Cống ngăn mặn hoạt động như thế nào và có những thiết bị gì?

1. Cống ngăn mặn hoạt động như thế nào?

 

Tham khảo video chi tiết quá trình đóng / mở cửa van ngăn mặn cống Cái Bé

 

2. Nguyên lý hoạt động của cống ngăn mặn bằng hệ thống thủy lực:

 

• Cửa van cơ khí: Mỗi khoang cống lắp một cửa van cơ khí làm bằng thép sẽ được liên kết với 02 xilanh thủy lực loại lớn được nhập khẩu từ các nước Eu/G7; Xi lanh thủy lực gắn trên bệ đỡ cố định là thiết bị chính quan trọng nhất để nâng hoặc hạ cửa van cơ khí.
• Xi lanh thủy lực được cung cấp năng lượng từ hệ thống trạm nguồn thủy lực đặt ở nhà chứa thùng dầu, thông qua các đường ống dẫn dầu bằng thép không gỉ và ống mềm dẫn tới mỗi xi lanh.
• Trạm nguồn thủy lực: Là một thùng chứa dầu thủy lực, được tổ hợp và lắp đặt từ thiết bị phần tử thủy lực như: Bơm thủy lực, van thủy lực, động cơ điện, lọc hút, lọc hồi, cảm biến áp suất, đồng hồ đo áp, thước đo dầu...
• Tủ điều khiển sẽ được đấu nối với các thiết bị trên trạm nguồn được điều khiển bằng điện như động cơ điện, van thủy lực, cảm biến áp suất… và các cảm biến hành trình trên xilanh.
• Người vận hành chỉ cần nhấn nút điều khiển nâng cửa, hạ cửa….trên tủ điều khiển hoặc hệ thống SCADA đã được lập trình sẵn và cửa van sẽ tự động đóng hoặc mở để ngăn dòng nước theo mục đích yêu cầu. 

 

Nguyên lý hoạt động của cống ngăn mặn

 

3. Cấu tạo chi tiết hệ thống cống ngăn mặn bằng thủy lực gồm:

 

3.1 Hệ thống cơ khí:

Cửa van làm bằng kim loại là thiết bị chính để ngăn dòng nước. Các cửa van sẽ được gắn cao su kín nước tại các vị trí dầm biên, dầm đáy bao quanh cửa để làm kín nước.

 

Các loại cửa van cơ khí cống ngăn mặn thường gặp:

 

•  Cửa van phẳng kiểu kéo lên hạ xuống thẳng đứng

 

 

Cửa van phẳng

 

•  Cửa sập cửa bản lề trục dưới kiểu kéo lên, gập xuống hình cánh quạt

 

 

Cửa van sập

 

•  Cửa âu thuyền Cửa mở ngang hình chữ nhân

 

   

Cửa âu thuyền     

 

•  Cửa van cung

 

   

Cửa van cung

 

3.2 Hệ thống thủy lực, điện điều khiển:

 

 Xi lanh thủy lực

 

Do đặc thù của kết cấu công trình là nâng hạ cửa van có kích thước lớn để ngăn nước, đồng thời đảm bảo giao thông thủy đi lại do đó xilanh thủy lực sẽ được yêu cầu chế tạo có kích thước lớn với hành trình dài từ 7m lên tới 20m và có các kiểu lắp đặt khác nhau; Các kiểu lắp thường dùng như MT4 ngõng trục giữa thân; kiểu lắp MP5 ổ bi hai đầu…

 

Xi lanh thủy lực chuẩn bị được cẩu lên lắp đặt

 

Để đảm bảo tuổi thọ lâu dài của xilanh thủy lực thì việc xác định được đặc điểm của môi trường làm việc là rất quan trọng để lựa chọn lớp phủ bề mặt cần piston phù hợp. Với những công trình cửa van sập tại các tỉnh miền tây, cần piston thường xuyên ngâm dưới môi trường nước mặn gần biển, nước lợ thay đổi liên tục thì hiện nay lớp phủ bề mặt cần piston đang được áp dụng như HVOF, Laser Cladding; Endurop 2000-2200, PTA…Đây là những loại lớp phủ bảo vệ cần piston tiên tiến nhất của các nhà cung cấp xilanh hàng đầu thế giới đã được ứng dụng và kiểm chứng, bảo vệ tuổi thọ lâu dài hơn rất nhiều so với loại cần piston mạ crom cứng chúng ta thường biết ở các máy xúc, máy xây dựng và các ứng dụng công nghiệp phổ thông.

Vì cần piston thường xuyên tiếp xúc với môi trường nước, bùn, chất bẩn do đó việc lựa chọn loại gioăng phớt cũng cực kì quan trọng để bảo vệ xilanh thủy lực. Thông thường các xilanh thủy lực này sẽ được dùng loại gioăng phớt V nhiều lớp, có khả năng chống nước bùn bẩn lọt vào bên trong hệ thống thủy lực.

