intTypePromotion=1

Giáo trình Phân tích và quản lý nguồn nước ngầm: Phần 1

Chia sẻ: Thangnamvoiva25 Thangnamvoiva25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:124

0
113
lượt xem
31
download

Giáo trình Phân tích và quản lý nguồn nước ngầm: Phần 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của giáo trình "Phân tích và quản lý nguồn nước ngầm" là cung cấp cho sinh viên các kiến thức tổng quan về qui luật vận động và truyền tải vật chất của nước dưới đất, thủy lực giếng và cách xác định các thông số, ứng dụng mô hình toán nước ngầm, kỹ thuật phân tích, đánh giá về trữ lượng cũng như chất lượng nước ngầm và việc áp dụng chúng trong thực tế với các thông tin cập nhật nhất liên quan đến vấn đề phát triển và quản lý nước ngầm. Mời các bạn tham khảo.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Phân tích và quản lý nguồn nước ngầm: Phần 1

L I NÓI<br /> <br /> U<br /> <br /> Nư c ng m là ngu n nư c ng t l n nh t s n có trên trái t khá n nh và có<br /> tr lư ng vư t xa so v i ngu n nư c m t t sông, su i, h , ao. Hi n nay, do s phát<br /> tri n c a các ngành kinh t và v n<br /> bùng n dân s , nhu c u dùng nư c tăng lên<br /> không ng ng và mâu thu n gi a kh năng cung c p nư c và nhu c u dùng nư c ngày<br /> càng gay g t c v s lư ng và ch t lư ng. Vì v y, nư c ng m l i càng tr nên g n gũi<br /> và quan tr ng hơn i v i cu c s ng con ngư i. Tuy nhiên, viêc nghiên c u các v n<br /> liên quan n s v n ng c a nư c ng m và c bi t là vi c phát tri n và qu n lý<br /> ngu n tài nguyên nư c ng m m i ư c quan tâm trong nh ng năm g n ây.<br /> áp<br /> ng nhu c u thi t th c cho vi c nghiên c u v lĩnh v c này, cu n Giáo trình “Phát<br /> xu t trong khuôn kh Ti u h p ph n<br /> tri n và qu n lý tài nguyên nư c ng m” ư c<br /> 1.3 “H tr tăng cư ng năng l c cho Trư ng<br /> i h c Th y l i” thu c d án h tr<br /> ngành nư c (WaterSPS) c a DANIDA<br /> ưa vào chương trình ào t o i h c và cao<br /> a ch t...<br /> h c ngành k thu t như th y l i, xây d ng, giao thông, m<br /> M c ích c a cu n giáo trình này là cung c p cho sinh viên các ki n th c t ng<br /> quan v qui lu t v n ng và truy n t i v t ch t c a nư c dưói t, th y l c gi ng và<br /> cách xác nh các thông s , ng d ng mô hình toán nư c ng m, k thu t phân tích,<br /> ánh giá v tr lư ng cũng như ch t lư ng nư c ng m và vi c áp d ng chúng trong<br /> th c t v i các thông tin c p nh t nh t liên quan n v n<br /> phát tri n và qu n lý nư c<br /> ng m.<br /> N i dung ch y u c a cu n giáo trình này g m 5 chương:<br /> Chương 1: Cơ s c a dòng ch y và truy n ch t trong nư c ng m<br /> Chương 2: V n ng c a nư c ng m t i gi ng khoan và các phương pháp xác<br /> nh các thông s c a t ng ch a nư c<br /> Chương 3: ánh giá tr lư ng nư c ng m<br /> Chương 4: Mô hình toán nư c ng m<br /> Chương 5: Qu n lý nư c ng m<br /> cương giáo trình này ư c xây d ng v i s tư v n và ph i h p c a các<br /> chuyên gia tư v n c a d án và các gi ng viên Trư ng i h c Th y l i biên so n do<br /> TS. Nguy n Thu Hi n là ch biên. Chương 1, 3 và 4 do TS. Nguy n Thu Hi n vi t,<br /> Chương 2 do TS. Tr nh Minh Th vi t và Chương 5 do TS. H Vi t Hùng vi t.