04/03/2013
MỘT SỐ Ý KIẾN VỀ XỬ LÝ HỒ CHỨA BÙN ĐỎ
PGS. TS. Nghiêm Hữu Hạnh
1. Đặt vấn đề
Theo
công nghệ của Chalieco, để sản xuất 1 tấn alumina (nhôm oxit), phải
khai thác trên 2 tấn quặng bauxite và thải ra khoảng 1,5 tấn bùn đỏ ướt.
Tính toán của nhiều tác giả [1] cho thấy, tại dự án Nhân Cơ, sau 15 năm
khai thác, khối lượng bùn đỏ lên tới 8,7 triệu m3, tại dự án Tân Rai, một năm thải ra 0,8 triệu m3, cả đời dự án Tân Rai thải khoảng 80-90 triệu m3 bùn đỏ. Từ năm 2015, trung bình mỗi năm dự án bauxite Tây Nguyên thải ra khoảng 6 triệu m3 bùn đỏ. Nếu thực hiện tất cả các dự án, khối lượng bùn đó được lưu giữ vĩnh viễn trên Tây Nguyên là trên 1 tỷ m3, gần tương đương dung tích hồ Yaly, bằng 1/3 hồ Trị An và bằng 2,5 dung tích hồ Kẻ Gỗ.
Bùn
đỏ là một chất thải sau xử lý tách lọc tinh quặng chứa hàm lượng lớn
xút (natri hydroxit: NaOH), một chất độc hại cho sức khỏe con người và
hệ sinh thái động thực vật. Đã có một số nghiên cứu xử lý nhằm trung hòa
bùn đỏ hoặc sử dụng bùn đỏ vào cải tạo đất chua, vào sản xuất vật liệu
xây dựng... Tuy nhiên, mức độ ứng dụng còn hạn chế. Hiện nay, giải pháp
chôn lấp vẫn được sử dụng rộng rãi nhất ở nhiều nước trên thế giới. Việc
chôn lấp hàng trăm triệu m3 bùn đỏ độc hại ở cao trình
+600-700m tại vùng đầu nguồn của các hệ thống sông Đồng Nai và Serepok
là một sự đe dọa trực tiếp, lâu dài đối với hệ môi trường sinh thái và
an ninh quốc gia. Bởi vậy, các hồ chứa bùn đỏ phải bảo đảm an toàn tuyệt
đối. Trong bài viết ngắn này, tác giả phân tích một số khía cạnh để
cùng nhìn nhận thấu đáo hơn về ảnh hưởng của hồ chứa bùn đỏ đến môi
trường sinh thái.
2. Một số vấn đề về an toàn hồ chứa bùn đỏ
2.1. Ổn định đập
Để
ngăn bùn đỏ chảy về phía hạ lưu, cần xây dựng đập chắn bùn. Vật liệu
đắp đập thường là đất được lấy tại địa phương. Đập này phải được thiết
kế và xây dựng bảo đảm không xảy ra sự cố nguy hiểm trong quá trình tồn
tại vĩnh viễn. Trong vài chục năm qua, chúng ta đã xây dựng trên 3.000
đập đất, trong đó, khoảng 460 đập có dung tích chứa trên 1 triệu m3 nước. Thống kê trên 100 đập có dung tích chứa từ 5 triệu m3
trở lên cho thấy dạng mất ổn định về sạt, trượt mái hạ lưu chiếm khoảng
35%, mất ổn định thấm khoảng 25%, tổng cả hai loại sự cố trên chiếm
khoảng 60%. Nguyên nhân của các dạng mất ổn định nêu trên chủ yếu là do
chất lượng thi công và chất lượng đất đắp. Trong các sự cố đập đã nêu,
nhiều đập được xây dựng ở Tây Nguyên và đất đắp là đất bazalt.
