và tiến hành hai cuộc thanh tra tại chỗ Nghiên cứu và đánh giá đặc biệt về an toàn địa chấn của Dự án Baihetan đã được hoàn thành với sự hỗ trợ của Tập đoàn Tam Hiệp Trung Quốc và Viện Công nghệ Hoa Đông, đồng thời được thực hiện bởi Đại học Thanh Hoa, Học viện Tài nguyên Nước Trung Quốc và Đại học Công nghệ Đại Liên Theo kinh nghiệm tham gia dự án của tôi, quá trình nghiên cứu khả thi việc xây dựng Trạm thủy điện Baihetan mất một thời gian tương đối dài Dù là điều tra và nghiên cứu, khảo sát địa chất, thiết kế kỹ thuật hay thí nghiệm và tính toán khoa học, nghiên cứu về Dự án Baihetan đều khá chuyên sâu, tỉ mỉ và chính xác, đồng thời quá trình tư vấn kỹ thuật cũng tương đối toàn diện Cho đến nay, tôi nghĩ dự án này đã thực hiện tương đối vững chắc về mặt an toàn, bảo vệ môi trường, nhập cư và các khía cạnh khác
Phóng viên:Theo bạn, việc xây dựng trạm thủy điện Baihetan có ý nghĩa như thế nào?
Trương Sở Hàm:Đầu tiên, từ góc độ lợi ích kinh tế, “vận may” thủy điện của nước tôi nằm ở đoạn sông Kim Sa này Sau khi bốn nhà máy thủy điện (Xiluodu, Xiangjiaba, Wudongde và Baihetan) hoàn thành, bao gồm cả Tam Hiệp, công suất phát điện lắp đặt của các nhà máy này sẽ đạt 70000 megawatt, chiếm gần 20% công suất lắp đặt thủy điện của nước tôi Từ góc độ sản xuất điện, sản lượng điện hàng năm của bốn nhà máy điện này có thể đạt tới 200 tỷ kilowatt giờ và lợi ích của chúng là rất đáng kể Dự án thủy điện Baihetan là trạm thủy điện có sản lượng điện, kiểm soát lũ lụt và lợi ích kinh tế lớn nhất trong số bốn nhà máy điện
Thứ hai, các nước trên thế giới hiện đang thúc đẩy việc sử dụng năng lượng sạch để giảm lượng khí thải carbon dioxide Là quốc gia có tổng lượng khí thải carbon dioxide cao nhất thế giới, đất nước tôi đang chịu áp lực rất lớn trong việc chuyển đổi cơ cấu năng lượng Vào tháng 12 năm 2015, Tổng Bí thư Tập Cận Bình đã đưa ra một số cam kết tại Hội nghị Biến đổi Khí hậu Paris Đầu tiên, lượng khí thải carbon dioxide của đất nước tôi sẽ đạt đỉnh điểm vào năm 2030; thứ hai, đến năm 2020 và 2030, năng lượng phi hóa thạch sẽ chiếm lần lượt 15% và 20% năng lượng tiêu thụ sơ cấp (hiện chiếm khoảng 12%) Nhiệm vụ này rất khó khăn
Thủy điện là nguồn năng lượng sạch, tái tạo, có ý nghĩa rất lớn trong việc điều chỉnh cơ cấu năng lượng của nước ta Năm 2015, tiêu chuẩn tiêu thụ than của nước tôi là 4,3 tỷ tấn Sau khi hoàn thành, Nhà máy thủy điện Baihetan sẽ tạo ra 62,491 tỷ kilowatt giờ điện mỗi năm, tiết kiệm khoảng 19,68 triệu tấn than tiêu chuẩn và giảm phát thải khoảng 51,6 triệu tấn carbon dioxide và khoảng 170000 tấn sulfur dioxide Sau khi dự án hoàn thành, cùng với các nhà máy thủy điện lớn khác, sẽ góp phần đáng kể vào việc giảm lượng khí thải carbon dioxide ở nước tôi
Thứ ba, việc hoàn thành Nhà máy thủy điện Baihetan cũng có ý nghĩa rất lớn trong việc kiểm soát lũ lụt trên sông Dương Tử, đặc biệt là đoạn sông Tứ Xuyên Dung tích chứa nước kiểm soát lũ của Dự án Baihetan là 7,50 tỷ mét khối Nó được vận hành chung với Hồ chứa Xiluodu và sẽ cải thiện các tiêu chuẩn kiểm soát lũ lụt của Yibin, Luzhou, Trùng Khánh và các thành phố khác dọc theo sông Tứ Xuyên Ngoài ra, hoạt động chung của họ với Hồ chứa Tam Hiệp sẽ cải thiện hơn nữa các tiêu chuẩn kiểm soát lũ lụt ở trung và hạ lưu sông Dương Tử Mặc dù lượng lũ của sông Dương Tử rất lớn nhưng các dự án nêu trên có tác dụng rất đáng kể trong việc giảm đỉnh lũ
