Luận án Tiến sĩ Vật lý: Xây dựng bản đồ điện trở suất của đất đá trầm tích tỉnh Tiền Giang bằng công nghệ GIS

ðẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ðẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------------------ Nguyễn Xuân Thành

XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT CỦA ðẤT ðÁ TRẦM TÍCH TỈNH TIỀN GIANG BẰNG CÔNG NGHỆ GIS

Chuyên ngành: Vật lý ðịa cầu Mã số chuyên ngành: 62 44 15 01

Phản biện 1: PGS.TS. Nguyễn Văn Giảng

Phản biện 2: TS. Nguyễn Ngọc Thu

Phản biện 3: TS. Nguyễn Hồng Bàng

Phản biện ñộc lập 1: TS. Lê Minh Vĩnh

Phản biện ñộc lập 2: TS. Huỳnh Hữu Nghĩa

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. NGUYỄN THÀNH VẤN

Tp. Hồ Chí Minh - Năm 2012

LỜI CAM ðOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu trích dẫn ñều có nguồn gốc rõ ràng, các kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất cứ công trình nào khác.

LỜI CẢM ƠN

Chân thành bày tỏ lòng biết ơn PGS.TS. Nguyễn Thành Vấn, người Thầy ñã

tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành Luận án này.

Tôi cũng chân thành biết ơn TS. Nguyễn Ngọc Thu, TS. Nguyễn Hồng Bàng,

TS. Lê Ngọc Thanh ñã hỗ trợ và giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án.

Chân thành cám ơn quí thầy cô ñã tận tình ñóng góp kiến thức chuyên môn

giúp tôi hoàn thiện công trình nghiên cứu khoa học.

Chân thành cám ơn Phòng ðào tạo sau ñại học, Bộ môn Vật lý ñịa cầu, Khoa

Vật lý – Vật lý kỹ thuật thuộc trường ðại học Khoa học tự nhiên Tp.HCM, Sở Khoa học và Công nghệ Tiền Giang, ñã tạo ñiều kiện thuận lợi, giúp ñỡ, hỗ trợ cho

tôi trong suốt quá trình nghiên cứu.

Thương mến gởi tặng thành quả nghiên cứu của tôi ñến gia ñình, bạn bè, ñồng

nghiệp ñã ủng hộ, ñộng viên, giúp ñỡ tôi trong suốt thời gian qua.

iii

Trân trọng !

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa i

Lời cam ñoan ii

Lời cám ơn iii

Mục lục iv

Các từ viết tắt ix

Danh sách hình x

Danh sách bản ñồ xiii

Danh sách bảng xiv

MỞ ðẦU

1. ðặt vấn ñề 1

2. Tính cấp thiết 2

3. ðối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

4. Mục tiêu và nhiệm vụ 3

5. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu 4

6. Những ñiểm mới của luận án 5

7. Luận ñiểm bảo vệ 5

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 6

9. Nội dung luận án 7

PHẦN 1. TỔNG QUAN

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC

NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN

1.1. Cơ sở lý thuyết 9

1.1.1. ðiện trở suất 9

1.1.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñiện trở suất của vật liệu ñịa chất 9

1.1.1.2. Mối liên hệ giữa ñiện trở suất với vật liệu ñịa chất, hóa chất công 12

nghiệp

1.1.1.3. Xác ñịnh giá trị ñiện trở suất bằng phương pháp ño sâu ñiện 14

1.1.2. Hệ thống thông tin ñịa lý 15

1.1.2.1. Khái niệm hệ thống thông tin ñịa lý 15

1.1.2.2. Mô hình dữ liệu GIS 16

1.1.2.3. Xử lý dữ liệu GIS 18

1.2. Các nghiên cứu có liên quan 24

1.2.1. Các nghiên cứu ñịa chất, ñịa vật lý 24

1.2.1.1. Các nghiên cứu về xây dựng bản ñồ ñịa chất 24

1.2.1.2. Các nghiên cứu ñịa vật lý 25

1.2.2. Các nghiên cứu ứng dụng GIS 25

1.3. Các vấn ñề ñặt ra cho nghiên cứu 26

1.3.1. Các vấn ñề còn tồn tại trong các nghiên cứu trước ñây 26

1.3.2. Những nội dung cần nghiên cứu 27

29 Chương 2. ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN

2.1. Vị trí ñịa lý 29

2.2. ðiều kiện tự nhiên 30

2.2.1. ðịa hình 30

2.2.2. ðịa chất 34

2.2.3. Khí hậu 34

2.2.4. Sông rạch 36

2.2.5. Thổ nhưỡng 37

2.3. ðặc ñiểm ñịa chất – ñịa chất thuỷ văn 38

2.3.1. ðịa tầng 38

2.3.1.1. Giới Mezozoi 38

2.3.1.2. Giới Kainozoi 39

2.3.2. Kiến tạo 45

2.3.2.1. Kiến trúc 45

2.3.2.2. Hoạt ñộng ñứt gãy 46

2.3.3. ðịa chất thủy văn 46

2.3.3.1. Tầng chứa nước Holocen 46

2.3.3.2. Tầng chứa nước Pleistocen trên 47

2.3.3.3. Tầng chứa nước Pleistocen giữa trên 47

2.3.3.4. Tầng chứa nước Pleistocen dưới 48

2.3.3.5. Tầng chứa nước Pliocen trên 49

2.3.3.6. Tầng chứa nước Pliocen dưới 50

2.3.3.7. Tầng chứa nước Miocen trên 50

PHẦN 2. XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT

52 Chương 3. PHÂN TÍCH XỬ LÝ SỐ LIỆU ðO SÂU ðIỆN

3.1. Phương pháp phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện 52

3.1.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp ño sâu ñiện 52

3.1.2. ðặc ñiểm của phương pháp ño sâu ñiện 54

3.1.3. Quy trình phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện 57

3.2. Tổng hợp tài liệu - xác ñịnh sự phân lớp ñịa chất 61

3.3. Kết quả phân tích – xử lý số liệu ño sâu ñiện 65

3.3.1. Phân tích ñiện trở suất theo tuyến ño 65

3.3.1.1. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện 65

3.3.1.2. Mặt cắt ñiện trở suất 67

3.3.2. Tập số liệu ñiện trở suất 79

82 Chương 4. ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG BẢN ðỒ

ðIỆN TRỞ SUẤT

4.1. Các ứng dụng GIS liên quan việc xây dựng CSDL ñiện trở suất 82

4.1.1. Mô hình dữ liệu Geodatabase 82

4.1.1.1. ðặc tính Geodatabase 83

4.1.1.2. Mô hình hướng ñối tượng trong GIS 85

4.1.1.3. Ràng buộc toàn vẹn 89

4.1.2. Phương pháp nội suy không gian. 89

92 4.1.2.1. Phương pháp Kriging

97 4.1.2.2. Thuật toán nội suy

99 4.2. Cài ñặt cơ sở dữ liệu

102 4.3. Lưu ñồ giải thuật

102 4.3.1. Giải thuật thêm mới ñiểm ño sâu ñiện

103 4.3.2. Giải thuật hiệu chỉnh/ cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện

104 4.3.3. Giải thuật tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện

105 4.3.4. Gỉải thuật nội suy theo vùng chọn trên bản ñồ

106 4.4. Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

106 4.4.1. Chức năng thêm mới ñiểm ño sâu ñiện

107 4.4.2. Chức năng cập nhật ñiểm ño sâu ñiện

107 4.4.3. Chức năng tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện

110 4.4.4. Chức năng nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất

111 4.4.4.1. Nội suy theo vùng

112 4.4.4.2. Nội suy theo huyện/ thị

113 4.4.4.3. Nội suy theo vùng tùy chọn

PHẦN 3: PHẦN KẾT QUẢ - ỨNG DỤNG

115 Chương 5. KẾT QUẢ VÀ BÀI TOÁN ỨNG DỤNG

115 5.1. Quy trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

116 5.2. Bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích

126 5.3. Bài toán ứng dụng

126 5.3.1. Bài toán ứng dụng 1: Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt của các

tầng chứa nước dưới ñất

126 5.3.1.1. Tương quan giữa ñộ tổng khoáng hóa M (mg/l) và ñiện trở

suất tầng chứa nước ρt (ohm.m)

131 5.3.1.2. Phân ñịnh theo ñiện trở suất các tầng chứa nước trong

5.3.1.3. Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng chứa nước

Kaizôzoi

vii

138

1 , pliocen dưới n2

3 2 và miocen trên n1

pliocen trên n2

5.3.2. Bài toán ứng dụng 2: Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa 143

chất huyện Cai Lậy tỉnh Tiền Giang phục vụ xây dựng công trình

5.3.2.1. Phân lớp ñịa chất công trình 144

5.3.2.2. Giá trị ñiện trở suất của các lớp ñịa chất công trình 145

5.3.2.3. Ứng dụng công nghệ GIS tạo mặt cắt ñịa ñiện 148

5.3.2.4. Mặt cắt ñịa ñiện 151

5.3.2.5. Nhận ñịnh 157

159 NHẬN ðỊNH CHUNG

Kết quả ñạt ñược 161

PHẦN KẾT LUẬN 1. 2. Những vấn ñề cần quan tâm nghiên cứu và phát triển 162

DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 164

viii

TÀI LIỆU THAM KHẢO 166

CÁC TỪ VIẾT TẮT

CSDL: Cơ sở dữ liệu

DSS (Decision Support System): Hệ hỗ trợ ra quyết ñịnh

ÐBSCL: Ðồng bằng sông Cữu Long

ðCCT: ðịa chất công trình

ðCTV: ðịa chất thủy văn

ðSð: ðo sâu ñiện

ðTM: ðồng Tháp Mười

ðTS: ðiện trở suất

ðVL: ðịa Vật lý

GIS ( Geographic Information System): Hệ thống thông tin ñịa lý

KT-XH: Kinh tế - Xã hội

RMS (Root Mean Squares): Sai số trung bình bình phương

SDSS (Spatial Decision Support System): Hệ hỗ trợ ra quyết ñịnh không gian

Trang DANH SÁCH HÌNH

Hình 1.1: Hệ thống thông tin ñịa lý 16

Hình 1.2: Ghép biên các mảnh bản ñồ 18

Hình 1.3: Sliver tạo ra do số hoá hoặc chồng 2 lớp bản ñồ 19

Hình 1.4: Quy trình biên soạn ñồ hoạ 19

Hình 1.5: Mô tả biểu ñồ Venn 20

Hình 1.6: Vùng thích hợp cho khai thác nước dưới ñất 21

Hình 1.7: Chồng lớp dữ liệu không gian 22

Hình 1.8: Chồng xếp dữ liệu vector 23

Hình 1.9: Kết quả tìm kiếm vùng ñược chọn trên cơ sở thao tác chồng ghép 23

lớp dữ liệu qui hoạch ñô thị và lớp hiện trạng sử dụng ñất

Hình 2.1: Sơ ñồ vị trí Tỉnh Tiền Giang 29

Hình 3.1: Sơ ñồ bố trí các cực ño sâu ñiện theo hệ thiết bị Schlumberger 52

Hình 3.2: ðường cong ño sâu ñiện 54

Hình 3.3: Tương quan giữa ñường cong ñiện trở suất biểu kiến và ñiện trờ 55

suất thật

Hình 3.4: Các bước cơ bản trong phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện 56

Hình 3.5: Quy trình phân tích ñường cong ño sâu ñiện 57

Hình 3.6: Các bước phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện 60

Hình 3.7: Cột ñịa tầng 2 lỗ khoan tiêu biểu 62

Hình 3.8: Phân tích ñường cong ño sâu ñiện 66

Hình 3.9: Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 1 75

Hình 3.10: Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 2 76

Hình 3.11: Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 3 77

Hình 3.12: Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 4 77

Hình 3.13: Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 5 78

Hình 3.14. Mặt cắt ñiện trở suất thật tuyến 6 78

Hình 4.1: Các ñối tượng phi không gian 84

Hình 4.2: Các ñối tượng không gian 84

Hình 4.3: Quan hệ giữa các ñối tượng 84

Hình 4.4: Tham chiếu không gian 85

Hình 4.5: Nội suy theo phương pháp Triangulation 90

Hình 4.6: Nội suy IDW (Weighting (Bonham-Carter, 1994) 91

Hình 4.7: ðồ thị Semi-variance 95

Hình 4.8: Vị trí ñiểm nội suy P và các ñiểm mẫu 97

Hình 4.9: Quy trình thuật toán nội suy Hình 4.10: Lưu trữ các lớp thuộc tính, lớp không gian, domain trong 100

geodatabase

Hình 4.11: Giao diện hiển thị dữ liệu nền sau khi nhập vào CSDL 101

Hình 4.12: Giao diện hiển thị dữ liệu ñiện trở suất sau khi nhập vào CSDL 101

Hình 4.13: Lưu ñồ giải thuật thêm mới ñối tượng 102

Hình 4.14: Lưu ñồ giải thuật hiệu chỉnh/ cập nhật thông tin ñối tuợng 103

Hình 4.15: Lưu ñồ giải thuật tìm kiếm ñối tượng 104

Hình 4.16: Lưu ñồ giải thuật nội suy theo vùng chọn trên bản ñồ. 105

Hình 4.17: Biểu tượng thêm mới ñiểm ño sâu ñiện 106

Hình 4.18: Giao diện thêm mới ñiểm ño sâu ñiện 106

Hình 4.19: Biểu tượng cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện 107

Hình 4.20: Giao diện cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện 107

Hình 4.21: Menu tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện 108

Hình 4.22: Giao diện tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện 108

Hình 4.23: Giao diện kết quả tìm kiếm vị trí ñiểm ño sâu ñiện trên bản ñồ 109

theo ký hiệu ñiểm ño

Hình 4.24: Giao diện kết quả tìm kiếm vị trí ñiểm ño sâu ñiện trên bản ñồ 110

theo huyện/thị

Hình 4.25: Giao diện công cụ (tool) nội suy theo: vùng, huyện, tùy chọn 110

Hình 4.26: Giao diện lựa chọn tiêu chuẩn nội suy theo vùng 111

Hình 4.27: Kết quả nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất theo vùng lớp 111

Pliocen trên

Hình 4.28: Xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở 112

suất

Hình 4.29: Giao diện lựa chọn tiêu chuẩn nội suy theo huyện/thị 112

Hình 4.30: Kết quả nội suy lớp Pliocen trên huyện Chợ Gạo 113

Hình 4.31: Xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở 113

suất huyện Chợ Gạo

Hình 4.32: Giao diện nội suy theo một lớp ñịa chất của vùng tùy chọn 114

Hình 4.33: Kết quả nội suy và xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ 114

trên bản ñồ ñiện trở suất

Hình 5.1: Quy trình kết hợp phương pháp ño sâu ñiện và GIS 115

128 Hình 5.2: ðồ thị tương quan M (mg/l) và ρt (ohm.m) vùng 1,2

129 Hình 5.3: ðồ thị tương quan M (mg/l) và ρt (ohm.m) vùng 3

Hình 5.4: Mặt cắt ñịa - ñiện tuyến 1 133

Hình 5.5: Mặt cắt ñịa - ñiện tuyến 2 134

Hình 5.6: Mặt cắt ñịa - ñiện tuyến 3 134

Hình 5.7: Mặt cắt ñịa - ñiện tuyến 4 135

Hình 5.8: Bản ñồ phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất tầng Pliocen trên 139

Hình 5.9: Bản ñồ phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất tầng Pliocen dưới 139

Hình 5.10: Bản ñồ phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất tầng Miocen trên 139

Hình 5.11: Minh họa kỹ thuật chồng các lớp bản ñồ 140

Hình 5.12: Các cột ñịa tầng ðCCT 144

Hình 5.13: Phân tích ñường cong ño sâu ñiện tại vị trí các lỗ khoan ðCCT 146

Hình 5.14: Sơ ñồ vị trí ñiểm ño sâu ñiện 149

Hình 5.15: Giao diện chương trình ArcMap và công cụ RockWare GIS Link 150

Hình 5.16: Hộp thoại chọn ñường dẫn ñến dữ liệu ñiểm ño sâu ñiện 150

Hình 5.17: Giao diện kết quả chương trình nội suy 151

Hình 5.18: Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 1 152

Hình 5.19: Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 2 154

xii

Hình 5.20: Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 3 156

DANH SÁCH BẢN ðỒ

Trang

Bản ñồ số 2.1: Bản ñồ Hành chánh Tỉnh Tiền Giang 32

Bản ñồ số 2.2: Bản ñồ ðịa hình Tỉnh Tiền Giang 33

Bản ñồ số 3.1: Bản ñồ phân bố ñiểm ño sâu ñiện 64

Bản ñồ số 5.1: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Holocen 117

Bản ñồ số 5.2: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Pleistocen trên 118

Bản ñồ số 5.3: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Pleistocen giữa trên 119

Bản ñồ số 5.4: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Pleistocen dưới 120

Bản ñồ số 5.5: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Pliocen trên 121

Bản ñồ số 5.6: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Pliocen dưới 122

Bản ñồ số 5.7: Bản ñồ ðiện trở suất tầng Miocen trên 123

Bản ñồ 5.8: Bản ñồ phân bố vùng mặn - nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang 142

xiii

143 Bản ñồ 5.9. Bản ñồ Hành chính huyện Cai Lậy

Trang DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1.1: ðộ rỗng của một số loại ñá khác nhau 9

Bảng 1.2: Phân loại giá trị ñộ rỗng của vật liệu ñịa chất 9

Bảng 1.3: Giá trị ñiện trở suất của các vật liệu ñịa chất và hóa chất 12

Bảng 1.4: Các phép toán luận lý 20

Bảng 2.1: Tổng hợp chiều sâu phân bố các tầng chứa nước 51

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp chiều sâu phân bố các tầng 63

Bảng 3.2: Tổng hợp tham số ñiện trở suất và thành phần thạch học của các 80

lớp ñịa chất trầm tích theo 3 vùng ñặc trưng

Bảng 4.1: Các kiểu dữ liệu và từ khóa ñược hỗ trợ bởi Case Tool 83

Bảng 4.2. Diễn giải các thuộc tính lớp dữ liệu ñiện trở suất 99

Bảng 5.1: So sánh giá trị ðTS ño sâu ñiện với tài liệu ño karotaz giếng 127

khoan ðCTV

Bảng 5.2. Số liệu thống kê ñối sánh giữa gía trị ñiện trở suất ρt (ohm.m) và 128

ñộ tổng khoáng hóa M (mg/l) của nước chứa trong các tầng ñịa chất (vùng

1 và 2).

Bảng 5.3. Số liệu thống kê ñối sánh giữa gía trị ñiện trở suất ρt (ohm.m) và 129

ñộ tổng khoáng hóa M(mg/l) của nước chứa trong các tầng ñịa chất (vùng 3).

Bảng 5.4. Bảng so sánh giữa M tính toán và M phân tích mẫu 130

Bảng 5.5. So sánh giá trị ðTS ño sâu ñiện với tài liệu phân tích giếng khoan 147

ðCCT

Bảng 5.6: Giá trị ñiện trở suất theo lớp ñịa chất công trình 148

Bảng 5.7: Lớp dữ liệu bản ñồ nền 149

xiv

Bảng 5.8: Lớp dữ liệu ño sâu ñiện 149

MỞ ðẦU

1. ðặt vấn ñề

ðiện trở suất là một trong các tham số vật lý của vật chất. ðiện trở suất có

liên quan ñến nhiều thông số ñịa vật lý khác nhau như hàm lượng khoáng, ñộ xốp,

ñộ bảo hoà nước trong ñất ñá, … Các khảo sát ñiện trở suất trong nhiều năm qua ñã

và ñang ñược sử dụng khá hiệu quả trong việc ñiều tra, thăm dò khoáng sản, phân

chia và xác ñịnh ranh giới của các thành tạo ñịa chất khác nhau, xác ñịnh ranh giới

của các tầng chứa nước, theo dõi sự lan truyền các chất ô nhiễm dẫn ñiện, ñánh giá,

bảo vệ các quá trình làm ảnh hưởng ñến các công trình ngầm, thiết kế công trình

chống sét, …

Phương pháp ño sâu ñiện là một trong các phương pháp thăm dò ñịa vật lý,

thường ñược sử dụng nhằm xác ñịnh sự phân bố ñiện trở suất của môi trường bên

dưới mặt ñất bằng cách thực hiện các phép ño ñạc bên trên mặt ñất. Từ ño ñạc này,

có thể ñánh giá ñược giá trị ñiện trở suất thật và luận giải về cấu trúc của môi

trường bên dưới mặt ñất ñể từ ñó có những giải ñoán, dự báo cho các bài toán ứng

dụng cụ thể.

Tuy nhiên, các giá trị ñiện trở suất thu ñược từ các phương pháp ño sâu ñiện

thường phân bố theo dạng tuyến, hoặc cụm; trong khi ñể tái tạo lại sự phân bố bề

mặt của các tầng ñịa chất ñược trình bày dưới dạng bản ñồ ñiện trở suất, các dữ liệu

ñiện trở suất thu ñược cần có tính liên tục. Ngày nay, trên ñà phát triển của Công

nghệ thông tin, với thế mạnh phân tích không gian, Công nghệ GIS là một phương

pháp ứng dụng có hiệu quả ñể tích hợp, chuyển ñổi dữ liệu từ dạng ñiểm rời rạc

sang dữ liệu có sự phân bố liên tục, dựa vào các thuật toán nội suy GIS.

Luận án này sẽ thực hiện việc kết hợp các phương pháp ño sâu ñiện, phương

pháp phân tích GIS, cùng với thông tin của các giếng khoan ñịa chất ñể xây dựng

bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích theo các tầng ñịa chất trên ñịa bàn tỉnh

Tiền Giang bằng công nghệ GIS.

2. Tính cấp thiết

Tiền Giang là một tỉnh nằm ở trung tâm ðồng bằng sông Cửu Long

(ðBSCL), với tiềm năng thiên nhiên sông nước ưu ñãi cho phát triển nhiều ngành

kinh tế và xã hội, như nông nghiệp, thuỷ sản, du lịch, dịch vụ,… Từ thập niên 1980,

chương trình ñiều tra cơ bản tổng hợp ðBSCL 60-02, 60B ñược triển khai ñã xây

dựng nên bản ñồ các yếu tố ñơn tính, trong ñó có bản ñồ ñịa chất trầm tích các

huyện phía tây [4], các biên khảo ñịa chất trầm tích các huyện phía ñông [17],

phương pháp thủy văn ñồng vị nghiên cứu nước ngầm [16]. Tiếp tục trong thập niên

1990, nhiều phương án ño ñịa vật lý thăm dò nước ngầm ñược thực hiện [10], [11],

với 800 ñiểm ño sâu ñiện trải dọc theo các tuyến giao thông chính của tỉnh.

Các số liệu ñiện trở suất thu ñược từ các phương án ño sâu ñiện trên ñịa bàn

tỉnh Tiền Giang thực ra chỉ chú ý ñến khía cạnh ứng dụng kết quả ñã xử lý; số liệu

ñược lưu trữ bằng tài liệu giấy, hạn chế tái sử dụng. Như vậy về mặt khoa học, số

liệu ñiện trở suất chưa ñược tận dụng hết công suất, mà khả năng sau này, nó lại

hữu dụng khi có những phát kiến mới theo ñà tiến triển mạnh mẽ của khoa học, nhất

là giai ñoạn biến ñổi khí hậu toàn cầu sẽ có những diễn biến phức tạp về các hiện

tượng vật lý, cho nên sẽ cần ñến những số liệu ñã ño ñạc trước ñây ñể ñánh giá sự

biến ñổi của thiên nhiên theo từng thời kỳ hầu có các biện pháp khắc phục những

diễn biến bất lợi.

Ngày nay, cùng với sự phát triển công nghệ thông tin, nhằm gia tăng khả năng

ứng dụng của số liệu ñiện trở suất; bài toán kết hợp công nghệ GIS và phương pháp

ño sâu ñiện sẽ xây dựng nên một cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase), hình thành

nên các bản ñồ ñiện trở suất theo từng lớp ñịa chất tương ứng. Dữ liệu ñiện trở suất

ñược lưu trữ, cập nhật, phân tích, truy vấn trên máy tính, phục vụ tối ưu cho các mục

ñích nghiên cứu khoa học và ứng dụng lâu dài trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang.

Trong ñiều kiện phát triển kinh tế xã hội tỉnh Tiền Giang hiện nay, vấn ñề quy

hoạch phát triển KT-XH của tỉnh rất cần có nguồn dữ liệu về các diễn biến tài

nguyên thiên nhiên, ñể từ ñó xây dựng ñịnh hướng quy hoạch khai thác một cách

bền vững, có kiểm soát và ñược giám sát chặt chẽ, nhằm quản lý và sử dụng hợp lý

tài nguyên thiên nhiên, ñi ñôi với bảo vệ môi trường ngày càng tốt hơn. Song song,

các hoạt ñộng công nghiệp hóa, sự gia tăng dân số, quá trình mở rộng ñô thị kéo

theo nhu cầu gia tăng xây dựng nhà cửa, kết cấu hạ tầng, …. ðiều ñó ñòi hỏi cần

làm rõ cấu trúc ñịa chất, tiềm năng nước dưới ñất, sự phân bố các vùng ñất yếu phục

vụ cho việc quy hoạch khai thác nước dưới ñất, xây dựng công trình, .... Với ý nghĩa

ñó, việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá các lớp ñịa chất trầm tích nhằm

góp phần minh giải một cách ñầy ñủ ñặc ñiểm về ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang

là một việc làm cần thiết. Qua các bài toán ứng dụng về phân vùng mặn nhạt nước

dưới ñất, cấu trúc phân lớp ñịa chất trầm tích phục vụ xây dựng công trình trên cơ

sở phân tích bản ñồ ñiện trở suất sẽ giúp cho các các cơ quan quản lý, các ñơn vị

chuyên môn tại ñịa phương có cơ sở khoa học ñầy ñủ hơn ñể hoạch ñịnh chiếc lược

khai thác tài nguyên một cách tối ưu.

3. ðối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu

- ðối tượng: ðất ñá trầm tích bảy lớp ñịa chất: Holocen, Pleistocen trên,

Pleistocen giữa trên, Pleistocen dưới, Pliocen trên, Pliocen dưới, Miocen trên.

- ðịa bàn nghiên cứu: tỉnh Tiền Giang.

4. Mục tiêu và nhiệm vụ

Mục tiêu của luận án là thu thập các số liệu ño sâu ñiện ñã có trên ñịa bàn

tỉnh Tiền Giang, hình thành CSDL ñiện trở suất và mục tiêu chính yếu là xây dựng

các lớp bản ñồ ñiện trở suất ñất ñá trầm tích tỉnh Tiền Giang bằng công nghệ GIS.

ðể ñạt ñược các mục tiêu trên, luận án giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Thu thập các số liệu ño sâu ñiện, ño sâu ñiện bổ sung nhằm hoàn thiện bộ

dữ liệu ñiện trở suất trên ñịa bàn nghiên cứu, ñồng thời tập hợp ñầy ñủ các tài liệu

ñịa chất liên quan trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang.

- Xây dựng và áp dụng quy trình kết hợp các phương pháp ño sâu ñiện và

công nghệ GIS ñể xử lý, phân tích tài liệu ñã thu thập.

- Tổng hợp và rút ra những ñặc ñiểm ñịa vật lý của vùng nghiên cứu.

- Thực hiện các bài toán ứng dụng nhằm kiểm chứng kết quả nghiên cứu và

xác lập mối quan hệ giữa nghiên cứu và ứng dụng của luận án.

5. Cơ sở tài liệu và phương pháp nghiên cứu:

Nguồn tài liệu trong luận án này ñược thu thập từ các phương án ño sâu ñiện

của các ñề tài cấp tỉnh về khảo sát, thăm dò nước ngầm tỉnh Tiền Giang, cùng với

các nguồn tài liệu ñiều tra cơ bản, khảo sát ñịa chất thủy văn, ñịa chất công trình do

các ñơn vị như ðoàn ðịa chất thủy văn – ðCCT 803, Viện Quy hoạch thủy lợi Nam

bộ, Phân viện ðịa lý TP HCM, .. triển khai từ năm 1984 ñến nay. Ngoài ra, luận án

cũng thực hiện ño sâu ñiện bổ sung 300 ñiểm.

Khối lượng tài liệu: - 1400 ñiểm ño sâu ñiện, với AB/2=800m – 1000m. Trong ñó:

+ 800 ñiểm ño thuộc ñề tài (tài liệu tham khảo [10], [11])

+ 300 ñiểm ño thuộc ñề tài (danh mục công trình công bố [1])

+ 300 ñiểm ño mới

Tài liệu các ñiểm ño thu thập từ các phương án ño sâu ñiện phục vụ cho

việc thành lập bản ñồ ðCTV, giai ñoạn tìm kiếm, ñiều tra, tỷ lệ bản ñồ 1:50.000.

Carota: 200 ñiểm ño: 25 ñiểm thu thập từ dự án (tài liệu tham khảo -

[28]), 175 ñiểm ño thu thập từ các công trình ño carota phục vụ khai thác nước

ngầm do KS. ðVL Nguyễn Duy Khang (ðoàn 803) thực hiện từ năm 2000 ñến nay.

Tài liệu giếng khoan ðCTV, ðCCT: 80 giếng khoan, thu thập từ các -

ñề tài, dự án (tài liệu tham khảo [18],[27],[28].

Bản ñồ ñịa chất trầm tích, tỷ lệ 1:50.000 (tài liệu tham khảo [4]); Bản -

ñồ ñịa hình, tỷ lệ 1:100.000 do Viện Quy hoạch thủy lợi Miền Nam thành lập năm

1997; Mặt cắt ñịa chất thủy văn (tài liệu tham khảo [28]).

Hệ toạ ñộ bản ñồ: UTM (phục vụ xử lý),VN2000 (bài toán ứng dụng). - Các báo cáo tổng hợp có liên quan.

Các phương pháp ñược áp dụng ñể xử lý, phân tích, tổng hợp các tài liệu gồm:

- Phương pháp thu thập, thống kê, tổng hợp tài liệu

- ðo sâu ñiện bổ sung trên ñịa bàn huyện Chợ Gạo, Mỹ Tho, Châu Thành.

- Phương pháp phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện: sử dụng phần

mềm Rinver32, ipi2Win ñể phân tích số liệu ño sâu ñiện theo từng ñiểm ño và theo

tuyến ño.

- Phương pháp phân tích GIS: Ứng dụng công nghệ GIS phân tích số liệu

ñiểm ño sâu ñiện theo vị trí không gian và giá trị thuộc tính ñiện trở suất. Công

nghệ GIS giúp cho việc phân tích các dữ liệu có quan hệ không gian nhanh chóng

và hiệu quả hơn. Bản ñồ GIS vừa là nguồn thông tin ñầu vào, vừa là kết quả biểu

hiện của hệ thống GIS.

- Phương pháp nội suy Kriging: ñược ứng dụng nhằm xác ñịnh các giá trị

ñiện trở suất cần nội suy tại những vị trí không có giá trị ño thực tế trên bản ñồ GIS.

Ngoài ra, CSDL của luận án ñược xây dựng theo cách tiếp cận mô hình

Geodatabase, là mô hình dữ liệu hướng ñối tượng, mô hình này cho phép biểu diễn

thống nhất các ñối tượng không gian và phi không gian và lưu trữ thống nhất dữ

liệu không gian và phi không gian khi ánh xạ mô hình này xuống hệ quản trị cơ sở

dữ liệu (DBMS); Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược lập

trình bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic.Net, thực hiện trên nền ArcGIS 9.3; Các

phần mềm máy tính khác cũng ñuợc sử dụng, hỗ trợ cho việc xử lý, phân lọc, tinh

chỉnh số liệu ño ñạc như: Excel, MapInfo, Surfer 4.3, Surfer 9.1.

6. Những ñiểm mới của luận án

- Xây dựng cơ sở dữ liệu ñiện trở suất các tầng ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền

Giang phục vụ cho các bài toán phân tích không gian liên quan.

- Hình thành chương trình ứng dụng khai thác CSDL, thực hiện các thuật

toán nội suy thành lập các bản ñồ ñiện trở suất theo các tầng ñịa chất.

- Xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá bảy tầng ñịa chất trầm tích tỉnh

Tiền Giang bằng công nghệ GIS.

Kết quả của việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược ứng dụng ñể giải ñoán

hai bài toán: Phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang và Xây dựng mô

hình cấu trúc phân lớp ñịa chất theo tuyến phục vụ xây dựng công trình tại huyện

Cai Lậy, là huyện trọng ñiểm của tỉnh.

7. Luận ñiểm bảo vệ

- Giá trị ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích thay ñổi theo theo diện và theo

chiều sâu; Vì vậy có ñủ căn cứ khoa học và thực tiễn ñể kết hợp dữ liệu phân tích

ñiểm ño sâu ñiện truyền thống và công nghệ GIS xây dựng nên các lớp bản ñồ số

ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang. Các tham số ñiện trở

suất có thể ñược cập nhật thường xuyên và bản ñồ ñiện trở suất ñược hình thành

phục vụ ña mục ñích như quản lý, quy hoạch khai thác tài nguyên nước dưới ñất, tài

nguyên ñất, phục vụ xây dựng công trình, v.v...

- Giá trị ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích thay ñổi phụ thuộc vào nhiều yếu

tố như: ñộ hạt, ñộ bảo hòa nước,… ñặc biệt là ñộ tổng khoáng hóa của nước chứa

trong các lớp ñịa chất trầm tích; Vì vậy có ñủ cơ sở khoa học ñể áp dụng công nghệ

GIS trên cơ sở sự biến ñổi của gía trị ñiện trở suất, tự ñộng hóa phân vùng mặn nhạt

các tầng chứa nước dưới ñất, ñồng thời xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất

phục vụ xây dựng công trình.

8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học:

- Nghiên cứu ña ngành: Luận án ñược thực hiện trên cơ sở kết hợp 3 chuyên

ngành gồm: Vật lý ñịa cầu, ðịa chất, Công nghệ GIS; Trong ñó thành tố chính tạo

nên kết quả của luận án là giá trị ñiện trở suất, tham số này có ñược trên cơ sở thực

hiện phương pháp ño sâu ñiện trên ñịa bàn nghiên cứu; Tài liệu ñịa chất vừa là cơ

sở cho các nhận ñịnh ban ñầu về cấu trúc ñịa chất, vừa là tài liệu kiểm chứng kết

quả phân tích tài liệu ño sâu ñiện; Công nghệ GIS sử dụng trong luận án như là một

công cụ tích hợp các phương pháp, thực hiện các thuật toán nội suy từ các giá trị ñiện trở suất dạng ñiểm, rời rạc sang dữ liệu có sự phân bố liên tục, hiễn thị trên bản

ñồ số hóa theo từng lớp dữ liệu phù hợp cấu trúc ñịa chất của ñịa bàn nghiên cứu.

- Phục vụ cho việc nghiên cứu của các ngành khác: Các lớp bản ñồ ñiện trở

suất ñược hình thành góp phần phản ảnh quá trình thành tạo các lớp ñịa chất trầm

tích qua các giai ñoạn biển tiến, biển thoái. Tùy theo mục ñích khai thác tài nguyên

ở tầng sâu hay nông mà các lớp bản ñồ ñiện trở suất ñược sử dụng ñể hỗ trợ cho các

nghiên cứu ứng dụng như: Khai thác nước dưới ñất của ngành ñịa chất thủy văn;

Phân vùng ñất yếu của ngành ñịa chất công trình; Phân vùng tập trung sét theo giá

trị ñiện trở suất của ngành ñiện lực, viễn thông; ðánh giá khả năng hấp thu phân

bón dựa vào ñộ dẫn ñiện của ngành nông nghiệp và là một nhân tố trong bài toán

tích hợp dữ liệu không gian và thuộc tính phục vụ cho các ngành quản lý, quy

hoạch.

- Giảng dạy: Với lượng số liệu thu thập khá ñầy ñủ, minh giải ñược ñặc ñiểm

tự nhiên của vùng nghiên cứu; kết quả phân tích có ñối chứng; cùng với việc kết

hợp khá hoàn thiện phương pháp truyền thống ðVL và công nghệ hiện ñại GIS ñể

xử lý, phân tích, cập nhật, hiển thị kết quả trên bản ñồ số hóa, nên luận án có thể

ñược sử dụng ñể làm tài liệu tham khảo, minh họa cho công tác giảng dạy của

chuyên ngành Vật lý ðịa cầu, GIS.

Ý nghĩa thực tiễn:

Dựa trên hệ thống CSDL ñiện trở suất, tùy theo giá trị phân biệt ñiện trở suất

của từng ñối tượng vật chất, các tính năng riêng biệt của các tầng ñịa chất sẽ ñược

xác ñịnh. Bằng các phương pháp phân tích không gian, nội suy GIS trên nền tảng

CSDL ñiện trở suất, các bài toán ứng dụng ña ngành theo vị trí không gian ñược

thực hiện.