Số
liệu nêu trên cho thấy tỷ lệ sự cố đối với đâp đất là rất lớn. Điều này
không những chỉ đúng với Việt Nam mà còn phù hợp với nhiều nước trên
thế giới. Nó đáng được quan tâm, tham khảo khi xây dựng nhiều hồ chứa
bùn đỏ trên Tây Nguyên. Vì bùn đỏ là chất độc hại nên đập chắn phải được
thiết kế và xây dựng bảo đảm an toàn tuyệt đối, nghĩa là không cho nước
tràn qua mặt đập, không cho phép sạt trượt mái đập, không cho phép có
dòng thấm qua nền và thân đập.
Sự cố nước tràn qua mặt đập
Các
hồ chứa nước thường được kết cấu đập tràn, một loại đập có chức năng
cho nước tràn qua vào mùa lũ nhằm không cho nước tràn qua đập đất. Nếu
nước tràn qua đập đất thì đây là một tai họa vì khả năng vỡ đập là rất
cao. Đố với đập chứa bùn đỏ do không có đập tràn nên để xác định chiều
cao đập cần sự nghiên cứu, tính toán thủy văn rất thận trọng. Đặc biệt,
khi lượng mưa ở Tây Nguyên rất lớn (2.000-2.500 mm/năm), rất tập trung
(trong vòng vài ba tháng). Hơn nữa, do biến đổi khí hậu, tính cực đoan
của diễn biến thời tiết có xu hướng gia tăng và đôi khi không theo quy
luật. Do đó rủi ro nước tràn qua đập của hồ chứa bùn đỏ là một mối đe
dọa thường trực và không loại trừ những tình huống bất khả kháng.
Sạt, trượt mái đập
Đập
của hồ chứa bùn đỏ, có thể, sẽ được xây dựng theo phương pháp đầm nén,
nghĩa là lấy đất ở một bãi đất nào đó đủ điều kiện cho đất đắp đập, đưa
về vị trí xây đập, rải thành các lớp mỏng 0,4-0,5m. Lúc này, đất đã bị
phá vỡ cấu trúc và rời rạc hoàn toàn. Nhờ thiết bị đầm, lớp đất này được
đầm chặt đến mức độ cần thiết do thiết kế đưa tra, sao cho đất sau khi
đầm có được các thông số bền, biến dạng và thấm cần thiết. Các thông số
này cùng với kích thước mặt cắt ngang sẽ bảo đảm cho đập không bị mất ổn
định đối với sạt, trượt và thấm. Tuy nhiên, ở các công trình thủy lợi
các sự cố trên vẫn rất thường xảy ra (trung bình cứ trong 3 đập thì có 1
đập có sự cố). Đối với đập chứa bùn đỏ, nếu chất lượng thiết kế tốt,
chọn được bãi vật liệu chất lượng tốt, thi công bảo đảm chất lượng thì
sẽ bảo đảm được ổn định đối với sạt, trượt và thấm.
Dòng thấm qua đập
Cần
phân biệt vấn đề dòng thấm qua đập với mất ổn định thấm. Các đập đất
hoặc đập bê tông đều có dòng thấm chảy qua đập vì hệ số thấm của đất đắp
khoảng 10-2 -10-3m/ng-đ (ngày-đêm), của bê tông khoảng 10-4m/ng-đ.
Nghĩa là, trong đập đất, qua 24 giờ nước đi được từ 10 đến 1mm. Còn ổn
định thấm được coi là khả năng của đập giữ được cấu trúc và hình dạng
ban đầu dưới tác dụng của dòng thấm. Mất ổn định thấm thường thể hiện ở
sự thẩm lậu, sự sệ mái, sự xuất hiện các dòng nước tập trung ở mái đập.
Như vậy, nếu được thiết kế và xây dựng bảo đảm kỹ thuật thì đập chắn bùn
đỏ có thể thỏa mãn điều kiện ổn định thấm, nhưng việc ngăn chặn dòng
thấm qua đập là một việc không khả thi (kể cả đập được xây bằng bê
tông).
2.2. Thấm nước từ hồ chứa bùn đỏ
Để
các chất độc hại có trong bùn đỏ không ảnh hưởng đến nước mặt và nước
dưới đất, các chuyên gia đặc biệt quan tâm tới vấn đề thấm nước của hồ
chứa. Thấm ở hồ chứa được thể hiện ở thấm từ nền đập, thấm qua vai
đập-nơi đập tựa vào 2 vách đồi và thấm từ đáy hồ. Trong trạng thái tự
nhiên, đất nền ở Tây Nguyên có hệ số thấm khoảng 0,10-10-2m/ng-đ.