Thứ tư, hồ chứa góp phần bổ sung nguồn nước ở trung và hạ lưu sông Dương Tử trong mùa khô và giải quyết vấn đề hạn hán Ngoài ra, giao thông vận tải trong khu vực cũng được cải thiện nhờ việc xây dựng đập và việc giữ trầm tích hồ chứa cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm phù sa ở hạ lưu hồ chứa Tam Hiệp
Nói chung, dự án Nhà máy thủy điện Baihetan đã đạt được những lợi ích đáng kể về sản xuất điện, giảm phát thải, kiểm soát lũ lụt, giữ cát, cung cấp nước và vận chuyển
Phóng viên của chúng tôi:An toàn là ưu tiên hàng đầu trong các dự án xây dựng Theo ông, vấn đề gì cần chú ý về mặt an toàn trong quá trình xây dựng thủy điện Baihetan?
Trương Sở Hàm:An toàn là trên hết Có một số yếu tố ảnh hưởng đến sự an toàn của dự án Baihetan
Đầu tiên là yếu tố địa chất Một khu vực rộng lớn của tầng địa chất lưu vực sông Kim Sa được cấu tạo từ đá bazan nối dạng cột Điều kiện địa chất này không phải chỉ có ở Baihetan Nền móng của các nhà máy thủy điện Xiluodu và Jin'anqiao cũng sử dụng loại đá này Do đập vòm chủ yếu dựa vào sự hỗ trợ của mố hai bên đập và Trạm thủy điện Baihetan có chiều cao đập tối đa là 289 mét và tổng dung tích hồ chứa là 20,6 tỷ mét khối nên lực đẩy nước mà nó tạo ra là rất lớn Vì vậy, sự ổn định của nền đập là rất quan trọng Thiết kế kỹ thuật đã thực hiện nhiều biện pháp cho việc đào, dỡ, biến dạng và ổn định đá bazan Tôi cho rằng điều này rất quan trọng để đảm bảo sự ổn định cho nền móng của dự án Baihetan
Thứ hai là trận động đất Trong hơn mười năm, tôi đã tham gia nghiên cứu và tư vấn về động đất trong dự án Trạm thủy điện Baihetan Do sự hiểu biết mới về hoạt động và cường độ của vùng đứt gãy địa chấn ở khu vực đập Baihetan, cường độ củng cố địa chấn đã được cải thiện rất nhiều Tác động của động đất lên các con đập là vấn đề nổi bật hơn cả về độ an toàn của Trạm thủy điện Baihetan (đến nay đứng thứ hai về khả năng chống động đất của các con đập của cả nước)
Rất khó để dự đoán sự xuất hiện của động đất Nếu một trận động đất mạnh xảy ra, nó có thể gây ra nhiều tác động Trước hết, độ ổn định địa chấn của đầu đập là mối quan tâm hàng đầu; thứ hai, cần chú ý đến sự ổn định của mái dốc cao trong khu vực xây đập; thứ ba, độ ổn định nứt của đập khi có động đất mạnh cũng rất quan trọng vì nó ảnh hưởng đến tính nguyên vẹn của đập
Yếu tố thứ ba ảnh hưởng đến an toàn là sự biến dạng của mái thung lũng mố đập Sông Kim Sa là một thung lũng khô và nóng Trong điều kiện bình thường, mực nước ngầm hai bên sông rất thấp Tuy nhiên, sau khi tích nước, mực nước dâng cao tới 300m Nước từ hồ chứa thấm vào các ngọn núi ở hai bên, khiến những tảng đá khô ban đầu bị bão hòa hoặc bão hòa một phần Ứng suất hữu hiệu của đá núi giảm đi và hai bên thung lũng sông di chuyển về phía giữa lòng sông, dẫn đến sự dịch chuyển tương đối của các hẻm núi ở cả hai bên Kết quả là sự điều chỉnh ứng suất của đập vòm, có thể gây ra các vết nứt trên đập vòm trong trường hợp nghiêm trọng Điều này đã từng xảy ra ở các đập vòm cao trong và ngoài nước nên công tác nghiên cứu và giám sát sơ bộ cần được tăng cường