 

 Trạm nguồn thủy lực

 

Thùng dầu được tính toán thiết kế theo Tiêu chuẩn: Din 19704/123; Tiêu chuẩn Việt Nam 8300-2009;

• Vật liệu thùng dầu thủy lực thường được làm bằng thép không gỉ;
• Thể tích thùng dầu sẽ được tính toán theo tiêu chuẩn để chứa đủ dầu vận hành trong quá trình xilanh thủy lực đóng hết và mở hết.
• Các thiết bị phần tử thủy lực như bơm, van thủy lực, lọc dầu…được tính toán về công suất, lưu lượng, cỡ van và được nhập khẩu từ các nước Eu/G7 sau đó được tích hợp, lắp ráp tại xưởng.

Trạm nguồn thủy lực

 

 Hệ thống điện điều khiển: Tủ điện điều khiển, hệ thống Scada

 

 

Tủ điều khiển

 

4. Tại sao cần có những cống ngăn mặn?

Ảnh hưởng của hạn mặn

 

- Những con số thống kê về thiệt hại do xâm nhập mặn gây ra tại các tỉnh khu vực đồng bằng sông cửu long năm 2019-2020 ( theo số liệu thống kê tại cục phòng chống thiên tai năm 2019-2020)

• Tỉnh Cà Mau: Thiệt hại về sản xuất: Diện tích lúa tôm bị thiệt hại là 16.554,8 ha, Diện tích lúa Đông Xuân bị thiệt hại: 10.644ha, Diện tích rau màu bị thiệt hại > 70%: 3,6ha
• Tỉnh Bến Tre: Thiệt hại 104,7 ha lúa Thu Đông (30 - 70%); 5.000ha lúa Đông Xuân sinh trưởng và phát triển chậm. Toàn bộ người dân trên địa bàn tỉnh đều bị ảnh hưởng do nước sinh hoạt bị nhiễm mặn.
• Tỉnh Trà Vinh: Thiệt hại 624ha lúa Đông Xuân (30 - 70%: 461ha, >70%: 163ha); Tổng số hộ dân bị thiếu nước sinh hoạt là 8.662 hộ (huyện Càng Long, Châu Thành).
• Tỉnh Vĩnh Long: Tổng số hộ dân bị ảnh hưởng nhiễm mặn nguồn nước sinh hoạt là: 66.200 hộ (huyện Vũng Liêm, Trà Ôn, Mang Thít và Tam Bình).
• Tỉnh Kiên Giang: Thiệt hại hoàn toàn 172ha lúa mùa (huyện An Minh), 1.503ha lúa Đông Xuân (30 - 70%).
• Tỉnh Sóc Trăng: Thiệt hại 1.000 ha lúa Đông Xuân (30 - 70%: 773ha, >70%: 227ha).

- Việc đắp đập tạm, đóng cừ larsen để ngăn mặn chỉ phù hợp áp dụng cho những dòng sông nhỏ sau đó lại phải dỡ bỏ khi mùa hạn mặn đi qua và không thể áp dụng được cho những dòng sông lớn gây tốn kém chi phí và nhân công rất nhiều cho địa phương.

Những năm gần đây các hệ thống thủy lợi khép kín đã được xây dựng và áp dụng công nghệ hiện đại, vận hành đơn giản đem đến lợi ích vô cùng to lớn, và hiệu quả.

 

 

Công trình cống Cái Lớn

 

5. Lợi ịch cống ngăn mặn đem lại

 

Nhờ áp dụng hệ thống thủy lực nâng hạ cửa van vào các công trình cống ngăn mặn, chống ngập những chiếc cửa van bằng kim loại có chiều rộng lên đến 40m, nặng đến 200 tấn được điều khiển nâng lên hạ xuống một cách chủ động, dễ dàng, nhanh chóng và an toàn. Khi dự báo có xâm nhập mặn hoặc triều cường dâng cao, hệ thống có thể tự động điều khiển, hoặc người quản lý vận hành nhấn nút để đóng cửa kịp thời thông qua hệ thống SCADA và các cảm biến theo dõi, hoặc tủ điều khiển tại chỗ.

Tỉnh Trà Vinh đã giảm thiệt hại hàng nghìn hecta hoa màu và chi phí đắp đập nhờ có cống Tân Dinh, cống Bông Bót được đưa vào vận hành kịp thời năm 2019-2020

Tỉnh Kiên Giang không phải đắp nhiều đập tạm và tiết kiệm hàng tỷ đồng nhờ có cống Cái Bé đưa vào vận hành tạm thời tháng 2 năm 2021

 

Cống ngăn mặn cửa phẳng, cửa âu Cái Bé tỉnh kiên giang

 

Cống ngăn mặn cửa sập Bông Bót tỉnh Trà Vinh

 

An Hưng JSC lắp đặt xi lanh thủy lực cống ngăn mặn

---

6. Đơn vị cung cấp, lắp đặt thiết bị cơ khí cửa van và hệ thống thủy lực uy tín cho các công trình thủy lợi, thủy điện