Nếu không được xử lý chống thấm nghiêm ngặt, những chất độc hại từ bùn
đỏ xâm nhập vào môi trường đất và nước vùng phụ cận trên Tây Nguyên là
điều hiển nhiên.
Để chống thấm cho hồ chứa các
chất thải, những năm gần đây, kinh nghiệm của thế giới là dùng một loại
vải chống thấm, được gọi là geomembrane. Thông thường, công nghệ xử lý
như sau: trải một lớp đất lót, thường là sét, được đầm chặt đến độ chặt
lớn nhất; trải lớp vải geomembrane; trên đó là một lớp cát hoặc vải
geotextile có chức năng thu nước thải để bơm hoặc tự chảy ra ngoài.
Trong trường hợp ở Tây Nguyên, theo báo cáo của TKV và Bộ Tài nguyên
-Môi trường [1], thì trên lớp geomembrane là một lớp đất sét nữa, điều
này được đưa ra với mong muốn tăng cường chống thấm cho đáy hồ. Vì hệ số
thấm của đất nguyên trạng ở Tây Nguyên là khá lớn nên lớp đất đặp đáy
hồ này chỉ có thể đạt được hệ số thấm vào khoảng10-3m/ng-đ.
Điều đó có nghĩa là, so với thời gian tồn tại lâu dài của hồ chứa bùn đỏ
thì các lớp đất sét gia cường chống thấm này không có giá trị gì. Để
nước thải độc hại trong hồ không bị ngấm ra môi trường xung quanh, sự ổn
định của lớp geomembrane là yếu tố quyết định.
Geomembrane,
thông thường, được sản xuất từ PVC, LLDPE và HDPE..., là những chất dẻo
tổng hợp. Geomembrane đã được sử dụng rộng rãi trong các kết cấu chống
thấm của hồ, đập. Ưu điểm của loại vải này là mềm, dẻo, có cường độ
chống kéo, chống cắt, chống xuyên thủng cao, hệ số thẩm thấu nhỏ, vào
khoảng 10–8m/ng-đ [3,4]. Geomenbrane được sử dụng làm vật
liệu chống thấm cho các hồ chứa rác thải, chất thải công nghiệp và chất
thải phóng xạ từ những năm cuối của thế kỷ trước. Để đánh giá độ bền của
geomembrane với hóa chất, người ta thực hiện các phép thử [4, 6]. Thông
thường, thời gian thử chỉ kéo dài từ 30 ngày đến 60 ngày. Những kết quá
đó chỉ phù hợp khi dùng các loại vải này làm vật liệu chống thấm trong
thời gian ngắn hạn. Geomembrane mới được sử dụng từ khoảng vài chục năm
trở lại, hơn nữa, kinh nghiệm sử dụng cho các chất thải quặng còn chưa
nhiều. Theo [7] nó chỉ có thể tồn tại được trong vòng 50-100 năm . Lời
khuyên từ những nghiên cứu của một số tác giả [4, 6] là đối với môi
trường chứa NaOH không nên sử dụng geomembrane hoặc chỉ sử dụng trong
một thời gian ngắn. Nếu thời gian tương tác giữa các chất ăn mòn với
geomembrane kéo dài, thì geomembrane sẽ bị phá hủy do ăn mòn hóa học.
Nghiên cứu cho thấy sức chịu kéo của geomembrane chỉ còn 60% sau 1 năm
tác dụng với NaOH [6].
Từ nhận định của nhiều
chuyên gia, chúng tôi thấy geomembrane có thể chống thấm tốt nhưng sẽ bị
phá hủy do sự ăn mòn của nước NaOH sau một thời gian nhất định. Điều đó
cho thấy bài toán chống thấm triệt để cho hồ chứa bùn đỏ có thể là
không khả thi.
3. Kết luận
Từ một số phân tích nêu trên có thể nhận xét như sau:
1.