Kết quả nghiên cứu của luận án ñược ñưa vào ứng dụng thực tiễn bằng hai ñề

tài rất cấp thiết hiện nay tại tỉnh Tiền Giang:

1. Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt các tầng chứa nước dưới ñất tỉnh Tiền

Giang. Kết quả nghiên cứu ñược thể hiện trên bản ñồ GIS với các thông tin tương

hợp với thực tế gồm các vùng: vùng chứa nước nước nhiễm mặn, vùng có 1 tầng

chứa nước nhạt, vùng có 2 tầng chứa nước nhạt, vùng có 3 tầng chứa nước nhạt. Kết

quả này phục vụ cho việc quy hoạch khai thác, xây dựng mạng lưới quan trắc nước

dưới ñất tỉnh Tiền Giang.

2. Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất huyện Cai Lậy phục vụ xây

dựng công trình. Với bộ số liệu ñiện trở suất ñược lưu trữ trong CSDL. Bằng các phép

nội suy không gian GIS, các mặt cắt ñịa ñiện theo tuyến tự chọn sẽ ñược thành lập một

cách tự ñộng. Kết quả này góp phần ñánh giá khả năng bố trí công trình xây dựng.

Ngoài ra, bản ñồ ñiện trở suất còn ñược ứng dụng trong các lĩnh vực: nông

nghiệp, ñiện lực, viễn thông, …

9. Nội dung nghiên cứu (1) Nghiên cứu lý thuyết

- Xác ñịnh giá trị ñiện trở suất bằng phương pháp ño sâu ñiện.

- Xử lý, phân tích, tích hợp dữ liệu trong GIS. Mô hình Geodatabase. Phương

pháp nội suy không gian.

- ðặc ñiểm tự nhiên tỉnh Tiền Giang. (2) Xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

- Xây dựng CSDL ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích tỉnh Tiền Giang.

- Hình thành phần mềm GIS.

- Ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất. (3) Bài toán ứng dụng

- Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt các tầng chứa nước dưới ñất tỉnh Tiền

Giang.

- Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất huyện Cai Lậy phục vụ xây

dựng công trình.

Từ nội dung trên, luận án ñược viết 163 trang gồm các phần, chương sau: - Phần MỞ ðẦU gồm 8 trang - Phần 1: TỔNG QUAN

Phần này gồm 2 chương:

+ Chương 1 : Cơ sở lý thuyết gồm 19 trang

+ Chương 2: ðặc ñiểm tự nhiên gồm 23 trang

- Phần 2: XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT

Phần này gồm 2 chương:

+ Chương 3: Phân tích - xử lý tài liệu ño sâu ñiện gồm 30 trang

+ Chương 4: Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

gồm 34 trang

- Phần 3: KẾT QUẢ - ỨNG DỤNG

Phần này gồm 1 chương:

+ Chương 5: Kết quả - Bài toán ứng dụng gồm 46 trang

- Phần KẾT LUẬN gồm 3 trang

+ Kết quả ñạt ñược

+ Những vấn ñề cần quan tâm nghiên cứu và phát triển

PHẦN 1 TỔNG QUAN

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ

CÁC NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN

1.1. Cơ sở lý thuyết

1.1.1. ðiện trở suất

1.1.1.1. Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñiện trở suất của vật liệu ñịa chất

ðiện trở suất ñược xác ñịnh bởi ñặc tính và ñộ dẫn ñiện của các khoáng vật tạo

nên vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng lên ñiện trở suất của vật liệu [22],[23], bao gồm :

Thành phần khoáng vật, ðộ rỗng và ñộ chứa nước, ðộ ẩm, ðộ khoáng hoá của nước ngầm, Kiến trúc bên trong, Nhiệt ñộ và áp suất. • • • • • •

- Thành phần khoáng vật: Các khoáng vật tạo vật liệu thường gặp là không

dẫn ñiện; Vì vậy, ñiện trở suất của phần lớn các vật liệu trầm tích, biến chất và phún

suất ít phụ thuộc thành phần khoáng vật, mà ñược xác ñịnh bởi các yếu tố còn lại.

- ðộ rỗng: là tỉ lệ phần không gian rỗng trong thể tích toàn phần của khối ñá.

ðộ rỗng thường ñược tính bằng phần trăm (%), kí hiệu là Ф

=Φ

ðộ rỗng Φ là tỷ số giữa thể tích rỗng (Vr) và thể tích ñất ñá (Vññ):

V V

ññ

(1.1)

Bảng 1.1: ðộ rỗng của một số loại ñá khác nhau [3]

Sỏi Cát Bột Sét

25 - 40 25 - 50 35 - 50 40- 70 Loại ñá trầm tích chưa gắn kết ðộ rỗng (%)

Phân loại giá trị ñộ rỗng:

Bảng 1.2. Phân loại giá trị ñộ rỗng của vật liệu ñịa chất [3]

Khi tăng ñộ rỗng, ñiện trở suất của vật liệu giảm, vì số lượng nước khối và nước

mặt tăng lên. Nếu trong các khe nứt chỉ chứa không khí thì ñiện trở suất lại tăng.

S = w

ðộ bão hòa nước là phần trăm thể tích lỗ rỗng trong ñó ñược chứa ñầy bởi nước.

V V

(1.2)

Với Sw là ñộ bão hòa nước (%).

Vn thể tích nước chứa trong lỗ rỗng.

Vr thể tích rỗng.

1 n

ðộ bão hòa nước còn ñược tính theo ñiện trở suất:

ρ o ρ t

 =  

  

(1.3)

Với: ρt ñiện trở suất thâ(cid:1)t của ñất ñá.

ρo ñiện trở suất của ñất ñá bão hòa 100% nước

n là hệ số bão hòa, thường chọn bằng 2.

- ðộ ẩm: là ñộ ngấm nước trong phần rỗng. Khi tăng ñộ ẩm, ñiện trở suất của

vật liệu giảm.

ðộ ẩm của vật liệu ñịa chất ở dưới mức nước ngầm thường lớn hơn vật liệu

trên mức nước ngầm. Sự chênh lệch này thể hiện rõ ở các loại như cát thô, loại ñá

có nhiều khe nứt... Vì trong chúng, nước khối chiếm ưu thế. Còn với sét, sự chênh

lệch ấy không rõ rệt, vì ở sét, nước trên mặt giữ vai trò quan trọng hơn nước khối.

Nói chung ñối với các vật liệu trầm tích có quy luật sau: ñiện trở suất càng

lớn nếu kích thước hạt càng lớn. Khi chuyển từ sét sang loại pha sét, pha cát và cát,

trầm tích sỏi,… ñiện trở suất tăng từ hàng ñơn vị ñến hàng trăm Ω.m.

- ðộ khoáng hóa của nước ngầm:

ðối với các thành tạo bở rời thì giá trị ñiện trở suất phụ thuộc chủ yếu vào ñộ

tổng khoáng hóa của nước chứa trong chúng. [23]

ðiện trở suất là ñại lượng tỉ lệ nghịch với ñộ khoáng hóa và ít phụ thuộc vào

thành phần của muối hòa tan. Do ñó, trong thực tế, có thể xác ñịnh ñiện trở suất của

nước khoáng bằng cách xem nó do chỉ một loại muối chủ yếu nào ñó trong vùng tạo

nên. Thường người ta lấy NaCl làm ñại diện và có thể dùng công thức thực nghiệm

sau: [22]

4,8 M

(1.4) ρ ~

Trong ñó, M là ñộ khoáng hoá, ñơn vị g/l.

ðiện trở suất của nước ngầm thay ñổi từ 10-100 Ω.m, phụ thuộc nồng ñộ

muối hoà tan. ðiện trở suất nước biển rất thấp (khoảng 0,2 Ω.m) vì hàm lượng muối

tương ñối cao.

- Kiến trúc bên trong của vật liệu ñịa chất, của các ñường dẫn dòng, ñặc tính của

các lỗ, các khe nứt, v.v... Nói chung, các ñặc tính kiến trúc và cấu tạo của vật liệu ñịa

chất không chỉ làm biến ñổi giá trị ñiện trở suất vật liệu mà còn gây tính bất ñẳng

hướng về ñiện.

Tính bất ñẳng hướng trước hết có trong các loại vật liệu sét trầm tích và

trong các phiến thạch, ñó là các loại ñược cấu tạo bởi các lớp mỏng có ñiện trở suất

khác nhau. Theo phương phân lớp, ñiện trở suất bé hơn theo phương cắt ngang lớp.

ðối với các vật liệu biến chất cũng vậy. Nếu vật liệu bị nứt nẻ, mà các khe

nứt có phương ưu tiên nào ñó theo quy luật thống kê thì cũng sẽ có bất ñẳng hướng

về tính chất ñiện. ðể ñặc trưng cho tính bất ñẳng hướng người ta dùng tham số bất

ñẳng hướng

ρ ρ

(1.5) λ =

trong ñó ρn là ñiện trở suất theo phương thẳng góc với lớp,

ρt là ñiện trở suất theo phương phân lớp.

- Nhiệt ñộ: ðiện trở suất vật liệu ñịa chất còn biến ñổi theo nhiệt ñộ. Khi

nhiệt ñộ tăng, ñộ linh ñộng của ion trong nước khoáng tăng, ñiện trở suất sẽ giảm.

Sự phụ thuộc ấy ñược tính bởi công thức

=ρ t

)18

ρ 18 t( −α+

(1.6)

trong ñó t là nhiệt ñộ (oC)

ρ18 là ñiện trở suất ở 18oC α là hệ số nhiệt ñộ, trong khoảng nhiệt ñộ từ 18 – 50OC, hệ số này ít biến

ñổi với các dung dịch nước muối khác nhau.

ρ 40

Với NaCl, α = 0,026 theo công thức trên

1 ρ≈ 18 2

(1.7)

Nhiệt ñộ tăng theo chiều sâu sẽ làm ñiện trở suất giảm. Khi nhiệt ñộ giảm xuống dưới 0oC, ñiện trở suất biến ñổi ñột ngột, vì các vật

liệu có ñộ dẫn ñiên ion bình thường gồm chỉ 2 thành phần (khung khoáng vật và

dung dịch trong các lỗ) trở nên có 3 thành phần (thêm băng do dung dịch ñông lại).

- Áp suất: Sự phụ thuộc của ñiện trở suất của vật liệu ñịa chất vào áp suất

khá phức tạp, tùy thuộc vào loại vật liệu. ðối với các vật liệu trầm tích xốp và ngậm

nước, ñiện trở suất tăng khi áp suất tăng, vì lúc ấy thể tích các lỗ hổng và các ñường

rỗng chứa các dung dịch dẫn ñiện giảm.

1.1.1.2. Mối liên hệ giữa ñiện trở suất với vật liệu ñịa chất, hóa chất công nghiệp

ðiện trở suất cũng chịu ảnh hưởng rất lớn bởi sự biến ñổi môi trường do sự

tác ñộng của ô nhiễm hóa chất công nghiệp.

Bảng 1.3 trình bày các trị số ñiện trở suất ñiển hình ñối với các loại vật liệu

ñịa chất, chất ô nhiễm hóa chất khác nhau (Keller, Frischknecht 1966, Daniels và

Alberty 1966)

Bảng 1.3. Giá trị ñiện trở suất của các vật liệu ñịa chất và hóa chất [39]

Vật liệu ðiện trở suất (Ωm) ðộ dẫn ñiện (1/ Ω m)

stt 1 ðá xâm nhập và biến chất

1.1 Granite

1.2 Basalt

1.3 Slate

1.4 Marible

1.5 Thạch anh 5x103 – 106 103 – 106 6x102 – 4x107 102 – 2,5x108 102 – 2x108 10-6 – 2x10-4 10-6 – 10-3 2,5x10-8 – 1,7x10-3 4x10-9 – 10-2 5x10-9 – 10-2

2 Trầm tích

2.1 Sandstone (sa thạch)

2.2 Shale (ñá phiến sét)

2.3 ðá vôi 8 – 4x103 20 – 2x103 50 – 4x102 2,5x104 – 0,125 5x10-4 – 0,05 2,5x10-3 – 0,02

ðất và nước

2.4 ðất sét 1 – 100

2.5 Phù sa 10 – 800 0,01 – 1 1,25x10-3 – 0,1

2.6 Nước ngầm 10 – 100 0,01 – 0,1

0,2 5

2.7 Nước biển 3 Hoá chất

3.1 Sắt 9,074x10-8 1,102x107

3.2 001 M.Potassium Chloride 0,708 1,413

3.3 001 M.Sodium Chloride 0,843 1,185

3.4 001 M Axit Axetic

3.5 Xylene 6,13 6,998x1016 0,163 1,429x10-17

- Các ñá xâm nhập và biến chất thường có giá trị ñiện trở suất rất cao, giá

trị ñiện trở suất cùa các loại ñá này phụ thuộc một cách mạnh mẽ vào ñộ nứt nẻ và

mức ñộ chứa nước trong các nứt nẻ ñó. Vì vậy, giá trị ñiện trở suất tương ứng với

mỗi loại ñất ñá có thể thay ñổi trong một giới hạn khá rộng từ hàng ngàn ohm.m

cho ñến nhỏ hơn 1 ohm.m phụ thuộc vào ñộ ẩm và ñộ khoáng hoá của nước.

- ðá trầm tích thường xốp và hàm lượng nước cao nên ñiện trở suất thấp,

ñất ướt và nước ngầm có ñiện trở suất thấp hơn. ðất sét thường có ñiện trở suất thấp

hơn cát. ðiện trở suất của các loại ñất ñá thường thay ñổi trong một giới hạn khá

rộng và chồng gối lên nhau, do chúng phụ thuộc một cách chặt chẽ vào các tham số

như: ñộ xốp của ñất ñá, hàm lượng của nước và ñặc biệt là ñộ khoáng hóa của nước

chứa trong các lỗ rỗng.

ðiện trở suất của nước dưới ñất dao ñộng trong khoảng từ 10 ñến 100

ohm.m, phụ thuộc vào hàm lượng các muối hòa tan có trong chúng. ðiện trở suất

của nước biển rất thấp (vào khoảng 0.2 ohm.m) do hàm lượng muối cao, ñiều ñó

làm cho phương pháp thăm dò ñiện thành một kỹ thuật lý tưởng trong việc ño vẽ

bản ñồ xác ñịnh ranh giới nhiễm mặn của các tầng nước dưới ñất.

- Hóa chất ô nhiễm công nghiệp: Các trị số ñiện trở suất của một số chất

nhiễm bẩn công nghiệp ñược nêu ở bảng 1.3. Kim loại như sắt có trị số ñiện trở suất

rất thấp, các hoá chất có ñiện phân mạnh như potasium chloride và sodium chloride

có thể làm giảm mạnh ñiện trở suất của nước ngầm ñến dưới 1 Ω.m cho dù với

nồng ñộ thấp. Ảnh hưởng của sự ñiện phân yếu như acetic acid thì tương ñối nhỏ.

Chất hydrocarbon, ñiển hình như xylene, có các trị số ñiện trở suất rất cao.

1.1.1.3. Xác ñịnh giá trị ñiện trở suất bằng phương pháp ño sâu ñiện

Giả thiết là môi trường ñồng nhất, dòng ñiện ñược phát vào môi trường bởi hai

ñiện cực dòng A và B, giá trị ñiện thế ñược ño giữa hai ñiện cực thế M và N. Giá trị

ñiện trở suất tính ñược là ñiện trở suất thật của môi trường. Khi môi trường bất ñồng

nhất hoặc không vô hạn, giá trị ñiện trở suất tương ñương với giả thiết môi trường

aρ ñược tính theo công thức sau:

ñồng nhất, ñược gọi là giá trị ñiện trở suất biểu kiến

ρ a

U ∆ I

2 π

(1.8)

−

  

  

r AM

r BM

1 r AN

1 r BN

Trong ñó

k là tham số hình học phụ thuộc vào sự sắp xếp của 4 ñiện cực.

U ∆ I

với , giá trị ñiện trở suất biểu kiến ñược tính bởi:

a =ρ

(1.9)

nρ ; h1, h2, h3,……, hn, r)

aρ = f( 1ρ ,

2ρ ,..…..,

ðiện trở suất của môi trường phân lớp ngang ñược cho biểu thức:

r: kích thước thiết bị.

aρ = f(r) biểu thị sự

Như vậy, với mỗi khoảng cách thiết bị r ta thu ñược hàm

biến ñổi của ñiện trở suất theo chiều sâu.

ðất ñá trầm tích trong ñiều kiện kiến tạo ổn ñịnh thường có dạng phân lớp

ngang, Do ñó, phương pháp ño sâu ñiện ñược xây dựng là các phương pháp nghiên

cứu cấu tạo, tính chất ñiện của môi trường phân lớp theo chiều sâu, phù hợp với

dạng phân lớp ngang của ñất ñá trầm tích.

Bài toán cơ sở của phương pháp ño sâu ñiện ñược xây dựng dựa trên mô

hình phân lớp ngang có ñiện trở suất và bề dày lần lược là ρ1,h1; ρ2,h2; ρ3,h3;…;

ρi,hi; …;ρn,hn.

Trường hợp lý tưởng nhất là xem các lớp này gần như song song nhau và

ñược phân biệt bởi các tham số hình học và tính chất ñiện của chúng. ðiện thế trên

mặt môi trường phân lớp ngang do một nguồn dòng I cũng ñặt tại một ñiểm trên

∞

( , 0)

(

)

mặt gây ra ñược cho bởi biểu thức:

U r 1

R m J mr dm ( 0

∫

I ρ 1 2 π

(1.10)

Với:

)

(

iR m là một hàm phụ thuộc biến số tích phân m và các tham số của lát cắt

J0: Hàm Bessel bậc không;

arcth

... + +

ñịa ñiện, ñược tính theo công thức:

R i

 cth mh  3 

  

ρ 2 ρ 1

ρ 3 ρ 2

ρ n ρ −

 cth mh   2 

   

  cth mh 1  

   

)

(

(1.11)

iR m chỉ số i biểu diễn lớp ñất ñá mà hàm R(m) ñược tính

Trong các hàm

trên mặt của nó.

Mô hình trên là mô hình phân lớp ngang, tính chất ñiện trong mỗi lớp là

ñồng nhất và biến ñổi nhảy vọt khi chuyển sang lớp khác.

1.1.2. Hệ thống thông tin ñịa lý

1.1.2.1. Khái niệm Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS)

Tuỳ theo cách tiếp cận mà có rất nhiều ñịnh nghĩa khác nhau về Hệ thống

thông tin ñịa lý (GIS), trong luận án này, ta sử dụng ñịnh nghĩa sau: Hệ thống thông

tin ñịa lý là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính ñể thu thập, lưu trữ, phân

tích, xử lý và hiển thị dữ liệu không gian liên quan ñến vị trí trên bề mặt Trái ñất và

tích hợp các thông tin này vào quá trình lập quyết ñịnh.

Con người Phần cứng Phần mềm

Dữ liệu GIS

Hình 1.1: Hệ thống thông tin ñịa lý [14]

Thu thập Lưu trữ Xử lý Phân tích Hiển thị

1.1.2.2. Mô hình dữ liệu GIS

Mô hình dữ liệu thể hiện tập hợp các qui tắc giúp chuyển ñổi thế giới thực

thành các ñối tượng số với các ñặc tính không gian và thuộc tính. Dữ liệu thuộc tính

ñược thể hiện bởi mô hình dữ liệu dạng bảng. Dữ liệu không gian ñược biểu diễn

theo mô hình vector hoặc mô hình raster. Khi cần biểu diễn hoặc phân tích, dữ liệu

không gian và dữ liệu thuộc tính ñược liên kết lại với nhau thông qua các trường

thuộc tính chung.

1.1.2.2.a) Cấu trúc Raster

Cấu trúc dữ liệu raster ñược xem như một mạng lưới các ô (cell hoặc pixcel).

Trong máy tính, lưới ô này ñược lưu trữ dưới dạng ma trận trong ñó mỗi cell có

ñược là giao ñiểm của một hàng, một cột trong ma trận.

Trong cấu trúc này, ñiểm ñược xác ñịnh bởi cell, ñường ñược xác ñịnh bởi

một số các cell kề nhau theo một hướng. Vùng ñược xác ñịnh bởi số các cell mà

trên ñó thực thể phủ lên. Tập hợp các cell có cùng gía trị thuộc tính trên một raster

gọi là lớp (layer).

Biểu diễn hai chiều của dữ liệu ñịa lý theo cấu trúc này ñược ñịnh lượng hóa

ñể có thể dễ dàng ñánh giá ñược ñộ dài, diện tích. Dễ dàng nhận thấy rằng, không

gian càng ñược chia nhỏ thành nhiều cell thì kết quả tính toán càng chính xác.

Biểu diễn raster ñược xây dựng trên cơ sở hình học phẳng Ơcơlit. Mỗi cột

cell sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. ðộ lớn của cạnh ô vuông này

còn ñược gọi là ñộ phân giải của dữ liệu.

Cấu trúc raster thường ñược áp dụng ñể mô tả cho các ñối tượng, hiện tượng

phân bố liên tục trong không gian, ñể lưu giữ thông tin dưới dạng ảnh trong CSDL.

Trong luận án, các bản ñồ ñiện trở suất ñược hiển thị dưới dạng cấu trúc raster.

1.1.2.2.b) Cấu trúc Vector

Trong cấu trúc dữ liệu vector, thực thể không gian ñược biểu diễn bằng các

phần tử cơ bản là ñiểm, ñường, vùng và các quan hệ topo giữa các ñối tượng với nhau.

Vị trí không gian của thực thể không gian ñược xác ñịnh bởi một tọa ñộ

trong một hệ thống tọa ñộ thống nhất toàn cầu. ðiểm dùng cho tất cả các ñối tượng

không gian mà ñược biểu diễn bằng một cặp tọa ñộ (X, Y). Ngoài giá trị tọa ñộ (X,

Y), các ñiểm còn thể hiện kiểu ñiểm, màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính ñi kèm.

ðường dùng ñể biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến, ñược tạo nên từ các

ñoạn thẳng nối hai cặp tọa ñộ (Xi, Yi), (Xi+1, Yi+1). Các quan hệ không gian quan trọng

ñối với hệ thống các ñường và ña giác ñược tạo bởi các cung (arc), nút (node).

Các giá trị thuộc tính ñối với ñiểm, ñường và ña giác ñược lưu trữ ñộc lập

với các quan hệ không gian của các thực thể. Những ñối tượng có cùng danh sách

thuộc tính như nhau ñược xếp vào một lớp, gọi là lớp ñối tượng (Object class)

Các dữ liệu vector ñược số hóa với một ñộ chính xác theo yêu cầu. Trên thực

tế ñể biểu diễn một ñường cong liên tục chúng ta thường xấp xỉ bằng ñường gấp

khúc. Trong trường hợp này, ñộ chính xác biểu diễn ñối tượng sẽ phụ thuộc vào

mức ñộ rời rạc hóa các ñiểm của ñường cong.

Mô hình vector áp dụng thích hợp ñể lưu trữ các hiện tượng phân bố không

liên tục, ñặc biệt là thể loại bản ñồ ñường nét, bản ñồ ñịa hình. Trong luận án bản ñồ

phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất ñược thể hiện dưới dạng cấu trúc vector.

1.1.2.3. Xử lý dữ liệu GIS

Chức năng quan trọng của GIS là xử lý dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc

tính ñể trợ giúp cho quá trình ra quyết ñịnh. Khả năng xử lý dữ liệu không gian của

GIS là cơ sở ñể phân biệt GIS với các hệ thống quản trị Cơ sở dữ liệu thông thường.

Xử lý dữ liệu GIS gồm 3 nhóm chức năng chính: Xử lý dữ liệu không gian, Xử lý

dữ liệu thuộc tính, Kết hợp dữ liệu không gian và thuộc tính.

1.1.2.3.a) Xử lý dữ liệu không gian

a. Chuyển ñổi ñịnh dạng dữ liệu: Hiện thời trên thị trường Công nghệ thông

tin có rất nhiều phần mềm GIS khác nhau, mỗi phần mềm lưu trữ dữ liệu theo một

cấu trúc riêng biệt. Tuỳ theo việc sử dụng phần mềm GIS nào ñể phân tích dữ liệu,

ta phải chuyển ñổi ñịnh dạng dữ liệu sang cấu trúc dữ liệu thích hợp.

b. Chuyển ñổi hình học: Do dữ liệu thu thập từ nhiều nguồn khác nhau nên

khả năng các lớp dữ liệu khi chồng lớp sẽ không khớp nhau. ðồng thời, thời gian

qua, các bản ñồ GIS chuyên ñề do các cơ quan trong nước xây dựng cũng chưa có

sự thống nhất về việc sử dụng hệ qui chiếu (hệ Gauss, UTM, VN2000); cho nên,

cần thiết phải sử dụng các phương pháp chuyển ñổi hình học ñể hiệu chỉnh các lớp

dữ liệu riêng biệt trùng khớp với lớp dữ liệu nền. a. Ghép biên và soạn thảo ñồ hoạ

- Ghép biên: Do vùng nghiên cứu rộng nên bản ñồ phục vụ nghiên cứu

thường do nhiều bản ñồ nhỏ ghép lại với nhau, từ ñó dễ xảy ra hiện tượng các ñối

tượng ở các ñường biên sẽ không khớp nhau, ghép biên ñược sử dụng ñể ñiều chỉnh

hiện tượng các ñối tượng kéo dài ngang qua biên của các mảnh bản ñồ. (Hình 1.4.)

Hình 1.2: Ghép biên các mảnh bản ñồ

Trước khi ghép biên Sau khi ghép biên

- Soạn thảo ñồ hoạ: Số hoá các ñối tượng trên bản ñồ có thể xảy ra các

trường hợp các ñường số hoá ngắn vài milimet và không tiếp xúc ñối tượng. Chức

năng soạn thảo trong GIS giúp thực hiện các công ñoạn thêm, xoá hoặc thay ñổi vị

trí của ñối tượng. Và các phần mềm GIS cho phép sử dụng các phương pháp bắt

ñiểm hoặc bắt ñường ñể hiệu chỉnh các sai số do số hoá tạo ra. Ngoài ra khi số hoá

hoặc chồng các ñối tượng trên hai bản ñồ lại với nhau, một ñối tượng lại ñược thể

hiện hai lần và có dạng kéo dài (sliver); Có những phần mềm GIS có chức năng

Hình 1.3.: Sliver tạo ra do số hoá

hoặc chồng 2 lớp bản ñồ

Hình 1.4: Quy trình biên soạn ñồ hoạ

nhận biết các sliver và xoá hoặc tự ñiều chỉnh các sliver ñó (Hình 1.5)

1.1.2.3.b) Xử lý dữ liệu thuộc tính:

Xử lý dữ liệu thuộc tính bao gồm các chức năng soạn thảo, kiểm tra và phân

tích dữ liệu thuộc tính. Nhiều phân tích trong GIS ñược thực hiện chỉ sử dụng những

chức năng phân tích thuộc tính. Trong hệ thống GIS, dữ liệu thuộc tính ñược lưu tách

biệt với dữ liệu không gian và thường ñược lưu trong hệ cơ sở dữ liệu tách biệt.

- Soạn thảo thuộc tính: Chức năng này cho phép dữ liệu thuộc tính ñược lấy

ra, kiểm tra và thay ñổi. Hai bảng dữ liệu thuộc tính có thể liên kết luận lý hoặc vật

lý thông qua các trường dữ liệu chung. Dữ liệu thuộc tính từng mẫu tin có thể ñược

thay ñổi hoặc xác lập bởi chính người sử dụng hoặc thực hiện thông qua một số

phép tóan số học hoặc thống kê.

Ví dụ: Phép tóan nhân

ID Giá trị ID Hệ số ID Trọng số

1 9 1 0,6 1 5,4

2 7 * 2 0,3 2 2,1

3 5 3 0,1 3 0,5

- Truy vấn thuộc tính: Cho phép truy tìm mẫu tin trong cơ sở dữ liệu thuộc tính

thoả mãn ñiều kiện truy tìm ñưa ra bởi người sử dụng. Trong truy vấn thường sử dụng

các tóan tử: =, <, >, ≤, ≥ hoặc các tóan tử luận lý: AND, OR, NOR, XOR, NOT

Bảng 1.4: Các phép toán luận lý

Hình 1.5: Mô tả biểu ñồ Venn

A 1 1 0 0 B 1 0 1 0 NOT A 0 0 1 1 A AND B 1 0 0 0 A OR B 1 1 1 0 A XOR B 0 1 1 0

1.1.2.3.c) Tích hợp dữ liệu thuộc tính và không gian:

Sức mạnh của GIS là khả năng tích hợp dữ liệu không gian và thuộc tính.

Tích hợp dữ liệu không gian và thuộc tính có thể xếp thành 4 nhóm : (a) Truy xuất

số liệu, phân loại và ño lường, (b) Chồng lớp, (c) Lân cận, (d) Kết nối.

(a) Truy xuất số liệu, phân loại và ño lường:

- Truy xuất số liệu: Hoạt ñộng truy xuất số liệu ñối với dữ liệu không gian và

thuộc tính bao gồm tìm kiếm chọn lọc, sắp xếp và hiển thị dữ liệu ñược chọn, nhưng

không cần thiết ñiều chỉnh vị trí của ñối tượng hoặc tạo ra một ñối tượng mới. Ví

dụ: Tìm kiếm những vị trí trên bản ñồ có trường thuộc tính ñiện trở suất >10 Ω.m.

Lúc ñó các vị trí trên bản ñồ thoả ñiều kiện truy vấn trên sẽ ñược chỉ ra.

- Phân loại và tổng quát hoá: Chức năng phân loại ñược cung cấp trong tất cả

các hệ GIS. ðối với lớp dữ liệu ñơn, chức năng phân loại liên quan ñến vịêc gán tên

lớp cho từng polygon (ví dụ: lớp ñiện trở suất ρ<8 Ω.m, lớp ñiện trở suất ρ=(8-10)

Ω.m, lớp ñiện trở suất ρ>10 Ω.m trong bản ñồ Biên mặn nhạt nước dưới ñất). Phân

loại cũng ñược tiến hành trên nhiều lớp dữ liệu, thường kết hợp với chức năng

chồng lớp (ví dụ: Tìm vùng phân bố nước nhạt ở cả 3 tầng Pliocen trên, Pliocen

dưới và Miocen). Dựa vào thuộc tính ñiện trở suất ρ≥10 Ω.m của lớp dữ liệu, ta

chọn vùng có giá trị ρ trong khỏang phù hợp.

Vùng màu: Vùng ñề xuất có ρ≥10Ω.m; Vùng trắng: Vùng không ñề xuất có ρ<10Ω.m

Hình 1.6: Vùng thích hợp cho khai thác nước dưới ñất

Trước phân loại Bảng phân loại Sau khi phân loại

Tổng quát hoá là quá trình làm cho kết quả phân loại kém chi tiết hơn hoặc

làm giảm số lớp bằng cách phối hợp các lớp ban ñầu. Tổng quát hoá thường dùng

ñể làm nổi rõ các hiện tượng. Ví dụ trong lớp ñịa chất công trình, ta cụm các ñối

tượng có cùng khả năng chịu tải vào thành một nhóm.

(b) Chồng lớp:

Các chức năng chồng lớp số học và logic là một bộ phận trong các phần

mềm Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS)

- Chồng lớp số học: bao gồm những phép tính như cộng, trừ, nhân, chia từng

giá trị trong lớp dữ liệu với một giá trị tại vị trí tương ứng trong lớp dữ liệu thứ hai.

Ví dụ: chồng hai lớp dữ liệu ñịa chất trầm tích và lớp giao thông, giá trị trọng số của

lớp thứ ba là tổng trọng số cuả hai lớp thành phần.

- Chồng lớp logic: liên quan ñến việc tìm ra những vùng thỏa mãn hoặc

không thoả mãn ñiều kiện ñặt ra. Ví dụ: Tìm các vị trí ñất có trọng số >6 là vị trí

thích hợp qui hoạch khai thác nước dưới ñất.

Hình 1.7: Chồng lớp dữ liệu không gian

dữ liệu thuộc tính

- Chồng lớp với dữ liệu raster: ñược tiến hành trên cơ sở chồng các pixel với

pixel. Có hai phương pháp chồng lớp Raster:

+ Phương pháp trung bình trọng số: hai lớp dữ liệu có các giá trị là P1 và

P2 cùng các trọng số lớp tương ứng w1 và w2, khi chồng lớp với nhau, kết quả cho

ra lớp dữ liệu thứ ba có giá trị P1w1 + P2w2, trong ñó w1 + w2 = 1

+ Phương pháp phân hạng: dữ liệu thuộc tính của hai lớp dữ liệu ñược

phân hạng trước khi thực hiện việc chồng lớp.

- Chồng lớp dữ liệu vector: ñược thực hiện trên các tiến trình topology. Có

ba truờng hợp chồng lớp: ñiểm trên vùng, ñường trên vùng, vùng trên vùng.

1 2

Lớp Pliocen trên

1 2

ρ > 8,4Ω.m ρ < 8,4Ω.m

Lớp Pliocen dưới

Dữ liệu không gian Dữ liệu thuộc tính

4

3

3 4

ρ > 8,4Ω.m ρ < 8,4Ω.m

Overlay

ID Lớp Pliocen trên Lớp Pliocen dưới

1.4 1.3 2.3 2.4

1.3 ρ > 8,4Ω.m

ρ > 8,4Ω.m

1.4 ρ > 8,4Ω.m

ρ < 8,4Ω.m

Hình 1.8. Chồng xếp dữ liệu vector

2.3 ρ < 8,4Ω.m

ρ > 8,4Ω.m

2.4 ρ < 8,4Ω.m

ρ < 8,4Ω.m

ñịa lý xung quanh vị trí cụ thể. Ví dụ ñếm số ñiểm ño sâu ñiện nằm trong vùng bán

kính 200 m của vùng phân bố nước ngầm nhạt. Vùng phân bố nước ngầm nhạt là

vùng ñược xác ñịnh, 200 m bán kính là lân cận.

- Chức năng tìm kiếm: nhằm lựa chọn toàn bộ các thực thể nội tại trong vùng

ñược chọn bao quanh ñối tượng mục tiêu. Ví dụ: Cho biết hiện trạng sử dụng ñất

trong vùng qui hoạch ñô thị có trọng số bằng 9 (trọng số ñược tính toán dựa trên sự

tổng hợp giá trị ñiện trở suất liên quan tầng ñất sét) và diện tích mà chúng bao phủ

Hình 1.9. Kết quả tìm kiếm vùng ñược chọn trên cơ sở thao tác chồng ghép lớp dữ liệu qui hoạch ñô thị và lớp hiện trạng sử dụng ñất

1.2. Các nghiên cứu có liên quan

1.2.1. Các nghiên cứu về ñịa chất, ñịa vật lý:

Tỉnh Tiền Giang nằm trong vùng ñịa chất thuỷ văn Bắc sông Tiền và thuộc

phần hạ lưu của hệ thống sông Mekong. Toàn bộ tỉnh Tiền Giang ñược tạo thành

bởi các trầm tích sông biển hỗn hợp hoặc sông ñầm lầy và biển ñầm lầy trẻ (tuổi

Holocen), dấu ấn của quá trình biển lùi, là nơi sinh sống của số ñông dân cư với mật

ñộ dân số cao so với các tỉnh ðB SCL. Với ñặc ñiểm tự nhiên thuận lợi cho phát

triển kinh tế - xã hội, nên có rất nhiều công trình nghiên cứu trên ñịa bàn tỉnh Tiền

Giang, trong ñó công trình nghiên cứu về ñịa chất, ñịa vật lý có số lượng ñáng kể.

1.2.1.1. Các nghiên cứu về xây dựng bản ñồ ñịa chất:

- 1937 – 1962 E. Saurin ñã xây dựng bản ñồ ñịa chất tờ Sài Gòn, tờ Vĩnh

Long tỷ lệ 1:500.000, trong ñó tỉnh Tiền Giang chỉ ñược thể hiện có một ñơn vị

trầm tích Holocen.

- 1961 Moormann trong bản ñồ ñất toàn miền nam, tỷ lệ 1:1.000.000 chia

lãnh thổ tỉnh Tiền Giang thành 3 ñơn vị: ñất mặn ven biển, ñất bồi không phân biệt,

ñất rất phèn của ðồng Tháp Mười.

- 1966, Moornann ứng dụng phương pháp viễn thám (ảnh máy bay) xây

dựng bản ñồ ñịa chất trầm tích tỷ lệ 1:250.000, ñã phát hiện ðBSCL 14 môi trường

trầm tích, trong ñó tỉnh Tiền Giang có 7 môi trường có cấu trúc trầm tích Holocen

tiêu biểu.

- 1969, Dornbusch ño vẽ bằng ảnh máy bay và khoan ñịa chất tỉnh Tiền

Giang, xây dựng nên bản ñồ ñịa chất trầm tích tỷ lệ 1:50.000

- 1974 – 1975, Trần Kim Thạch áp dụng ñầu tiên giải ñoán ảnh vũ trụ

Landsat 1 và công bố bản ñồ trầm tích ñệ tứ của toàn ðB SCL tỷ lệ 1:250.000

- Từ năm 1975 ñến 1980 Tổng cục ñịa chất thực hiện phần chỉnh lý bản ñồ

ñịa chất, bản ñổ ðCTV các tỉnh phía nam, tỷ lệ bản ñồ 1:500.000. Công trình này

bố trí nhiều lỗ khoan sâu trên ñịa bàn các huyện Cái Bè, Châu Thành, Chợ Gạo, Gò

Công ðông. Có lỗ khoan ñã ñụng ñến tầng ñá móng. Tiếp sau ñó ñến năm 1992 bản

ñồ ñược nâng ñến tỷ lế 1:200.000. Qua công trình trên ñã ñưa ra nhận ñịnh: triền

của móng ñá nghiêng về tây, từ Gò Công ñến Mỹ Tho.