<br /> Trong quá trình biên so n, chúng tôi ã tham kh o các tài li u trong và ngoài<br /> nư c trong ó ch y u là các tài li u nư c ngoài liên quan n lĩnh v c th y văn nư c<br /> ng m, a ch t thu văn, ô nhi m nư c ng m và mô hình toán nư c ng m c p nh t<br /> nh t hi n nay v i phương châm c g ng gi i thi u nh ng n i dung c n thi t và m i,<br /> ti p c n v í qu c t và thích ng v i i u ki n Vi t Nam.<br /> Chúng tôi xin bày t s cám ơn c bi t t i TS. Roger Chenevey - C v n<br /> trư ng Ti u h p ph n 1.3, t i GS.TS. Gupta, chuyên gia tư v n qu c t xây d ng<br /> cương giáo trinh này và t i PGS. TS. oàn Văn Cánh, chuyên gia tư v n trong nư c<br /> v xây d ng<br /> cương và s giúp , tư v n nhi t tình c bi t là s cung c p các<br /> <br /> 1<br /> <br /> thông tin quí giá v thăm dò và ánh giá tr lư ng nư c ng m Vi t Nam c a ông<br /> trong quá trình vi t giáo trình.<br /> Chúng tôi xin bày t s cám ơn chân thành t i PGS. TS. Ph m Quí Nhân, là<br /> chuyên gia ph n bi n c a giáo trình v i nh ng ý ki n óng góp quí báu c a ông<br /> m b o ch t lư ng cho cu n giáo trình này.<br /> Chúng tôi xin cám ơn Ban Giám hi u Trư ng<br /> i h c thu l i và Văn phòng<br /> chúng tôi trong quá<br /> D án H tr ngành nư c (WaterSPS) c a DANIDA ã giúp<br /> trình biên so n.<br /> Cu n giáo trình này xu t b n l n u trong th i gian có h n nên không th tránh<br /> kh i nh ng sai sót và chưa th c s hoàn ch nh. Chúng tôi r t mong nh n ư c ý ki n<br /> phê bình óng góp c a các b n c.<br /> <br /> M i ý ki n xin g i v :<br /> B môn Th y l c, Trư ng i h c Th y l i ,<br /> 175, Tây Sơn, ng a, Hà N i<br /> Chúng tôi xin chân thành cám ơn.<br /> <br /> 2<br /> <br /> CHƯƠNG 1 CƠ<br /> TRONG NƯ C NG M<br /> S<br /> và hoá h<br /> các cơ s<br /> cơ s<br /> ng m.<br /> <br /> S<br /> <br /> V N<br /> <br /> NG<br /> <br /> VÀ<br /> <br /> TRUY N<br /> <br /> CH T<br /> <br /> v n ng và truy n ch t trong nư c ng m liên quan n các quá trình v t lý<br /> c x y ra dư i m t t và trong môi trư ng a ch t. Chương này s trình bày<br /> quan tr ng v s v n chuy n và quá trình truy n ch t c a nư c ng m. ó là<br /> nghiên c u các v n<br /> liên quan n phát tri n và qu n lý tài nguyên nư c<br /> <br /> 1.1 V n<br /> <br /> ng c a dòng ng m<br /> <br /> 1.1.1 Các thành t o a ch t ch a nư c có áp, không áp và bán áp<br /> M t thành t o a ch t ch a m t lư ng nư c áng k và có l r ng<br /> l n sao<br /> cho có th khai thác ư c nư c t ó ư c g i là m t t ng ch a nư c. Có nhi u thành<br /> t o a ch t ư c xem như m t t ng ch a nư c v i kh năng tr nư c trong các l<br /> r ng khác nhau. L r ng có th hình thành do t gãy, n t n ho c do s s p x p các<br /> h t c a t á. Dư i ây là vai trò c a m t s lo i thành t o a ch t ch a nư c.