Khả năng nước tràn qua đập, gây xói lở, sạt trượt mái đâp hạ lưu, thậm
chí vỡ đập chắn của hồ chứa bùn đỏ là nguy cơ hiện hữu thường trực trong
mùa mưa. Từ đó nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm do tràn hồ
chứa bùn đỏ là không tránh khỏi trong suốt quá trình tồn tại vĩnh viễn
của hồ. Sự cố này là do tai biến thiên nhiên gây ra, sức người là quá
nhỏ bé, nhiều khi không chống đỡ được.
2. Sử
dụng vải chống thấm geomembrane chỉ có thể làm chậm quá trình thấm nước
chứa NaOH từ hồ chứa bùn đỏ nhưng không thể ngăn cản được dòng thấm này
(từ đáy hồ, nền đập, vai đập và thân đập) vào vùng đất lân cận. Do đó,
hiểm họa ô nhiễm môi trường đất - nước, môi trường sống ở vùng xung
quanh và vùng hạ lưu hồ chứa bùn đỏ là hiện hữu. Khoa học hiện nay chưa
thể khắc phục được.
3. Những nhận xét trên cần được phân tích, nghiên cứu kỹ lưỡng khi quyết định xây dựng những hồ chứa bùn đỏ ở Tây Nguyên.
Tài liệu nguồn
1. Bauxitevietnam. info
2. Chemical resistance guide for Carlisle polypropylene geomembrane systems (9/03F)
3. Coppinger J. Use of bituminous geomembrane to reduce environmental impact of road in aquifer
4. Harry M. Freement Eugene; F. Harric. Hazardous waste remediation Innovative treatment technologies
5. Riton PPS Chemical property
6. Rollin A. Rigo J.M. Geomembranes indentification and performance testing
7. Tailings manegement. http://www.mongolianriverresources.mn/DOWNLOAD/AusGov/ TailingsManagement.pdf
Tư liệu liên quan đến bản Kiến nghị 2009 (15)
|
Sau
bài phân tích đầu tiên về xử lý hồ chứa bùn đỏ (Tư liệu 14), khi xảy ra
sự cố vỡ đập bùn đỏ ở Hungary, PGS TS Nghiêm Hữu Hạnh đã viết tiếp bài
phân tích thứ hai về độ an toàn của hồ chứa bùn đỏ ở Tây Nguyên. Bài đã
được đăng trên BVN ngày 19/10/2010. Trong lần đăng lại này, chúng tôi bổ sung lời dẫn của GS Nguyễn Thế Hùng.
Bauxite Việt Nam
Tác giả PGS Nghiêm Hữu Hạnh đã phân tích rất khoa học về nguy cơ dẫn đến sự cố đập chắn của hồ chứa bùn đỏ.
Trong
các nghiên cứu mới nhất về sự cố gây ra do dòng thấm gây ra, ví dụ thấm
từ các hồ chứa nước, thì vấn đề vỡ đập do dòng thấm gây xói ngầm các
hạt mịn, khoa học hiện nay vẫn chưa đưa ra được tiêu chuẩn để kiểm tra;
do đó đối với hồ chứa bùn đỏ, như PGS Nghiêm Hữu Hạnh phân tích trong
bài này thì càng nguy hiểm bội phần.
Các
giải pháp kỹ thuật cho hồ chống thấm bùn đỏ ở Tây Nguyên hiện nay là
không thể chống thấm được, đặc biệt qua đáy hồ và nguy cơ vỡ đập vẫn
tiềm ẩn.
GS Nguyễn Thế Hùng, Đại học Đà Nẵng
|
AN TOÀN HỒ CHỨA BÙN ĐỎ Ở TÂY NGUYÊN
TỪ BÀI HỌC HUNGARY
PGS. TS. Nghiêm Hữu Hạnh
1. Đặt vấn đề
Theo tính toán của nhiều tác giả [1] cho thấy, tại dự án Nhân Cơ, sau 15 năm khai thác, khối lượng bùn đỏ lên tới 8,7 triệu m3, tại dự án Tân Rai, một năm thải ra 0,8 triệu m3, cả đời dự án Tân Rai thải khoảng 80-90 triệu m3 bùn đỏ. Việc chôn lấp hàng trăm triệu m3
bùn đỏ độc hại ở cao trình +600-700m tại vùng đầu nguồn của các hệ
thống sông Đồng Nai và Serepok là một sự đe dọa trực tiếp, lâu dài đối
với hệ môi trường sinh thái và an ninh quốc gia. Bởi vậy, các hồ chứa
bùn đỏ phải bảo đảm an toàn tuyệt đối.