- 1985 từ kết quả chương trình ðiều tra cơ bản ðTM (60-02, 60-B), Phân

viện ðịa lý tại thành phố Hồ Chí Minh ñã xây dựng bản ñồ ñịa chất trầm tích kỷ thứ

tư ðTM tỷ lệ 1:100.000, bản ñồ ñã thể hiện ñược 16 ñơn vị trầm tích; trong ñó có 2

ñơn vị trầm tích thuộc phù sa cổ và 14 ñơn vị trầm tích phù sa mới.

1.2.1.2. Các nghiên cứu ñịa vật lý

Từ thập niên 1990, có các công trình ñịa vật lý ñược triển khai trên ñịa bàn

tỉnh Tiền Giang như:

- 1994 Nguyễn Duy Khang, Nguyễn Xuân Thành thực hiện ñề tài nghiên cứu

khoa học cấp tỉnh ðiều tra, ñánh giá, lập bản ñồ ñề xuất hướng sử dụng nước ngầm

tầng nông tỉnh Tiền Giang ñã tiến hành ño 500 ñiểm ño sâu ñiện nhằm tìm kiếm các

ñối tượng chứa nước nhạt thuộc trầm tích Pleistocen ở ñộ sâu hơn 100m. Với nhận

ñịnh: Các thấu kính bột sét chia trầm tích Pleistocen thành 2 lớp chứa nước chính:

Nước nhạt trong trầm tích Pleistocen thứ nhất nằm ở ñộ sâu 50-55m ñến 65-70m tạo

thành các thấu kính dạng dải; thường kéo dài theo hướng tây bắc – ñông nam; Lớp

chứa nước Pleistocen thứ hai nằm ở ñộ sâu từ 75-80m ñến 85-90m.

- 1996 Nguyễn Cận, Nguyễn Ngọc Thu trên cơ sở phân tích trường từ và

trọng lực, ñã tiến hành ño eman 2 hành trình chính: Tân Hiệp – Kinh Tây, Bắc Mỹ

Thuận ñể lý giải vòm nâng tân kiến tạo phía Bắc Sông Tiền.

- 1997 Nguyễn Duy Khang, Nguyễn Xuân Thành tiếp tục thực hiện ñề tài:

Xác ñịnh biên mặn nhạt nước ngầm tầng sâu, xác ñịnh nguồn bổ cập nước ngầm

tầng nông vùng Gò Công tỉnh Tiền Giang, ñã tiến hành ño sâu ñiện 300 ñiểm và xây

dựng ñược bản ñồ phân chia 3 vùng chứa nước: vùng chứa nước nhạt, vùng chứa

nước lợ và vùng nhiễm mặn. Và ñánh giá nước tầng nông có liên quan trực tiếp với

nước mặt, nước mưa cấp qua các giồng cát.

1.2.2. Các nghiên cứu ứng dụng GIS

Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ra ñời vào những năm 1960 ở Canada, Mỹ.

ðến năm 1980, cùng với những tiến bộ của máy tính, công nghệ GIS ñã phát triển

hết sức nhanh chóng và ứng dụng mạnh mẽ tại hầu hết các nước trên thế giới. Ở

Việt Nam, công nghệ GIS bắt ñầu ứng dụng khá phổ biến vào những năm 1990;

nhờ khả năng phân tích và xử lý ña dạng dữ liệu không gian, phi không gian, công

nghệ GIS hiện nay ñược ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực như kinh tế -

xã hội, an ninh quốc phòng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, ứng dụng

trong sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn....

Trong lĩnh vực ñịa chất – ñịa vật lý, GIS là một trong những công cụ hữu

hiệu trong việc tích hợp các phương pháp, các thành phần khác nhau ñể lưu trữ,

chọn lọc, truy vấn, phân tích dữ liệu không gian nhằm giải ñoán, dự báo các hiện

tượng ñịa chất, ñịa vật lý. Một số công trình ứng dụng ñã ñược công bố gồm:

- Xây dựng hệ thống thông tin ñịa lý phục vụ công tác quản lý tài nguyên

môi trường trên cơ sở biên tập kết quả các ñề tài nước, ñất cát; Và khảo sát bổ sung

nước ngầm Tỉnh Tiền Giang (Nguyễn Xuân Thành, 2005). ðề tài ñã ứng dụng phần

mềm MapInfo chuyển ñổi các bản ñồ giấy có ñược từ các chương trình ðTCB 60-

02, 60-B thành bản ñồ số và phân thành 4 nhóm: Nhóm tự nhiên, Nhóm Cơ sở hạ

tầng, Nhóm Môi trường ñất, Nhóm Kinh tế - xã hội. ðề tài ñã xây dựng chương

trình quản lý theo nhóm dữ liệu bản ñồ bằng ngôn ngữ lập trình MapBasic. ðồng

thời tiến hành ño 300 ñiểm ño sâu ñiện phân bổ theo 17 tuyến ño phủ ñều khu vực 3

huyện phía Tây tỉnh Tiền Giang. ðề tài ñã phân tích ñược ñiện trở suất theo diện và

theo chiều sâu của các tầng chứa nước toàn khu vực và hình thành bản ñồ số hóa

các vùng chứa nước mặn – nhạt.

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ñịa vật lý - ñịa chất và GIS ñể xây dựng

mô hình ba chiều (3D) cấu trúc ñịa chất khu vực Thanh ða phục vụ phòng tránh sụp

lở và xây dựng công trình (Lê Ngọc Thanh, 2009). ðề tài ñã kết hợp các phần mềm

ArcGIS 9, Rockworks 2006, RockWare GIS Link 2 thực hiện tính năng nội suy, tạo

các mặt cắt ñịa tầng và các bề mặt theo không gian ba chiều.

1.3. Các vấn ñề ñặt ra cho nghiên cứu

1.3.1. Các vấn ñề còn tồn tại trong các nghiên cứu trước ñây

- Các công trình nghiên cứu ñịa chất, ño ñạc ñịa vật lý trên ñịa bàn tỉnh Tiền

Giang thời gian qua tập trung vào việc xây dựng bản ñồ nhằm mô tả cấu trúc ñịa chất

trầm tích và ranh giới mặn nhạt của các tầng chứa nước dưới ñất. Các số liệu ñược lưu

trữ bằng tài liệu giấy; bản ñồ thông thường ñược ño vẽ, trình bày bằng các phương

pháp thủ công, truyền thống.

- Các nghiên cứu GIS trong lĩnh vực ñịa chất, ñịa vật lý chỉ mới ñược ứng

dụng cho việc xây dựng bản ñồ số hoặc hỗ trợ hiển thị kết quả của các công trình

ñơn lẽ, chưa có nghiên cứu nào hình thành nên một cơ sở dữ liệu và xây dựng

chương trình ứng dụng ñể cập nhật thường xuyên thông tin của các phương án khảo

sát ñịa vật lý, ñịa chất. ðặc biệt việc tích hợp các phương pháp của lĩnh vực GIS,

ñịa vật lý, ñịa chất ñể xây dựng tự ñộng các bản ñồ phục vụ cho các bài toán ứng

dụng thực tiễn ñến nay vẫn là vấn ñề mới, chưa có những nghiên cứu hoàn thiện.

- Việc lựa chọn giá trị ñiện trở suất ño sâu ñiện ñể giải ñoán ranh mặn nhạt

của các tầng chứa nước dưới ñất trên ñịa bàn nghiên cứu, chỉ ñược thực hiện bằng

phương pháp so sánh tham số giữa ñộ tổng khoáng hoá nước dưới ñất của các tầng

ðCTV với giá trị ñiện trở suất phân tích tại vị trí ñiểm ño sâu ñiện gần giếng khoan

ðCTV, nên tính thuyết phục chưa cao.

1.3.2. Những nội dung cần nghiên cứu:

Dựa trên nền tảng của sự phát triển lý thuyết về phương pháp ño sâu ñiện và

công nghệ GIS, nhằm khắc phục những tồn tại của các nghiên cứu trước ñây, luận

án này sẽ tập trung thực hiện các nội dung sau:

- Xây dựng quy trình tích hợp phương pháp ño sâu ñiện và phương pháp

phân tích GIS ñể xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích tỉnh Tiền

Giang.

- Xây dựng CSDL ñiện trở suất: Luận án nghiên cứu xây dựng CSDL không

gian (geodatabase) ñể lưu trữ giá trị ñiện trở suất của 1000 ñiểm ño sâu ñiện trên ñịa

bàn tỉnh Tiền Giang.

- Xây dựng chương trình máy tính nhằm thêm mới, cập nhật thường xuyên

dữ liệu không gian và thuộc tính ñiểm ño sâu ñiện, ñồng thời thực hiện các tác vụ

phân tích, nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất phục vụ cho các bài toán ứng dụng.

- Xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá bảy tầng ñịa chất trầm tích góp

phần minh giải quá trình hình thành cấu trúc ñịa chất vùng nghiên cứu dựa trên sự

biến ñổi của tham số vật lý ñiện trở suất của từng lớp dữ liệu bản ñồ.

- Ứng dụng bản ñồ ñiện trở suất ñể thực hiện hai bài toán ứng dụng mang

tính cấp thiết trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang gồm:

1. Phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất

+ Xây dựng hàm tương quan giữa ñộ tổng khoáng hóa nước dưới ñất và ñiện

trở suất ño sâu ñiện. Xác ñịnh tiêu chuẩn giá trị ñiện trở suất tương quan với ñộ tổng

khoáng hoá nước dưới ñất M≈1000 mg/l theo các vùng ñặc trưng.

+ Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng chứa nước pliocen trên n2

3 2 và miocen trên n1

, pliocen dưới n2

2. Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây dựng công trình

+ Hình thành các mặt cắt ñịa ñiện, minh giải sự phân bố của tầng ñất ñá phục

vụ xây dựng công trình.

Chương 2

ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN

2.1. Vị trí ñịa lý

Tỉnh Tiền Giang nằm về phía ðông Bắc ñồng bằng Sông Cửu Long, nằm trong

vùng kinh tế trọng ñiểm phía Nam; trải dài trên bờ Bắc Sông Tiền với chiều dài trên

120 km. Về ranh giới hành chính: phía ðông giáp biển ðông; phía Tây giáp tỉnh

ðồng Tháp; phía Nam giáp tỉnh Bến Tre, Vĩnh Long; phía Bắc và ðông Bắc giáp tỉnh Long An và TP.Hồ Chí Minh. Diện tích tự nhiên toàn tỉnh 2.484,2 km2, chiếm

khoảng 6% diện tích ðBSCL.

Toạ ñộ ñịa lý tỉnh Tiền Giang giới hạn bởi: - - 105o49’07’’ ñến 106o48’06’’ kinh ñộ ðông 10o12’20’’ ñến 10o35’26’’ vĩ ñộ Bắc.

Hình 2.1: Sơ ñồ vị trí Tỉnh Tiền Giang

Phần lớn lãnh thổ tỉnh Tiền Giang nằm ở phía Bắc bờ sông Tiền (dài 115km

tính từ cửa Tiểu), ñường ranh giới phía ñông giáp biển (dài 32km). Tuyến giao thông

ñường bộ huyết mạch quốc lộ 1A nối ðB SCL với ðông Nam bộ, chạy qua 3 huyện

(Châu Thành, Cai Lậy, Cái Bè) và thành phố Mỹ Tho theo hướng ñông bắc-tây nam,

dài 72km. Tiền Giang nằm cách thành phố Hồ Chí Minh 70 km về hướng Nam và

cách thành phố Cần Thơ 90 km về hướng Bắc.

Tiền Giang có 10 ñơn vị hành chính: 1 thành phố (thành phố Mỹ Tho), 1 thị

xã (thị xã Gò Công) và 8 huyện (Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước, Chợ

Gạo, Gò Công Tây, Gò Công ðông, Tân Phú ðông); với 169 ñơn vị hành chính cấp

xã (7 thị trấn, 16 phường, 146 xã). Trong ñó, thành phố Mỹ Tho là ñô thị loại 2.

2.2. ðiều kiện tự nhiên

2.2.1. ðịa hình

Tỉnh Tiền Giang có ñịa hình bằng phẳng, với ñộ dốc nhỏ hơn 1% và cao

trình biến thiên từ 0,4-1,8 m so với mặt nước biển, phổ biến từ 0,8-1,1 m. Nhìn

chung, toàn vùng không có hướng dốc rõ ràng. Tuy nhiên, có những khu vực có tiểu

ñịa hình thấp trũng hay gò cao hơn so với ñịa hình chung như sau:

- Khu vực ñất cao ven sông Tiền (ñê sông tự nhiên) phân bố dọc theo sông

Tiền và kéo dài từ xã Tân Hưng (Cái Bè) ñến xã Xuân ðông (Chợ Gạo). Cao trình

phổ biến từ 0,9-1,3 m, ñặc biệt trên dãy ñất cao ven sông Nam Quốc lộ 1, từ Hoà

Hưng ñến thị trấn Cái Bè do hầu hết ñã lên vườn nên có cao trình lên ñến 1,6-1,8 m.

- Khu vực thuộc ñịa bàn huyện Cai Lậy, Cái Bè, giới hạn giữa kênh Nguyễn

Văn Tiếp và dãy ñất cao ven sông Tiền có cao trình phổ biến từ 0,7-1,0 m và có

khuynh hướng thấp dần về kênh Nguyễn Văn Tiếp. Trên ñịa bàn có hai khu vực

giồng cát và vùng lân cận giồng cát có cao trình lớn hơn 1,0 m là giồng Cai Lậy (bao

gồm Bình Phú, Thanh Hoà, Long Khánh, thị trấn Cai Lậy, Tân Bình, Nhị Mỹ) và

giồng Nhị Quý (kéo dài từ Nhị Quý ñến gần Long ðịnh). Do ñó, khu vực nằm giữa

hai giồng này là dãy ñất cao ven sông Tiền (bao gồm khu vực Long Tiên, Mỹ Long,

Bàn Long, Bình Trưng) có cao trình thấp hơn nên khó tiêu thoát nước.

- Khu vực trũng phía Bắc ðồng Tháp Mười (bao gồm hầu hết huyện Tân

Phước) có cao trình phổ biến từ 0,60-0,75 m, cá biệt tại xã Tân Lập 1 và Tân Lập 2

có cao trình thấp ñến 0,4-0,5 m. Do lũ hàng năm của sông Cửu Long tràn về ðồng

Tháp Mười, cộng với cao trình mặt ñất thấp nên ñây là khu bị ngập nặng nhất của

tỉnh.

- Khu vực giữa Quốc lộ 1 và kênh Chợ Gạo có cao trình từ 0,7-1,0 m, bao

gồm vùng ñồng bằng bằng phẳng 0,7-0,8 m nằm kẹp giữa giồng Phú Mỹ (Tân

Phước), Tân Hương, Tân Hiệp (Châu Thành) ở phía Tây và giồng Bình Phục Nhất,

Bình Phan (Chợ Gạo) ở phía ðông.

- Khu vực Gò Công giới hạn từ phía ðông kênh Chợ Gạo ñến biển ðông, có

cao trình phổ biến 0,8 m và thấp dần theo hướng ðông Nam, ra ñến biển ðông chỉ

còn 0,4-0,6 m. Ngoài ra, có hai vùng trũng cục bộ tại xã Thạnh Trị, Yên Luông,

Bình Tân (Gò Công Tây) và Tân ðiền, Tân Thành (Gò Công ðông). Do tác ñộng

bồi lắng phù sa từ cửa Xoài Rạp ñưa ra, khu vực ven biển phía Bắc (Tân Trung, Tân

Phước, Gia Thuận, Vàm Láng) có cao trình hơn hẳn khu vực phía Nam.

Trên ñịa bàn còn có rất nhiều giồng cát biển hình cánh cung có cao trình phổ

biến từ 0,9-1,1 m, nổi hẳn lên trên các ñồng bằng chung quanh và có hướng gần như

song song với bờ biển..

2 3

g n a i G n ề i T h n ỉ t h n í h c h n à H ồ ñ n ả B

. 1 . 2 ồ ñ n ả B

3 3

g n a i G n ề i T h n ỉ t h n ì h a ị ð ồ ñ n ả B

. 2 . 2 ồ ñ n ả B

2.2.2. ðịa chất

Tỉnh Tiền Giang nằm trong vùng ñịa chất thuỷ văn Bắc sông Tiền và thuộc phần

hạ lưu của hệ thống sông Mekong. Trên cơ sở tổng hợp các nguồn tài liệu các lỗ khoan

sâu hiện có trên ñịa bàn tỉnh và các vùng phụ cận cho thấy trong phạm vi tỉnh Tiền

Giang có mặt các ñá có tuổi từ Mezozoi ñến Kainozoi.

ðịa chất trầm tích: toàn bộ Tiền Giang ñược tạo thành bởi các trầm tích sông

biển hỗn hợp hoặc sông ñầm lầy và biển ñầm lầy trẻ (tuổi Holocen), dấu ấn của quá

trình biển lùi ñể lại các cung giồng cát phân bố ở huyện Châu Thành, Chợ Gạo, Gò

Công, …là nơi sinh sống của số ñông dân cư. ðặc biệt là quá trình hình thành ñồng

bằng phù sa rộng lớn chạy dọc ven sông Tiền và ñồng bằng ven biển cửa sông ở Gò

Công giàu vi lượng, tỷ lệ sét cao.

Nước ngầm ở Tiền Giang có 7 tầng chứa nước từ trên xuống. Trong ñó có 3

tầng chứa nước có gía trị công nghiệp, sinh hoạt là trầm tích cát hạt mịn tuổi Pliocen

trên có ñộ sâu 200 – 300 m, trong trầm tích cát hạt nhỏ trung tuổi Pliocen dưới sâu 300

– 400 m và trong trầm tích cát hạt mịn tuổi Miocen thường sâu 350 – >400 m, các tầng

chứa nước này không nhiểm bẩn. Các tầng chứa nước khác phần lớn là nước lợ và

mặn, ñôi tầng có xen kẻ các thấu kính nước ngọt (trong trầm tích Pleistocen dưới) hoặc

nằm một ít ở trên cao của các giồng cát thuộc trầm tích biển Holocen.

2.2.4. Khí hậu

Tỉnh Tiền Giang nằm trong vùng khí hậu nhiệt ñới gió mùa cận xích ñạo, ñược

phân thành hai mùa rõ rệt, mùa khô từ tháng 12 ñến tháng 5, mùa mưa từ tháng 6 ñến tháng 11; Nền nhiệt ñộ cao và ổn ñịnh quanh năm. Nhiệt ñộ trung bình 280C, tổng tích ôn 9700 - 9800 oC, lượng mưa trung bình hàng năm 1100 - 1400 mm, là vùng có lượng

mưa thấp nhất ðBSCL.

- Nhiệt ñộ: Nhiệt ñộ cao nhất thường xuất hiện vào các tháng 4, tháng 5. Trị số nhiệt ñộ cao nhất hàng năm thường dao ñộng từ 35,2oC - 37,2oC. Nhiệt ñộ thấp nhất

trong vùng thường xuất hiện vào tháng 12, tháng 1. Trị số nhiệt ñộ Min các năm dao

ñộng từ 15,8oC - 20,3oC.

Nhiệt ñộ giữa các vị trí khác nhau trong cùng một thời ñiểm chênh lệch nhau

không ñáng kể. Nhiệt ñộ khu vực xét theo cả không gian và thời gian rất ổn ñịnh, biên ñộ nhiệt ñộ năm 3oC, biên ñộ nhiệt ñộ ngày 7-10oC.

- ðộ ẩm: ðộ ẩm không khí trong vùng qua nhiều năm ổn ñịnh. Trị số ñộ ẩm

trung bình nhiều năm 83%, ñộ ẩm giữa các tháng trong năm dao ñộng từ 77- 88%, cao

vào tháng 8, tháng 9 và thấp vào tháng 3, 4. ðộ ẩm tối ña tuyệt ñối nhiều năm là 100%,

ñộ ẩm tối thiểu tuyệt ñối nhiều năm là 38%.

- Gió: Tiền Giang nằm trong vùng nhiệt ñới gió mùa. Khí hậu hàng năm chia

thành 2 mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô. Mùa mưa từ tháng 5 - 11, gió thổi theo

hướng Tây Nam, từ Vịnh Thái Lan vào ñất liền. Mùa khô từ tháng 12 ñến tháng 4 năm

sau, gió theo hướng ðông Bắc là chính (từ Biển ðông vào). ðịa hình khá bằng phẳng,

do vậy không làm thay ñổi hướng gió.

Tại Mỹ Tho, tốc ñộ gió trung bình nhiều năm là 1,8 m/s, hàng năm dao ñộng từ

1,5 - 2,1 m/s. Tốc ñộ gió cao nhất tuyệt ñối là 20 m/s.

Phía ðông do gần biển hơn nên tốc ñộ gió thường lớn hơn phía Tây.

- Nắng: Tiền Giang có số giờ nắng khá cao; trung bình nhiều năm ñạt ở mức 8

giờ/ngày. Tháng có giờ nắng bình quân cao nhất gần 10 giờ/ngày. Ngày có giờ nắng

cao nhất 11 giờ/ngày, thường vào tháng 3. Tháng có giờ nắng thấp nhất 5,9 giờ/ngày,

ngày có giờ nắng thấp nhất 4,2 giờ/ngày, thường xuất hiện vào tháng 10. Sự chênh lệch

số giờ nắng theo không gian giữa các trạm là không ñáng kể.

- Mưa: Khí hậu hàng năm ñược chia thành 2 mùa khá rõ rệt. Mùa mưa từ tháng

5-11, mùa khô từ tháng 12-4 năm sau. Mùa mưa trùng với mùa gió theo hướng Tây

Nam từ Vịnh Thái Lan thổi vào lục ñịa.

Lượng mưa hàng năm của tỉnh là khoảng 1.100-1.400 mm. Lượng mưa bình

quân năm thấp nhất là khu vực Cai Lậy, lượng mưa khoảng 1.050 mm.

2.2.4. Sông rạch

Tiền Giang có mạng lưới sông, rạch chằng chịt, bờ biển dài thuận lợi cho giao

thông ñường biển cũng như nuôi trồng và ñánh bắt thuỷ -hải sản.

- Sông Tiền là nguồn cung cấp nước ngọt chính, chảy qua lãnh thổ Tiền Giang

dài khoảng 120 km, cao trình ñáy sông từ -6 m ñến -16 m, bình quân -9 m, ñộ dốc ñáy

ñoạn Cái Bè - Mỹ Thuận khá lớn (10-13%) và thoải hơn về ñoạn hạ lưu (0,07%). Sông có chiều rộng 600-1.800 m, tiết diện ướt vào khoảng 2.500-17.000 m2 và chịu ảnh hưởng thuỷ triều quanh năm. Lưu lượng mùa kiệt (tháng 4) khoảng 1.100-1.300 m3/s

(tại Mỹ Thuận).

- Sông Vàm Cỏ Tây-Vàm Cỏ là sông chảy qua lãnh thổ tỉnh Tiền Giang, dài

khoảng 25 km. Sông hầu như không có nguồn, lượng dòng chảy trên sông chủ yếu từ

sông Tiền chuyển qua. Sông Vàm Cỏ Tây là nơi nhận nước tiêu lũ từ ðồng Tháp Mười

thoát ra và là tuyến xâm nhập mặn chính vào các huyện phía Bắc của tỉnh. Tại Tân An cao trình ñáy sông -21,5 m, ñộ dốc ñáy 0,02%, rộng 185 m, tiết diện ướt 1.930 m2, lưu lượng bình quân các tháng kiệt 9 m3/s, lưu lượng lũ tối ña khoảng 3.200 m3/s.

Các kênh chính trong tỉnh là:

- Kênh chợ Gạo, nằm trong tuyến kênh chính cấp Trung ương, nối Thành phố

Hồ Chí Minh - Rạch Giá - Hà Tiên;

- Kênh Nguyễn Văn Tiếp, ñi từ sông Vàm Cỏ Tây (thị xã Tân An) qua tỉnh Tiền

Giang sang ðồng Tháp. ðây là tuyến kênh quan trọng xuyên ðồng Tháp Mười;

- Hệ thống kênh ngang tạo thành hệ thống ñường thuỷ xương cá, nối các ñô thị

và ñiểm dân cư dọc Quốc lộ 1A với các vùng sâu vùng xa trong tỉnh, ñó là các kênh Cổ

Cò, kênh 28, kênh 7, kênh 9, kênh 10, kênh 12, kênh Nguyễn Tấn Thành, kênh Kinh

Năng, kênh Kinh lộ Ngang...

Sự hình thành và phát triển của Tiền Giang gắn chặt với 3 cửa sông lớn ra biển

là cửa Tiểu, cửa ðại (thuộc nhánh sông Tiền) và cửa sông Vàm Cỏ (ra cửa Xoài Rạp).

Chính 3 cửa sông này là nơi truyền triều (và cả nước mặn) từ biển ðông vào hệ thống

sông rạch trong tỉnh, cũng như là nơi tiếp nhận và tải nước lũ, nước mưa từ thượng lưu

sông MeKong, từ vùng ðTM và từ ñịa bàn tỉnh ñể chuyển ra biển. Vì vậy, 3 cửa sông

trên có tầm quan trọng ñặc biệt trong ñiều tiết, khống chế và làm biến ñổi tài nguyên

nước (cả nước mặt và nước ngầm) không chỉ của tỉnh Tiền Giang mà cả vùng ðTM.

Hầu hết sông, rạch trên ñịa bàn tỉnh quanh năm chịu ảnh hưởng chế ñộ bán nhật

triều không ñều. ðặc biệt, vùng cửa sông có hoạt ñộng thuỷ triều rất mạnh, biên ñộ

triều tại các cửa sông từ 3,5-3,6 m, tốc ñộ truyền triều 30 km/h (gấp 1,5 lần sông Hậu

và 3 lần sông Hồng), tốc ñộ chảy ngược trung bình 0,8-0,9 m/s, lớn nhất lên ñến 1,2

m/s và tốc ñộ chảy xuôi ñến 1,5-1,8 m/s. Trên sông Tiền, tại Mỹ Thuận (cách cửa sông

102km) biên ñộ triều lớn nhất từ 121-190 cm, lũ lớn nhất (tháng 9 và 10) với biên ñộ

triều nhỏ nhất khoảng 10-130 cm và hai tháng mùa cạn (tháng 4 và 5) với biên ñộ triều

lớn nhất là 190-195 cm. ðỉnh triều (max) tại Mỹ Thuận: 196 cm (17/10/1978), chân

triều (min): -134 cm (30/04/1978).

2.2.5. Thổ nhưỡng

Tổng quỹ ñất tự nhiên của tỉnh là 248.420 ha, tỉnh có 4 nhóm ñất chính sau:

- Nhóm ñất phù sa: Chiếm 53% tổng diện tích tự nhiên 125.431 ha, chiếm phần

lớn diện tích các huyện Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Chợ Gạo, TP. Mỹ Tho và một

phần huyện Gò Công Tây thuộc khu vực có nguồn nước ngọt. ðây là nhóm ñất thuận

lợi nhất cho nông nghiệp, ñã sử dụng toàn diện tích. Trong nhóm ñất này có loại ñất

phù sa bồi ven sông có thành phần cơ giới tương ñối nhẹ hơn cả nên thích hợp cho

trồng cây ăn trái.

- Nhóm ñất mặn: Chiếm 14,6% tổng diện tích tự nhiên 34.552 ha, chiếm phần

lớn diện tích huyện Gò Công ðông, thị xã Gò Công, Gò Công Tây và một phần huyện

Chợ Gạo. Về bản chất ñất ñai thuận lợi như nhóm ñất phù sa, nhưng bị nhiễm mặn

từng thời kỳ hoặc thường xuyên.

- Nhóm ñất phèn: Chiếm diện tích 19,4% diện tích tự nhiên 45.912 ha, phân bố

chủ yếu ở khu vực trũng thấp ðTM thuộc phía Bắc 3 huyện Cái bè, Cai Lậy, Tân

Phước. ðây là loại ñất hình thành trên trầm tích ñầm lầy mặn ven biển thành tạo trong

quá trình biển thoái, nên loại ñất này giàu hữu cơ và phèn. ðất phèn tiềm tàng và hoạt

ñộng sâu (phèn ít) có diện tích ít hơn so với ñất phèn tiềm tàng và hoạt ñộng nông

(phèn nhiều) với tỷ lệ 6,82% so với 12,19%.

ðất phèn mặn chiếm diện tích nhỏ phân bổ dọc bờ ñất thấp (ñất biền) bị ngập

triều ven các lạch triều bưng trũng.

- Nhóm ñất cát giồng: Chiếm 3,1% diện tích tự nhiên, với 7.336ha, phân bổ rải

rác ở các huyện Cai Lậy, Châu Thành, Gò Công Tây và tập trung nhiều nhất ở huyện

Gò Công ðông do ñất cát giồng có ñịa hình cao, thành phần cơ giới nhẹ, nên chủ yếu

làm ñất thổ cư và canh tác cây ăn trái, rau màu.

2.3. ðặc ñiểm ñịa chất – ñịa chất thủy văn

Trên cơ sở tổng hợp các nguồn tài liệu các lỗ khoan sâu hiện có trên ñịa bàn tỉnh

và các vùng phụ cận cho thấy trong phạm vi tỉnh Tiền Giang có mặt các ñá có tuổi từ

Mezozoi ñến Kainozoi.

2.3.1. ðịa tầng [28]

2.3.1.1. Giới Mezozoi

Các ñất ñá thuộc giới Mezozoi bao gồm các trầm tích cát bột kết, sét bột kết

màu xám của hệ tầng La Ngà (J2ln) và các ñá phun trào andezit, ñacit xen kẹp tuf và

bột kết màu xám xanh của Hệ tầng Long Bình (J3-K1lb). Các ñá trên cấu thành nền ñá

móng cứng chắc của vùng, trên ñó ñược lấp ñầy các trầm tích Neogen, ðệ tứ.

Hình thái bề mặt ñá móng ñã ñược khắc hoạ rất rõ theo các tuyến mặt cắt, ñó là

bề mặt gồm các ñá cứng lồi lõm không ñều có xu thế nghiêng thoải từ Bắc xuống Nam

(Sông Tiền) và nâng lên từ ở Gò Công Tây ra ñến Vàm Láng. Bề mặt ñá móng gặp ở

ñộ sâu 330,0m tại LK812 Bình Chánh thành phố Hồ Chí Minh, võng xuống dọc theo

sông Tiền Giang (>600m) rồi nâng dần lên 425,0m tại lỗ khoan LK50 và 447,0m ở lỗ

khoan LK51 Vĩnh Bình - Gò Công Tây (phía ðông).

Quan hệ dưới chưa rõ ràng, phía trên chúng bị các trầm tích Kainozoi phủ bất

chỉnh hợp. Chiều dài chung của Hệ tầng khoảng >300m.

2.3.1.2. Giới Kainozoi

2.3.1.2.a) Hệ Neogen

Các trầm tích Neogen trong tỉnh Tiền Giang không lộ ra trên mặt mà chỉ phát 3 ph), hệ tầng Cần

hiện ở các lỗ khoan sâu, gồm các trầm tích hệ tầng Phụng Hiệp (N1

2 nc).

Thơ (N2

1 ct) và hệ tầng Năm Căn (N2

3 ph).

(i) Thống Miocen, phụ thống thượng, hệ tầng Phụng Hiệp (N1

Trong tỉnh Tiền Giang, trầm tích ñược xếp vào hệ tầng ñược bắt gặp trong các

lỗ khoan ở ñộ sâu từ 330,0m trở xuống. Trong mặt cắt ñịa chất vùng, các lỗ khoan chỉ

bắt gặp phần mái của hệ tầng ở các ñộ sâu 337,6m (LKS45), 349,0m (LKS42), 399,3m

(LK31). Duy nhất có LK51 (Gò Công Tây) khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ

sâu 381,0 - 447,0m.

Mặt cắt ñịa chất hệ tầng tại lỗ khoan LK31 (Mỹ Tho), từ dưới lên gồm 4 tập như sau:

- Tập 1(501,8 - 478,8m): dưới là cát pha sạn, sỏi màu xám xanh nhạt, chuyển

lên trên là cát pha sét bột, cát sét pha bột. Tập có nguồn gốc sông (a), dày 23,0m;

- Tập 2 (478,8 - 460,4m): bột sét pha cát màu xám xanh, nguồn gốc sông - biển -

ñầm lầy (amb), tập dày 18,4m;

- Tập 3 (460,4 - 415,9m): cát màu xám nhạt, nguồn gốc sông - biển (am), tập

dày 44,5m; và

- Tập 4 (415,9 - 399,5m): dưới là cát mịn xen bột xám, hồng gụ, chuyển lên

trên là sét bột, bột sét (lẫn cát) màu xám trắng có cấu tạo phân lớp mỏng. Tập có

nguồn gốc biển - sông (ma), dày 16,4m.

Theo tài liệu ñịa chất khu vực và toàn bộ các lỗ khoan trong vùng, các trầm tích

của hệ tầng Phụng Hiệp có xu thế nâng cao dần về phía Tây, Tây Bắc và thoải dần về

phía ðông, ðông Nam. Chúng phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ tầng

1 ct) phủ bất chỉnh hợp

Bến Tre (N1

2-3 bt) và bị các trầm tích của hệ tầng Cần Thơ (N2

lên trên. Chiều dài của hệ tầng biến ñổi trong khoảng 60,0 – 110,0m.

1 ct).

(ii) Thống Pliocen, phụ thống hạ. Hệ tầng Cần Thơ (N2

Các trầm tích của hệ tầng chỉ bắt gặp trong các công trình khoan ở ñộ sâu từ

280,0m trở xuống và khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ sâu: 278,0 - 337,5m

(LKS45), 298,0 - 349,0m (LKS42), 294,7 - 399,5m (LK31), 312,5 - 381,0m (LK51).

Về thành phần trầm tích, trong hầu hết các lỗ khoan ñều gặp các lớp cát, cát bột

và sét, sét bột nằm xen kẽ nhau và trên cùng của các mặt cắt ñều gặp các lớp sét, sét

bột dày 15,0 – 30,0m. Mặt cắt ñầy ñủ tại lỗ khoan LK31 (Mỹ Tho) bắt gặp ở ñộ sâu từ

294,7 - 399,5m, từ dưới lên gồm 3 tập như sau:

- Tập1 (399,5 - 341,0m): cát, cát pha sét bột màu xanh nhạt ñôi chỗ xen kẹp các

lớp bột sét, sét bột. Tập có nguồn gốc sông - biển, dày 58,3m;

- Tập 2 (341,0 - 336,0m): cát- sét - bột xám hồng nhạt, nguồn gốc sông - biển -

ñầm lầy (amb), dày 5,0m; và

- Tập 3 (336,0 - 294,7m): phần dưới là cát pha sét bột, cát chứa ít sạn sỏi màu xám,

xanh nhạt ñôi chỗ xen kẹp các lớp sét bột dày 1 - 3m. Phần trên cùng là lớp sét bột lẫn cát,

cát pha sét bột màu xám xi măng. Tập có nguồn gốc biển - sông (ma), dày 45,0m.

Theo mặt cắt ñịa chất khu vực cho thấy hệ tầng Cần Thơ trong vùng cấu tạo chủ

yếu là các trầm tích hạt thô (cát, cát bột), chúng phát triển rộng khắp vùng.

Các trầm tích hạt mịn nằm phía trên cùng mặt cắt phát triển không liên tục,

chúng chỉ bắt gặp từ khu vực huyện Cái Bè qua Cai Lậy tới thành phố Mỹ Tho thì vát

mỏng và ñến Gò Công Tây, Gò Công ðông thì không tồn tại trầm tích hạt mịn trên.

Các trầm tích của hệ tầng nằm phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ 3 ph) và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của hệ tầng Năm

tầng Phụng Hiệp (N1

Căn (N2

2 nc). Chiều dài của hệ tầng thay ñổi trong khoảng 70,0 – 130,0m. 2 nc).

(iii) Thống Pliocen, phụ thống thượng, hệ tầng Năm Căn (N2

Trong vùng, hầu hết các lỗ khoan sâu ñều bắt gặp các trầm tích của hệ tầng này ở

các ñộ sâu từ 155 m trở xuống và ñều khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ sâu: 196,5-

251 m (LKS45), 194-298m (LKS42), 153,6-294,7m (LK31), 192,5-312,5m (LK51).

Thành phần trầm tích gồm cát, cát chứa sạn, sỏi, cát pha bột trong xen kẹp nhiều

lớp sét bột, phần trên cùng là các lớp sét bột, sét bột cát, ñôi chỗ có màu sắc loang lổ

nâu vàng tím ñỏ.