<br /> a) B i tích (phù sa)<br /> Có kho ng 90% các t ng ch a nư c thu c lo i này. Chúng bao g m cu i, s i,<br /> cát b r i. Nh ng thành t o ch a nư c này có th phân ra làm b n lo i d a trên s<br /> hình thành c a nó: lòng sông su i, thung lũng chôn vùi hay các lòng sông c , ng<br /> b ng và thung lũng gi a núi. Lo i th nh t bao g m các b i tích phù sa t o nên dư i<br /> lòng sông ho c bên c nh các bãi ven sông. Do n m k v i dòng ch y m t nên có m t<br /> lư ng nư c khá l n th m t sông ngòi vào trong t. Lo i th hai là nh ng thung lũng<br /> chôn vùi hay các lòng sông c do dòng sông thay i hư ng ch y hình thành nên. M c<br /> dù lo i này g n gi ng như lo i th nh t, nhưng<br /> th m,<br /> ch a, lư ng b sung nư c<br /> ng m thư ng ít hơn. Lo i th ba là nh ng ng b ng r ng l n ư c b i p b i phù<br /> sa. N m dư i nh ng ng b ng này là nh ng l p cu i, s i và cát t o thành các t ng<br /> ch a nư c quan tr ng. Lo i th tư là thung lũng gi a núi nơi có nhi u tr m tích ch a<br /> nư c ng m khá l n. Ngu n cung c p nư c ch y u là do nư c mưa ho c th m t các<br /> dòng ch y không thư ng xuyên.<br /> b) á vôi<br /> á vôi có m t ,<br /> r ng và tính th m nư c thay i trong m t ph m vi khá<br /> l n, tuỳ thu c vào c u t o và s phát tri n các i n t n , cáctơ hóa. Nh ng l r ng<br /> trong á vôi có th là các l nh li ti, nhưng cũng có th là nh ng hang ng l n, hình<br /> thành nên các dòng sông ng m. Nh ng m ch nư c l n thư ng tìm th y nh ng vùng<br /> á vôi. S hoà tan CaCO3 trong nư c làm cho nư c ng m nh ng vùng này có<br /> c ng l n. Cũng do s hoà tan CaCO3 trong nư c mà các hang ng, l r ng trong á<br /> vôi ngày càng phát tri n. Hi n tư ng này g i là hi n tư ng cáctơ (karst).<br /> c) á hình thành do núi l a ( á phun trào)<br /> á hình thành do núi l a cũng có th t o thành m t t ng ch a nư c có tính<br /> th m t t, c bi t là á bazan. Nh ng l p cu i s i cát ho c v t li u khác n m xen k<br /> gi a hai l p dung nham t o cho á bazan có th ch a và th m nư c t t. Ngoài ra, kh<br /> năng ch a và th m nư c t t c a á bazan còn do hi n tư ng phong hoá và do các v n<br /> ng n i sinh gây ra.<br /> 3<br /> <br /> d) á cát k t<br /> á cát k t và á dăm k t là các d ng b xi măng hoá c a cát và cu i s i. Do<br /> r ng và kh năng sinh nư c ng m c a chúng b gi m do liên k t xi măng. Các<br /> v y,<br /> t ng ch a nư c trong á cát k t ch a nư c ng m trong các khe n t, l h ng song song<br /> cùng t n t i.<br /> e) á magma và bi n ch t<br /> Các d ng á magma và bi n ch t thư ng r n ch c, ít n t n nên chúng thư ng<br /> là các t ng ch a nư c r t kém. nh ng nơi lo i á này l ra trên m t t, chúng b<br /> phong hoá m nh và d n d n phát tri n thành t ng ch a nư c. Lư ng nư c ch a trong<br /> các lo i thành t o này tương i nh ch<br /> dùng cho sinh ho t c a m t s h .<br /> g) t sét<br /> t sét nói chung có<br /> r ng tương i l n nhưng l h ng c a chúng l i quá<br /> nh<br /> n m c có th coi chúng là v t li u không th m nư c. Các t ng t sét n m trong<br /> m t h ch a nư c t t có th hình thành nên các th u kính nư c ng m c c b ho c hình<br /> thành nên các t ng ch a nư c bán áp.<br /> <br /> Hình 1.1. Sơ<br /> mô t các lo i t ng ch a nư c<br /> T ng ch a nư c có th ư c phân chia thành các lo i sau:<br /> T ng ch a nư c không áp là t ng ch a nư c<br /> ó m c nư c ng m là m t trên<br /> c a t ng bão hoà. M c nư c ng m bi n i ph thu c vào di n tích c a mi n cung c p<br /> c a nư c ng m, quá trình khai thác nư c ng m và kh năng th m c a t ng ch a nư c.<br /> T ng ch a nư c trên cùng trong Hình 1.1 là m t t ng ch a nư c không áp. S dao<br /> ng c a m c nư c ng m tương ng v i s thay i c a lư ng nư c tàng tr trong<br /> t ng ch a nư c.