Sự cố vỡ
đập chứa bùn đỏ Ajkai Timfoldgyar ở Hungary làm chúng ta không khỏi lo
ngại cho sự an toàn của các hồ chứa bùn đỏ của đại dự án khai thác
bauxite ở Tây Nguyên nước ta. Nhiều nhà lãnh đạo cao cấp của Bộ Tài
nguyên-Môi trường, Bộ Công Thương và Tập đoàn KTV đã lưu ý tới vấn đề
này. Tuy nhiên các vị này, như Bộ trưởng Bộ Tài nguyên - Môi trường Phạm
Khôi Nguyên, Thứ trưởng Bộ Công Thương Lê Dương Quang đều khẳng định về
sự an toàn của các đập chứa bùn đỏ ở Tây Nguyên, thậm chí có người còn
cho rằng xây dựng đập chứa bùn đỏ trong thung lũng ở Tây nguyên thuận
lợi hơn, an toàn hơn so với các hồ Ajkai Timfoldgyar ở đồng bằng. Trong
bài này, tác giả phân tích một số ưu, nhược điểm của hai vị trí nêu
trên, bước đầu phân tích nguyên nhân gây vỡ hồ ở Hungary và bài học cho
Việt Nam.
2. Một số ưu nhược điểm chính của hai vị trí
Điều
giống nhau cơ bản là các hồ này đều chứa bùn đỏ ướt. Vì bùn đỏ là chất
độc hại nên hồ chứa dù đặt ở đâu cũng đều phải được thiết kế và xây dựng
bảo đảm an toàn tuyệt đối, nghĩa là không cho nước tràn qua mặt đập,
không cho phép sạt trượt, vỡ đập, không cho phép có dòng thấm qua nền và
thân đập.
Điều khác biệt là hồ Ajkai
Timfoldgyar ở Hungary được xây dựng ở đồng bằng còn hồ của Tân Rai và
Nhân Cơ được xây dựng ở thung lũng trên cao nguyên. Điều khác biệt này
tạo nên những ưu và nhược điểm khác nhau.
Khi xây dựng ở đồng bằng có những ưu nhược điểm chính như sau:
* Ưu điểm:
-
Có thể lựa chọn được những khu vực có cấu trúc địa chất thuận lợi, như
tầng đất cách nước dày, tầng chứa nước nằm sâu dưới mặt đất. Từ đó vấn
đề ngấm nước độc hại vào tầng chứa nước và ra môi trường xung quanh được
hạn chế và trên thực tế có thể khắc phục được. Trong trường hợp không
khắc phục được sự thấm của nước hồ vào vùng đất xung quanh thì ở những
nơi tầng nước ngầm nằm sâu có bị ô nhiễm thì sự ô nhiễm ấy cũng không có
tác hại gì nếu không khai thác nước ngầm làm nước sinh hoạt.
-
Có thể lựa chọn được vùng mà ở đó không phát sinh các hiện tượng địa
chất động lực công trình, như xói bề mặt, trượt lở, lũ bùn đá, phong
hoá, xói ngầm, cát chảy, lún ướt... do đó hoàn toàn có thể chủ động giải
quyết vấn đề ổn định của đập và hồ chứa.
- Hồ
được xây cao trên vùng đồng bằng thì nước mặt cung cấp cho hồ chỉ còn là
nước mưa, hoặc nước do tuyết tan. Do đó có thể chủ động khắc phục được
nguy cơ tràn nước từ đập ra xung quanh
- Có thể
lựa chọn được vị trí rộng rãi, bằng phẳng thuận lợi cho thi công đập
cũng như thi công kết cấu chống thấm cho nền đập và đáy hồ.