Mặt cắt ñược nghiên cứu chi tiết và ñầy ñủ tại lỗ khoan LK31 (Mỹ Tho) từ ñộ

sâu 153,6 - 294,7m, từ dưới lên gồm 3 tập như sau:

- Tập1 (294,7 - 249,5m): dưới là cát chứa sạn, sỏi, cát sét bột màu xám xanh

nhạt, phần trên là sét bột xám xanh. Tập có nguồn gốc sông (a), dày 45,2m;

- Tập 2 (249,5-185,0m): dưới là cát chứa sạn, sỏi màu xám nhạt, chuyển lên là

cát-bột-sét và trên cùng là bột sét, sét bột màu nâu vàng. Tập có nguồn gốc sông-biển

(am). Tập dày 64,5m; và

- Tập 3 (185,0 - 153,6m): dưới là cát lẫn sạn, sỏi màu xám nhạt, chuyển lên là

cát pha bột sét và trên cùng là sét-bột-cát, sét bột lẫn cát nâu vàng, nâu ñỏ. Tập có

nguồn gốc biển-sông (ma), dày 31,4m.

Qua các mặt cắt ñịa chất vùng và ñịa tầng lỗ khoan LK31 cho thấy hệ tầng có cấu

tạo từ 2 - 3 nhịp trầm tích, phần dưới mỗi nhịp là trầm tích hạt thô chuyển lên trên là các

trầm tích hạt mịn hơn. Các trầm tích của hệ tầng có chiều dài không ổn ñịnh thay ñổi từ

30–155m, duy trì rộng khắp vùng và có hướng thoải dần về phía ðông - ðông Nam.

Lớp trên cùng là các trầm tích hạt mịn chủ yếu là sét, bột, bột sét, ñôi nơi bị

phong hoá tạo kết vón laterit. Hầu hết các lỗ khoan trong vùng ñều bắt gặp tầng hạt

mịn này và có chiều dài biến ñổi từ 20m ñến 30m. Chính những bề mặt này là cơ sở

cho việc phân chia ranh giới ñịa chất giữa 2 hệ tầng, là bề mặt ngăn cách tốt giữa tầng

chứa nước của hệ tầng với tầng chứa nước của hệ tầng kế cận chúng.

Hệ tầng Năm Căn phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ tầng Cần Thơ

1 mt) phủ bất chỉnh hợp lên trên.

(N2

1 ct) và bị các trầm tích của hệ tầng Mỹ Tho (Q1

2.3.1.2.b) Hệ ðệ tứ

1 mt)

(i) Thống Pleistocen, phụ thống hạ, Hệ tầng Mỹ Tho (amQ1

Trong vùng, hầu hết các lỗ khoan sâu ñều bắt gặp các trầm tích của hệ tầng này ở

các ñộ sâu từ 90m trở xuống và ñều khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ sâu: 157,5-

196,5m (LKS45), 150-194m (LKS42), 96-153,6m (LK31), 148,5-192,5m (LK51).

Thành phần vật chất cấu tạo nên hệ tầng chủ yếu là các lớp cát mịn ñến thô chứa

nhiều sạn, sỏi. Các lớp cát bột, bột cát màu xám nâu, xám vàng nằm xen kẹp, phân lớp

mỏng và các lớp sét, sét bột, bột màu nâu vàng loang lổ chứa sạn laterit. Trong sét bột

chứa carbonat, ô xyt sắt màu nâu ñen.

Mặt cắt ñược nghiên cứu và chi tiết tại lỗ khoan LK31 (Mỹ Tho) ở ñộ sâu từ

96,0 ñến 153,6m, từ dưới lên gồm 2 tập như sau:

- Tập 1 (153,6 - 126,0m): cát chứa sạn, sỏi màu xám phớt vàng, xám nâu xen

kẹp ít lớp bột kết, sét màu xám sẫm. ở ñộ sâu 141,0m phát hiện ñược hoá thạch

Foraminifera: Amphistegina cf. lessoni, A. aff. madagascarensiss...Theo Ma Văn Lạc,

các giống loài trên thường gặp ở khu vực biển nông hoặc cửa sông. Tập dày 27,6m; và

- Tập 2 (126,0 - 96,0m): dưới là cát bột, trên chủ yếu là bột, sét-bột có màu xám

tro, xám sẫm, xám vàng, cấu tạo phân lớp vừa ñến mỏng. Tập dày 20m.

Trong tập 1 còn phát hiện bào tử phấn hoa với ưu thế thuộc về phấn hoa hạt kín

và thân gỗ dạng Fagaceae sp., Fagus sp...Theo Nguyễn ðức Tùng thì tập hợp trên ñại

diện cho vùng cận nhiệt ñới ôn hoà.

Qua 2 mặt cắt ñịa chất vùng cho thấy: phần dưới cùng của mặt cắt là các trầm

tích hạt thô, chuyển lên trên là các trầm tích hạt mịn.

Các trầm tích hạt thô chủ yếu là cát mịn ñến thô ñôi chỗ chứa sạn, sỏi có màu

xám xanh. Cát ở trạng thái bở rời, ñôi chỗ xen kẹp các lớp bột mỏng phân lớp. Lớp

trầm tích hạt thô chiếm phần lớn khối lượng của hệ tầng.

Lớp trên cùng là các trầm tích hạt mịn chủ yếu là bột sét, sét, bột, hầu hết lớp

hạt mịn này bị phong hoá tạo kết vón Laterit có màu sắc loang lổ.

Các trầm tích của hệ tầng Mỹ Tho phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của 2 nc) và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của hệ tầng Long

hệ tầng Năm Căn (N2 2-3 lt).

Toàn (Q1

Chiều dài của hệ tầng biến ñổi từ 20,0 ñến 50,0m.

(ii) Thống Pleistocen, phụ thống trung - thượng,

2-3 lt)

Hệ tầng Long Toàn (mQ1

Trong vùng, hầu hết các lỗ khoan sâu ñều bắt gặp các trầm tích của hệ tầng này

ở các ñộ sâu từ 70,0m trở xuống và ñều khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ sâu:

101,0 - 157,5m (LKS45), 101,5 - 150,0m (LKS42), 79,0 - 96,0m (LK31), 37,0 -

148,5m (LK51).

Thành phần trầm tích chủ yếu là các lớp cát mịn ñến thô ñôi chỗ xen lớp bột, bột

cát phân lớp mỏng, chứa nhiều sạn, sỏi màu xám, xám xanh, xám vàng. Các lớp sét, sét

bột, bột có màu nâu xẫm, xám vàng ñến nâu ñỏ loang lổ chứa sạn Laterit.

Qua mặt cắt ñịa chất vùng cho thấy cấu tạo nên hệ tầng chủ yếu là các trầm tích

hạt thô, các trầm tích hạt mịn chỉ tồn tại dưới dạng các thấu kính nhỏ có chiều dài từ 2 -

3m. Bề mặt ñáy của hệ tầng có hướng nghiêng thoải dần về phía ðông-ðông Nam và

nâng cao dần về phía Tây, Tây Bắc.

Các trầm tích của hệ tầng phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ tầng 1 mt) và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của hệ tầng Mộc Hoá

Mỹ Tho (Q1

3mh). Chiều dài của hệ tầng biến ñổi từ 15,0m ñến 115,0m.

(Q1

(iii) Thống Pleistocen, phụ thống thượng, phần trên, trầm tích sông biển.

3 mh)

Hệ tầng Mộc Hoá (amQ1

Trong vùng, hầu hết các lỗ khoan sâu ñều bắt gặp các trầm tích của hệ tầng này

ở các ñộ sâu từ 15m trở xuống và ñều khống chế hết chiều dài của hệ tầng ở ñộ sâu:

31-101m (LKS45), 13,5-101,5m (LKS42), 17,5-79,0m (LK31), 18,8-37m (LK51).

Thành phần trầm tích chủ yếu gồm: cát mịn-thô, cát bột, bột cát nằm xen kẹp

nhau màu xám, nâu vàng ñến xám ñen, ñôi chỗ trong lớp cát xen kẹp lớp bột mỏng,

chứa sạn, sỏi thạch anh các lớp sét, bột sét, bột phần trên cùng có màu sắc loang lổ xám

xanh, nâu vàng, nâu sẫm trong chứa kết vón ôxyt sắt nâu ñen.

Các trầm tích của hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ 2-3 lt) và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích của hệ tầng Hậu

tầng Long Toàn (Q1

2 hg). Chiều dài của hệ tầng biến ñổi từ 15m ñến 100m.

Giang (Q2

(iv) Thống Holocen

- Thống Holocen, phụ thống trung, trầm tích biển,

2 hg).

Hệ tầng Hậu Giang (mQ2

Các trầm tích của hệ tầng Hậu Giang không lộ ra trên mặt chỉ phát hiện qua các

công trình khoan ở ñộ sâu từ 5,0 - 8,0m trở xuống.

Thành phần trầm tích bao gồm: Cát mịn ñến trung xám vàng chứa kết vón ôxyt sắt,

ñôi chỗ xen kẹp lớp bột mỏng, chứa sạn, sỏi Laterit. Phần trên cùng là các lớp bột, sét, sét

bột, bột sét, bột cát và bùn sét có màu thay ñổi từ xám nâu, xám vàng ñến xám ñen.

Các trầm tích của hệ tầng này phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ 3 mh) và bị phủ bất chỉnh hợp bởi các trầm tích trẻ hơn. Chiều dài

tầng Mộc Hoá (Q1

của hệ tầng biến ñổi từ 10m ñến 25m.

2-3).

- Holocen trung-thượng, trầm tích biển - giồng cát (mQ2

Chúng lộ trên mặt dưới dạng giồng cát có phương chủ yếu Bắc-Nam. ðịa hình

có ñộ cao từ 0,6 - 1m với chiều dài khoảng 10 - 12km, rộng từ vài trăm mét ñến 4 -

5km. Thành phần vật chất chủ yếu là cát hạt mịn ñến trung, cát bột có màu vàng, nâu

nhạt, vàng xám nhạt, phần dưới ñen nhạt, nâu nhạt phân lớp ngang với ñộ chọn lọc khá

tốt. Bề dày thay ñổi từ 5 ñến 7m.

2-3).

- Holocen trung-thượng, trầm tích biển - ñầm lầy (mbQ2

Chúng lộ ra trên mặt, lấp ñầy các ñịa hình trũng trong vùng và có chiều dài biến

ñổi từ vài mét ñến 10–12m, cá biệt ñến 17–18m. Thành phần gồm sét, sét bột là chủ

yếu, ñôi chỗ pha ít cát. ðiểm nổi bật của trầm tích này là màu ñen, nâu ñen, trạng thái

chảy nhão.

2-3).

- Holocen trung - thượng, trầm tích sông - biển (amQ2

Chúng phân bố rất rộng rãi, lộ ra ở phía ðông, ðông Bắc và ðông Nam vùng

tạo ra một ñồng bằng bằng phẳng hiện bị phân cắt bởi các hệ thống kênh rạch. Thành

phần chủ yếu là sét, sét bột, sét cát, bột cát màu xám xanh, xám vàng nhạt, xám ñen

nhạt dẻo dính. Bề dày trầm tích thay ñổi từ 1 ñến 4m.

Các trầm tích sông biển có sự chuyển tiếp xen nhau theo các chiều ngang và

chiều ñứng, hoặc chuyển tiếp xuống trầm tích biển hệ tầng Hậu Giang, bên trên chúng

chuyển tiếp bởi các trầm tích trẻ hơn.

3).

- Holocen thượng, trầm tích sông - ñầm lầy (abQ2

Phân bố ở phía Tây, chiếm một diện tích nhỏ là những dải trũng chạy dọc theo

các rạch nhỏ trong vùng, thường bị úng ngập nhiều về mùa mưa lũ. Thành phần gồm

các loại bùn sét, sét bột màu xám ñen, xám tối chảy nhão chứa nhiều mùn thực vật.

Các trầm tích Holocen thượng, phần giữa có bề dày phổ biến 1,0 - 3,0m, ñôi khi

ñạt tới 7,0 - 8,0m. Chúng nằm phủ lên trên các trầm tích cổ hơn.

3).

- Holocen thượng, trầm tích sông (aQ2

Chúng là các thành tạo trẻ nhất trong vùng, phân bố trên mặt, dưới dạng các dải,

bãi bồi ven bờ thuộc Rạch Bảo ðịnh, kênh Ba Bèo và các rạch nội ñồng khác, hiện tại

ñang còn tiếp tục hình thành. Thành phần trầm tích chủ yếu gồm bùn sét, sét bột, sét

cát màu xám, vàng nhạt, nâu nhạt nằm xen kẹp với các thấu kính cát chứa mùn thực

vật, trạng thái mềm, yếu, nhão chảy. Bề dày phổ biến 1,0 - 3,0m.

2.3.2. Kiến tạo

2.3.2.1. Kiến trúc

Các thành tạo ñịa chất có mặt trong tỉnh ñược xếp vào 2 tầng kiến trúc chính:

- Tầng kiến trúc móng Mesozoi, tham gia vào tầng kiến trúc này có các trầm

tích Jura - Kreta hệ tầng Long Bình;

- Tầng kiến trúc Kainozoi: Bao gồm các thành tạo Neogen và ðệ Tứ.

Theo tài liệu ñịa vật lý, lớp phủ Kainozoi của vùng có bề dày khoảng 800 -

1000m và có tuổi từ Miocen tới ðệ tứ. Các trầm tích Miocen có thành phần chủ yếu là

sét, cát xen kẹp các lớp bột, cát bột, bột sét mỏng có tướng biển, biển - lục ñịa. Các

trầm tích Pliocen có cát, cát bột, sét bột...gắt kết yếu ñến trung bình, phân lớp ngang

nằm xen kẽ nhau, chủ yếu là tướng biển, ít hơn là biển xen lục ñịa. Còn các thành tạo

ðệ tứ thành phần chủ yếu gồm cát, cát sạn, cát bột sét, sét bột cát bở rời nằm xen kẹp

nhau mang tính nhịp tướng biển nông ven bờ.

2.3.2.2. Hoạt ñộng ñứt gãy

Trong vùng phát hiện 4 nhóm ñứt gãy chính như sau:

- Nhóm ñứt gãy theo phương ðông Bắc - Tây Nam: bao gồm các ñứt gãy Vĩnh

Long - Tuy Hoà và ñứt gãy Cà Mau - Bảo Lộc. ðây là nhóm ñứt gãy ñóng vai trò

quyết ñịnh trong sự thành tạo các bồi trũng và khối nâng trong thời kỳ Miocen và chia

vùng thành nhiều khối ñịa chất khác nhau;

- Nhóm ñứt gãy theo phương Tây Bắc - ðông Nam: qua vùng có ñứt gãy Hồng

Ngự - Trà Vinh. Chúng ñược thể hiện khá rõ khi phân tích bề dày các trầm tích Pliocen

- ðệ tứ theo phương Cần Giuộc - Bến Tre - Trà Vinh, với sự sụt lún của cánh Tây Nam

và nâng lên của cánh Tây- Bắc;

- ðứt gãy theo phương kinh tuyến là ñứt gãy dọc theo biển Gò Công ðông, có

thể là phần kéo dài của ñứt gãy Lộc Ninh - Thủ Dầu Một;

- ðứt gãy theo phương á vĩ tuyến: ñứt gãy Cái Bè - Mỹ Tho, thể hiện rõ nét

trong trường ñịa vật lý, song tính chất của ñứt gãy chưa ñược làm sáng tỏ.

2.3.3. ðịa chất thuỷ văn

Dựa vào cấu trúc ñịa chất và thành phần thạch học, ñặc ñiểm thuỷ lực, tích trữ

nước, các nguồn hình thành trữ lượng và chất lượng nước cho thấy trong tỉnh Tiền Giang

có mặt 7 phân vị ñịa tầng ñịa chất thuỷ văn theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

2.3.3.1. Tầng chứa nước Holocen (qh). Tầng chứa nước Holocen lộ ngay trên

mặt và có diện phân bố rộng khắp tỉnh. Chiều sâu ñáy từ 7,0 m ñến 36,0m, có xu thế

dày về phía Nam dọc theo bờ sông Tiền, trung bình là 20,0m. Thành phần ñất ñá gồm

nhiều trầm tích có tuổi và nguồn gốc khác nhau như trầm tích nguồn gốc sông, sông -

biển, sông - ñầm lầy và biển dưới dạng các giồng cát song song với ñường bờ như ở

Tân Hiệp, huyện Châu Thành. Thành phần ñất ñá gồm chủ yếu là bột sét, bùn sét, cát

bột màu vàng, xám vàng lẫn xám tro.

2.3.3.2. Tầng chứa nước Pleistocen trên (qp3). Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm

tích Pleistocen trên có diện phân bố rộng khắp, không lộ ra trên mặt. Chúng bị các trầm 3)

tích trẻ Holocen (qh) và tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pleistocen trên (Q1

phủ trực tiếp lên trên. Bên dưới nó là tầng Pleistocen giữa - trên (qp2-3). Phần trên cùng

là lớp sét mỏng. Thành phần thạch học gồm chủ yếu cát thạch anh lẫn ít bột màu xám

nâu vàng chứa nước tốt.

Chiều sâu gặp mái của tầng chứa nước từ 7,0 m ñến trên 36,0m dọc theo Sông

Tiền. Chiều sâu ñáy thường từ 22,0m ñến 98,0m, mỏng ở phía Bắc và có xu thế dày về

phía Nam. Bề dày trung bình của tầng 40m.

Nguồn cung cấp nước cho tầng là từ nước mưa và nước mặt ngấm xuống, miền

thoát có thể là ra các sông rạch.

Kết quả khảo sát ñịa vật lý phát hiện ñược nước nhạt có ở 3 khối: khối thứ 1 nằm ở huyện Cái Bè, giáp với ðồng Tháp với diện phân bố khoảng 130km2; khối thứ 2 là một dải kéo dài từ Tân Phước xuống Cai Lậy, với diện phân bố khoảng 120km2 và

khối thứ 3 nằm ở giữa huyện Tân Phước và Châu Thành với diện phân bố khoảng 50km2.

2.3.3.3. Tầng chứa nước Pleistocen giữa - trên (qp2-3: Tầng chứa nước lỗ hổng

trên bị phủ bởi tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pleistocen giữa - trên (Q1

các trầm tích Pleistocen giữa - trên (qp2-3) phân bố rộng và liên tục trên toàn vùng, bên 2-3) và 1).

chúng nằm trực tiếp trên tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pleistocen dưới (Q1

Chiều sâu mái của tầng chứa nước từ 22,0m ñến trên 98,0m dọc theo Sông Tiền.

Chiều sâu ñáy thường từ 85,0m ñến 174m, mỏng ở phía Bắc và có xu thế dày về phía

Nam. Bề dày trung bình của tầng 34m.

Về thành phần thạch học theo mặt cắt ta thấy tầng chứa nước gồm 2 phần:

- Phần trên là lớp hạt mịn thấm nước kém phân bố liên tục gồm sét, bột, ñôi nơi

là bột cát màu xám trắng, xám nâu vàng ñến nâu bị phong hoá mạnh chứa nhiều kết

vón laterit. Bề dày thay ñổi từ 5,0m ñến 55,1m.

- Phần dưới: là ñất ñá chứa nước bao gồm các lớp cát hạt mịn, trung, thô xen kẽ

nhau lẫn sạn sỏi thạch anh, gắn kết rời rạc. Trong các lớp cát ñôi nơi xen kẹp các lớp

bột, sét màu vàng, xám nâu, xám tro hoặc xám xanh. Các lớp cát sỏi thô thường có bề

dày từ 57,0m ñến 98,9m, trung bình 83,97m .

Kết quả khảo sát ñịa vật lý phát hiện ñược nước nhạt có ở 3 khối: khối thứ 1

chạy dọc ranh giới phía Tây của tỉnh (thuộc ñịa phận huyện Cái Bè) giáp với ðồng Tháp với diện phân bố khoảng 170km2; khối thứ 2 là một dải kéo dài từ Tân Phước xuống Cai Lậy và qua Cái Bè, với diện phân bố khoảng 220km2 và khối thứ 3 nằm ở phía Nam của huyện Tân Phướcvới diện phân bố khoảng 46km2. Phần còn lại bị mặn

hoàn toàn

2.3.3.4. Tầng chứa nước Pleistocen dưới (qp1). Tầng chứa nước Pleistocen dưới

tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pleistocen dưới (Q1

có diện phân bố rộng khắp trên toàn diện tích vùng nghiên cứu, bên trên bị phủ bởi 1) và chúng nằm trực tiếp 2). Chiều sâu mái của tầng

trên tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pliocen trên (N2

thường gặp từ 85,0m ñến 174,0m; chiều sâu ñáy tầng từ 157,0 – 251,0m. Chiều dày

trung bình lớp 50m.

Tầng trên là lớp thấm nước yếu gồm sét, sét bột có bề dày thay ñổi khá lớn.

Tầng dưới là ñất ñá có khả năng chứa nước gồm cát hạt trung thô bở rời màu xám

xanh, xám tro, ñôi chỗ chứa sạn sỏi.

Qua các kết quả ño sâu ñiện và carota cho thấy hầu hết tầng chứa nước bị nhiễm mặn, chỉ còn lại hai khu khối nước nhạt: khối thứ nhất khoảng 120 km2 ở huyện Cái Bè và khối thứ hai khoảng 30km2 ở trung tâm Tân Phước.

2.3.3.5. Tầng chứa nước Pliocen trên (n2

tích Pliocen trên (n2

trên bị phủ bởi tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pliocen trên (N2

2). Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm 2) phân bố rộng và liên tục trên toàn vùng. Về quan hệ ñịa tầng, bên 2) và chúng nằm 1). Diện phân bố

trực tiếp trên tầng cách nước tương ñối các trầm tích Pliocen dưới (N2

tầng này rộng khắp vùng, chiều sâu mái, ñáy và bề dày ñều có xu hướng tăng dần về

phía Nam (sông Tiền). Mái của tầng gặp ở ñộ sâu từ 157m ñến 251m, ñáy của tầng kết

thúc ở ñộ sâu 240m ñến trên 360m. Bề dày trung bình 70m.

2) gồm hai

Từ trên xuống dưới, thành phần thạch học của tầng Pliocen trên (n2

phần chính như sau:

- Phần trên là các ñất ñá rất nghèo nước, thực tế coi như cách nước, bao gồm sét,

sét - bột với bề dày thay ñổi khá lớn và thành phần khá ổn ñịnh. Lớp sét, sét - bột có

màu xám vàng, nâu ñỏ chứa kết vón laterit, lớp này có diện phân bố rộng khắp vùng,

liên tục. Bề dày từ 11,0m ñến 43,0m. Trung bình 15,8m.

- Phần dưới là lớp cát hạt từ mịn ñến trung - thô chứa sạn sỏi phân bố rộng khắp

vùng, nhiều chỗ xen kép các lớp sét - bột dày. Bề dày lớp cát chứa nước thay ñổi từ

52,5m ở phía Long An lên ñến 83,9m.

Nước dưới ñất trong tầng Pliocen trên là nước có áp. Về quan hệ thuỷ lực cho

thấy tầng chứa nước Pliocen trên ít có quan hệ thuỷ lực với nước của tầng Pleistocen

dưới nằm trên và tầng chứa nước Pliocen dưới nằm dưới nó vì nhiều nơi tầng chứa

nước bị ngăn cách bằng các tầng cách nước tương ñối có bề dày lớn.

Trong diện tích nước nhạt, nước có tổng ñộ khoáng hoá M = 0,16g/l ñến 0,86g/l. Nước nhạt phân bố ở hai khu vực Cai Lậy – Cái Bè với diện tích khoảng 366 km2 và

khu vực Châu Thành - Chợ Gạo – Gò Công Tây (phía ðông Bắc của tỉnh – giáp với Long An) với diện tích phân bố khoảng 275 km2, phần còn lại bị nhiễm mặn.

1). Tầng chứa nước có diện tích phân

2.3.3.6. Tầng chứa nước Pliocen dưới (n2

bố rộng khắp vùng, kéo dài từ Long An qua Bến Tre xuống ðồng Tháp. Mái của tầng

gặp ở ñộ sâu 240,0-360,0 m. ðáy của tầng kết thúc từ 368,0-403,0 m. Nhìn chung bề

mặt mái và ñáy của tầng có xu thế chìm dần về phía Nam (sông Tiền). Bề dày thay ñổi

từ 28,0-100,0 m, trung bình theo tài liệu khu vực khoảng 70m.

1) gồm hai phần chính như sau:

Thành phần thạch học của tầng Pliocen dưới (n2

- Phần trên là tập hạt mịn bao gồm sét, sét - bột màu xám vàng, nâu ñỏ chứa

nhiều kết vón laterit có bề dày thay ñổi từ 5,2-14,0 m, trung bình 11,3m. Lớp sét, sét-

bột này có diện phân bố rộng khắp vùng và khá liên tục.

- Phần dưới là lớp cát hạt từ mịn ñến trung - thô chứa sạn sỏi phân bố rộng khắp,

ñôi nơi xen kẹp các lớp mỏng sét - bột. Bề dày lớp cát chứa nước là từ 36,0m ñến

82,0m, trung bình 66,0m.

Nước của tầng là nước có áp lực. Do phân bố ở ñộ sâu lớn, phía trên có nhiều

lớp cách nước, nên nó không có quan hệ thuỷ lực với nước mặt. Về miền cấp và thoát,

hiện chưa có cơ sở ñể kết luận

Diện tích phân bố nước nhạt khoảng 1.600 km2. Phần bị nhiễm mặn tập trung ở

phía ðông tỉnh từ kinh Tham Thu ra hết huyện Gò Công ðông.

2.3.3.7. Tầng chứa nước Miocen trên (n1

3). Nằm dưới tầng chứa nước lỗ hổng 1) là tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Miocen trên

các trầm tích Pliocen dưới (n2

3), diện phân bố rộng khắp vùng.

(n1

Mái của tầng gặp ở ñộ sâu từ 368m tại Châu Thành ñến 403m ở Cai Lậy; chiều

sâu ñáy của tầng từ 450m trở lên, khu vực Gò Công Tây và ra phía biển gặp ñá gốc. Bề

dày của tầng chứa nước này một số nơi chưa khống chế hết, ngay tại lỗ khoan LK31 sâu

nhất vùng 501,8m chỉ mới khoan vào tầng chứa nước ñược 105,3m. Và lỗ khoan QS1-1

ở Mỹ Tho có ñộ sâu 500m cũng chỉ mới khoan vào tầng chứa nước ñược 107m.

Theo mặt cắt ñịa chất thuỷ văn, phần trên cùng là sét, sét bột màu nâu vàng

cứng chắc. Dưới là các thành tạo chứa nước tốt có thành phần chủ yếu là cát hạt trung

ñến thô chứa sỏi, sạn màu xám nhạt, trắng ñục, ñôi nơi chứa cuội. Xen kẹp trong các

lớp cát là các thấu kính, hay các lớp mỏng bột sét màu xám, xám ñen hoặc cát mịn

màu xám trắng, dễ tách theo mặt lớp. Bề dày trung bình lớp cát chứa nước khoảng 84m

ðây là tầng chứa nước có triển vọng nhất, tuy nằm sâu nhất nhưng chứa nước

phong phú. Chất lượng nước rất tốt, nước dùng trực tiếp không cần qua xử lý. Diện tích phân bố nước nhạt rất rộng gần khắp tỉnh, khoảng 1.550 km2.

Bảng 2.1. Tổng hợp chiều sâu phân bố các tầng chứa nước [28]

Tầng chứa nước

TT Mức phân bố

Thông số

qp3

qp2-3

qp1

Chiều sâu mái (m)

36,0

98,0 174,0 251,0 360,0 403,0

Lớn nhất

Chiều sâu ñáy (m)

98,0 174,0 251,0 360,0 403,0

Bề dày chứa nước (m)

52,0

88,0

86,0

90,0 125,0 >100

Chiều sâu mái (m)

7,0

22,0

85,0 157,0 241,0 368,0

Nhỏ nhất

Chiều sâu ñáy (m)

22,0

85,0 157,0 241,0 368,0

Bề dày chứa nước (m)

8,0

9,0

27,0

37,0

28,0

49,0

Chiều sâu mái (m)

23,1

57,6 123,6 200,9 291,2 389,6

Trung bình

Chiều sâu ñáy (m)

57,6 123,6 200,9 291,2 389,6

Bề dày chứa nước (m)

19,1

48,6

44,3

69,0

71,9

PHẦN 2

XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT

Phần này sẽ trình bày sự kết hợp phương pháp khoa học của hai lĩnh vực chuyên

môn ñộc lập nhưng có sự quan hệ tương hỗ. ðó là phương pháp ño sâu ñiện, phương

pháp truyền thống của ngành ñịa vật lý, phương pháp ñã ñịnh hình giá trị; và công nghệ

GIS, gồm các phương pháp phân tích không gian trên bản ñồ số, phương pháp ñang phát

triển theo xu hướng phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin.

Phần này bao gồm 2 chương:

Chương 3: Phân tích, xử lý tài liệu ño sâu ñiện. Chương này ứng dụng phương

pháp ño sâu ñiện hình thành nên một tập giá trị ñiện trở suất thật các lớp ñịa chất thuộc

vùng nghiên cúu

Chương 4: Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản ñồ ñiện trở suất. Từ kết quả

chương 3, Chương này ứng dụng công nghệ GIS hình thành cơ sở dữ liệu ñiện trở suất,

và xây dựng bản ñồ ñiện trở suất trên cơ sở các phương pháp phân tích không gian trong

GIS

Chương 3

PHÂN TÍCH - XỬ LÝ TÀI LIỆU ðO SÂU ðIỆN

Dữ liệu phục vụ quá trình phân tích ñược thu thập và ño mới bổ sung từ các

phương án ño sâu ñiện trên ñịa bàn nghiên cứu.

3.1. Phương pháp phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện

Trong thăm dò ño sâu ñiện trở suất, các phương pháp thường ñược sử dụng

là phương pháp Wenner và Schlumberger. ðặc ñiểm của phương pháp là tâm của hệ

thiết bị ñược giữ cố ñịnh nhưng khoảng cách giữa các ñiện cực thay ñổi tăng dần ñể

có thể nhận ñược nhiều thông tin hơn về mặt cắt sâu hơn của môi trường.

Trong luận án này, các số liệu ñiện trở suất thu thập ñược lẫn ño ñạc mới,

phục vụ cho việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất vùng nghiên cứu, ñều ñược thực

AM AN . MN

hiện bằng phương pháp ño sâu ñiện theo hệ thống thiết bị Schlumberger.

Hình 3.1. Sơ ñồ bố trí các cực ño sâu ñiện theo hệ thiết bị Schlumberger

3.1.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp ño sâu ñiện:[22]

∞

U r ( )

)

(

)

Phương trình (1.10) cho ta hàm thế trong môi trường phân lớp ngang:

R m J mr dm ( 0

∫

I ρ 1 2 π

(3.1)

)

(

iR m là một phụ thuộc biến số tích phân m và các tham số của lát cắt ñịa

Với: J0: Hàm Bessel bậc không;

ñiện,

ðối với thiết bị 4 cực ñối xứng, sự chênh lệch thế giữa các ñiện cực ño là:

△

U=2

−

(

)

)  U s b U s b − 

 

1 s b −

1 s b +

I ρ 2 π

  

     

  

(3.2)

MN 2

AB 2

trong ñó

−

s 2 π

aap.

(

)

△ U Ibs

  

+∞

   2

(3.3)

(

)

−

J ms mb dm +

)

(

)

aap.

2 ρ 1

( R m J ms mb 0

 

 

∫

b − bs 4

Thay U từ phương trình (3.1), ta có biểu thức ñiện trở suất biểu kiến

+∞

(

)

−

hoặc

aap.

( J ms 0

[

]

{ T m J ms

} ) c dm

∫

c − c 4

(3.4)

b = s

với T(m) = ρ.R(m),

Ứng với thiết bị Schlumberger, sau khi biến ñổi và sử dụng tích phân

+∞

)

(

−

Hankel, biểu thức ñiện trở suất biếu kiến ñược biểu diễn dưới dạng:

app

ρ 1

[ T m (

] J ms mdm ) 1

∫

(3.5)

Ta thay các biến số ñộc lập bằng các biến số logarit, do trong thang ño

ln(

)

= −

logarit, các ñường cong ño sâu ñiện trở suất có dáng ñiệu ñều ñặn hơn.

1 m

  

  

+∞

x y −

(

c e )

−

ðặt x = ln(s) và

( 1

) c e

aap.

 

 

 

∫

(3.6)

{ T m J )

}  e 

− 4

−∞

Khi ñó, phương trình (3.4) trở thành 2 c c

+∞

)

x y −

)

−

Phương trình (3.5) trở thành

app

ρ 1

[ T y ( )

] J e ( 1

∫

−∞

(3.7)

Theo phép biến ñổi Fourier, nếu có một hàm T(y) ñược lấy mẫu tại những

+ ∞

△

sin

−

 

△

T y (

)

( T y

)

∑

− △

0 y

) y △ y

−

= − ∞

(  π  ( π

△ )

khoảng cách lấy mẫu (y+j∆y) thì giá trị ñó tại y trên trục tọa ñộ vuông góc là:

Do ñó

x y −

+∞

2 c

△ j y

x y − e dy

sin

△ /

−

)

) c e

y y − − 0

J 0

{ ( π

 

(  1 

}  

△ j y

)

app .

( T y 0

∑

∫

△ j y

△ /

=−∞

) c e )

{ } (  y 1 .  ( y y − − π 0

−∞

 1   

   

+∞

△ (3.8) j y

)

( jf T y

aap.

∑

−∞

+∞

△

sin

− + −

} y

η e d

−

với fj là các hệ số lọc, ñặt η = x-y, khi ñó:

( 1

) η c e

( 1

) η c e

 

 

 

∫

(3.9)

{

}  

) △

c c

− △ j y

− 2

x + −

y 0 −

{ ( π η ( π η

△ j y )

y 0

−∞

Hiện nay, nhiều bộ lọc ñã ñược công bố với các bước rời rạc khác nhau: 6

bước, 10 bước, 11 bước, … trên khoảng 10. Các bộ lọc hiện hành: bộ lọc Johansen

gồm 140 số, bộ lọc Ghosh 9 số, bộ lọc Abramova 15 số, …

3.1.2. ðặc ñiểm của phương pháp ño sâu ñiện:

Xét môi trường ñịa chất phân lớp ngang, ñồng nhất, ñẳng hướng.

ðiểm ño sâu ñiện

ðường cong lý thuyết

ðường cong ño ñạc

ðường cong ñiện trở suất thật

Ta có ñường cong ño sâu ñiện biểu thị sáu lớp ñịa chất (hình 3.2)

Khoảng cách ñiện cực (AB/2)/Chiều sâu lớp

Hình 3.2. ðường cong ño sâu ñiện

Hình 3.2. cho thấy ñường cong ñiện trở suất lý thuyết (6 lớp) không trùng

khớp với ñường cong ño ñạc. Cho nên mô hình bài toán thuận sẽ ñược ñiều chỉnh

sao cho ñường cong ñiện trở suất ño ñạc và ñường cong ñiện trở suất lý thuyết trùng

nhau. Lúc ñó mô hình ñiện trở suất thật sẽ ñược xác ñịnh (hình 3.3)

Khoảng cách ñiện cực (AB/2)/Chiều sâu lớp

Hình 3.3. Tương quan giữa ñường cong ñiện trở suất biểu kiến và ñiện trờ suất thật

Qua phân tích ñường cong ño sâu ñiện ở hình 3.3. ta thấy phương pháp ño

sâu ñiện có những ñặc ñiểm sau:

(i) ðiện trở suất biểu kiến luôn ñược xác ñịnh theo từng bước ño của hệ

thiết bị tại mỗi vị trí ño.

(ii) Mỗi ñường cong ñiện trở suất biểu kiến tương ứng với một ñường

cong ñiện trở suất thật. ðiện trở suất biểu kiến biến ñổi theo sự thay ñổi khoảng

cách ñiện cực ño. ðiện trở suất thật biến ñổi theo sự thay ñổi chiều sâu của lớp ñịa

chất.

(iii) Sự thay ñổi biên ñộ của ñường cong ñiện trở suất biểu kiến thường

nhỏ hơn biên ñộ của ñường cong ñiện trở suất thật. Sự tương quan giữa ñiện trở suất

biểu kiến và ñiện trở suất thật không ñối xứng tại những khoảng cách ñiện cực nhỏ,

tại bề dày của lớp ñầu tiên và bề dày vô hạn của lớp cuối cùng.

(iv) Sự thay ñổi ở vị trí cực của ñường cong ñiện trở suất biểu kiến xấp xỉ

hoặc bằng sự thay ñổi của ñiện trở suất thật tại lớp ñó.

Sau ñây là các bước cơ bản trong phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện

[26]

(a) Giả thiết ñiện trở suất biểu kiến bằng ñiện trở suất thật và ñộ sâu của

lớp bằng khoảng cách các ñiện cực.

Thay ñổi ñộ sâu của lớp về phía trái so lớp thật.

(b) (c) ðiều chỉnh biên ñộ ñiện trở suất giả ñịnh ñến biên ñộ ñiện trở suất

thật.

Khoảng cách ñiện cực (AB/2)/ Chiều sâu – bề dày lớp

Hình 3.4. Các bước cơ bản trong phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện

3.1.3. Quy trình phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện:

1. XÂY DỰNG ðƯỜNG CONG ðIỆN TRỞ SUẤT BIỂU KIẾN - Thu thập số liệu ñiện trở suất ño ñạc - Vẽ ñường cong ño ñạc

2. MÔ HÌNH DỰ KIẾN

Mô hình có N lớp tương ứng N giá trị AB/2 của hệ cực ño.