Yếu tố an toàn thứ tư tôi quan tâm là việc xả lũ Tác động của dòng chảy lũ cực lớn đến hạ lưu là rất lớn Khả năng xâm thực và xói mòn của đập và đường hầm, tác động của hiện tượng phun sương ở hạ lưu lên mái dốc và độ rung của kết cấu đập đều là những vấn đề cần được quan tâm
Cuối cùng tôi xin đề cập đến vấn đề an toàn khi xây dựng đập Dự án Baihetan có đập cao và sườn dốc ở cả hai bên Phải hết sức chú ý đến an toàn con người và thiết bị
Phóng viên:Xây dựng trạm thủy điện Baihetan đã đạt được những đột phá sáng tạo nào?
Trương Sở Hàm:Ở nước tôi có nhiều hơn một con đập có chiều cao đập tương tự như trạm thủy điện Baihetan Ví dụ, Trạm thủy điện Xiaowan và Trạm thủy điện Xiluodu đã hoạt động được một thời gian và có rất nhiều kinh nghiệm có thể học hỏi Tuy nhiên, nó cũng có những đặc điểm để phân biệt với các đập khác: đá bazan nối cột, động đất mạnh, lưu lượng lũ lớn, thung lũng sông không đối xứng, vv Do đó, độ khó chung của việc xây dựng cao hơn và cần có sự đổi mới trong quá trình xây dựng dự án đẳng cấp thế giới này
Có một số khía cạnh đổi mới trong việc xây dựng Dự án Baihetan Trước hết, để chống nứt, bê tông ít tỏa nhiệt thường được sử dụng trong các công trình Một vấn đề quan trọng trong quá trình thi công bê tông là “vết nứt nhiệt độ” rất dễ xảy ra trong quá trình đổ bê tông Nếu xảy ra các vết nứt kết cấu, tính nguyên vẹn, độ bền và các điều kiện ứng suất của đập sẽ bị ảnh hưởng Việc sử dụng bê tông tỏa nhiệt thấp và kiểm soát nhiệt độ tối ưu đảm bảo rằng con đập về cơ bản không có các vết nứt vĩ mô Tôi hy vọng sẽ có bước đột phá trong việc tối ưu hóa việc kiểm soát nhiệt độ một cách thông minh và ngăn ngừa các vết nứt Đây là một sự đổi mới mà tôi rất mong đợi
Thứ hai, có những đổi mới trong cách giải quyết vấn đề bất đối xứng của đập vòm Trạm thủy điện Baihetan Vấn đề bất đối xứng giữa thung lũng sông và đập vòm trong Dự án Baihetan khá nổi bật cả trong và ngoài nước Sự bất đối xứng của đập vòm thường dẫn đến ứng suất không đồng đều trên đập Đại học Thanh Hoa và Viện Công nghệ Đông Trung Quốc đã hợp tác về vấn đề này và tiến hành nghiên cứu có hệ thống về vấn đề này trong giai đoạn nghiên cứu khả thi Từ quan điểm thiết kế, chúng tôi cố gắng làm cho nó trở nên đối xứng thông qua việc xử lý nền móng và thiết kế kết cấu nền đập vòm Từ góc độ tính toán và phân tích, thông qua so sánh và nghiên cứu chi tiết, chúng ta có thể tính toán tác động của sự bất đối xứng lên đập và cách giảm thiểu tác động này Nghiên cứu khoa học cho thấy các điều kiện ứng suất và độ ổn định của đập có thể được đảm bảo và có thể chấp nhận được tác động do sự bất đối xứng gây ra
Ngoài ra, về các biện pháp chống động đất cho đập cần phải có thiết kế và nghiên cứu sáng tạo, chẳng hạn như cách tăng cường cáp neo chịu lực của mố đập và cách bố trí các thanh thép chống động đất của thân đập
Phóng viên của chúng tôi:Bạn vừa đề cập rằng tình hình động đất ở trạm thủy điện Baihetan phức tạp hơn các trạm thủy điện khác Bạn có thể nói chuyện cụ thể với chúng tôi về cách giải quyết những vấn đề này không?