- Khi vấn đề thấm đã được giải quyết, thì an toàn của hồ chứa hoàn toàn toàn phụ thuộc vào sự ổn định của đập.
-
Trong trường hợp đập được xây dựng bằng bê tông như đập Ajkai
Timfoldgyar thì ổn định đập hoàn toàn chủ động được đối với vấn đề sức
chịu tải, vấn đề lún nền đập vấn đề trượt phẳng ở mặt tiếp xúc giữa đáy
đập và đất nền đập.
- Trong trường hợp đập được
xây bằng bê tông thì bằng phụ gia hoàn toàn khống chế được tính chống
thấm, tính ăn mòn hoá học của NaOH đối với bê tông. Đập bảo đảm được ổn
định lâu dài.
* Nhược điểm: Kinh phí xây dựng đập là rất lớn.
Khi xây dựng ở các thung lũng ở Tây Nguyên có ưu nhược điểm sau:
* Ưu điểm:
- Chọn được thung lũng rộng thuận tiện cho quá trình thi công đập.
- Chọn được các thung lũng mà ở đó chỉ cần xây một đập ngăn là có thể tạo được một hồ chứa bùn đỏ.
-
Vật liệu đắp đập là đất (theo như TKV: đắp con đê ngăn) là dễ tìm kiếm
và rẻ tiền, các đơn vị thi công đã có nhiều kinh nghiệm thi công đập
đất.
- Kinh phí xây dựng đập nhỏ hơn rất nhiều so với đập bê tông và đập phải xây bao quanh hồ ở đồng bằng.
*Nhược điểm:
-
Vì hồ chứa ở thung lũng nên là nơi tụ thuỷ, nước mưa từ xung quanh đổ
về. Dù có hệ thống mương thu nước mặt quanh hồ thì cũng không bảo đảm
chắc chắn là với những trận mưa lớn nước không tràn qua mương để chảy
vào hồ bùn đỏ. Hơn nữa, mương cần được xây dựng vững chãi để không bị vỡ
khi vận hành và để mương làm việc hiệu quả thì sau mỗi trận mưa phải
duy tu, nạo vét đất đá lắng đọng ở mương. Đặc biệt, khi lượng mưa ở Tây
Nguyên rất lớn (2.000-2.500 mm/năm), rất tập trung (trong vòng vài ba
tháng). Hơn nữa, do biến đổi khí hậu, tính cực đoan của diễn biến thời
tiết có xu hướng gia tăng và đôi khi không theo quy luật. Do đó rủi ro
nước tràn qua đập của hồ chứa bùn đỏ là một mối đe dọa thường trực và
không loại trừ những tình huống bất khả kháng.
- Đất ở đáy hồ là đất bazal, hệ số thấm khoảng 10–7-10–8
m/s, là loại đất ít thấm. Bề dày của lớp đất này thường không lớn, ở
sườn và đáy thung lũng thường dao động trong khoảng từ 5 m đến 10 m.
Dưới nó thường là lớp đá nứt nẻ, phong hoá mạnh, hệ số thấm thường là 10–4 đến 10–3m/s,
thuộc loại đá thấm nước mạnh. Vì hệ số thấm của đất nguyên trạng ở Tây
Nguyên là khá lớn nên lớp đất đáy hồ này chỉ có thể đạt được hệ số thấm
vào khoảng10-8 m/s. Điều đó có nghĩa là, so với thời gian tồn
tại lâu dài của hồ chứa bùn đỏ thì các lớp đất sét gia cường chống thấm
này không có giá trị gì. Để nước thải độc hại trong hồ không bị ngấm ra
môi trường xung quanh, sự ổn định của lớp geomembrane [2,3] [vải chống
thấm] là yếu tố quyết định. Để đánh giá độ bền của geomembrane với hóa
chất, người ta thực hiện các phép thử [4, 6]. Thông thường, thời gian
thử chỉ kéo dài từ 30 ngày đến 60 ngày. Những kết quả đó chỉ phù hợp khi
dùng các loại vải này làm vật liệu chống thấm trong thời gian ngắn hạn.