ρj = ρapp.j; hj = rj – rj-1 (r0 = 0)

3. XÂY DỰNG BÀI TOÁN THUẬN sử dụng bộ lọc 15 số của Abramova Vẽ ñường cong tính toán ρcj, hcj (j= 1 ñến N) 4. SO SÁNH ðƯỜNG CONG TÍNH TOÁN VÀ ðƯỜNG CONG ðO ðẠC

tính toán mức phù hợp rms < 5%; rmsi+1 – rms1 ≤ 0

N

Y 5. KẾT QUẢ (giao diện máy tính)

ðiện trở suất thật, chiều sâu của các lớp

Nén, giãn lớp 6. GHI KẾT QUẢ

- Vẽ mặt cắt ñịện trở suất theo tuyến ño sâu ñiện - Tập dữ liệu ñiện trở suất - CSDL ðTS: Xây dựng bản ñồ GIS ñiện trở suất theo lớp

Hình 3.5: Quy trình phân tích ñường cong ño sâu ñiện

Các bước phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện:

1. Vẽ ñường cong ñiện trở suất ño ñạc từ số liệu thu thập bằng phương pháp

ño sâu ñiện.

2. Xây dựng mô hình dự kiến: Nếu hệ thiết bị ño ñạc có N gía trị AB/2, xem như

mô hình có N lớp. Lúc ñó, ñiện trờ suất ρj của lớp thứ j ñúng bằng ñiện trở suất biểu kiến

ρapp.j; bề dày lớp thứ j là ABj/2 – ABj-1/2.

3. Xây dựng bài toán thuận với bộ lọc 15 số của Abramova, vẽ ñường cong

tính toán.

4. So sánh ñường cong tính toán và ñường cong ño ñạc.

Thực hiện tác vụ tính sai số trung bình bình phương rms (Root Mean Squares)

ρ ρ − cj

∑

1 =

bj ρ bj

   

   

rms

.100

cho mỗi lần lặp

(3.10)

trong ñó ρbj - ñiện trở suất biểu kiến “ño ñạc” thứ j

ρcj - ñiện trở suất biểu kiến tính toán thứ j

N - số ñiểm hệ số hóa ñiện trở suất biểu kiến (với j = 1 ñến N)

So sánh rms% tính toán với rms% cho trước, nếu rms% mới nhỏ hơn rms%

trước thì tính toán có ñộ sâu nông hơn trước.

Tác vụ này sẽ cho hai trường hợp:

- (5.) Nếu rms% cực tiểu, nhỏ hơn 5% hoặc nhỏ hơn một mức ñã ñịnh trước,

quá trình lặp ñược kết thúc. Khi ñó giá trị ñộ sâu và ñiện trở suất giả ñịnh chính là

ñộ sâu và ñiện trở suất thật cần tìm. (ñến bước 5.)

- Trong trường hợp ñiều kiện trên không thỏa: tiếp tục giảm ñộ sâu (tức dịch

chuyển ñường cong tính toán về phía trái), lúc này ta thấy ñộ sâu của lớp ñầu tiên sẽ

nhỏ hơn khoảng cách ñiện cực ño. Tiếp tục thay ñổi sao cho ñiện trở suất tính toán

tiếp cận ñiện trở suất ño ñạc. (lặp lại bước 3.)

ðiện trở suất giả ñịnh ñược hiệu chỉnh sau mỗi lần lặp bằng phương trình

( ) j

( ) j .

ρ i

ρ i 1 +

( ) j ( ) j

ρ b ρ ci

(3.11)

trong ñó i - số lần lặp

j - số thứ tự thứ j (của lớp, khoảng cách)

ρi(j) - ñiện trở suất lớp thứ j tại vòng lặp thứ i

ρci(j) - ñiện trở suất tính toán tại khoảng cách thứ j cho vòng lặp thứ i

ρb(j) - ñiện trở suất biểu kiến tại khoảng cách thứ j

Khi có các giá trị mới, lại trở về bước 3 với giá trị ñộ sâu và ñiện trở suất giả

ñịnh chính là giá trị ñộ sâu và ñiện trở suất sau khi ñã hiệu chỉnh. Quá trình tiếp tục

cho ñến khi thỏa ñiều kiện rms% <5. (ñến bước 5)

* Nén lớp, giãn lớp: Trong bài toán thực tiển, các thông tin tiên nhiệm về cấu

trúc ñịa chất vùng nghiên cứu sẽ cho biết số lớp của môi trường. Như hình 3.3. cho

thấy ñường cong ñiện trở suất thể hiện 6 lớp ñịa chất. Như vậy, tiếp theo bước 5, ñể

có ñược ñường cong ñiện trở suất thật phù hợp thực tế của môi trường, tác vụ tiếp

theo phải tiến hành nén lớp hoặc giãn lớp.

- Nén lớp: Sự phân bố ñộ sâu của các lớp thu ñược từ hệ số hóa khoảng cách

ñiện cực; trong khi ñó, khoảng cách ñiện cực rộng hơn nhiều so với ñộ sâu thực tế,

Cho nên ñộ sâu các lớp phải ñược nén ñồng thời với việc ñiều chỉnh ñiện trở suất

sao cho ñường cong tính toán phù hợp với ñường cong ño ñạc.

- Giãn lớp: tương tự nén lớp, nếu bề dày của lớp quá nhỏ, phải tiến hành giản

lớp ñể ñường cong tính toán và ñường cong ño ñạc phù hợp nhau.

6. Khi ñường cong tính toán tương hợp với ñường cong ño ñạc, và kết quả

phân tích ñường cong ñiện trở suất thể hiện số lớp phù hợp cấu trúc ñịa chất khu

vực nghiên cứu. Giá trị ñiện trở suất, chiều sâu ñáy lớp ñược ghi trữ vào cơ sở dữ

liệu ñồng thời chuyển tiếp sang giai ñoạn biểu thị kết quả dưới 2 dạng:

- Mặt cắt ñịa ñiện: thể hiện sự biến ñổi ρt theo chiều sâu

- Bản ñồ ñiện trở suất của từng lớp ñịa chất: thể hiện sự biến ñổi ρt theo diện

Khoảng cách ñiện cực (AB/2)/ Chiều sâu – bề dày lớp Hình 3.6. Các bước phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện

3.2. Tổng hợp tài liệu – xác ñịnh sự phân lớp ñịa chất

Trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang có nhiều công trình ño ñịa vật lý, ñịa chất,

nghiên cứu lập bản ñồ ñịa chất, ñịa chất thuỷ văn và khoan khai thác nước dưới ñất.

ðộ sâu nghiên cứu ñã ñạt ñến trên 501m (giếng khoan Mỹ Tho 31-MT), có giếng

khoan ñã gặp tầng Jura-Kreta (JK) chiều sâu 458 m (giếng khoan Gò Công 51).

Như ñã trình bày ở mục 1.1.2 (chương 1) ñiện trở suất của các thành tạo ñịa

chất phụ thuộc vào các yếu tố: thành phần thạch học, ñộ gắn kết, ñộ rỗng và ñộ

chứa nước, ñộ tổng khoáng hóa của nước chứa trong các thành tạo xốp. ðặc ñiểm

thành tạo ñịa chất tỉnh Tiền Giang là các thành tạo ñịa chất bở rời, cho nên giá trị

ñiện trở suất của các lớp ñịa chất phụ thuộc một cách mạnh mẽ vào ñộ tổng khoáng

hóa của nước chứa trong chúng. Do ñó ñặc ñiểm phân lớp ñịa chất thủy văn là một

ñiều kiện cơ bản cho việc phân tích sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất theo các tầng ñịa

chất khác nhau trong vùng nghiên cứu.

Tài liệu giếng khoan nước dưới ñất, tài liệu carota giúp cho việc xác ñịnh khá

chính xác ranh giới tự nhiên giữa các lớp ñịa chất trầm tích. Dựa vào cấu trúc ñịa

chất và thành phần thạch học, khả năng chứa nước, … vùng nghiên cứu ñược phân

thành 7 phân vị ñịa tầng ñịa chất theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau: [28]

3).

1. Trầm tích Holocen (Q2).

2-3).

2. Trầm tích Pleistocen trên (Q1

1).

3. Trầm tích Pleistocen giữa - trên (Q1

5. Trầm tích Pliocen trên (N2

3).

4. Trầm tích Pleistocen dưới (Q1 2). 1). 6. Trầm tích Pliocen dưới (N2

7. Trầm tích Miocen (N1

Hình 3.7 mô tả 7 phân vị ñịa tầng ñịa chất vùng nghiên cứu dưới dạng cột ñịa

Nguồn: ðoàn ðịa chất thủy văn 803

Nguồn: Cục Quản lý nước và Công trình thủy lợi

tầng.

Hình 3.7. Cột ñịa tầng 2 lỗ khoan tiêu biểu

ðặc ñiểm phân cách giữa các tầng của các giếng khoan ñược biểu hiện bằng lớp

sét phủ trên mặt của tầng chuyển tiếp.

Dưới ñây là bảng tổng hợp chiều sâu mái, ñộ dày trung bình của các phân vị ñịa

tầng ñịa chất vùng nghiên cứu.

Bảng 3.1: Bảng tổng hợp chiều sâu phân bố các tầng

TT Huyện thị

Thông số

1 Mỹ Tho

2 Chợ Gạo

Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m)

Tân Phước Bề dày (m)

Cai Lậy

Cái Bè

Châu Thành Gò Công Tây TX. Gò Công Gò Công ðông

2 N2 185 105 230 43 180 82 198 104 251 111 214 112 192 92 201 102 157 94

Lớp ñịa chất trầm tích 2-3 Q1 1 1 N2 290 130 22 103 55 108 273 151 66 127 85 79 262 102 38 128 78 64 302 40 85 101 113 45 360 174 98 130 76 77 306 119 39 62 105 80 284 142 94 106 48 50 303 107 41 95 104 66 241 102 80 143 55 22

Lớn nhất

Nhỏ nhất

Trung bình

Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m) Chiều sâu mái (m) Bề dày (m)

3 N1 393 inf 400 inf 390 inf 403 inf 390 inf 368 inf 380 inf 398 inf 384 inf 98,0 174,0 251,0 360,0 403,0 113 108 143 >100 112 85,0 157,0 241,0 368,0 22,0 22 57,6 123,6 200,9 291,2 389,6 91,3 66,0

3 Q1 7 15 30 36 24 14 11 29 31 47 20 19 36 58 13 28 36 56 36,0 58 7,0 14 23,1 34,5

98,4

77,3

Nguồn: Viện Qui hoạch thủy lợi Nam bộ (2010) [28]

4 6

n ệ i ñ u â s o ñ m ể i ñ ố b n â h p ồ ñ n ả B

. 1 . 3 ồ ñ n ả B

Trên cơ sở phân tầng trên, ñường cong ño sâu ñiện sẽ ñược phân tích theo 7 lớp

ñịa chất tương ứng.

3.3. Kết quả phân tích – xử lý số liệu ño sâu ñiện

3.3.1. Phân tích ñiện trở suất theo tuyến ño:

ðể xác ñịnh các thông số ñiện trở suất, bề dày của các lớp ñịa chất, ñầu tiên tiến

hành phân tích ñường cong ño sâu ñiện tại vị trí ñiểm ño có lỗ khoan ñịa chất (quy

trình nêu ở mục 3.1.1.3). Tiếp tục phân tích ñường cong ño sâu ñiện dọc theo tuyến ño.

Mặt cắt ñiện trở suất theo tuyến ño ñược thành lập và ñối chiếu với tài liệu lỗ khoan ñịa

chất trên tuyến ño. Mô hình kết quả phân tích ñược ñiều chỉnh sao cho phù hợp giữa tài

liệu phân tích ñịnh lượng các ñiểm ño sâu ñiện và tài liệu lỗ khoan ñịa chất trên vùng

nghiên cứu. Kết quả cuối cùng sẽ cho một tập giá trị ñiện trở suất vùng nghiên cứu

phục vụ cho tiến trình nội suy GIS hình thành bản ñồ ñiện trở suất.

3.3.1.1. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện:

Số liệu ño sâu ñiện ñược phân tích bằng phần mềm IPI2Win, cho kết quả mang

tính ñịnh lượng giá trị ñiện trở suất của các lớp ρ1, ρ2, ρ3, ... cùng với chiều sâu mái lớp

h1, h2, h3...

ðiểm ðSð

Thuộc huyện

Dáng ñiệu ñường cong ño sâu ñiện

Thành phần thạch học

Tuổi ðC

Bột sét xám xanh

CS mái (m) 0

Cát mịn ñến ñen

ρt (Ω.m) 12.8 5.13 2.31

2 Q2 3 -13,9 Q 1 2-3 Bột sét màu xám nhạt -31.2 Q 1 1

3.35

-91.3 Q 1

Cát mịn ñến trung xen bột

-169

9.13

TP. Mỹ Tho

33.8

-234

Bột sét Cát mịn ñến trung Bột sét màu xám vàng Cát mịn ñến thô màu xanh nhạt

Bột sét màu xám

93.7

-356

Bột sét màu nâu gụ Cát mịn ñến trung rải rác chứa hạt thô

Cột ñịa tầng GK Giếng TMC1

Thuộc huyện

Dáng ñiệu ñường cong ño sâu ñiện

Tuổi ðC

Thành phần thạch học

Bột sét xám vàng

CS mái (m) 0

ðiểm ðSð

Cát bột Cát mịn

ρt (Ω.m) 21.8 3.03 5.58

Cát mịn ñến trung

4.23

2 Q2 3 -18,7 Q 1 2-3 -46.7 Q 1 1

-92.1 Q 1

-175

104

9.73

TP. Mỹ Tho

16.5

-273

Sét Cát mịn ñến trung lẫn sạn sỏi sét Sét Cát lẫn ít sét Sét bột xen kẹp Cát mịn ñến thô lẫn sỏi

21.7

-357

Sét Cát mịn ñến thô lẫn sạn sỏi

Cột ñịa tầng GK Giếng RQ

4.44

Bột sét xen kẹp cát mịn

-14.3 Q 1

Bột sét, Sét bột laterit hóa

2-3 Cát mịn ñến trung

-40.2 Q 1

2.48 9.1

lẫn sạn sỏi

-78.6 Q 1

6.87

Cát mịn ñến trung lẫn sạn sỏi

84t

-157

Châu Thành

3.52

Sét bột phong hóa mạnh Cát mịn ñến trung lẫn sạn sỏi Bột sét gắn kết yếu Cát mịn ñến thô lẫn sạn sỏi

-284

10.4

Sét bột Cát ñộ hạt tăng dần theo chiều sâu

44.2

-371

GK 34

Hình 3.8. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện 66

3.3.1.2. Mặt cắt ñiện trở suất:

Kết quả phân tích từng ñiểm ño kết nối thành tuyến. Sử dụng tính năng nội suy

của phần mềm Surfer 4.3, Surfer 9.3 hình thành mặt cắt ñiện trở suất theo từng tuyến

ño. Kết quả nội suy ñược ñối chiếu với tài liệu carota lỗ khoan, cột ñịa tầng của các

giếng khoan nước dưới ñất. Mô hình tính toán ñược kiểm chứng và hiệu chỉnh sao cho

phù hợp với tài liệu thực tế của các giếng khoan, qua ñó khắc phục ñược tính không

tương hợp của bài toán ngược và kết quả thu ñược là dữ liệu ñiện trở suất phù hợp cấu

trúc ñịa chất khu vực nghiên cứu.

Sau ñây là các mặt cắt ñiện trở suất tiêu biểu:

Tuyến 1 (hình 3.9): Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Tây - ðông, là tuyến

xương sống của tỉnh, chạy dọc theo ñường giao thông chính, về ñặc ñiểm tự nhiên,

tuyến 1 ñi qua ñủ các thành phần ñịa chất trầm tích hiện diện trên ñịa bàn tỉnh Tiền

Giang. Chiều dài tuyến 101km qua các huyện Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, TP Mỹ

Tho, Chợ Gạo, Gò Công Tây, TX Gò Công. Kết hợp tài liệu giếng khoan và sự biến

ñổi giá trị ñiện trở suất theo từng lớp ñịa chất, tuyến 1 ñược mô tả từ lớp ñịa chất dưới

cùng lên trên như sau:

+ Ở ñộ sâu lớn hơn (450 – 500)m là ñất ñá kết tinh (Mz), ñây là tẩng mà giá trị

ñiện trở suất có chiều hướng tăng cao. ðiện trở suất ñến trên 70 Ωm. Hiện tầng này

chưa có tài liệu nghiên cứu ñầy ñủ về thành phần ñịa chất, cũng như các thông số liên

quan.

+ Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz), từ ñộ sâu (360 – 400)m là trầm tích Miocen 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Tuyến này có 2 vùng phân biệt

(N1

3).Tầng (N1

theo giá trị ñiện trở suất: vùng phù sa sông và vùng ven biển, vùng các huyện phía Tây

và trung tâm tỉnh có ñiện trở suất >= 15Ωm, trong khi ñó các huyện phía ñông: Gò

Công Tây, TX Gò Công từ ñiểm ño TK-15 ñến cuối tuyến, ñiện trở suất xuống thấp

<8Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, cát bột, cát hạt trung ñến thô lẫn

sạn.

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu (270 – 300)m là trầm tích Pliocen dưới N2

1 . 1) phân bố trên toàn tuyến. Tuyến này ñiện trở suất phổ biến trong

Trầm tích( N2

khoảng 12 – 20Ωm ở vùng các huyện phía Tây và trung tâm, vùng các huyện phía

ñông từ vị trí ñiểm ño TK-12 ñến cuối tuyến có ñiện trở suất thấp <8Ωm. Thành phần

thạch học là sét, sét bột, cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi, thạch anh, silic.

+ Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (150 - 190)m là trầm tích Pliocen trên (N2

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi mang tính cục bộ theo các khu vực nhỏ,

rời rạc như tại xã Tân Thanh (Cái Bè), Tân Hội (Cai Lậy), một phần xã ðiềm Hy

(Châu Thành) có ñiện trở suất <10Ωm, các xã thuộc các huyện phía tây và trung tâm có

ñiện trở suất cao hơn (8 – 15)Ωm. Riêng huyện phía ñông như Gò Công tây, TX Gò

Công có ñiện trở suất thay ñổi trong khoảng (2-10)Ωm . Thành phần thạch học chủ yếu

là sét, sét bột, cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi.

+ Lên tiếp ñến ñộ sâu (50-70)m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn

tuyến. ðiện trở suất thay ñổi khá cục bộ ở các huyện phía tây có nơi có ñiện trở suất

thấp (4 – 8)Ωm tại các ñiểm ño thuộc xã Tân Thanh, Tân Hội, ðiềm Hy, có nơi ñiện

trở suất cao hơn (10 – 15) Ωm ở các xã còn lại. Riêng ñịa bàn từ xã ðạo Thạnh (TP Mỹ

Tho chuyển về các huyện phía ñông ñến cuối tuyến ño ñiện trở suất xuống thấp từ 8

Ωm xuống thấp ñến 2Ωm. Thành phần chủ yếu là bột sét chứa kết vón oxyt sắt, hoặc

lẫn sạn laterit, cát hạt trung ñến thô.

+ Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này tương ứng với ñới trầm tích bở

rời tơi xốp, ñộ ẩm cao phủ trên bề mặt. ðiện trở suất lớp này thay ñổi khá phức tạp có

nơi ñiện trở suất từ 1 - 2Ωm (ñất nhiễm mặn phèn), có nơi vượt hơn 40Ωm (ñất ñắp,

phù sa bãi bồi). Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực vật,

ñôi khi là cát hạt mịn ñến trung.

Tuyến 2 (hình 3.10): Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Tây – ðông, chiều dài

45km, ñi qua các huyện Cái Bè, Cai Lậy, Tân Phước, Châu Thành gồm các xã: Hậu

Mỹ Bắc A (Cái Bè), Thạnh Lộc, Phú Cường, Mỹ Phước Tây (Cai Lậy), Tân Hòa Tây,

Mỹ Phước, Hưng Thạnh (Tân Phước), Phú Mỹ (Châu Thành). Kết hợp tài liệu giếng

khoan và sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất theo từng lớp ñịa chất, tuyến 2 ñược mô tả từ

lớp ñịa chất dưới cùng lên trên như sau:

+ Ở ñộ sâu lớn hơn (470-490)m là ñất ñá kết tinh (Mz), ñây là tầng có ñiện trở

suất cao trên ñường cong ño sâu ñiện. ðiện trở suất phân tích khoảng 30Ωm, có nơi lên

ñến 70-80Ωm.

+ Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz). Từ ñộ sâu 360 m ñến 490m là trầm tích 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Trên toàn tuyến trầm

3).Tầng (N1

Miocen (N1

3 có ρ >= 15 Ωm. Ngoại trừ vị trí các ñiểm ño 23t, 24t, 25t, 26t có ñiện trở suất

tích N1

thấp ρ = 4 - 8 Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, cát bột, cát hạt trung

ñến thô lẫn sạn.

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu 280m- 400m là trầm tích Pliocen dưới N2

1 . 1) phân bố trên toàn tuyến. Tuyến này ñiện trở suất biến ñổi tập trung

Trầm tích( N2

khoảng 15 – 30Ωm. Riêng tại các ñiểm ño từ 20t ñến 29t (thuộc xã Hưng Thạnh) có

ñiện trở suất thấp từ 3 – 8 Ωm. Thành phần thạch học là cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi,

thạch anh, silic.

+ Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (200-270)m là trầm tích Pliocen trên (N2

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi khá phân biệt theo ñịa bàn: xã Hậu Mỹ

Bắc A, Thạnh Lộc có ñiện trở suất (6-15 Ωm), các xã còn lại của huyện Cai Lậy có

ñiện trở suất cao hơn (15 – 28 Ωm). Riêng huyện Tân Phước hầu như toàn bộ các xã

theo tuyến ñều có ñiện trở suất <8,4 Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt

trung, thô lẫn sạn sỏi.

+ Lên tiếp ñến ñộ sâu (50-70)m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn

tuyến. Tuyến ño qua huyện Tân Phước có ñiện trở suất <8 Ωm, có nơi ñiện trở suất

thấp ñến 2 - 3Ωm. ðịa bàn còn lại có ñiện trở suất cao hơn (10 - 20Ωm) ngoại trừ vị trí

tại các ñiểm ño 114 ñến 106 (thuộc 2 xã Hậu Mỹ Bắc A, Thạnh Lộc) có ñiện trở suất

thấp (4 - 8Ωm ). Thành phần chủ yếu là cát hạt trung ñến thô.

+ Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này tương ứng với ñới trầm tích bở

rời tơi xốp, ñộ ẩm cao phủ trên bề mặt. ðiện trở suất lớp này thay ñổi khá phức tạp có

nơi ñiện trở suất từ 1 - 2Ωm (ñất nhiễm mặn phèn), có nơi vượt hơn 40Ωm (ñất ñắp,

phù sa bãi bồi). Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực vật,

ñôi khi là cát hạt mịn ñến trung.

Tuyến 3 (hình 3.11): Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Nam - Bắc, chiều dài

32km, ñi qua các huyện Châu Thành, Tân Phước, gồm các xã: Bình ðức, Long Hưng,

Long ðịnh (Châu Thành), Phước Lập, Mỹ Phước, Thạnh (Tân Phước). Có 4 giếng

khoan ñối chứng trên tuyến, tuyến 3 ñược mô tả từ lớp ñịa chất dưới cùng lên trên như

+ Ở ñộ sâu lớn hơn (440-460)m là ñất ñá kết tinh (Mz). ðiện trở suất phân tích

khoảng 20 - >30Ωm.

+ Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz). Từ ñộ sâu 320 m ñến 460m là trầm tích 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Trên toàn tuyến trầm

3).Tầng (N1

Miocen (N1

3 có ρ biến ñổi từ 12Ωm ñến 25Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét

tích N1

bột, cát hạt mịn ñến trung.

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu 260m- 400m là trầm tích Pliocen dưới N2

1 . 1) phân bố trên toàn tuyến. Tuyến này có ñiện trở suất biến ñổi trong

Trầm tích( N2

khoảng 9 – 20 Ωm. Thành phần thạch học là cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi.

+ Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (150-260)m là trầm tích Pliocen trên (N2

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi từ 6 Ωm ñến 15 Ωm. Khu vực thuộc xã

Bình ðức, Long Hưng (từ ñiểm ño 198TL ñến 207TL) có ñiện trớ suất thấp <8,4Ωm.

Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt trung, thô lẫn sạn sỏi.

+ Lên tiếp ñến ñộ sâu (70-80)m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn

tuyến. ðiện trở suất tập trung khoảng 2 – 6 Ωm. Ngoại trừ ñịa phận nhỏ thuộc xã Mỹ

Phước, Thạnh Mỹ có ñiện trở suất 8 - 10Ωm (tại các ñiểm ño 34t, 35t, 36t, 39t). Thành

phần chủ yếu là sét, sét bột, cát hạt trung ñến thô.

+ Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này là lớp phủ bề mặt, ñiện trở suất

rất thấp từ 1 - 3Ωm. Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực

vật, ñôi khi là cát hạt mịn ñến trung chứa nước phèn mặn.

Tuyến 4 (hình 3.12): Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Nam - Bắc, chiều dài

25km, ñi qua khu ñô thị thuộc thành phố Mỹ Tho, huyện Châu Thành, tuyến này có

nhiều giếng khoan nước dưới ñất. Tuyến ño ñi qua các xã: Thới Sơn, Trung An (TP

Mỹ Tho), Long An, TT Tân Hiệp, Tân Lý Tây, Tân Hương (Châu Thành). Tuyến 4

ñược mô tả từ lớp ñịa chất dưới cùng lên trên như sau:

+ Ở ñộ sâu lớn hơn (440-460)m là ñất ñá kết tinh (Mz). ðiện trở suất phân tích

từ (20 -30)Ωm lên ñến (60 – 70)Ωm.

+ Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz). Từ ñộ sâu (360- 390) m ñến (460-500)m là 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Trên toàn

3).Tầng (N1

trầm tích Miocen (N1

3 có ρ biến ñổi từ 20Ωm ñến 70Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu

tuyến trầm tích N1

là sét, sét bột, cát hạt trung ñến thô chứa sỏi, sạn ñôi nơi chứa cuội (giếng BVTV).

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu 280m ñến 390m là trầm tích Pliocen dưới N2

1 . 1) phân bố trên toàn tuyến. Tuyến này có ñiện trở suất biến ñổi trong

Trầm tích( N2

khoảng (15 – 30) Ωm. Thành phần thạch học là sét, sét - bột màu xám vàng, cát hạt từ

mịn ñến trung - thô chứa sạn sỏi, ñôi nơi xen kẹp các lớp mỏng sét - bột (giếng TL2).

+ Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (150-290)m là trầm tích Pliocen trên (N2

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi tập trung trong khoảng (15 – 25) Ωm.

Cục bộ có một vài vị trí có ñiện trở suất thấp hơn (4-8) Ωm tại ñiểm ño 103 (xã Thới

Sơn), 240TL (xã Tân Hương). Thành phần thạch học chủ yếu là bột sét chứa sạn

laterit, cát hạt mịn ñến thô lẫn sạn sỏi.

+ Lên tiếp ñến ñộ sâu 110 m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn

tuyến. ðiện trở suất thay ñổi trong khoảng (3–15) Ωm. Tại các vị trí ñiểm ño 103,

239TL, 240TL có ñiện trở suất thấp <5Ωm. Thành phần chủ yếu là bột sét, bột cát, cát hạt

mịn ñến thô chứa sạn sỏi.

+ Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này là lớp phủ bề mặt. Phần lớn vị

trí có ñiện trở suất >10Ωm, ngoại trừ tại ñịa bàn xã Tân Hương, một phần xã Tân Lý

Tây có ñiện trở suất rất thấp từ 1 - 3Ωm là vùng phân bố cát giồng hạt mịn ñặc trưng

trầm tích bờ biển cổ. Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực

vật, ñôi khi là cát hạt mịn ñến trung chứa nước phèn mặn.

Tuyến 5: (hình 3.13) Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Bắc - Nam, chiều dài

10km, ñi qua các xã: ðăng Hưng Phước, Long Bình ðiền, Hòa ðịnh thuộc huyện Chợ

Gạo. Tuyến 5 ñược mô tả từ lớp ñịa chất dưới cùng lên trên như sau:

+ Ở ñộ sâu lớn hơn 460 m là ñất ñá kết tinh (Mz). ðiện trở suất phân tích thay

ñổi trong khoảng (30 – 70)Ωm. Tuy nhiên có phần diện tích hướng dần về phía biển

Gò Công có ñiện trở suất thấp (6 - 8) )Ωm.

+ Nằm bất chính hợp bên trên (Mz). Từ ñộ sâu (320- 390) m ñến (460-500)m là 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Tuyến này có

3).Tầng (N1

trầm tích Miocen (N1

2 vùng phân biệt theo giá trị ñiện trở suất: vùng các xã phía Bắc từ xã ðăng Hưng

Phước qua thị trấn Chợ Gạo ñến ñiểm ño 123TL có ñiện trở suất lớn biến ñổi từ 16Ωm

ñến 60Ωm, vùng phía Nam cận biển có ñiện trở suất thấp (6 – 8)Ωm. Thành phần thạch

học chủ yếu là sét, sét bột, cát hạt trung ñến thô.

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu 240m ñến 320m là trầm tích Pliocen dưới N2

1 . 1) phân bố trên toàn tuyến. Tương tự như lớp trầm tích Miocen, tuyến

Trầm tích (N2

này có 2 vùng phân biệt theo giá trị ñiện trở suất: vùng các xã phía Bắc từ xã ðăng

Hưng Phước qua thị trấn Chợ Gạo ñến ñiểm ño 123TL có ñiện trở suất lớn biến ñổi từ

12Ωm ñến 25Ωm, vùng phía Nam cận biển có ñiện trở suất thấp (4 – 8)Ωm. Thành

phần thạch học là sét, sét bột, cát hạt mịn ñến trung.

+ Chuyển tiếp lên trên ñến ñộ sâu (170-280)m là trầm tích Pliocen trên (N2

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi tập trung trong khoảng (6 – 18)Ωm. Có

một vài vị trí có ñiện trở suất thấp hơn (1-3) Ωm tại ñiểm ño 125TL, 126TL (xã Hòa

ðịnh). Thành phần thạch học chủ yếu là sét bột, bột sét màu xám trắng, cát hạt mịn ñến

trung.

+ Lên tiếp ñến ñộ sâu 80 m là trầm tích Pleistocen (Q1) phân bố trên toàn tuyến.

ðiện trở suất thay ñổi trong khoảng (3–15)Ωm. Thành phần chủ yếu là bột sét, bột xen

cát, cát hạt mịn ñến thô chứa sạn sỏi.

+ Trên cùng là trần tích Hôlocen (Q 2). Lớp này là lớp phủ bề mặt. ðiện trở suất

rất thấp <3Ωm. Thành phần ñất ñá chủ yếu là sét bột, bột sét, sét bùn lẫn xác thực vật,

cát hạt mịn chứa nước phèn mặn.

Tuyến 6: (hình 3.14) Tuyến ño ñược bố trí theo hướng Bắc - Nam, chiều dài

13km, ñi qua các xã: ðồng Sơn, ðồng Thạnh, Bình Nhì, Thị trấn Vĩnh Bình, Vĩnh Hựu

thuộc huyện Gò Công Tây. Tuyến 6 ñược mô tả từ lớp ñịa chất dưới cùng lên trên như

+ Ở ñộ sâu lớn hơn (420 - 440) m là ñất ñá kết tinh (Mz). ðiện trở suất phân tích

thay ñổi trong khoảng (30 – 70)Ωm. Tuy nhiên có phần diện tích hướng dần về phía

biển Gò Công ñi qua thị trấn Vĩnh Bình, xã Vĩnh Hựu có ñiện trở suất nhỏ (3 - 6) Ωm.

+ Nằm bất chỉnh hợp bên trên (Mz). Từ ñộ sâu (340- 380) m ñến (420-440) m 3) này phân bố trên toàn tuyến khảo sát. Tuyến này

3). Tầng (N1

là trầm tích Miocen (N1

có 2 vùng phân biệt theo giá trị ñiện trở suất: vùng các xã phía Bắc từ xã ðồng Sơn ñến

thị trấn Vĩnh Bình tại ñiểm ño tk38 có ñiện trở suất lớn biến ñổi từ 15Ωm ñến 60Ωm,

phần còn lại của thị trấn Vĩnh Bình, cả xã Vĩnh Hựu có ñiện trở suất thấp (4 – 8)Ωm.

Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột rất mỏng, cát thạch anh mịn ñến thô xen

kẹp.

+ Chuyển tiếp lên trên tới ñộ sâu (220 – 240)m ñến (340 – 380)m là trầm tích 1) phân bố trên toàn tuyến. Tương tự như lớp trầm tích

1 . Trầm tích ( N2

Pliocen dưới N2

Miocen, tuyến này có 2 vùng phân biệt theo giá trị ñiện trở suất: vùng các xã phía Bắc

từ xã ðồng Sơn ñến thị trấn Vĩnh Bình có ñiện trở suất lớn biến ñổi từ 10Ωm ñến

30Ωm, vùng phía Nam cận cửa tiểu có ñiện trở suất thấp (4 – 6)Ωm. Thành phần thạch

học là bột sét phân lớp mỏng, cát thạch anh hạt mịn ñến trung, thô.

+ Chuyển tiếp lên trên ñộ sâu (120-140)m ñến (220 – 240)m là trầm tích Pliocen

2) phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất phổ biến trong khoảng (4 – 8) Ωm.

trên (N2

Thành phần thạch học chủ yếu là sét bột, bột sét rắn, cát thạch anh hạt mịn ñến trung,

thô.

+ Lên tiếp ở ñộ sâu (18 – 24) m ñến (120 – 140)m là trầm tích Pleistocen (Q1)

phân bố trên toàn tuyến. ðiện trở suất thay ñổi trong khoảng (1- 4)Ωm. Thành phần

chủ yếu là bột sét xám ñen xen cát, cát, cát bột, cát thạch anh mịn ñến trung.

+ Trên cùng là trầm tích Hôlocen (Q 2). Lớp này là lớp phủ bề mặt. ðiện trở suất

rất thấp (<1 – 2)Ωm. Thành phần ñất ñá chủ yếu là bột bùn, bột sét, sét bùn lẫn xác

thực vật, bột xen cát hạt mịn chứa nước phèn mặn.

5 7

1 N Ế Y U T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

9 3 h n ì H

6 7

2 N Ế Y U T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

0 1 . 3 h n ì H

7 7

3 N Ế Y U T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

4 N Ế Y U T T Ậ H T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

. 1 1 3 h n ì H

2 1 3 h n ì H

8 7

5 N Ế Y U T T Ậ H T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

6 N Ế Y U T T Ậ H T T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð T Ắ C T Ặ M

. 3 1 . 3 h n ì H

. 4 1 . 3 h n ì H

3.3.2. Tập số liệu ñiện trở suất:

Kết quả phân tích trên 1000 ñiểm ño sâu ñiện phân bố với hơn 20 tuyến ño chạy

dọc theo hướng Tây – ðông, Bắc – Nam hình thành nên một tập số liệu ñiện trở suất

vùng nghiên cứu. Việc phân tích tài liệu ño sâu ñiện ñược kết hợp một cách chặt chẽ

với tài liệu cột ñịa tầng giếng khoan, tài liệu ño carota nên giá trị ñiện trở suất thu ñược

khá tương hợp với sự phân lớp ñịa chất theo chiều thẳng ñứng cũng như sự biến ñổi

theo không gian giữa các vùng có ñặc ñiểm ñịa chất trầm tích ñặc trưng.

theo thứ tự từ trên xuống dưới: trầm tích Holocen (Q2), trầm tích Pleistocen trên (Q1

trầm tích Pleistocen giữa - trên (Q1

Như ñã phân tích ở mục 3.2 vùng nghiên cứu ñược phân thành 7 lớp ñịa chất 3), 1), trầm tích 3). Song song, kết

2-3), trầm tích Pleistocen dưới (Q1 1), trầm tích Miocen (N1

2), trầm tích Pliocen dưới (N2

Pliocen trên (N2

quả phân tích số liệu theo tuyến ño sâu ñiện phủ ñều cả vùng nghiên cứu cho thấy giá

trị ñiện trở suất cũng có sự khác biệt giữa các ñịa bàn có ñặc ñiểm ñiều kiện tự nhiên

khác nhau như: vùng ven biển, vùng trung tâm,, vùng ven sông Tiền và vùng bồn trũng

ðồng Tháp Mười.

Dựa vào ñặc ñiểm tự nhiên và ranh giới hành chính, vùng nghiên cứu ñược phân

thành 3 vùng:

Vùng 1 (vùng ven biển) gồm các huyện: Gò Công Tây, Gò Công ðông, Thị xã

Gò Công, Tân Phú ðông.

Vùng 2 (vùng ñô thị trung tâm) gồm các huyện: TP Mỹ Tho, Chợ Gạo

Vùng 3 (vùng bồn trũng ðTM, vùng ven sông Tiền) gồm các huyện: Cái Bè,

Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước.