<br /> xây d ng b n<br /> m c nư c ng m, ta có th d a vào các s li u<br /> i u tra c a các gi ng trong vùng. B n<br /> ng b m t nư c ng m g i là b n<br /> th y<br /> ng cao.<br /> 4<br /> <br /> Trư ng h p c bi t c a t ng ch a nư c không áp là nư c thư ng t ng (Hình<br /> 1.1). Nư c thư ng t ng thư ng có nh ng vùng tr m tích b r i, phía dư i là l p<br /> cách nư c. Gi ng khoan g p ph i nư c thư ng t ng thư ng ch cung c p ư c m t lưu<br /> lư ng nh và mang tính ch t t m th i.<br /> T ng ch a nư c có áp là t ng ch a nư c ư c gi i h n b i các t ng không<br /> th m nư c dư i m t áp su t l n hơn áp su t khí quy n. nh ng gi ng khoan trong<br /> t ng ch a nư c có áp, m c nư c trong gi ng dâng cao hơn mái cách nư c c a t ng<br /> ch a nư c. c bi t, m t s trư ng h p m c nư c còn cao hơn c m t t t o ra các<br /> gi ng phun như trong Hình 1.1. Mi n cung c p nư c cho t ng ch a nư c có áp ư c<br /> g i là mi n cung c p. S thay i m c nư c trong gi ng có áp ph thu c ch y u vào<br /> chuy n<br /> s thay i c t nư c áp su t. Vì th , có th coi nó là m t ư ng ng d n<br /> nư c t vùng c p n vùng thoát.<br /> ư ng th y áp là ư ng tư ng tư ng trùng v i<br /> ư ng c t nư c th y tĩnh c a t ng ch a nư c. Khi m c nư c có áp h th p hơn mái<br /> cách nư c, nó tr thành t ng ch a nư c không áp.<br /> T ng ch a nư c bán áp tương t như t ng ch a nư c có áp, nhưng mái c a nó<br /> có kh năng th m xuyên. Nư c trong t ng bán áp có th trao i v i bên ngoài tùy vào<br /> v trí m c nư c ng m và c t nư c áp su t c a t ng ch a nư c.<br /> 1.1.2 C t nư c th năng và t n th t c t nư c trong nư c ng m<br /> Dòng ch y n nh c a ch t l ng không nén tuân theo phương trình Becnuli<br /> ư c phát bi u r ng t ng c t nư c t i b t c i m nào trên dòng ch y liên t c là không<br /> i.<br /> z+<br /> <br /> p<br /> <br /> +<br /> <br /> γ<br /> <br /> v2<br /> = const<br /> 2g<br /> <br /> (1.1)<br /> <br /> trong ó: z là v trí c a i m nghiên c u so v i m t chu n (m), p là áp su t<br /> (N/m ), v là v n t c dòng ch y (m/s), γ là tr ng lư ng riêng c a ch t l ng (N/m3), g là<br /> gia t c tr ng trư ng (m/s2).<br /> i v i ch t l ng th c, do ch t l ng có tính nh t s sinh ra m t s t n th t c t<br /> nư c d c theo dòng ch y. G i t n th t c t nư c gi a m t c t 1 và 2 là hL (Hình 1.2),<br /> phương trình Becnuli gi a hai m t c t ư c vi t như sau:<br /> 2<br /> <br /> p1<br /> <br /> 2<br /> <br /> 2<br /> <br /> v<br /> p V<br /> z1 +<br /> + 1 = z + 2 + 2 + hL<br /> 2g<br /> γ 2g<br /> γ<br /> <br /> (1.2)<br /> <br /> Tuy nhiên, v i trư ng h p c a dòng ch y trong môi trư ng l r ng, v n t c<br /> dòng ch y thư ng r t nh và c t nư c lưu t c (v2/2g) có th b qua. Phương trình (1.2)<br /> có th vi t thành:<br /> z1 +<br /> <br /> p1<br /> <br /> γ<br /> <br /> = z2 +<br /> <br /> p2<br /> <br /> +h<br /> <br /> L<br /> γ<br /> và c t nư c th năng h t i m t i m b t kỳ trong dòng ch y là:<br /> <br /> h=Z+<br /> <br /> p<br /> <br /> γ<br /> <br /> (1.3)<br /> <br /> (1.4)<br /> <br /> 5<br /> <br />
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2