Theo [7] nó chỉ có thể tồn tại được trong vòng 50-100 năm. Lời khuyên
từ những nghiên cứu của một số tác giả [4, 6] là với môi trường chứa
NaOH không nên sử dụng geomembrane hoặc chỉ sử dụng trong một thời gian
ngắn. Nếu thời gian tương tác giữa các chất ăn mòn với geomembrane kéo
dài, thì geomembrane sẽ bị phá hủy do ăn mòn hóa học. Nghiên cứu cho
thấy sức chịu kéo của geomembrane chỉ còn 60% sau 1 năm tác dụng với
NaOH [6]. Điều đó cho thấy bài toán chống thấm triệt để cho hồ chứa bùn
đỏ là không khả thi. Một khi nước từ hồ chứa bùn đỏ đã thấm xuống đến
tầng đá phong hoá nứt nẻ thì tầng chứa nước khe nứt, nguồn cấp nước sinh
hoạt chủ yếu cho Tây Nguyên sẽ bị ô nhiễm.
-
Khi xây hồ ở thung lũng, dưới tác dụng của nước mặt trong hồ, các quá
trình địa chất động lực công trình như hiện tượng tái tạo bờ hồ, trượt
lở, phong hoá có điều kiện để phát sinh, phát triển mạnh mẽ hơn.
-
Thung lũng được hình thành do hoạt động của các quá trình địa chất, như
bào mòn, rãnh xói, mương xói, thường liên quan tới những đới nứt nẻ
phong hoá mạnh. Do đó, trong nhiều trường hợp, thung lũng không những
chỉ là nơi tụ thuỷ của dòng nước mặt mà còn là nơi tụ thuỷ của nước
ngầm. Do vậy, nguy cơ lan truyền ô nhiễm tăng lên gấp bội so với ở đồng
bằng.
- Để ngăn bùn đỏ chảy về phía hạ lưu, cần
xây dựng đập chắn bùn. Vật liệu đắp đập mà TKV sử dùng là đất được lấy
tại địa phương. Nhờ thiết bị đầm, lớp đất này được đầm chặt đến mức độ
cần thiết do thiết kế đưa ra, sao cho đất sau khi đầm có được các thông
số bền, biến dạng và thấm cần thiết. Các thông số này cùng với kích
thước mặt cắt ngang sẽ bảo đảm cho đập không bị mất ổn định đối với sạt,
trượt và thấm. Tuy nhiên, ở các công trình thủy lợi các sự cố trên vẫn
rất thường xảy ra (trung bình cứ trong 3 đập thì 1 đập có sự cố). Đối
với đập chứa bùn đỏ, khi chịu tác dụng của nước chứa NaOH từ hồ thấm
vào, đất trong nền và thân đập sẽ dần dần bi phá hoại kết cấu, tính
chống thấm giảm đi, tính nén lún tăng lên, độ bền chống cắt giảm đi.
Nguy cơ phá huỷ do thấm, nứt, trượt, vỡ đập là rất cao.
3. Nhận xét bước đầu về nguyên nhân vỡ đập Ajkai Timfoldgyar ở Hungary
Để
phân tích nguyên nhân vỡ đập Ajkai Timfoldgyar, chúng tôi xin giới
thiệu một số hình được [8] và một số trang mạng truyền tải như sau:
 Hình 1. Tháng 6 năm 2010 xuất hiện 1 vết rò nhỏ ở hạ lưu đập |  Hình 2. Tháng 10 năm 2010: điểm rò đã phát triển. Bùn đã chảy ngầm từ thượng lưu xuống hạ lưu qua nền đập. Đập bị nứt ngang và dọc. |
 Hình 3. Đường ống trên đỉnh đập bị kéo căng về phía bên phải. Trụ đỡ đường ống bị đứt, đường ống bị vỡ. Bùn đỏ tràn ra mặt đập. |  Hình 4. Đập bị kéo căng và đứt vỡ ở góc nối của hai cạnh |
Từ các hình trên có thể nhận xét như sau:
Từ
điểm rò nhỏ bé không được xử lý (hoặc là không xử lý được?), qua 4
tháng, dòng thấm đã tạo nên hang ngầm xuyên từ thượng lưu xuống hạ lưu
làm nền đập bị rỗng. Do không có chân đỡ, đập bị võng xuống, kéo căng và
nứt. Khi bị kéo, tại điểm góc nối giữa hai cạnh của hồ chứa, cạnh vuông
góc với nó làm việc như một ngàm cứng. Do điểm võng này nằm không xa
ngàm, nơi tập trung ứng suất kéo lớn nhất, đập bị đứt ở gần ngàm. Nguyên
nhân gây vỡ đập hoàn toàn do rò rỉ từ thượng lưu xuống hạ lưu khi kết
cấu chống thấm đã bị xuyên thủng.