Bảng 3.2 tổng hợp giá trị ñiện trở suất của từng lớp ñịa chất trầm tích, ñối sánh

với thành phần thạch học của các cột ñịa tầng giếng khoan ñịa chất trên 3 vùng ñặc

trưng của tỉnh.

n ị m

, g n ỏ m

u à m

n ế ñ n ị m

) 2 4 S

2 1

p ớ l n ẫ l n ị m

, g n u r t n ế ñ n ị m

, 1 4 S K L (

i ô ñ g n u r t n ế ñ n ị m

, ô h t , g n u r t n ế ñ n ị m

3 g n ù V

c ọ h h c ạ h t n ầ h p h n à h T

t á c

n e ñ m á x

. t ộ b , t é s g n ỏ m

t á c , u â n

n ạ s a ứ h c ỗ h c i ô ñ , ô h t

t á c , t á c t ộ b , t i r e t a l

i ờ r ở b , ô h t ỗ h c

t á c , t i r e t a l

n ù m a ứ h c t é s n ù b , n ù b

i ỏ s n ạ s n ẫ l t ộ b t é s

t á c , t é s t ộ b , t é s

m á x t á c t ộ b , t ộ b t é s , t é s

, h n a x m á x t é s t ộ b , t é s

i ỏ s n ạ s a ứ h c t é s t ộ b , t é s

i ờ r ở b , ô h t , g n u r t n ế ñ

t á c n ẫ l t é s t ộ b , t é s

t á c

t é s t á c , t ậ v c ự h t

h n a x m á x t ộ b t é s

i ỏ s , n ạ s n ẫ l g n u r t

)

2 9

0 2

1 1

8 , 1

S C

7 0 4

0 5 1

5 3 2

4 4 3

4 3 1

4 3 3

1 3 2

(

i á m

7 , 8 3

7 , 0 6

6 1 , 5

)

ρ

9 8

0 1

6 , 3

1 , 2

4 , 1

2 , 1

1 , 1

m Ω

9 , 6 3

7 , 2 2

2 , 7 1

8 , 8 2

6 , 9 2

7 , 4 3

1 5 , 1

(

g n ư r t c ặ ñ g n ù v 3 o e h t h c í t

n ị m

ô h t n ế ñ n ị m

g n ỏ m

, t ạ h n h n a x u à m

) 1 3 - T M K L (

t á c , h n a x m á x u à m

, i ờ r ở b g n u r t n ế ñ n ị m

2 g n ù V

c ọ h h c ạ h t n ầ h p h n à h T

t ắ s t y x ô n ó v t ế k a ứ h c

a ứ h c t á c , t ộ b t é s a h p t á c

t á c , t i r e t a l

i ỏ s n ạ s a ứ h c ô h t

t ắ s t y x ô n ó v t ế k a ứ h c

p ẹ k n e x t á c , n e ñ u â n

a ứ h c g n à v ỏ ñ ổ l g n a o l

a h p t á c , t á c , i ỏ s n ạ s t í

t ộ b p ớ l

t á c t é s , t ộ b t é s , t é s n ù b

g n ỏ m p ớ l n â h p t é s t ộ b

t é s t ộ b , t ộ b t é s , t é s

i ỏ s , n ạ s a ứ h c ỗ h c i ô ñ

n ó v t ế k t ộ b , t é s , t é s t ộ b

t é s t á c , t á c n ẫ l t ộ b t é s

t ộ b t é s

t á c n ẫ l t é s t ộ b , t ộ b t é s

t á c , g n ỏ m p ớ l n â h p

, t ậ v c ự h t n ù m p ẹ k n e x

, t á c - t ộ b - t é s , i ỏ s , n ạ s n ẫ l

t ộ b

t á c

n ế ñ g n u r t t á c , t i r e t a l n ạ s

i ỏ s , n ạ s a h p t á c , t ộ b n e x

)

6 5

S C

2 5 1

6 3 2

9 1 3

7 0 4

2 4 1

5 2 3

4 2 2

(

i á m

7 9 2

7 0 7

4 0 2

9 1 5

n a o h k ỗ l :

K L

)

0 8

ρ

8 7

1 2

3 6

1 2

5 1

4 1

3 1

m Ω

6 7 1

5 0 1

4 0 1

6 1 1

7 7 1

1 1 3

(

, t ấ h c a ị ñ :

C ð

g n à v u â n u à m

, g n à v u â n u à m

) 1 5 K L (

n ẫ l t ộ b t é s , t é s , n ù b

ô h t , g n u r t n ế ñ n ị m

1 g n ù V

c ọ h h c ạ h t n ầ h p h n à h T

ó c t ộ b t á c , t ậ v c ự h t c á x

, ẽ k n e x m ằ n t ộ b t é s , t é s

g n u r t n ế ñ n ị m

ô h t n ị m h n a h c ạ h t t á c , n ị m

, t i r e t a l n ạ s a ứ h c ổ l g n a o l

, u â n m á x t á c t ộ b , t ộ b t á c

p ẹ k n e x m ằ n g n à v

g n u r t

t ộ b

, t á c n e x n e ñ m á x t é s t ộ b

t á c n e x t é s t ộ b , t ộ b t é s , t é s

t ộ b t é s , t é s

à v t ộ b t á c , t á c , t ộ b t é s , t é s

t ộ b t é s , t é s

, t á c n ẫ l t é s t ộ b , t ộ b t é s

t á c

n ế ñ n ị m h n a h c ạ h t t á c

h n a h c ạ h t t á c , h n a x m á x

g n à v , t ạ h n u â n , g n à v u à m

, t ạ h n m á x

)

, i á m u â s u ề i h c : i á m S C

0 1

6 3

3 6

8 , 0

S C

2 4 1

9 3 1

2 4 3

9 4 2

6 1 2

1 0 3

0 1 4

(

i á m

9 , 5 2

6 , 6 6

)

ρ

3 , 0

8 , 9

5 , 0

2 , 7

7 , 0

5 , 9

8 , 0

4 , 5

9 , 0

1 , 1

m Ω

3 , 3 1

8 , 5 1

2 , 4 4

(

m ầ r t t ấ h c a ị ñ p ớ l c á c a ủ c c ọ h h c ạ h t n ầ h p h n à h t à v t ấ u s ở r t n ệ i ñ ị r t á i g p ợ h g n ổ T

ị r t c ự C

t ấ h n n ớ l

t ấ h n ỏ h n

t ấ h n n ớ l

t ấ h n ỏ h n

t ấ h n n ớ l

. 2 3 g n ả B

3 - 2

; t ấ u s ở r t n ệ i ñ : ρ : ú h c i h G

2 n

1 n

C ð

h c í t

p ớ L

m ầ r t

t t

Kết luận chương

Trên cơ sở số liệu ñiện trở suất biểu kiến thu thập ñược của 1400 ñiểm ño sâu ñiện;

Phương pháp phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện ñược áp dụng ñể xử lý số liệu

từng ñiểm ño; giá trị ñiện trở suất thật thu ñược sau xử lý ñược ñối chiếu với tài liệu giếng

khoan, tài liệu carota lỗ khoan nước dưới ñất; công ñoạn hiệu chỉnh, ño kiểm tra ñược thực

hiện nhằm ñảm bảo tính tương hợp giữa số liệu tính toán và cấu trúc ñịa chất thực tế của

ñịa bàn nghiên cứu. Quá trình phân tích số liệu ño sâu ñiện theo các tuyến ño phủ ñều trên

ñịa bàn nghiên cứu cho kết quả là một tập giá trị ñiện trở suất thật theo chiều sâu của 7 lớp

ñịa chất trầm tích khác nhau trong vùng nghiên cứu; Kết quả này cho thấy tham số ñiện trở

suất của các tầng ñất ñá trầm tích phân dị khá rõ rệt và phụ thuộc vào các yếu tố: thành

phần thạch học, ñộ lỗ hổng, ñộ chứa nước, ñặc biệt là ñộ khoáng hóa của nước chứa trong

các tầng ñịa chất trầm tích.

Với ñặc ñiểm quá trình hình thành châu thổ ñồng bằng sông Cửu Long gắn liền

với các ñợt biến tiến cực ñại (Miocen), biển lùi mạnh (Pleistocen), và các ñợt biển tiến

biến lùi nhỏ hơn giữa 2 mốc thời gian trên, từ ñó giữa các vùng, trong mỗi lớp có sự

chuyển hướng từ tướng trầm tích sông sang trầm tích biển [4],[17],[28]. Biểu hiện trên

tài liệu ño sâu ñiện và giếng khoan sự chuyển tiếp vùng ñồng bằng - vùng ven biển là

sự thay ñổi thành phần thạch học của lớp trầm tích từ hạt thô, thường là vật liệu cát

(khoảng biến ñổi ñiện trở suất rộng), ñến hạt mịn, thường là vật liệu sét (giá trị ñiện trở

suất tương ñối ổn ñịnh), ñiện trở suất của tầng giảm nhiều theo hướng dần ra biển, biểu

hiện của ñộ khoáng hóa của nước chứa trong tầng biến ñổi từ nhạt sang mặn.

Tỉnh Tiền Giang có 3 vùng ñặc trưng theo ñặc ñiểm tự nhiên gồm: vùng các

huyện phía tây (vùng trũng ðTM, vùng ven sông Tiền), vùng trung tâm (Mỹ Tho, Chợ

Gạo), vùng các huyện phía ðông (Gò Công Tây, Gò Công ðông, TX Gò Công, Tân

Phú ðông). Bảng tổng hợp 3.2 cho thấy tham số ñiện trở suất có sự biến ñổi mạnh mẽ

theo không gian giữa 3 vùng. Sự phân biệt giữa các vùng ñược biểu hiện khá rõ trên

kết quả xử lý tài liệu ño sâu ñiện: vùng các huyện phía tây (vùng trũng và ven sông

Tiền) có ñiện trở suất cao, vùng các huyện phía ñông (vùng ven biển) có ñiện trở suất

rất thấp. Kết quả phù hợp với tài liệu ñịa chất trầm tích của khu vực.

Chương 4

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT

Phương pháp phân tích ñường cong ño sâu ñiện cho kết quả là một tập các giá

trị ñiện trở suất của các lớp ñất ñá trầm tích vùng nghiên cứu. Mỗi lớp ñịa chất cùng

với giá trị ñiện trở suất theo vị trí ñược biểu thị trong GIS bằng một lớp dữ liệu không

gian riêng biệt. Trong chương này, công nghệ GIS ñược ứng dụng ñể xây dựng nên

một cơ sở dữ liệu (geodatabase) ñiện trở suất; Bằng các phép toán nội suy GIS trên

CSDL ñiện trở suất, bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích vùng nghiên cứu ñược

hình thành. Khi ñó, thực hiện thao tác click chọn bất kỳ một vị trí nào trên bản ñồ

ñiện trở suất, kết quả nội suy sẽ cho một giá trị ñiện trở suất tại vị trí ñó.

4.1. Các ứng dụng GIS liên quan việc xây dựng CSDL ñiện trở suất 4.1.1. Mô hình dữ liệu Geodatabase

Geodatabase là mô hình dữ liệu hướng ñối tượng, mô hình này cho phép biểu

diễn thống nhất các ñối tượng không gian và phi không gian và lưu trữ thống nhất

dữ liệu không gian và phi không gian khi ánh xạ mô hình này xuống hệ quản trị cơ

sở dữ liệu (DBMS). Mô hình này hỗ trợ nhiều người dùng truy cập dữ liệu ñồng

thời tại một thời ñiểm. Trong mô hình, các thực thể ñược mô tả như các ñối tượng

với các thuộc tính, các tác vụ và các quan hệ. Geodatabase hỗ trợ các kiểu dữ liệu

trừu tượng không gian nhằm biểu diễn các ñối tượng ñịa lý phức tạp như ñối tượng

dạng ñiểm (point), dạng ñường (polyline), dạng vùng (polygon),…Ngoài ra, mô

hình này cho phép ñịnh nghĩa các quan hệ giữa các ñối tượng nhằm duy trì tính ràng

buộc toàn vẹn giữa chúng.

Các thành phần của geodatabase như bảng (table), lớp ñối tượng không gian

(feature class), các quan hệ (relationship class), miền trị (domain), mạng

(network),… ñược ñịnh nghĩa và lưu trữ trong geodatabase với các kiểu dữ liệu và

các từ khóa khai báo. Một số kiểu dữ liệu và các từ khóa khai báo trong Case Tool

của ArcGIS hỗ trợ gồm:

stt Kiểu dữ liệu/ Từ khóa

Mô tả

Kiểu dữ liệu dạng ñiểm

Bảng 4.1: Các kiểu dữ liệu và từ khóa ñược hỗ trợ bởi Case Tool [44]

Kiểu dữ liệu dạng ñường

Kiểu dữ liệu dạng vùng

2 GeometryPoint GeometryPolyline

GeometryPolygon

Ghi chú Dùng ñể khai báo các lớp ñối tượng có dạng hình học là dạng ñiểm Dùng ñể khai báo các lớp ñối tượng có dạng hình học là dạng ñường Dùng ñể khai báo các lớp ñối tượng có dạng hình học là dạng vùng

esriFieldTypeString

Kiểu dữ liệu chuỗi

esriFieldTypeSmallInteg

Kiểu dữ liệu số nguyên

ngắn

esriFieldTypeInteger Kiểu dữ liệu số nguyên dài

esriFieldTypeDouble Kiểu dữ liệu số thập phân

esriFieldTypeBlob

Kiểu dữ liệu nhị phân

Dùng ñể ñịnh nghĩa khóa chính

OriginPrimaryKey

Từ khóa khai báo khóa

chính

Dùng ñể ñịnh nghĩa khóa ngoại

OriginForeignKey

Từ khóa khai báo khóa

ngoại

4.1.1.1. ðặc tính của Geodatabase

Một số ñặc tính quan trọng của Geodatabase ñược ñề cập gồm: feature

dataset, object class, feature class, relationship class, spatial reference.

- Tập các lớp ñối tượng không gian (feature dataset)

Feature dataset là tập các lớp ñối tượng không gian cùng dùng chung một hệ

toạ ñộ. Người dùng có thể tạo các lớp ñối tượng không gian nằm ở bên trong hoặc

nằm bên ngoài của feature dataset. Tuy nhiên, cấu trúc topology hoặc mô hình

mạng network ñược tạo ra chỉ khi chúng cùng trong một feature dataset.

- Lớp ñối tượng phi không gian (object class)

Các ñối tượng phi không gian (thuộc tính) có cùng kiểu ñược lưu trữ chung

trong một lớp gọi là Object class như lớp chủ sở hữu. Khi cài ñặt vào hệ quản trị cơ

sở dữ liệu, các lớp này là các bảng thuộc tính.

Hình 4.1. Các ñối tượng phi không gian

- Lớp ñối tượng không gian (feature class)

Các ñối tượng không gian có cùng dạng hình học (ñiểm, ñường, vùng hoặc

chú giải) có cùng kiểu thuộc tính ñược lưu trữ chung trong một lớp gọi là Feature

class. Ví dụ như lớp sông suối, ranh giới quốc gia, ..

Hình 4.2. Các ñối tượng không gian

- Lớp quan hệ (Relationship class)

Relationship classes lưu trữ các quan hệ giữa các lớp không gian với lớp

không gian, lớp không gian với lớp phi không gian hoặc lớp phi không gian với lớp

phi không gian.

Hình 4.3. Quan hệ giữa các ñối tượng

- Tham chiếu không gian (spatial reference)

Mỗi feature dataset có một tham chiếu không gian riêng, các tham chiếu

không gian này có thể giống nhau hoặc khác nhau trong cùng một geodatabase. Tất

cả các lớp ñối tượng không gian trong cùng một feature dataset phải dùng chung

một hệ toạ ñộ.

Hình 4.4. Tham chiếu không gian

4.1.1.2. Mô hình hướng ñối tượng trong GIS:

Trong mô hình hướng ñối tượng, ñối tượng không gian và phi không gian

ñược biểu diễn dưới dạng ñối tượng một cách ñồng nhất. Mỗi lớp và mỗi kiểu dữ

liệu trừu tượng không gian ñược cụ thể hóa bằng một lớp. Cấu trúc mỗi lớp ñược

ñịnh nghĩa bằng cú pháp ñược ñịnh nghĩa bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu hướng ñối

tượng. Các kiểu dữ liệu số cơ bản là float hoặc integer, kiểu dữ liệu ký tự là string,

ngoài ra còn các kiểu dữ liệu có cấu trúc ñược ñịnh nghĩa. Các lớp không gian ñược

ñịnh nghĩa có kiểu không gian là: Region, Line, Point.

Các lớp ñối tượng ñược biểu diễn như sau: - Lớp ðiện trở suất:

Class DTS {

(extent DTS)

Attribute string kyhieu,

Attribute float X,

Attribute float Y,

Attribute double R1,

Attribute double R2,

Attribute double R3,

Attribute double R4,

Attribute double R5,

Attribute double R6,

Attribute double R7,

Attribute double CD1,

Attribute double CD2,

Attribute double CD3.

Attribute double CD4,

Attribute double CD5,

Attribute double CD6,

Attribute double CD7,

Attribute double BD1,

Attribute double BD2,

Attribute double BD3,

Attribute double BD4,

Attribute double BD5,

Attribute double BD6,

Attribute double BD7,

Attribute date Nam,

Attribute point Geometry

Relationship Huyen thuộc inverse Huyen: có }

- Lớp huyện:

Class Huyen {

(extent huyen,

Key Ma_H string)

Attribute string ten_huyen,

Attribute polygon Geometry,

Relationship DTS có inverse DTS: thuộc }

- Lớp ñiểm:

Class Point {

Attribute float x,

Attribute float y}

- Lớp ñường: một ñường là danh sách các ñiểm

Class Line {

Attribute list x

Attribute list y}

- Lớp vùng: là một tập các ñường tạo thành vùng khép kín

Class Region {

Set (list (tuple (attribute float x, attribute float y)))}

- Lớp nút:

Class node {

Attribute float x

Attribute float y

Attribute list endpoint}

- Lớp cung: một cung gồm có nút ñầu, nút cuối, vùng trái, vùng phải và

danh sách các ñình

Class Arc {

Attribute node origin

Attribute node destination

Attribute polygon left

Attribute polygon right

Attribute list verticles}

- Một ñường gồm danh sách các cung. Lớp ñường ñược mô tả

Class Line {

Attribute list }

- Polygon gồm các cung nối với nhau và nó thuộc một vùng. Mỗi polygon

ñều có ñường biên

Class polygon {

Attribute list boundary

Attribute Region in_region}

- Vùng: là tập hợp các polygon

Class Region {

Attribute set }

- Các phương thức của lớp Region gồm: (cid:1) Phương thức pointInRegion: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương

thức này sẽ kiểm tra vùng có chứa ñiểm?

(cid:1) Phương thức overlaps: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương thức này

kiểm tra 2 vùng có giao nhau?

(cid:1) Phương thức overlapsRect: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương thức

này kiểm tra một vùng có giao với hình chữ nhật ñược vẽ trên màn hình?

(cid:1) Phương thức clipping: cho biết phần của vùng nằm bên trong hình chữ

nhật ñược vẽ trên màn hình?

(cid:1) Phương thức intersect: cho biết phần giao giữa 2 vùng (cũng có thể phần

giao ñó là rỗng).

(cid:1) Phương thức meets: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương thức này

cho biết 2 vùng có liền kề nhau.

(cid:1) Phương thức area: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương thức này tính

toán diện tích của vùng.

- Các phương thức của lớp Line: (cid:1) Phương thức pointInRegion: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương

thức này sẽ kiểm tra ñường có chứa ñiểm không?

(cid:1) Phương thức length: trả về kiểu float. Phương thức này tính toán chiều dài

của ñường.

(cid:1) Phương thức overlapsLR: trả về kiểu boolean (True/ False). Phương thức

này kiểm tra ñường có cắt vùng?

- Các phương thức của lớp Point: (cid:1) Phương thức distance: trả về kiểu float. Phương thức này tính toán khoảng

cách từ một ñiểm tới một vùng (ñường biên của vùng).

4.1.1.3. Ràng buộc toàn vẹn:

Trong thế giới thực, ràng buộc toàn vẹn là các quy ñịnh, quy tắc làm việc.

Trong phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu, ràng buộc toàn vẹn là các mối liên hệ ràng

buộc giữa các ñối tượng, các thành phần trong lược ñồ lớp. Ràng buộc toàn vẹn

gồm hai loại: ràng buộc tĩnh và ràng buộc ñộng.

Ràng buộc tĩnh áp ñặt trên giá trị thuộc tính, quan hệ. Ràng buộc tĩnh gồm

ràng buộc thuộc tính, ràng buộc miền giá trị, ràng buộc liên thuộc tính, ràng buộc

quan hệ, ràng buộc bảng số. Ràng buộc ñộng áp ñặt trên biến ñổi giá trị thuộc tính,

quan hệ. Ràng buộc ñộng thường xảy ra trong quá trình cập nhật dữ liệu.

Ví dụ:

Ràng buộc toàn vẹn r1: với mọi giá trị của R1 thì R1>=0

Ràng buộc toàn vẹn r2: với mọi giá trị của R2 thì R2>=0

Ràng buộc toàn vẹn r3: với mọi giá trị của R3 thì R3>=0

Ràng buộc toàn vẹn r4: với mọi giá trị của R4 thì R4>=0

Ràng buộc toàn vẹn r5: với mọi giá trị của R5 thì R5>=0

Ràng buộc toàn vẹn r6: với mọi giá trị của R6 thì R6>=0

Ràng buộc toàn vẹn r7: với mọi giá trị của R7 thì R7>=0

4.1.2. Phương pháp nội suy không gian

Nội suy không gian là một chức năng trong GIS mà người sử dụng muốn

tính toán giá trị của các biến số ở những vị trí không có giá trị ño thực tế.

Có ba phương pháp nội suy cơ bản gồm: Triangulation, Inverse Distance

Weighting và Kriging.

(i) Phương pháp Triangulation (Phương pháp Tam giác - Bonham-Carter,

1994)

Dựa vào vị trí các ñiểm ño thực tế, một mạng lưới tam giác sẽ ñược tạo ra

sao cho các tam giác này càng có hình dạng tam giác ñều càng tốt. Sau khi mạng

lưới tam giác phủ khắp vùng không gian ñang xem xét, giá trị cần nội suy tại một

tọa ñộ bất kỳ có thể ñược tính dựa vào giá trị dữ liệu tại ba ñỉnh của tam giác chứa

ñiểm cần nội suy. Phương trình tổng quát là:

a +=

(4.1)

Trong ñó, a, b, c là các hệ số ñược suy ra theo các tọa ñộ x, y của các ñỉnh tam

giác.

Hình 4.5. Nội suy theo phương pháp Triangulation

Trên Hình 3.7, ñiểm cần nội suy nằm trong tam giác có ba ñỉnh với giá trị Z

là 28, 32, 42. Các hệ số a, b, c ñược suy ra từ hệ phương trình sau:

42 a 3b 5c 32 a 4b 2c 28 a 2b 3c

= + = + = +

+ + +

(4.2)

Từ ñó suy ra, a = 4,8; b = 4,4 và c = 4,8. Giá trị tại ñiểm cần nội suy là 37,2.

Do giá trị nội suy chỉ bị ảnh hưởng bởi giá trị tại ba ñỉnh của tam giác nên khi

dữ liệu phân bố không ñều và kết quả ño không thật chính xác thì kết quả nội suy sẽ có

sai số lớn. Trong trường hợp này, các phương pháp trung bình trọng số (phương pháp

Inverse Distance Weighting và phương pháp Kriging) tỏ ra thích hợp hơn.

(ii) Phương pháp Inverse Distance Weighting (IDW)

Phương pháp IDW là phương pháp nội suy ñơn giản nhất, ñược sử dụng phổ

biến trong chức năng phân tích GIS. Là phương pháp nội suy dựa vào việc lấy trung

bình có trọng số các ñiểm dữ liệu.

Phương pháp IDW tính ñiểm cần nội suy như là một giá trị trung bình có

trọng số thông qua các dữ liệu ñã biết của các ñiểm ño lân cận. ðiểm dữ liệu càng

gần ñiểm nội suy thì trọng số càng lớn.

zw i

zˆ

Hình 4.6. Nội suy IDW (Weighting (Bonham-Carter, 1994)

∑

1i =

(4.3) Công thức tổng quát của phương pháp Inverse Distance Weighting là: n ∑ 1i == n

ozˆ : Giá trị cần nội suy

iz : Các giá trị ño thực tế

iw : Các trọng số ứng với các giá trị ño

Trong ñó:

iw thường là nghịch ñảo của khoảng cách giữa ñiểm cần nội suy

d/1w =

Trọng số

2io

với ñiểm ño thực tế ñang xem xét.

Nhược ñiểm chính của phương pháp trung bình có trọng số là việc lựa chọn

cách xác ñịnh trọng số (việc xác ñịnh hàm số dùng ñể tính trọng số). Khi cách xác

ñịnh trọng số thay ñổi thì kết quả nội suy tại cùng một vị trí cũng thay ñổi. Ngoài ra,

khi các ñiểm dữ liệu phân bố không ñều, co cụm thì mức ñộ ảnh hưởng của các cụm

dữ liệu sẽ mạnh hơn rất nhiều so với những ñiểm dữ liệu rời rạc mặc dù các ñiểm

dữ liệu rời rạc nằm gần với ñiểm cần nội suy hơn so với các cụm dữ liệu. Nên kết

quả nội suy không ổn ñịnh.

Phương pháp nội suy Kriging có thể khắc phục ñược các nhược ñiểm này

của phương pháp Inverse Distance Weighting.

(iii) Phương pháp Kriging

Phương pháp nội suy Kriging dựa vào mối quan hệ giữa sự biến ñộng của dữ

liệu và vị trí của chúng trong không gian ñể xây dựng các bề mặt phân bố dữ liệu.

Phương pháp nội suy Kriging chú trọng việc tìm ra một số ñặc tính chung

của toàn bộ bề mặt ñược thể hiện bởi các giá trị số ño, và sau ñó áp dụng các ñặc

tính ñó ñể tính cho các phần khác của bề mặt.

Phương pháp nội suy Kriging khảo sát sự biến ñộng trong không gian của

một biến số nào ñó dựa trên ba thành phần chính:

- Thành phần cấu trúc ñi kèm với hướng phân bố chung của bề mặt phân

bố.

- Thành phần biến ñộng có quy luật theo vị trí ñịa lý trong không gian. - Thành phần sai số ngẫu nhiên.

Về hình thức, phương pháp nội suy Kriging cũng là phương pháp trung bình

có trọng số, tuy nhiên, trọng số ñược tính toán dựa trên quy luật quan hệ của biến số

với vị trí ñịa lý của nó và mối quan hệ giữa ñiểm khảo sát với các ñiểm lân cận. Mối

quan hệ này ñược thể hiện trên biểu ñồ semi variogram.

Trong ba phương pháp nêu trên, phương pháp Kriging ñược chọn thực hiện

bài toán nội suy giá trị ñiện trở suất phục vụ cho việc xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

vùng nghiên cứu.

4.1.2.1. Phương pháp Kriging

Trong thế giới thực, không thể có ñược ñầy ñủ giá trị dữ liệu ở mọi ñiểm

mong muốn. ðể xác ñịnh các giá trị không ño ñac ñược cần thiết phải ứng dụng các

phương pháp nội suy.

Có nhiều phương pháp nội suy, tùy vào bài toán thực tiễn mà người nghiên

cứu có sự chọn lựa phù hợp. ðối với bài toán xây dựng các bề mặt phân bố dữ liệu

có xem xét ñến mối quan hệ giữa sự biến ñộng của dữ liệu và vị trí của chúng trong

không gian, thì phương pháp Kriging là một phương pháp tối ưu trong GIS ñể giải

quyết các yêu cầu của bài toán nội suy. [42]

Kriging là phương pháp thống kê không gian (geostatistics), bằng cách sử

dụng các giá trị ñược biết ñến (ñiểm mẫu) và semivariogram (dựa trên sự phân bố

không gian của các ñiểm mẫu) ñể xác ñịnh giá trị không rõ. [42]

Kriging là một thủ tục thực hiện phép toán nội suy trong GIS, chúng tạo ra

một bề mặt ước tính từ một bộ phân bố các ñiểm mang tính chất biến khu vực (giá

trị z). Kriging thực hiện các thuật toán nội suy với giả ñịnh rằng sự thay ñổi không

gian trong các hiện tượng ñại diện bởi giá trị z là ñồng nhất trên toàn bề mặt.[45].

4.1.2.1.a) Lý thuyết thuật toán Kriging

Giả sử ta ước tính giá trị (ñiện trở suất chẳng hạn) không rõ tại một ñiểm N

(ñã xác ñịnh tọa ñộ). Bằng cách sử dụng sự kết hợp tuyến tính trọng số, giá trị ước

tính v ñược cho bởi :

(4.4)

Giá trị ước tính này có thể sẽ khác biệt so với giá trị ñích thực tại cùng một

vị trí ñó: (4.5)

Sai số trung bình của một tập hợp các ước tính k là:

(4.6)

Tập hợp các sai số là:

(4.7)

Rõ ràng, phương trình trên sẽ không giải ñược vì các giá trị V1 ,..., VK chưa

xác ñịnh. ðể giải quyết vấn ñề này, chúng ta sử dụng một ñại lượng ngẫu nhiên bao

gồm một số biến ngẫu nhiên, V(Xi). Xi là vị trí của dữ liệu quan sát thứ i (i> 0 và i

<= n). (n là tổng số dữ liệu quan sát ñược). Giá trị không rõ tại X0, vị trí mà chúng

ta ñang cố gắng ñể ước tính là V(X0).

Giá trị ước tính của ñại lượng ngẫu nhiên là:

(4.8)

Giá trị sai số là:

(4.9)

là hiệp phương sai của biến ngẫu nhiên V(X0) .

là tham số Lagrange.

ðể có ñược những sai lỗi tối thiểu (bài toán tìm cực trị hàm nhiều biến),

chúng ta tính toán các dẫn xuất ñầu tiên một phần của phương trình (4.9) cho mỗi

W và thiết lập kết quả là 0. Chẳng hạn, sự khác biệt ñối với W1:

(4.10)

Tất cả các Wi có thể ñược cho bời:

(4.11)

với mỗi i, 1 <= i <=n

Chúng ta có thể nhận ñược các giá trị Wi thông qua các phương trình (4.11).

Sau khi nhận ñược giá trị, chúng ta có thể ước tính giá trị ñiện trở suất tại ñiểm X0.

4.1.2.1.b) Semi-variance

Semi-variance là thước ño mức ñộ phụ thuộc không gian giữa các ñiểm

mẩu. Semi-variance tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa các cặp ñiểm, Semi-variance

tăng theo khoảng cách, cho ñến một giá trị xác ñịnh (giá trị trung bình quan sát), lúc

ñó giá trị của các ñiểm quan sát sẽ dao ñộng xung quanh giá trị trung bình quan sát.

Hình 4.7. ðồ thị Semi-variance [41]

hn )(

)

−

hγ )(

(

) 2)

Trong thống kê không gian, semi-variance thực nghiệm ñược mô tả bởi :

xz ( i

∑

1 2

1 hn )(

1 =

(4.12)

trong ñó z là giá trị dữ kiện tại một ñiểm cụ thể, h là khoảng cách giữa các ñiểm

semi

iance

average

var

−

Công thức này có thể biểu diễn dưới dạng :

r t

∑

1 n

( average

r t

(4.13)

n = tổng số quan sát

r t = giá trị quan sát (mẫu)

Average là trung bình giá trị quan sát của dữ liệu

4.1.2.1.c) Bài toán ứng dụng phương pháp Kriging

Giả sử có ba giá trị ñã biết Y1, Y2, và Y3, sử dụng phương pháp Kriging

ước tính giá trị không rõ (ñiện trở suất) tại ñiểm P, YP.

ðể thực hiện ước tính, ba tham số phải ñược xác ñịnh là W1 , W2, và W3.

Thủ tục Kriging bắt ñầu với hệ phương trình sau:

(4.14)

ở ñây là semivariance giữa các ñiểm kiểm soát i và j tương ứng với khoảng

cách h giữa chúng. Lưu ý : hij = hji , nên ma trận các hệ số của hệ phương trình trên

là ma trận ñối xứng, với zero nằm trên ñường chéo chính (khoảng cách từ một ñiểm

ñến chính nó bằng không).

Các giá trị của semivariances ñược lấy từ hệ số ñã ñược biết ñến hoặc ước

tính semivariogram.

ðể ñảm bảo rằng giải pháp là khách quan, một phương trình thứ tư ñược sử

dụng : W1 + W2 + W3 = 1 .Ngoài ra, một biến thứ tư gọi là hệ số Lagrange λ , ñược

sử dụng ñể ñảm bảo rằng các sai số là tối thiểu

(4.15)

Viết các phương trình dưới dạng ma trận

(4.16)

hoặc:

(4.17)

Ma trận này ñược giải quyết cho các hệ số chưa biết, . Các giá trị trong

ma trận A và B ñược tính từ semivariogram hoặc hệ phương trình trên. Một khi các

tham số [W] ñược biết, ta sẽ ước tính ñược giá trị cần dự ñoán bởi hệ thức:

(4.18)

và sai số

(4.19)

Các phương pháp ñược sử dụng trong Kriging lợi thế hơn các thủ tục nội

suy khác do giá trị ước tính có sai số là tối thiểu. [42]

4.1.2.2. Thuật toán nội suy

Hình 4.8. Vị trí ñiểm nội suy P và các ñiểm mẫu Y

Các tham số nội suy ñược xác ñịnh trên cơ sở các phương trình toán học, bao

gồm: semivariance (phương trình 4.13), khoảng cách ñiểm cần nội suy ñến 3 ñiểm

gần nhất (4.15,.4.16, 4.17), giá trị ñiện trở suất cần nội suy (4.18), sai số nội suy

(4.19).

Quá trình tính toán giá trị ñiện trở suất cần nội suy ñược cho bởi quy trình

nội suy (hình 4.9)

Begin

i = 0

j = 0

k = 0

k++

Khoảng cách dk = d((i,j),Mk)

k < maxK

Sắp thứ tự từ bé ñến lớn dãy dk thành dãy zk. Chọn z1,z2,z3

Dùng z1,z2,z3 và Kriging ñể tính ñiện trở suất tại vị trí (i,j)

Bổ sung cơ sở dữ liệu

j++

j < maxY

i ++

i < maxX

End.

Hình 4.9. Quy trình thuật toán nội suy

Thuật toán tính ñiện trở suất tại một ñiểm chưa có số ño P(i,j), tọa ñộ (i,j) với

(0≤ I ≤ maxX và 0 ≤ j ≤ maxY):

- Duyệt cho i chạy từ 0 ñến maxX.

- Tại vị trí có hoành ñộ i, cho tung ñộ j chạy từ 0 ñến maxY

- Nếu tại (i,j) ñã có số ño ñiện trở suất (ñã lưu trong cơ sở dữ liệu) thì nhảy

ñến ñiểm kế tiếp

- Nếu tại (i,j) chưa có số ño ðTS: Tính khoảng cách từ tất cả các ñiểm trong

cơ sở dữ liệu (ñã có ðTS) ñến vị trí (i,j). chúng tạo thành một dãy có k phần tử

d1,d2, ... ,dk (trong cơ sở dữ liệu hiện có k phần tử).

- Sắp dãy lại theo thứ tự tăng dần, lưu vào dãy mới (zk).

- Chọn 3 phần tử ñầu tiên của dãy zk, tương ứng 3 ñiểm (có số ño ñiện trở

suất) gần (i,j) nhất. Sử dụng 3 ñiểm này, kết hợp với hệ số semivariance của vùng

ñể tính ñiện trở suất tại ñiểm (i,j).

- Lưu ñiểm P(i,j) và giá trị ñiện trở suất của nó vào cơ sở dữ liệu.

Quá trình tiếp tục cho ñến khi vét cạn tất cả các ñiểm trên bản ñồ.

4.2. Cài ñặt cơ sở dữ liệu

Cấu trúc CSDL ñược lưu trong tập tin Repository DVL.mdb. Từ tập tin này,

dùng công cụ CaseTool do ArcGIS cung cấp tạo thể hiện (instance) trên hệ quản trị.

4.2.1. Mô tả lớp ñối tượng và thuộc tính

Diễn giải

Kiểu dữ liệu

Miền giá trị

Chiều dài

Tên thuộc tính

Kyhieu Ký hiệu ñiểm ðSð

Loại giá trị B

esriFieldTypeString

ðiện trở suất tầng Holocen

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Bề dày tầng Holocen

BD1

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Chiều sâu mái tầng Holocen

CD1

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

>=0

6.2

ðiện trở suất tầng Pleistocen trên

esriFieldTypeDouble

Bề dày tầng Pleistocen trên

BD2

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD2

Chiều sâu mái tầng Pleistocen trên

Bảng 4.2. Diễn giải các thuộc tính lớp dữ liệu ñiện trở suất

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

ðiện trở suất tầng Pleistocen giữa trên

Bề dày tầng Pleistocen giữa trên

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

BD3

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD3

Chiều sâu mái tầng Pleistocen giữa trên

ðiện trở suất tầng Pleistocen dưới B

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Bề dày tầng Pleistocen dưới

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

BD4

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD4

Chiều sâu mái tầng Pleistocen dưới

ðiện trở suất tầng Plioocen trên

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Bề dày tầng Pliocen trên

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

BD5

Chiều sâu mái tầng Pliocen trên B

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD5

ðiện trở suất tầng Pliocen dưới

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Bề dày tầng Pliocen dưới

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

BD6

Chiều sâu mái tầng Pliocen dưới

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD6

ðiện trở suất tầng Miocen

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

Bề dày tầng Miocen

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

BD7

Chiều sâu mái tầng Miocen

esriFieldTypeDouble

>=0

6.2

CD7

Huyen Huyện

esriFieldTypeString

esriFieldTypeDate

>=0

Nam

Thời gian ño ñạc B: Bắt buộc; K: Không bắt buộc

4.2.2. Cài ñặt cơ sở dữ liệu: Dưới ñây là CSDL DVL ñã ñược cài ñặt và thể

hiện thông qua giao diện của phần mềm ArcCatalog.