Trương Sở Hàm:Do trận động đất Vấn Xuyên và một số trận động đất khác xảy ra ở nước ta trong quá trình nghiên cứu báo cáo khả thi của Dự án Baihetan, chúng tôi đã thu được nhiều thông tin về vị trí đập hơn, yêu cầu về mã địa chấn mới cao hơn và yêu cầu về cường độ địa chấn đối với các công sự được xây dựng cho Dự án Baihetan đã tăng lên, điều này làm tăng độ khó trong thiết kế, xây dựng và nghiên cứu khoa học Trong 30 năm qua, các nhà nghiên cứu về khả năng chống động đất của các đập cao ở Trung Quốc đã dành rất nhiều nhân lực và vật lực để nghiên cứu vấn đề này và đã đạt được những kết quả tiên tiến nổi tiếng thế giới:
Đầu tiên, chúng tôi nghiên cứu các trường hợp quốc tế và xem xét cách thiết kế một con đập chống động đất
Thứ hai là về khái niệm và biện pháp chống địa chấn, trong đó chủ yếu bao gồm các điểm sau: Thứ nhất là thay đổi giả định trước đây về việc cho phép sóng địa chấn phản xạ tới lui tại các khu vực cục bộ của đáy đập, và thay vào đó xem xét sóng địa chấn tỏa ra bên ngoài, từ đó làm giảm độ rung của chính con đập Ý tưởng chống địa chấn này có thể làm giảm độ rung của đập từ 20% đến 30% Phương pháp thứ hai là sử dụng các mối nối ngang kết cấu của đập vòm để mở các khe hở và giải phóng ứng suất vòm khi xảy ra động đất mạnh Tuy nhiên, hiện tượng này sẽ gây ra lực căng theo phương dầm của đập nên cần phải gia cố theo phương dầm để tăng cường khả năng chống nứt
Ngoài ra, nền và mái dốc hai bờ cần được gia cố bằng cáp neo chống động đất để tăng cường khả năng chống động đất của mố đập hai bờ Đồng thời, phải tăng cường các biện pháp chống thấm thượng nguồn
Phóng viên của chúng tôi:Bạn mong đợi và đề xuất gì cho dự án Trạm thủy điện Baihetan?
Trương Sở Hàm:Một kế hoạch thế kỷ đặt sự an toàn lên hàng đầu Được thiết kế cẩn thận và thi công cẩn thận Hãy chú ý đến môi trường sinh thái và làm tốt công tác nhập cư Về công nghệ chủ chốt, hy vọng sẽ có một số đổi mới bắt mắt so với các đập trước đây
(Bài viết này ban đầu được đăng trong số đặc biệt về xây dựng toàn diện dự án chính Nhà máy thủy điện Baihetan do China Three Gorges Project News xuất bản vào ngày 3 tháng 8 năm 2017)