4. Kết luận
Từ một số phân tích nêu trên có thể nhận xét như sau:
1.
Hồ chứa bùn đỏ ở Tây Nguyên làm việc trong điều kiện bất lợi hơn rất
nhiều so với hồ chứa bùn đỏ ở đồng bằng, cụ thể là hồ Ajkai Timfoldgyar.
2.
Khả năng nước tràn qua đập, gây xói lở, sạt trượt mái đâp hạ lưu, thậm
chí vỡ đập chắn của hồ chứa bùn đỏ ở Tây Nguyên là nguy cơ hiện hữu
thường trực trong mùa mưa. Từ đó nguy cơ ô nhiễm nguồn nước mặt và nước
ngầm do tràn hồ chứa bùn đỏ là khó tránh khỏi trong suốt quá trình tồn
tại vĩnh viễn của hồ. Sự cố này là do tai biến thiên nhiên gây ra, sức
người là quá nhỏ bé, nhiều trường hợp là không thể chống đỡ được (lũ
miền Trung là một ví dụ).
3. Sử dụng vải chống
thấm geomembrane chỉ có thể làm chậm quá trình thấm nước chứa NaOH từ hồ
chứa bùn đỏ chứ không thể ngăn cản được dòng thấm này (từ đáy hồ, nền
đập, vai đập và thân đập) vào vùng đất lân cận. Do đó, hiểm họa ô nhiễm
môi trường đất - nước, môi trường sống ở vùng xung quanh và vùng hạ lưu
hồ chứa bùn đỏ là hiện hữu. Khoa học hiện nay chưa thể khắc phục được.
4.
Do tác dụng của NaOH, đất ở nền và thân đập sẽ có hệ số thấm lớn hơn dễ
tạo nên các dòng ngầm như ở Ajkai Timfoldgyar làm cho đập dễ bị lún
nứt, sức kháng cắt giảm đi làm cho đập dễ bị nứt trượt, là tiền đề dẫn
đến vỡ đập.
5. Thảm hoạ Ajkai Timfoldgyar xảy ra
không phải do động đất, do sức chịu tải của nền hoặc độ bền của đập bê
tông, mà do biến dạng thấm. Dạng phá huỷ này cần được nghiên cứu bằng
thực nghiệm, các mô hình tính toán hiện đại hiện chưa thể mô phỏng được
một cách chính xác, đủ độ tin cậy cơ chế phá huỷ này.
6.
Chẳng nhẽ thế hệ chúng ta tham lam và thiếu trách nhiệm đến nỗi chỉ vì
tiền mà chất chứa lên đầu cháu chắt của mình những hiểm hoạ khôn lường?
Tài liệu nguồn
1. Bauxite Vietnam
2. Chemical resistance guide for Carlisle polypropylene geomembrane systems (9/03F)
3. Coppinger J. Use of bituminous geomembrane to reduce environmental impact of road in aquifer
4. Harry M. Freement Eugene; F. Harric. Hazardous waste remediation Innovative treatment technologies
5. Riton PPS Chemical property
6. Rollin A. Rigo J.M. Geomembranes indentification and performance testing
7. Tailings manegement. http://www.mongolianriverresources.mn/DOWNLOAD/AusGov/ TailingsManagement.pdf
8. http://poleshift.ning.com/The causes of failure of the Ajkai Timfoldgyar / Kolontar tailings dam
No comments:
Post a Comment