100

Hình 4.10. Lưu trữ các lớp thuộc tính, lớp không gian, domain trong geodatabase

Dữ liệu ñược nhập/chuyển vào hệ thống bao gồm các lớp sau:

Hành chính (huyện/thành phố/thị xã; phường/xã).

Giao thông (tỉnh, huyện, xã)

Sông/ Thủy hệ

(cid:1) Dữ liệu nền: - - - - ðịa vật ñặc trưng

Hình 4.11. Giao diện hiển thị dữ liệu nền sau khi nhập vào CSDL

(cid:1) Dữ liệu chuyên ñề : ðiện trở suất

101

Hình 4.12. Giao diện hiển thị dữ liệu ðiện trở suất sau khi nhập vào CSDL

4.3. Lưu ñồ giải thuật

4.3.1. Giải thuật thêm mới ñiểm ño sâu ñiện

- Giải thuật ñược cài ñặt ñể thêm mới một ñối tượng không gian (ñiểm ño sâu

Chọn vị trí trên bản ñồ

Chuyển tọa ñộ sang ñiểm

Hiển thị ñối tượng

Nhập thuộc tính?

Nhập thuộc tính

Lưu trữ vào cơ sở dữ liệu

ñiện) trên bản ñồ

102

Hình 4.13. Lưu ñồ giải thuật thêm mới ñối tượng

4.3.2. Giải thuật hiệu chỉnh/ cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện - Giải thuật ñược cài ñặt ñể hiệu chỉnh/ cập nhật một ñối tượng không gian

Cập nhật

Chọn ñối tượng

Hiệu chỉnh

Nhập vào toạ ñộ mới

Hiển thị vị trí mới

Chỉnh sửa thuộc tính?

Nhập thuộc tính

Lưu trữ vào cơ sở dữ liệu

trên bản ñồ

103

Hình 4.14. Lưu ñồ giải thuật hiệu chỉnh/ cập nhật thông tin ñối tuợng

4.3.3. Giải thuật tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện

- Giải thuật ñược cài ñặt ñể tìm kiếm một ñối tượng không gian (ñiểm ño sâu

Nhập giá trị tìm kiếm

Thực hiện tìm trong cơ sở dữ liệu

Không có

Tìm thấy?

ñiện) trên bản ñồ

Chuyển bản ñồ tới vị trí ñiểm ño

Xem thông tin ñiểm ño

Có

104

Hình 4.15. Lưu ñồ giải thuật tìm kiếm ñối tượng

Chọn vùng nội suy

4.3.4. Giải thuật nội suy theo vùng chọn trên bản ñồ - Giải thuật ñược cài ñặt ñể

nội suy giá trị ñiện trở suất

Chọn chỉ tiêu cần nội suy

Biến ñổi

Chọn loại bán kính nội suy

Cố ñịnh

Xác ñịnh số ñiếm mẫu

Xác ñịnh bán kính r

Xác ñịnh kích thước ô

Tính toán nội suy

Ghi kết quả ra lớp dữ liệu dạng raster

Hiển thị lên bản ñồ

Hình 4.16. Lưu ñồ giải thuật nội suy theo vùng chọn trên bản ñồ

105

theo vùng chọn trên bản ñồ.

4.4. Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất tỉnh Tiền Giang ñược

viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic. Net, thực hiện trên nền ArcGIS 9.3.

Các chức năng chính bao gồm:

4.4.1.Chức năng thêm mới

Chức năng thêm mới không gian phục vụ thêm mới các ñiểm ño sâu ñiện.

Hình 4.17. Biểu tượng thêm mới ñiểm ño sâu ñiện

Click vào biểu tượng thêm mới ñiểm ño

Click trực tiếp một vị trí trên bản ñồ

Khai báo tọa ñộ ñiểm ño.

- - - - Nhập thông tin thuộc tính

106

Hình 4.18. Giao diện thêm mới ñiểm ño sâu ñiện

4.4.2. Chức năng cập nhật

Chức năng cập nhật thuộc tính hỗ trợ cập nhật hoặc hiệu chỉnh thông tin các

ñiểm ño sâu ñiện ñã có sẵn trên bản ñồ.

Hình 4.19. Biểu tượng cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện

Click vào biểu tượng cập nhật thông tin ñối tượng

Chọn một ñiểm ño sâu ñiện có sẵn trên bản ñồ cần cập nhật thuộc tính

Nhập thông tin thuộc tính - - -

Hình 4.20. Giao diện cập nhật thông tin ñiểm ño sâu ñiện

4.4.3. Chức năng tìm kiếm

107

Chức năng tìm kiếm phục vụ tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện trên bản ñồ.

Hình 4.21. Menu tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện

Khi chọn menu tìm kiếm ñiểm ño, giao diện tìm ñiểm ño ñược hiển thị

Hình 4.22. Giao diện tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện

Tác vụ này cho phép tìm kiếm ñiểm ño theo 2 tiêu chí: tìm theo ký hiệu ñiểm

ño hoặc tìm theo ñịa bàn huyện/thị.

- Tìm ñiểm ño sâu ñiện theo ký hiệu ñiểm ño:

Các ñiểm ño sâu ñiện ñược tìm thấy liệt kê trong khung ký hiệu ñiểm ño. Khi

click chọn ñiểm ño sâu ñiện cần xem vị trí không gian từ bảng liệt kê ký hiệu ñiểm

ño, bản ñồ sẽ dịch chuyển ñến vùng chứa vị trí ñiểm ño sâu, và ñiểm ño sâu ñiện sẽ

108

ñổi màu

Vị trí ñiểm ño số 10

Hình 4.23. Giao diện kết quả tìm kiếm vị trí ñiểm ño sâu ñiện trên bản ñồ

theo ký hiệu ñiểm ño

- Tìm theo ñịa bàn huyện/ thị

Tương tự, khi chọn tìm kiếm ñiểm ño sâu ñiện theo ñịa bàn huyện/thị,

chương trình cũng liệt kê các ñiểm ño, và chỉ ra vị trí không gian của ñiểm ño trên

109

bản ñồ khi ký hiệu ñiểm ño ñược click chọn.

Vị trí ñiểm ño số 34t

Hình 4.24. Giao diện kết quả tìm kiếm vị trí ñiểm ño sâu ñiện trên bản ñồ

theo huyện/thị

4.4.4. Chức năng nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất

Chức năng nội suy là chức năng chính của bài toán xây dựng bản ñồ ñiện trở

suất. Trong chương trình này, công cụ nội suy thực hiện theo 3 tiêu chí lựa chọn:

- Nội suy theo vùng - Nội suy theo ñịa bàn huyện/thị - Nội suy theo vùng tùy chọn

110

Hình 4.25. Giao diện công cụ (tool) nội suy theo: vùng, huyện, tùy chọn

Sau khi chương trình hoàn tất quá trình nội suy, chọn biểu tượng trên

thanh công cụ, , click vào một ñiểm bất kỳ trong vùng nội suy trên bản ñồ, chương

trình sẽ hiển thị:

- Tên huyện

- Tọa ñộ vị trí ñược chọn

- Giá trị ñiện trở suất tại vị trí ñược chọn.

4.4.4.1. Nội suy theo vùng: Khi chọn nội suy theo vùng, bảng chọn hiển thị.

Hình 4.26. Giao diện lựa chọn tiêu chuẩn nội suy theo vùng

Trong bảng này, cần khai báo vùng nội suy và lớp ñịa chất cần nội suy.

Ví dụ: Nội suy hình thành bản ñồ biểu diễn sự thay ñổi giá trị ñiện trở suất

vùng 3 (gồm huyện Cái Bè, Cai Lậy, Châu Thành, Tân Phước), lớp Pliocen trên.

111

Hình 4.27. Kết quả nội suy thành lập bản ñồ ñiện trở suất theo vùng 3, lớp Pliocen trên

- Xem giá trị ñiện trở suất tại một ñiểm bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở suất:

Sau khi chọn nút trên bảng công cụ, click vào 1 ñiểm bất kỳ trong vùng

nội suy trên bản ñồ, chương trình sẽ hiển thị giá trị ñiện trở suất tại vị trí ñược chọn:

Vị trí ñược chọn xem ρt

Hình 4.28. Xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở suất

4.4.4.2. Nội suy theo huyện/thị:

112

Hình 4.29. Giao diện lựa chọn tiêu chuẩn nội suy theo huyện/thị

Hình 4.30. Kết quả nội suy lớp Pliocen trên huyện Chợ Gạo

Vị trí ñược chọn xem ρt

Hình 4.31. Xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở suất huyện Chợ Gạo 4.4.4.3. Nội suy theo vùng tùy chọn

- Chọn tool nội suy theo vùng tùy chọn.

- Cick một vị trí trên bản ñồ, rồi drag con trỏ tạo thành một vùng khép kín.

113

- Chọn lớp ñịa chất cần nội suy trong bảng chọn

Hình 4.32. Giao diện nội suy theo một lớp ñịa chất của vùng tùy chọn

Vị trí ñược chọn xem ρt

Hình 4.33. Kết quả nội suy và xem giá trị ñiện trở suất tại một vị trí bất kỳ trên bản ñồ ñiện trở suất Kết luận chương

Công nghệ GIS ñược ứng dụng ñể xây dựng nên CSDL ñiện trở suất vùng

nghiên cứu. Chương trình ứng dụng GIS-ðVL ñược xây dựng thực hiện các tính

năng phân tích không gian, nội suy, truy vấn dữ liệu trên CSDL ñã ñược thành lập.

Ứng dụng chương trình ứng dụng GIS-ðVL, các bản ñồ ñiện trở suất của ñất

ñá trầm tích theo 7 lớp ñịa chất vùng nghiên cứu ñược hình thành, qua hình ảnh bản

ñồ ñiện trở suất dưới dạng raster, cho thấy ñược sự thay ñổi giá trị ñiện trở suất theo

không gian giữa các huyện, cũng như sự thay ñổi giá trị ñiện trở suất theo các vùng

ñặc trưng trong tỉnh. Kết quả của chương này sẽ ñược sử dụng cho các bài toán ứng

114

dụng chương 5.

PHẦN 3

KẾT QUẢ - ỨNG DỤNG

Chương 5

KẾT QUẢ VÀ BÀI TOÁN ỨNG DỤNG

Các chương 3,4 thực hiện việc kết hợp 2 phương pháp: phương pháp ño sâu

ñiện và công nghệ GIS ñể xây dựng nên một cơ sở dữ liệu ñiện trở suất (GIS-ðVL).

Chương trình ứng dụng phân tích, truy vấn CSDL ñược hình thành. Bằng các phép

toán nội suy, ñiện trở suất của ñất ñá mỗi lớp ñịa chất ñược biểu thị trên bản ñồ số

hóa bằng một lớp dữ liệu không gian.

Kết quả của nghiên cứu là hình thành bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá 7 lớp

ñịa chất trầm tích trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang. Các bài toán ứng dụng ñược thực

hiện, một phần ñáp ứng yêu cầu kết hợp giữa nghiên cứu và ứng dụng, một phần là

cơ sở kiểm tra, ñối chiếu kết quả nghiên cứu ở các phần trước.

5.1. Quy trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

Hình 5.1. trình bày qui trình kết hợp 2 phương pháp: phương pháp ño sâu

ñiện và phương pháp phân tích GIS ñể xây dựng bản ñồ ñiện trở suất

Phương pháp phân tích GIS (CSDL ρt (ñiện trở suất thật))

phù hợp

Phương pháp ño sâu ñiện (giá trị ρa(ñiện trở suất biểu kiến))

không phù hợp (5) (1)

(ño kiểm tra) (4)

Vị trí ñiểm ño (GPS) ðối chiếu thực tế (tài liệu lỗ khoan) Giá trị ρt (nội suy) Giá trị ñiện trở suất ρt

(2) (3) (6)

BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT (CSDL GIS-ðTS BAN ðẦU)

BẢN ðỒ ðIỆN TRỞ SUẤT (CSDL GIS-ðTS KẾT QUẢ)

Hình.5.1: Quy trình kết hợp phương pháp ño sâu ñiện và GIS Qui trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược thực hiện qua các bước:

(1) Thực hiện phương pháp ño sâu ñiện trên ñịa bàn, thu ñược gía trị ñiện trở

suất biểu kiến theo từng bước ño của hệ thiết bị.

(2) Áp dụng phương pháp phân tích tự ñộng ñường cong ño sâu ñiện, thu

115

ñược giá trị ñiện trở suất thật theo từng lớp ñịa chất của vị trí ño.

(3) Ứng dụng Công nghệ GIS, xây dưng cơ sở dữ liệu ñiện trở suất trên bản

ñồ số; trong ñó mỗi giá trị ñiện trở suất theo từng lớp ñi kèm vị trí không gian (kinh

tuyến, vĩ tuyến) tại ñiểm ño sâu ñiện.

Xây dựng mặt cắt ñịa ñiện theo tuyến ño ñi qua các giếng khoan kiểm chứng.

- ðối chiếu kết quả phân tích ñường cong ño sâu ñiện với tài liệu tiên nhiệm

gồm các lỗ khoan ñịa chất, tài liệu carota giếng khoan, bản ñồ ñịa chất trầm tích,

bản ñồ ñịa chất thủy văn vùng nghiên cứu.

Công ñoạn này ñưa ñến 2 trường hợp:

+ Tài liệu phân tích phù hợp tài liệu thực tế. Chuyển sang bước phân tích GIS.

+ Tài liệu phân tích không phù hợp, tiến hành ño kiểm tra (hoặc lọc bỏ dữ liệu

không phù hợp).

(4) Tập gía trị ñiện trở suất thật vùng nghiên cứu ñược hình thành ñồng thời

với việc cơ sở dữ liệu ñiện trở suất vùng nghiên cứu ñược hoàn thiện.

(5) Tiến hành phương pháp nội suy GIS theo từng lớp ñịa chất (Holocen,

Pleistocen, Pliocen, Miocen) trên bản ñồ số vùng nghiên cứu.

(6) Bản ñồ ñiện trở suất ñược hình thành: Khi click vào bất kỳ vị trí nào trên

bản ñồ số vùng nghiên cứu ñều cho một giá trị ñiện trở suất nhất ñịnh.

5.2. Bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích

Ứng dụng phương pháp phân tích ñường cong ño sâu ñiện (bước 2 của quy

trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất) ở Chương 3 ñã cho một tập giá trị ñiện trở suất

của ñất ñá trầm tích theo từng lớp ñịa chất trên 3 vùng ñặc trưng (bảng 3.2).

Ứng dụng công nghệ GIS (bước 3, 4, 5, 6 của quy trình) ở Chương 4, ñã hình

thành nên chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích

tỉnh Tiền Giang.

Trên cơ sở các ñiểm ño ñược thiết kế theo các phương án ño sâu ñiện, tỷ lệ

bản ñồ 1:50.000; Bằng các phép toán nội suy tự ñộng của chương trình ứng dụng

GIS trên CSDL GIS_ðVL, bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá 7 lớp ñịa chất trầm tích

tỉnh Tiền Giang ñược hình thành.

Sau ñây là bản ñồ ñiện trở suất của ñât ñá 7 lớp ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền

116

Giang.

n e c o l o H g n ầ t h c í t

7 1 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

. 1 . 5 ồ ñ n ả B

)

N E C O L O H G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

m Ω

( : t ấ u s ở r t n ệ i ñ

: n ẫ d

ị r t a í G

ú h C

n ê r t n e c o t s i e l P g n ầ t h c í t

8 1 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

. 2 . 5 ồ ñ n ả B

)

m Ω

N Ê R T N E C O T S I E L P G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

( t ấ u s ở r t n ệ i ñ

: n ẫ d

ú h C

ị r t a í G

n ê r t a ữ i g n e c o t s i e l P g n ầ t h c í t

9 1 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

)

. 3 . 5 ồ ñ n ả B

m Ω

N Ê R T A Ữ I G N E C O T S I E L P G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

( t ấ u s ở r t n ệ i ñ

: n ẫ d

ị r t a í G

ú h C

i ớ ư d n e c o t s i e l P g n ầ t h c í t

0 2 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

)

. 4 . 5 ồ ñ n ả B

m Ω

( t ấ u s ở r t

I Ớ Ư D N E C O T S I E L P G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

n ệ i ñ

: n ẫ d

ị r t a í G

ú h C

n ê r t n e c o i l

P g n ầ t h c í t

1 2 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

)

. 5 . 5 ồ ñ n ả B

m Ω

N Ê R T N E C O I L P G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

( t ấ u s ở r t n ệ i ñ

: n ẫ d

ú h C

ị r t a í G

i ớ ư d n e c o i l

P g n ầ t h c í t

2 2 1

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

)

. 6 . 5 ồ ñ n ả B

m Ω

( t ấ u s ở r t n ệ i ñ

I Ớ Ư D N E C O I L P G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

: n ẫ d

ị r t a í G

ú h C

n ê r t n e c o i M g n ầ t h c í t

0 0 0 . 0 5 4 : 1 ệ l ỷ T

3 2 1

m ầ r t á ñ t ấ ñ t ấ u s ở r t n ệ i ñ ồ ñ n ả B

)

. 7 . 5 ồ ñ n ả B

m Ω

N Ê R T N E C O I M G N Ầ T H C Í T M Ầ R T Á ð T Ấ ð T Ấ U S Ở R T N Ệ I ð Ồ ð N Ả B

( t ấ u s ở r t n ệ i ñ

: n ẫ d

ị r t a í G

ú h C

Bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá 7 lớp ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang cho thấy:

- Tầng Holocen: biểu hiện trên bản ñồ ñiện trở suất rất rõ sự phân biệt giá trị

ñiện trở suất giữa 3 vùng. Vùng 1 (vùng ven biển) ñiện trở suất rất thấp, dao ñộng

trong khoảng từ 0,3 ohm.m ñến 9,8 ohm.m; thành phần thạch học chủ yếu bùn, cát mịn

và bột sét dẻo. Vùng 2 ñiện trở suất cao dần từ Chợ Gạo ñến Mỹ Tho, ñiện trở suất dao

ñộng trong khoảng 1,3 ohm.m ñến 17,6 ohm.m; thành phần thạch học gồm sét bột, sét

cát xen kẹp mùn thực vật, cát mịn ñến trung bở rời, chứa kết vón ôxyt sắt. Vùng 3 ñiện

trở suất biến ñổi trong khoảng rộng 1 ohm ñến 39,6 ohm.m; ñiện trở suất thấp tập trung

ở huyện Tân Phước giáp Long An và huyện Cái Bè, Cai Lậy giáp ðồng Tháp, vùng

trũng, nhiễm mặn phèn; còn ven sông Tiền ñiện trở suất khá cao, thành phần thạch học

gồm bùn, bùn sét chứa mùn thực vật, cát sét màu xám ñen. Tóm lại, vùng ven biển Gò

Công ngập mặn thường xuyên ñiện trở suất rất thấp, vùng ven sông Tiền phù sa bồi

ñắp hàng năm, ñiện trở suất cao, vùng cồn (Tân Phong, Ngũ Hiệp, Thới Sơn) ñiện trở

suất khá cao, riêng tại các giồng cát thuộc xã Tân Hương, Tân Lý Tây, Thân Cữu

Nghĩa... có ñiện trở suất (10 – 20) ohm.m. Thành tạo ñịa chất tầng này mang ñặc ñiểm

của biển lùi, bắt ñầu là ñất giồng của cồn biển cổ (vùng Gò Công), rồi ñất bưng sau

giồng, phẳng giữa giồng, ñồng thủy triều, rồi chuyển sang bưng sau ñê (vùng phèn mặn

ðTM), và ñồng lụt của trầm tích nước nhạt (vùng ven sông Tiền: Cái Bè, Cai Lậy).

Theo tài liệu lỗ khoan, tầng này có sự biến ñổi ñộ hạt của ñất ñá từ bùn cát hạt mịn,

lượng cát chiếm tỷ lệ thấp hơn bột sét ở vùng 1,2, chuyển dịch về vùng 3 hàm lượng

hạt thô tăng dần nhất là ñi về phía tây Cái Bè; ñiều này khá tương hợp với sự biến ñổi

giá trị ñiện trở suất theo vùng trên bản ñồ ñiện trở suất.

- Tầng Pleistocen:

Tầng Pleistocen trên gần như toàn bộ diện tích có ñiện trở suất thấp < 8 ohm.m.

Thành phần thạch học tầng này phổ biến là bột sét chứa kết vón ôxyt sắt, bùn sét xám

ñen là tầng nhiễm phèn mặn.

Tầng Pleistocen giữa trên, diện tích phân bố ñiện trở suất không ñồng ñều, dạng

da báo, vùng 1, vùng 2 ñiện trở suất thấp <10 ohm.m, vùng 3 ñiện trở suất cao hơn, các

124

xã phía tây Cái Bè, bắc Cai Lậy, Tân Phước có ñiện trở suất (10 – 17) ohm.m. Thành

phần thạch học gồm sét bột, bột sét loang lổ ñỏ vàng chứa sạn laterit, cát trung ñến thô

chứa sạn sỏi.

Tầng Pleistocen dưới, diện tích có sự biến ñổi ñiện trở suất tương tự tầng

Pleistocen giữa trên, song vùng có ñiện trở suất cao (11 – 28) ohm.m phân bố tập trung

hơn bao gồm gần như toàn bộ huyện Cái Bè (trừ các xã Tân Thanh, Tân Hưng, An

Thái Trung, An Hữu, Hòa Hưng) và các xã phía Bắc Cai Lậy tây bắc Tân Phước.

Thành phần thạch học gồm cát bột, bột cát xám nâu, vàng nằm xen kẹp, bột sét, sét, bột

kết vón laterit, cát mịn ñến thô ñôi chỗ chứa sạn, sỏi.

Thành tạo ñịa chất tầng Pleistocen nói chung tương ứng thời kỳ biển tiến lấn

vào ñất liền, phủ toàn bộ nước mặn lên tỉnh Tiền Giang, nước mặn rò vào các lớp nước

nhạt bên dưới nâng ñộ mặn lên rất cao. Trên bản ñồ ñiện trở suất, tầng này có giá trị

ñiện trở suất tương ñối thấp, hướng thấp dần về phía biển, theo hướng tây ñông.

- Tầng Pliocen:

Tầng Pliocen trên, diện tích vùng 1, vùng 2 có ñiện trở suất thấp <8 ohm.m ñến

thật thấp (0,9 – 2,1) ohm.m. Phần lớn diện tích vùng 3 có ñiện trở suất thấp, diện tích

phía bắc Tân Phước gồm các xã Tân Hòa ðông, Thạnh Mỹ, Hưng Thạnh, Phú Mỹ có

ñiện trở suất khá thấp (1 - 4) ohm.m. Riêng phần diện tích thuộc huyện Cái Bè (trừ các

xã Tân Thanh, Tân Hưng, An Hữu, Hòa Hưng) và cụm các xã Phú Cường, Mỹ Phước

Tây (Cai Lậy), Tân Hòa Tây (Tân Phước) có ñiện trở suất cao hơn (10 – 20) ohm.m.

Thành phần thạch học gồm sét bột lẫn cát, cát sét bột màu xám xanh, cát lẫn sạn, sỏi,

sét - bột – cát.

Tầng Pliocen dưới, diện tích vùng 2, vùng 3 có ñiện trở suất cao, khoảng dao

ñộng rộng (10 – 34,7) ohm.m, trừ một ít thấu kính nằm rải rác ở các xã phía bắc huyện

Tân Phước và các xã Kim Sơn, Phú Phong, Vĩnh Kim (Châu Thành), Tân Thanh (Cái

Bè), Long Khánh, Long Trung (Cai Lậy) có ñiện trở suất thấp <8 ohm.m. Vùng 1 gần

như toàn bộ diện tích có ñiện trở suất thấp, ñến rất thấp, dao ñộng từ 1 ñến 5 ohm.m,

125

ngoại trừ một vệt ñi từ Thạnh Nhật (Gò Công Tây) ñến Bình Xuân, Bình ðông (TX.

Gò Công) có ñiện trở suất (10 – 15,8) ohm.m. Thành phần thạch học tầng này gồm sét

bột màu xanh nhạt, cát pha sét bột, cát chứa ít sạn sỏi, cát mịn ñến trung, thô, bở rời.

Thành tạo ñịa chất tầng Pliocen ñược hình thành vào thời kỳ biển tiếp tục rút,

tạo nên trầm tích chứa nước nhạt, lợ, mặn hỗn hợp. Tầng Pliocen dưới có sự phân vùng

giữa vùng ñiện trở suất cao và thấp khá phân biệt. Còn tầng Pliocen trên, vùng ñiện trở

suất thấp, cao xen lẫn nhau do ảnh hưởng của quá trình biển tiến vào thời kỳ ñầu

Pleistocen, cuối Pliocen tạo nên.

- Tầng Miocen trên, diện tích phân bố ñiện trở suất cao (20 - >50) ohm.m gần

như toàn tỉnh chỉ trừ phần diện tích ven biển Gò Công và một thấu kính nhỏ phía Bắc

huyện Tân Phước thuộc xã Tân Hòa ðông có ñiện trở suất thấp <8 ohm.m. Thành tạo

ñịa chất phổ biến sét, sét bột, cát mịn ñến trung, thô, cát pha sạn, sỏi, là trầm tích chứa

nước nhạt ñược hình thành vào thời kỳ biển rút về hướng ðông – Nam.

5.3. Bài toán ứng dụng

5.3.1. Bài toán ứng dụng 1: Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng

chứa nước dưới ñất

Tiêu chuẩn ñộ khoáng hóa M >< 1000mg/l ñược sử dụng ñể phân biệt tính chất

mặn nhạt của nước dưới ñất. Do ñó ñể xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt của các tầng

chứa nước dưới ñất dựa vào sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất, cần tính toán mối tương

quan giữa ñộ khoáng hóa và ñiện trở suất vùng nghiên cứu.

5.3.1.1. Tương quan giữa ñộ tổng khoáng hóa M (mg/l) và ñiện trở suất tầng

chứa nước ρt (ohm.m)

5.3.1.1.a) Phân tích tham số

Bảng 5.1 ñược xây dựng từ các thông tin: -

Lỗ khoan ðCTV: Cột ñịa tầng; Giá trị ñiện trở suất của tầng chứa nước

từ phép ño carota tại vị trí chống ống lọc; Phân tích mẫu ñộ tổng khoáng hóa

ðiểm ño sâu ñiện cạnh lỗ khoan ðCTV

126

Bảng 5.1. So sánh giá trị ðTS ño sâu ñiện với tài liệu ño carota giếng khoan ðCTV

Thuộc Huyện

stt

Tuổi ðC

ðộ tổng khoáng hóa (mg/l)

Chiều sâu ống lọc (m)

Ký hiệu giếng khoan ðCTV

ðTS ño carota ρka (Ω.m)

01-TH

219

860

ðTS ñiểm ðSð ρt (Ω.m) 10,08

Châu Thành

15,8

332

315

440

16,45

Châu Thành

TH1

210

620

12,53

Châu Thành

2 n2

S45

320

410

18,84

Cái Bè

S41

227

470

15,8

Cai Lậy

38,7

S40

277

510

15,58

Tân Phước

34,2

440

490

17,02

Mỹ Tho

680

12,89

Chợ Gạo

S217

252

2 n2

225

590

12,57

Gò Công Tây

2 n2

Theo tài liệu nghiên cứu về ñộ tổng khoáng hóa nước dưới ñất vùng phía Bắc

Sông Tiền (vùng Tiền Giang, Long An, ðồng Tháp) của TS. Nguyễn Hồng Bàng, giá

trị ðTS ño carota ρka ≈ 15 ohm.m là tiêu chuẩn ñịa ñiện ñể xác ñịnh ranh giới mặn nhạt

nước dưới ñất (M = 1000mg/l) [1].

ðối chiếu bảng 5.1, giá trị ñiện trở suất ño sâu ñiện ρt ≈ 10 ohm.m ñược chọn ñể

phân tích bản ñồ ñiện trở suất phục vụ bài toán xác ñịnh ranh mặn nhạt các tầng chứa

nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang.

5.3.1.1.b) Phân tích ñịnh lượng

Hàm tương quan giữa ñộ tổng khoáng hóa M(mg/l) và ñiện trở suất tầng chứa

nước ρt (ohm.m) ñược xây dựng trên cơ sở số liệu thống kê:

Giá trị ñiện trở suất ρt (ohm.m) có ñược từ bản ñồ ñiện trở suất.

- -

Giá trị ñộ tổng khoáng hóa M (mg/l) có ñược từ việc thu thập kết quả

phân tích mẫu nước tại vị trí giếng khoan ñịa chất thủy văn.

127

Hàm tương quan ñược xây dựng là hàm tương quan lũy thừa, ñồ thị hàm số mũ,

hằng số tương quan

2R ñạt giá trị lớn nhất gần 1 ñể ñảm bảo ñộ tin cậy trong tính toán.

Vùng 1 và 2 (vùng trung tâm tỉnh và các huyện phía ñông)

Bảng 5.2. Số liệu thống kê ñối sánh giữa gía trị ñiện trở suất ρt (ohm.m) và ñộ

tổng khoáng hóa M (mg/l) của nước chứa trong các tầng ñịa chất (vùng 1 và 2).

ρt (Ohm.m) M (mg/l)

Stt ρt (Ohm.m) M (mg/l) Stt 9 1

21,625

280

2,97

7750

stt ρt (Ohm.m) M (mg/l) 17

20180

3,443

17,4

370

12,602

610

18,3

400

7,99

1340

28,783

250

14,683

660

4,25

3940

12,571

590

17,267

440

17,017

490

6,86

1740

18,66

430

8,25

1420

6,8

1960

10,962

890

10,962

890

15,2

450

12,89

680

2,788

24000

Hình 5.2. ðồ thị tương quan M (mg/l) và ρt (ohm.m) vùng 1,2

128

Vùng 3 (vùng các huyện phía Tây)

Bảng 5.3. Số liệu thống kê ñối sánh giữa gía trị ñiện trở suất ρt (ohm.m) và ñộ

tổng khoáng hóa M (mg/l) của các tầng chứa nước (vùng 3).

Stt

ρt (Ohm.m) M (mg/l)

16,5

430

15,487

300

17,5

370

18,783

340

17,487

370

19,625

570

10,078

860

16,387

420

19,45

440

9,245

1150

20,239

270

15,584

510

12,526

620

17,8

290

15,8

470

16,467

250

12,182

440

18,843

410

14,084

610

10,09

850

17,44

480

2,900

3710

18,492

380

13,6

630

7,582

1570

15,091

300

14,027

600

17,708

340

16,585

460

20,008

310

10,462

910

10,395

670

10,102

860

20,192

290

1110

9,184

Hình 5.3. ðồ thị tương quan M (mg/l) và ρt (ohm.m) vùng 3

129

ðồ thị hàm tương quan giữa tổng ñộ khoáng hóa M (mg/l) và ñiện trở

suất tầng chứa nước ρt (mg/l) ở vùng 1,2 ñược thể hiện trong hình 5.8.

-1,61

(mg/l)

(5.1)

Hàm tương quan lũy thừa: M = 41681ρt

R2 = 0,830

ðồ thị hàm tương quan giữa tổng ñộ khoáng hóa M (mg/l) và ñiện trở

suất tầng chứa nước ρt (mg/l) ở vùng 3 ñược thể hiện trong hình 5.9.

-1,26

(mg/l)

(5.2)

Hàm tương quan lũy thừa: M = 14668ρt

R2= 0,834

Từ phương trình (5.1), (5.2) ta có mối tương quan sau: -

M ≈ 1000 mg/l

Vùng 1,2: ρt = 10,14 ohm.m

Vùng 3:

M ≈ 1000 mg/l

ρt = 8,43 ohm.m

Như vậy, giá trị ñiện trở suất ρt ≈ 10 ohm.m là tiêu chuẩn ñịa ñiện ñể xác ñịnh

biên mặn nhạt vùng 1,2 và gía trị ñiện trở suất ρt ≈ 8,4 ohm.m là tiêu chuẩn ñể xác ñịnh

biên mặn nhạt vùng 3.

Sau ñây là kết quả tính ñộ tổng khoáng hóa M(mg/l) từ số liệu ñiện trở suất tại

vị trí giếng khoan ðCTV trong vùng nghiên cứu

Bảng 5.4. Bảng so sánh giữa M tính toán và M phân tích mẫu

stt

Huyện

ρt (Ohm.m) 4

M (mg/l) tính toán 5 -1,61

M (mg/l) PT. mẫu 6

Sai số (%) 7

Số hiệu GK 2 Vùng 1,2

Mỹ Tho

3.940

2,98

M = 41681ρt 4,25

4.057

Mỹ Tho

1.420

1,79

1394

8,25

Mỹ Tho

440

3,49

424,63

17,26

280

5,56

295,57

21,63

TD3-TH

Chợ Gạo

680

0,02

679,88

12,89

Chợ Gạo

2,87

Gò Công Tây

6,8

1.903,7

1.960

130

-1,26

Vùng 3

M = 14668ρt

BVTV

Châu Thành

18,78

364,27

340

7,14

01-TH

Châu Thành

10.08

798,21

860

7,18

332

Châu Thành

16.45

430,53

440

2,15

Cái Bè

25,01

253,95

250

1,58

1mp

Tân Phước

17,48

398,61

370

7,73

S40

Tân Phước

15,58

460,89

510

9,63

S41

Cai Lậy

15,8

452,96

470

3,62

2-CL

Cai Lậy

20,00

336,39

310

8,52

Sai số giữa ñộ tổng khoáng hóa tính toán và ñộ tổng khoáng hóa phân tích mẫu

<10%, nằm trong giới hạn cho phép trong các bài toán thực nghiệm.

5.3.1.2. Phân ñịnh theo ñiện trở suất các tầng chứa nước trong Kaizôzoi

5.3.1.2.a) Mặt cắt ñịa ñiện:

Nghiệm của bài toán ño sâu ñiện thường không ñơn trị, và môi trường ñịa chất

lại vô cùng phức tạp. Do ñó, ñể mô hình tính toán tương hợp với mô hình thực tiễn ñòi

hỏi có sự kết hợp một cách hài hòa giữa các thông tin có liên quan.

Nhằm ñảm bảo ñộ tin cậy của kết quả xử lý, các tài liệu liên quan vùng nghiên

cứu ñược thu thập một cách ñầy ñủ. Các tài liệu này ñược sử dụng ñể ñối chứng kết

quả phân tích tài liệu ño sâu ñiện trên từng tuyến ño. Công việc ño lặp, tinh chỉnh ñược

thực hiện tại những vị trí có những sự sai khác cơ bản, sao cho các mặt cắt ñịa ñiện

ñược thành lập có sự tương hợp ở mức cao nhất giữa mô hình tính toán và cấu trúc ñịa

chất của vùng nghiên cứu.

Mặt cắt ñịa ñiện ñược xây dựng trên cơ sở kết hợp của các dữ liệu:

- Mặt cắt ñiện trở suất

- Tài liệu carota lỗ khoan.

- Cột ñịa tầng của các lỗ khoan nước dưới ñất.

131

- Mặt cắt ñịa chất thủy văn.

Tài liệu carota lỗ khoan phân chia các tập trầm tích có các tính chất vật lý khác

nhau dọc theo thành lỗ khoan, là một nguồn thông tin quan trọng, xác ñịnh khá chính xác

ranh giới tự nhiên của các tập trầm tích. Cột ñịa tầng các giếng khoan ñịa chất cho biết

một cách chính xác thông tin chiều sâu mái của các tầng ñịa chất, và mặt cắt ñịa chất

thủy văn phân chia các lớp ñịa chất theo ñặc tính thành tạo của các thành phần vật chất.

Kết quả phân tích tài liệu ño sâu ñiện cho biết ñược chiều sâu, bề dày của từng

lớp ñịa chất, nó tạo ñiều kiện kết nối các vị trí rời rạc thành các tuyến thể hiện dưới

dạng các mặt cắt ñịa ñiện.

Sau ñây là hình ảnh minh họa các mặt cắt ñịa ñiện ñiển hình:

132

3 3 1

1 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

4 5

h n ì H

4 3 1

3 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

2 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

6 5

5 5

h n ì H

–

a ị ð n à o ð

n ă v y ủ h t

t ấ h c

, i ợ l y ủ h t

a ị ð

h n ì r t

n à o ð

g n ô c

; ộ b

m a N

à v c ớ ư n ý l

i ợ l

y ủ h t

n ả u Q c ụ C

3 0 8

h c ạ o h y u q n ệ i V

T C C ð

: n a o h k ỗ l

: n ă v y ủ h t t ấ h c a ị ñ n a o h k g n ế i G

3 0 8 T C C ð

a t o r a C

- n ă v y ủ h t t ấ h c

5 3 1

•

: u ệ i l i à t n ồ u g N

4 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

n ệ i ñ a ị ñ t ắ c t ặ m n ẫ d ú h c

g n ả B

7 . 5

h n ì H

5.3.1.2.b) Phân ñịnh theo ñiện trở suất các tầng chứa nước.

Như ñã trình bày ở các chương trước, giá trị ñiện trở suất của các thành tạo

ñịa chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong ñó ñối với thành tạo bở rời (ñặc trưng

thành tạo ñịa chất ñồng bằng SCL) thì giá trị ñiện trở suất phụ thuộc một cách mạnh

mẽ vào tổng ñộ khoáng hóa của nước chứa trong chúng, cũng lý do này mà phương

pháp ño sâu ñiện ñã ñược ứng dụng có hiệu quả trong các bài toán xác ñịnh biên

mặn nhạt nước dưới ñất vùng ðB SCL nói chung, tỉnh Tiền Giang nói riêng.

Trên cơ sở phân tích các mặt cắt ñịa ñiện kết hợp bản ñồ ñiện trở suất, việc

phân ñịnh theo ñiện trở suất các tầng chứa nước trong Kaizôzoi ñược mô tả một

cách khái quát từ lớp trên cùng ñến các lớp dưới như sau: - Lớp thứ nhất: (phức hệ chứa nước Holocen qh)

Lớp lộ ra trên mặt ñất, có giá trị ñiện trở suất thấp, ña số dao ñộng trong

khoảng (2 – 6) Ω.m; vùng các huyện phía ñông (Chợ Gạo, Gò Công tây, TX Gò

Công), ñiện trở suất thấp từ <1 Ω.m ñến 3 Ω.m biểu thị vùng nước nhiễm mặn,

nước mặn; Vùng các huyện phía Tây, giáp sông Tiền dọc theo huyện Cái Bè, Cai

Lậy, ñiện trở suất cao hơn, biến ñổi dao ñộng từ 8 Ω.m ñến 15 Ω.m biểu thị vùng

chứa nước nhạt. Các giồng cát (Tân Lý Tây, Tân Hương, Nhị Quý) có ñiện trở suất

>10 Ω.m chứa nước nhạt có nguồn gốc chủ yếu là nước mưa bổ cập hàng năm.

Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, bùn lẫn xác thực vật ñôi nơi là

cát hạt mịn. Bề dày phân bố không ñều, huyện Tân Phước, Mỹ Tho mỏng (<5 –

11)m, huyện Cái Bè, Tân Phú ðông dày trên 30m

- Lớp thứ hai: (phức hệ chứa nước Pleistocen) gồm 3 lớp (qp3, qp2-3, qp1).

Lớp này phân bố trên toàn vùng, diện tích vùng ven biển và các huyện Chợ

Gạo, TP Mỹ Tho có ñiện trở suất thấp (<1 – 6) Ω.m, nước chứa trong tầng này xem

như nhiễm mặn hoàn toàn; Diện tích thuộc huyện Cái Bè, Cai Lậy, một phần huyện

Châu Thành có ñiện trở suất cao (8 – 28,8) Ω.m, biểu hiện tầng chứa nước nhạt,

Lớp này có chiều sâu mái (5,6 - 10) m, ñáy từ (140 - 210) m

Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt mịn ñến trung, thô màu xám nhạt,

136

xanh nhạt, trắng ñục, chứa các sạn, sỏi, rải rác cuội thạch anh, silic… Trong cát xen

kẹp các lớp sét, sét mỏng, tầng sét có tác dụng ngăn cách tầng chứa nước bên trên

và bên dưới nó. Nước chứa trong tầng Pleistocen hình thành trên cơ sở:

+ Nước giồng cát chủ yếu ñược cấp từ nước mưa.

+ Một vài nơi chứa nước liên quan ñến nước sông Tiền.

- Lớp thứ ba: (phức hệ chứa nước Pliocen trên n2

2 tồn tại 2 lớp chứa nước chính:

Lớp này phân bố trên toàn vùng nghiên cứu, ñộ sâu từ (140 - 150) m ñến

(270 - 340) m. Trong n2

Lớp thứ nhất ở ñộ sâu từ (140 - 150) m ñến (180 - 200) m. Lớp này có ñiện

trở suất thấp ρ < 5 Ωm. Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột, bột cát ñôi nơi

cát hạt mịn chứa nước mặn, phèn.

Lớp thứ hai ở ñộ sâu từ (180 - 200) m ñến (270 - 290) m, phân bố trên toàn

vùng. Phần diện tích thuộc các huyện ven biển Gò Công ðông, TX. Gò Công, Gò

Công Tây, Tân Phú ðông, một phần huyện Chợ Gạo có ñiện trở suất thấp (<1 – 8,3)

Ω.m, nước chứa trong tầng này nhiễm mặn ñến mặn hoàn toàn; Phần diện tích còn

lại ñiện trở suất phân bố không liên tục, tạo thành các dãy ñiện trở suất cao (10 –

20) Ω.m thuộc phần lớn diện tích huyện Cái Bè, một phần diện tích thuộc huyện

Châu Thành, Tân Phước có ñiện trở suất >20 Ω.m, biểu hiện tầng chứa nước nhạt;

Phần diện tích còn lại có ñiện trở suất biến ñổi từ 1,5 Ω.m ñến 6 Ω.m biểu hiện tầng

chứa nước mặn, nhiễm mặn.

Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt mịn ñến trung, thô lẫn sạn, sỏi, xen

- Lớp thứ tư: (phức hệ chứa nước Pliocen dưới n2

kẹp các lớp sét, sét bột mỏng.

Lớp này phân bố trên toàn vùng nghiên cứu, ñộ sâu từ (270 - 340) m ñến 1 thường tồn tại 2 lớp (380 - 400) m. Qua các mặt cắt ñịa - ñiện cho thấy trong n2

chứa nước chính, lớp chứa nước 1 nằm ở ñộ sâu từ (300 - 310) m ñến (330 - 340)

m, lớp thứ 2 từ (330 - 340) m ñến (380 - 400) m.

Tương tự như tầng Pliocen trên, diện tích cả huyện Gò Công ðông, Tân Phú

ðông, phần lớn diện tích TX. Gò Công, một nửa diện tích huyện Gò Công Tây giáp

Gò Công ðông có ñiện trở suất dao ñộng trong khoảng (1 – 4) Ω.m biểu hiện tầng

137

chứa nước nhiễm mặn. Phần lớn diện tích còn lại của tầng này chứa nước nhạt, có

ñiện trở suất biến thiên từ 10 Ω.m, 15 Ω.m ñến trên 20 Ω.m, ngoại trừ một số thấu

kính nhiễm mặn có ñiện trở suất (4 – 8) Ω.m thuộc các xã ở phía Bắc quốc lộ 1 như

xã Tân Hòa ðông, Hưng Thạnh (huyện Tân Phước), các xã phía Nam quốc lộ 1 như

xã Song Thuận, Phú Phong, Kim Sơn, Vĩnh Kim, Bàn Long (huyện Châu Thành) và

diện tích rất nhỏ ở xã Tân Thanh (Cái Bè).

Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt trung ñến thô lẫn sạn, sỏi, xen kẹp

các lớp sét, sét bột mỏng.

- Lớp thứ năm (phức hệ chứa nước Miocen trên n1

Lớp này phân bố trên toàn vùng nghiên cứu, có ñộ sâu từ (320 - 340) m ñến

(420 - 500) m phủ trực tiếp lên ñá gốc kết tinh (Mz). Diện tích cả huyện Gò Công

ðông, huyện Tân Phú ðông, phần lớn diện tích TX Gò Công, huyện Gò Công Tây

có ñiện trở suất thấp dao ñộng trong khoảng (1 – 4) Ω.m biểu hiện tầng chứa nước

nhiễm mặn. Phần diện tích rất lớn còn lại của vùng nghiên cứu chứa nước nhạt, có

ñiện trở suất từ (15 – 20) Ω.m ñến >70 Ω.m ngoại trừ một thấu kính nhỏ thuộc xã

Tân Hòa ðông (huyện Tân Phước) có ñiện trở suất (5 – 8) Ω.m tầng chứa nước bị

3 thường là lớp sét cứng có chiều dày (10-15) m.

nhiễm mặn.

1 và n1

Ngăn cách giữa lớp n2

Thành phần thạch học chủ yếu là cát hạt trung ñến thô lẫn sạn, sỏi, xen kẹp các lớp

sét, sét bột mỏng.

2 và miocen trên n1

5.3.1.3. Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng chứa nước pliocen 1 , pliocen dưới n2 trên n2

Như ñã phân tích ở mục 3.2 chương 3, vùng nghiên cứu ñược phân thành 7

phân vị ñịa tầng ñịa chất thủy văn theo thứ tự từ trên xuống dưới. Tuy nhiên, ñối

2, trầm tích Pliocen dưới n2

nước: trầm tích Pliocen trên n2

3 , nên mục này sẽ phân tích vùng phân bố mặn nhạt của 3 tầng n2

2, n2

tượng nước nhạt có triển vọng khai thác trong tỉnh Tiền Giang gồm 3 ñơn vị chứa 1, trầm tích Miocen trên 1, n1 n1

Dưới ñây là hình ảnh bản ñồ phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất của 3

tầng Pliocen trên, Pliocen dưới, Miocen trên dựa vào thông tin của bản ñồ ñiện trở

138

suất tỉnh Tiền Giang.

Hình 5.8

Hình 5.9

139

Hình 5.10

2, n2

1, n1

Ứng dụng tính năng phân tích không gian GIS, thực hiện chồng các lớp bản 3 (bản ñồ 5.8, 5.9, 5.10). ñồ, gồm 3 lớp thông tin của 3 tầng chứa nước n2

Quá trình chồng lớp thực hiện theo nguyên tắc chồng hai lớp thông tin với nhau, sau

ñó sử dụng lớp kết quả chồng tiếp với lớp thứ ba. Tiến trình chồng hai lớp thông tin

ñược thực hiện trên cơ sở phép toán giao giữa hai lớp dữ liệu không gian. Mô hình

dữ liệu vector ñược sử dụng ñể thực hiện việc chồng các lớp bản ñồ.

Chồng lớp

Hình 5.11. Minh họa kỹ thuật chồng các lớp bản ñồ

Kết quả cuối cùng của quá trình chồng các lớp thông tin là hình thành bản ñồ

140

phân bố vùng mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang.

Bản ñồ thể hiện các vùng: - Vùng chứa nước bị nhiễm mặn: diện tích 535,9 km2 phân bố toàn bộ diện

tích huyện Tân Phú ðông, huyện Gò Công ðông, phần lớn diện tích TX Gò Công,

huyện Gò Công Tây giáp huyện Gò Công ðông, và một thấu kính nhỏ thuộc xã Tân

Hòa ðông (huyện Tân Phước)

- Vùng có 1 tầng chứa nước nhạt: diện tích 294,4 km2, phân bố ven vùng

nhiễm mặn bao gồm các xã Bình ðông, Bình Xuân (TX Gò Công), Bình Phú, ðồng

Thạnh, Thị trấn Vĩnh Bình (Gò Công Tây), Bình Minh, Hòa ðịnh (Chợ Gạo), và

các thấu kinh nhỏ, rời rạc thuộc các xã Bàn Long, Phú Phong, Kim Sơn (Châu

Thành), Long Khánh, Long Trung, Long Tiên (Cai Lậy), Tân Thanh (Cái Bè).

- Vùng có 2 tầng chứa nước nhạt: diện tích 1.036 km2, phân bố khá rộng và

liên tục trên ñịa bàn các huyện Chợ Gạo, Châu Thành, Cai Lậy, TP. Mỹ Tho và một

số thấu kính thuộc các xã Hòa Khánh, An Hữu, Tân Hưng, An Thái Trung (Cái Bè) - Vùng có 3 tầng chứa nước nhạt: diện tích 538,2 km2, phần lớn diện tích tập

trung ở huyện Cái Bè và các thấu kính rời rạc thuộc các xã Phú Cường, Mỹ Phước

Tây, Mỹ Hạnh ðông (Cai Lậy), Tân Hòa Tây (Tân Phước), ðiềm Hy, Dưỡng ðiềm,

TT Tân Hiệp (Châu Thành), Mỹ Tịnh An, Trung Hòa, Phú Kiết, Tân Bình Thạnh

141

(Chợ Gạo).

2 4 1

g n a i G n ề i T h n ỉ t t ấ ñ i ớ ư d c ớ ư n t ạ h n – n ặ m g n ù v ố b n â h p ồ ñ n ả B

. 8 . 5 ồ ñ n ả B

5.3.2. Bài toán ứng dụng 2: Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa

chất huyện Cai Lậy phục vụ xây dựng công trình

Phần này ứng dụng phương pháp nội suy không gian GIS trên bản ñồ ñiện

trở suất nhằm phân tích, và hiễn thị các ñốí tượng bên dưới lòng ñất dưới dạng các

mặt cắt ñịa ñiện theo các tuyến ño trên vùng khảo sát.

ðịa bàn nghiên cứu ñược chọn thực hiện bài toán ứng dụng là huyện Cai lậy

tỉnh Tiền Giang, do tài liệu ño sâu ñiện và tài liệu ñối chứng tương ñối ñầy ñủ hơn

các khu vực khác trong tỉnh. ðồng thời huyện Cai Lậy là một ñịa phương ñang chuẩn

bị tài liệu ñể xin phép nâng cấp ñô thị, mở rộng trung tâm ñô thị từ thị trấn lên thị xã, nên

tính ứng dụng của nghiên cứu sẽ cao hơn các khu vực khác.

143

Bản ñồ 5.8. Bản ñồ Hành chính huyện Cai Lậy

ðịa hình huyện Cai Lậy tương ñối bằng phẳng. Cao ñộ mặt ñất ña số trong

khoảng +0,80 ñến +1,10m MSL (chuẩn Mũi Nai). Hướng dốc ñịa hình không rõ rệt

với ñộ dốc rất nhỏ (i<1%). ðịa chất công trình là nền ñất yếu với cường ñộ chịu nén R=0,3Kg/cm2 và chiều sâu mực nước ngầm là 1,0m

5.3.2.1. Phân lớp ñịa chất công trình:

Cấu trúc ñịa chất công trình vùng nghiên cứu phân bố thành 7 lớp dựa vào

thành tạo ñịa chất của các lỗ khoan ðCCT:

- Lớp 1: Lớp ñất mặt.

- Lớp 2: Lớp cát mịn màu xám vàng, trắng.

- Lớp 3: Lớp sét mỏng, màu xám ñen.

- Lớp 4: Bùn sét màu xám ñen.

- Lớp 5: Sét màu xám xanh, xám nâu.

- Lớp 6: Lớp cát màu xám vàng

- Lớp 7: Lớp sét màu xám vàng.

Các cột ñịa tầng tiêu biểu thể hiện sự phân lớp:

Cột ñịa tầng thể hiện các lớp 1,2,4,5

144

Hình 5.12. Các cột ñịa tầng ðCCT Cột ñịa tầng thể hiện các lớp 1,3,4,5,6,7

5.3.2.2. Giá trị ñiện trở suất của các lớp ñịa chất công trình:

Hình 5.13 minh họa kết quả phân tích ñường cong ño sâu ñiện với giá trị

ñiện trở suất thật tương ứng với thành phần thạch học từng lớp ñịa chất của cột ñịa

ðịa tầng

Dáng ñiệu ñường cong ño sâu ñiện

ðTS (Ω.m)

Ký hiệu ñiểm ðSD

Kết quả phân tích ñường cong ño sâu ñiện Chiều sâu mái (m)

Lỗ khoan ðCCT Thp thạch học

tầng lỗ khoan ñịa chất công trình.

CT_1 92TL

6,17

ñất bùn sét

0,94 3,51

sét

12,3

cát (chứa nước nhiễm mặn)

28,5

4,77 11,9 4,12 6,91

CT_81

0 0,64 2,92 6,11

20,6 11,6 16,1 2,22

13,55

7,27

sét ñất ñắp ñất sét bùn sét

16,77

13,75 cát (chứa

nước nhạt) sét

58,52

12,25

145

TG_1 02

0 2,93 5,81

4,49 3,47 7,73

ñất bùn sét

19,9

13,7

cát (chứa nước nhạt)

TG_1 10

0 1,43

5,17 6,78

6,58

4,4

16,1

2,59

27,1 50,9

4,62 9,38

ñất bùn sét cát (nhiễm mặn) sét sét

146

Hình 5.13. Phân tích ñường cong ño sâu ñiện tại vị trí các lỗ khoan ñịa chất công trình

Bảng 5.5 so sánh tương quan giữa các thành phần của giếng khoan ðCCT với

tham số ðTS theo từng lớp ñất ñá tại vị trí ñiểm ño sâu ñiện gần với các giếng khoan.

Bảng 5.5. So sánh giá trị ðTS ño sâu ñiện với tài liệu phân tích giếng khoan ðCCT

Giếng khoan ðCCT

Stt

3.76

3,67

2,3

Bùn sét

21.69

7,2

9,4

Sét, dẻo cứng

15.51

3,67

Cát pha, dẻo

24.81

6,42

26,5

Sét vàng nửa cứng

12.33

4,43

2 TG198

Cát mịn

4.1

3,6

1,5

Bùn sét pha

20.34

14,3

6,5

Sét, nửa cứng

3.59

3,95

0,7

Bùn sét

3 TG158

42.7

12,4

6,5

Sét, cứng

38.41

9,31

26,5

Sét, nửa cứng

12.53

12,6

4 TG192

Sét pha, dẻo cứng

0,5

4.05

2,26

2,5

Bùn sét

17.41

7,27

Sét, nửa cứng

15.42

13,75

Cát mịn

4,22

3,47

0,6

Bùn sét

5 TG187

31,08

7,73

3,5

Sét, nửa cứng

3.72

6,78

1,5

6 TG190

Bùn sét

18.54

4,4

6,7

Sét pha, dẻo cứng

39.5

4,62

Sét, cứng

27.02

9,38

Sét, nửa cứng

6.39

7,49

1,2

Sét, dẻo chảy

7 TG123

3.6

4,87

Bùn sét

35.72

8,66

Sét, cứng

7,3

11.22

3,95

Cát pha, dẻo

16,4

35.15

11,2

Sét, cứng

20,7

Ký hiệu TG25 CS mái(m) 1,5 Thành phần thạch học Sét, dẻo chảy Thành phần hạt bụi sét cát 54 34 12 ðộ chịu tải R(t/m2) 5.74 Số liệu ðSð Lớp ðTS ρt(Ω.m) 8,3

Bảng 5.5. cho thấy ñộ chịu tải của các lớp ñất ñá có quan hệ với thành phần

hạt cấu tạo nên vật liệu thạch học, trong ñó tầng sét có ñộ chịu tải cao (17 - >35) tấn/m2 phù hợp cho việc xây dựng công trình, tầng bùn sét có ñộ chịu tải thấp nhất 147

(3 – 4) tấn/m2 thuộc loại ñất yếu, tầng cát có ñộ chịu tải (11 – 15) tấn/m2, dễ bị rửa

trôi do là tầng chứa nước, nên cũng không phù hợp cho việc chỉ ñịnh vị trí chịu tải

công trình. Do mỗi lớp ñất ñá có một giá trị ñiện trở suất nhất ñịnh, nên dựa vào giá

trị ñiện trở suất sẽ xác ñịnh ñược thành phần thạch học của lớp ñất ñá và từ ñó xác

ñịnh ñược lớp ñất ñá chịu tải phù hợp cho xây dựng công trình. Dưới ñây là bảng

tổng hợp giá trị ñiện trở suất thật của ñất ñá theo các lớp ñịa chất của giếng khoan

ñịa chất công trình

Bảng 5.6: Giá trị ñiện trở suất theo lớp ñịa chất công trình

Thành phần thạch học Bề dày Tuổi ñịa chất stt Tên lớp ðơn vị ñịa chất (m) Giá trị ñiện trở suất (ρ trung bình) (Ω.m)

5 - 17 Lớp 1 Q2

t 1a ðất ñắp: ñất, cát, xà bần 0,5 - >20 1

1b Lớp cát: 2 mv, a2

- chứa nước nhiễm mặn 1 - < 8 (4)

- chứa nước nhạt 10 – 18 (14)

am Lớp sét bột xám ñen 5 – 15 (8) 3 1c

Lớp bùn sét màu xám ñen 2 – 8 (4) 4 1d mb1

5 - 20 Lớp 2

1

m 5 – 15 (8) 5 2a Lớp sét màu xám xanh, xám nâu, vàng loang lỗ

am 6 2b Lớp cát hạt mịn màu xám vàng:

- chứa nước nhiễm mặn 0,2 – 6 - chứa nước nhạt 12 -18

2-3

8 – >20 (13) >20 7 Lớp 3 Lớp sét xám vàng, xám trắng ñốm vàng Q1 m

5.3.2.3. Ứng dụng công nghệ GIS tạo mắt cắt ñịa ñiện:

Dữ liệu ño sâu ñiện ñược lưu trữ trong CSDL GIS bao gồm: vị trí ñiểm ño,

148

giá trị ñiện trở suất.

ðiểm ðSð Giếng khoan ðCCT

Hình 5.14: Sơ ñồ vị trí ñiểm ño sâu ñiện

Lớp dữ liệu nền

Các lớp dữ liệu ñược lưu trữ theo ñịnh dạng dữ liệu shapefile (*.shp): - - Lớp dữ liệu ño sâu ñiện

Lớp dữ liệu

Tên Lớp

Do_DVL

ðiểm cao ñộ Thủy hệ (sông chính)

DCCT_lokhoan

Lớp dữ liệu ðiểm ño sâu ñiện Lỗ khoan ðCCT

Giao thông (tỉnh, huyện, xã)

Ranh giới hành chính (huyện, xã)

Tên Lớp DIAHINH Thuy_he GT_Tinh GT_Huyen GT_Xa Ranh_H Ranh_X

Bảng 5.7. Lớp dữ liệu bản ñồ nền Bảng 5.8. Lớp dữ liệu ño sâu ñiện

Trong ứng dụng này, phần mềm ArcGis 9.3 ñược tích hợp với bộ công cụ

Rockware Gis link 2 cùng phần mềm Rockware 14 thực hiện các thuật toán nội suy

149

ñể thành lập các mặt cắt ñịa ñiện.

Bộ công cụ Rockware Gis link

Lớp dữ liệu ño sâu ñiện

Giao diện chương trình:

Hình 5.15. Giao diện chương trình ArcGIS và công cụ RockWare GIS Link 2

Khai báo ñường dẫn lấy dữ liệu các ñiểm ño trong CSDL ñiện trở suất.

Hình 5.16. Hộp thoại chọn ñường dẫn ñến cơ sở dữ liệu ñiện trở suất

Chọn tuyến trên cơ sở nối các ñiểm ño, chương trình sẽ tiến hành nội suy ñể

Kết quả chương trình là mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất.

150

thành lập mặt cắt ñịa ñiện theo tuyến ñã chọn.

Hình 5.17. Giao diện kết quả chương trình nội suy

5.3.2.4. Mặt cắt ñịa ñiện:

Mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất ñược thể hiện dưới dạng các mặt cắt ñịa

ñiện. Các mặt cắt ñịa ñiện cho thấy sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất tương quan với

sự thay ñổi thành phần thạch học của từng lớp ñịa chất trên vùng nghiên cứu.

Ba mặt cắt ñịa ñiện theo tuyến ño sâu ñiện ñược chọn mô tả ñi qua các vùng ñịa

chất trầm tích khác nhau mang tính ñiển hình cho toàn khu vực nghiên cứu.

Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 1 (Hình 5.18):

Tuyến ño dài 23.300 m, bắt ñầu từ xã Mỹ Thành Bắc và kết thúc ở xã Mỹ

Hạnh ðông, theo hướng tây bắc - ñông bắc, trên tuyến có 5 lỗ khoan ñịa chất công

151

trình, ñi qua các loại ñất thuộc trầm tích sông – biển, biển - ñầm lầy.

c ớ ư h P n â T n ệ y u H

g n ô ð h n ạ H ỹ M

y ậ L

y â T c ớ ư h P ỹ M

i a C n ệ y u H

T C C ð n a o h k ỗ l g n ầ t a ị ñ t ộ C

2 5 1

7 8 1 G T

m Ω 5 - 2

m Ω 0 2 - 5

m Ω 8 1 - 5

m Ω 8 1 - 6

m Ω 7 4 – 5

t ấ u s - ở r t n ệ i ð

1 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

g n ờ ư C ú h P

) n ặ m c ớ ư n a ứ h c (

T C C ð n a o h k ỗ l í r t ị

n ệ i ñ u â s o ñ m ể i ñ í r t ị

ã x h n í h c h n à h i ớ i g h n a R

u ệ i h

ý K

c ộ L h n ạ h T

8 8 _ L T

p ắ ñ

t é s

i ụ b

u â n

g n à v

n e ñ m á x

c ọ h h c ạ h T

: 7 8 1 _ G T

6 6 _ T C

t é S

t ấ ð

n ù B

t é S

t á C

c ắ B h n à h T ỹ M

.

8 1 5

: n ẫ d

h n ì H

ú h C

Mặt cắt ñịa ñiện gồm 7 lớp, ñược nhóm lại thành 3 lớp theo các tầng trầm

tích Holocen và Pleistocen, mặt cắt ñược xây dựng theo sự biến ñổi giá trị ñiện trở

suất của từng lớp ñịa chất và thông tin các lỗ khoan ñịa chất công trình trên tuyến.

Thông tin của từng lớp biểu hiện qua các ñặc ñiểm sau:

- Lớp 1: dày 5 – 20 m, ñiện trở suất dao ñộng trong khoảng 0,5 – 20 Ω.m,

tương ứng với trầm tích Holocen; bề mặt phù sa cổ có khuynh hướng nâng dần về

hướng ñông của tuyến ño. Trong lớp này gồm các lớp nhỏ:

- Lớp ñất mặt dày 1 – 3 m, ñiện trở suất từ 3 – > 20 Ω.m.

- Lớp sét bột xám ñen, mỏng, dưới lớp ñất mặt, dày 0,2 – 2 m, chiều sâu

mái 0,5 – 2,3m, ñiện trở suất từ 5 – 20 Ω.m

- Lớp bùn sét màu xám ñen, dày 1,0 – 10 m, chiều sâu mái 1,5 – 4,9 m,

ñiện trở suất 0,4 – 5 Ω.m

- Lớp 2: từ bề mặt phù sa cổ xuống ñến 26 m, thành phần thạch học chủ yếu

là sét xám xanh, nâu, loang lổ vàng; cát hạt mịn màu xám vàng, ñiện trở suất từ 1 –

18 Ω.m; tương ứng với trầm tích Pleistocen. Trong lớp này có các lớp :

- Lớp sét bột màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, dày 0,3 – 15 m, ñiện trở

suất từ 5 – 16 Ω.m, lớp này phân bố không ñều, có nơi không xuất hiện (ñiểm ño

TG_107, TG_108, TG_109, TG_110, TG_111kt). Tại một vài lỗ khoan lớp này

ñược phủ một lớp mỏng laterit phù sa cổ.

- Lớp cát hạt mịn màu vàng, dày 0,5 – 10 m, ñiện trở suất 1 – 5 Ω.m (cát

chứa nước nhiễm mặn), có nơi ñiện trở suất > 10Ω.m (chứa nước nhạt:

TG_94,TG_98,TG_99,TG_101,TG_102); Lớp này phân bố không ñều, có nơi

không xuất hiện (ñiểm ño TG_103).

- Lớp 3: từ ñộ sâu khoảng 26 m trở xuống, thành phần thạch học là sét hạt

mịn, xám vàng, xám trắng ñốm vàng, trạng thái nửa cứng, ñiện trở suất 8 - >20Ω.m,

tương ứng trầm tích Pleistocen.

Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 2: (Hình 5.19)

Tuyến ño dài 24.500 m, bắt ñầu từ xã Phú Cường và kết thúc ở xã Long

Trung, theo hướng Bắc – Nam, trên tuyến ño có 3 lỗ khoan ñịa chất công trình và 5

lỗ khoan lân cận, ñi qua các loại ñất thuộc trầm tích sông – biển, ñê tự nhiên, dòng

153

sông cổ, cồn sông.

g n u r T g n o L

n ê i T g n o L

h n á h K g n o L

y ậ L

i a C

.

T T

4 5 1

T C C ð n a o h k ỗ l g n ầ t a ị ñ t ộ C

h n ì B n â T

2 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

3 2 1 _ G T

m Ω 5 - 1

m Ω 6 1 - 5

m Ω 8 1 - 6

m Ω 0 2 - 5

m Ω 0 6 – 5

m Ω 6 - 4 , 0

t ấ u s - ở r t n ệ i ð

) n ặ m c ớ ư n a ứ h c (

ã x h n í h c h n à h

T C C ð n a o h k

n ệ i ñ u â s o ñ m ể i ñ

u ệ i h ý K

8 5 1 _ G T

ỗ l í r t ị

í r t ị

i ớ i g h n a R

y â T c ớ ư h P ỹ M

p ắ ñ

t é s

i ụ b

u â n

n e ñ m á x

g n à v

c ọ h h c ạ h T

: 7 8 1 _ G T

t é S

t ấ ð

n ù B

t é S

t á C

t é S

8 8 _ L T

9 1 5

h n ì H

: n ẫ d

g n ờ ư C ú h P

ú h C

Mặt cắt ñược xây dựng theo sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất của từng lớp ñịa

chất và thông tin các lỗ khoan ñịa chất công trình trên tuyến.

Thông tin của từng lớp biểu hiện qua các ñặc ñiểm sau:

- Lớp 1: dày (5 – 20) m, ñiện trở suất dao ñộng trong khoảng (0,4 – 60)Ω.m,

tương ứng với trầm tích Holocen; bề mặt phù sa cổ có khuynh hướng chìm dần ở

trung tâm, nâng lên ở hai ñầu tuyến ño. Trong lớp này gồm các lớp nhỏ:

- Lớp ñất mặt dày (0,3 – 1) m, ñiện trở suất từ (5 – 60)Ω.m. Tuyến này ñi

qua khu dân cư, bề mặt là ñất cát san lắp hoặc ñất phù sa mới bồi ở cồn sông.

- Lớp sét bột xám ñen, mỏng, dưới lớp ñất mặt, trạng thái dẻo cứng, dày

(0,2 – 1,5)m, chiều sâu mái (0,5 – 2)m, ñiện trở suất từ (5 – 20)Ω.m

- Lớp bùn sét màu xám ñen, dày (1,0 – 15)m, chiều sâu mái (1 – 2,5)m,

ñiện trở suất (0,4 – 6)Ω.m. Lớp bùn này phân bố khá dày ở trung tâm tuyến ño

- Lớp 2: từ bề mặt phù sa cổ xuống ñến 36 m, thành phần thạch học chủ yếu

là sét xám xanh, nâu, loang lổ vàng; cát hạt mịn màu xám vàng, ñiện trở suất từ (1 –

18)Ω.m; tương ứng với trầm tích Pleistocen. Trong lớp này có các lớp nhỏ:

- Lớp sét bột màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, dày (0,5 – 20)m, ñiện

trở suất từ (5 – 16)Ω.m, lớp này phân bố khắp tuyến, nâng lên ở 2 biên của tuyến ño

(bề dày mỏng), chìm ở trung tâm tuyến ño (khá dày). Trên lớp này có phủ một lớp

mỏng laterit phù sa cổ.

- Lớp cát hạt mịn màu vàng, dày (0,5–20)m, ñiện trở suất (1–5)Ω.m (cát

chứa nước nhiễm mặn), một ít ñiểm ño có ñiện trở suất >10Ω.m (chứa nước nhạt

thuộc trầm tích ñê tự nhiên, tại các ñiểm ño TL_186,TL_188); Lớp này phân bố

không ñều, mỏng ở trung tâm, dày ñến 20 m ở cuối tuyến nơi có trầm tích cồn sông.

- Lớp 3: từ ñộ sâu (26 – 36)m trở xuống, thành phần thạch học là sét hạt mịn,

xám vàng, xám trắng ñốm vàng, trạng thái nửa cứng, ñiện trở suất (6 – 18)Ω.m,

tương ứng trầm tích Pleistocen. Lớp này nâng ở ñầu tuyến, chìm dần về cuối tuyến.

Mặt cắt ñịa ñiện tuyến 3: (Hình 5.20)

Tuyến ño dài 12.300 m, bắt ñầu từ xã Phú Nhuận và kết thúc ở xã Tân Hội,

theo hướng Tây - ðông, trên tuyến có 1 lỗ khoan ñịa chất công trình, và 2 lổ khoan

155

lân cận, ñi qua các loại ñất thuộc trầm tích sông – biển, biển gió, dòng sông cổ.

i ộ H n â T

ỹ M

ị h N

0 0 2 _ G T

6 5 1

T C C ð n a o h k ỗ l g n ầ t a ị ñ t ộ C

y ậ L

3 N Ế Y U T N Ệ I ð A Ị ð T Ắ C T Ặ M

i a C n ấ r t ị h T

m Ω 5 - 2

m Ω 0 2 - 5

m Ω 1 1 - 6

m Ω 8 1 - 5

m Ω 7 4 – 5

t ấ u s - ở r t n ệ i ð

) n ặ m c ớ ư n a ứ h c (

n ệ i ñ u â s

ã x h n í h c h n à h

a ò H h n a h T

u ệ i h

o ñ m ể i ñ

i ớ i g

ý K

T C C ð n a o h k ỗ l í r t ị

í r t ị

h n a R

ú h P h n ì B

0 2 . 5

c ọ h h c ạ h T

: 7 8 1 _ G T

n e ñ m á x t é S

p ắ ñ t ấ ð

t é s n ù B

u â n t é S

i ụ b t á C

g n à v t é S

8 8 _ L T

h n ì H

n ẫ d

ú h C

Thông tin của từng lớp biểu hiện qua các ñặc ñiểm sau:

- Lớp 1: dày (8 – 15)m, ñiện trở suất dao ñộng trong khoảng (2 – 47)Ω.m,

tương ứng với trầm tích Holocen; bề mặt phù sa cổ khá cân bằng trên tuyến này; ña

số ñiểm ño phân bố trên nền ñịa chất trầm tích ñê sông tự nhiên. Trong lớp này gồm

các lớp nhỏ:

- Lớp ñất mặt dày (0,3 – 1)m, ñiện trở suất từ (5 – 47)Ω.m. Tuyến này ñi

qua khu thị trấn, gía trị ñiện trở suất cao 47 Ω.m.

- Lớp sét bột xám ñen, dưới lớp ñất mặt, trạng thái dẻo cứng, dày (0,2 –

2)m, chiều sâu mái (0,5 – 1)m, ñiện trở suất từ (5 – 20)Ω.m

- Lớp bùn sét màu xám ñen, trạng thái chảy, dày trên 10 m, chiều sâu mái

khoảng 1m , ñiện trở suất (2 – 5)Ω.m. Lớp bùn này phân bố khá dày trên một ñoạn

khá dài của tuyến ño.

- Lớp 2: từ bề mặt phù sa cổ xuống ñến 35 m, thành phần thạch học chủ yếu

là sét xám xanh, nâu, loang lổ vàng; cát hạt mịn màu xám vàng, ñiện trở suất từ (2 –

18)Ω.m; tương ứng với trầm tích Pleistocen. Trong lớp này có các lớp nhỏ:

- Lớp sét bột màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, dày (5–20)m, ñiện trở suất

từ (5–18)Ω.m, lớp này phân bố khắp tuyến, phần ñầu tuyến khá dày, cuối tuyến mỏng.

- Lớp cát hạt mịn màu vàng, dày (0,2 – 10)m, ñiện trở suất (2 – 5)Ω.m;

Lớp này phân bố không ñều, mỏng ở trung tâm, dày khoảng (5 – 10)m ở cuối tuyến.

- Lớp 3: từ ñộ sâu (18 – 35)m trở xuống, thành phần thạch học là sét hạt mịn,

xám vàng, xám trắng ñốm vàng, trạng thái nửa cứng, ñiện trở suất (6 – 11)Ω.m,

tương ứng trầm tích Pleistocen. Lớp này phân bố khá ñồng ñều trên toàn tuyến.

5.3.2.5. Nhận ñịnh:

Mặt cắt ñịa ñiện theo từng tuyến ño thể hiện sự phân lớp ngang của 7 lớp ñất

ñá trầm tích ở ñộ sâu <50m. ðối chiếu với các lỗ khoan ðCCT tại các vị trí ño ñạc

trên tuyến ño, giá trị ñiện trở suất ñược xác ñịnh tương ứng với 7 lớp ñất ñá trầm

tích phân biệt. Xét cấu trúc phân tầng ñịa chất trầm tích và dựa vào thành phần

thạch học của các lớp, có thể nhóm 7 lớp trên thành ba lớp chính như sau :

- Lớp 1: tương ứng với lớp phù sa mới thuộc trầm tích Holocen, phức hệ có ñiện trở suất biến ñổi từ (2 - >40) Ω.m, bề dày thạch học phổ biến tQ2, aQ2, amQ2

157

trung bình 7 m, chúng phủ lên trên phức hệ thạch học mQ2 có ñiện trở suất (2 – 5)

Ω.m, bề dày dao ñộng từ 3 m ñến 20 m. Thành phần ñất ñá: sét bột màu xám ñen,

bùn sét hữu cơ xám ñen.

- Lớp 2 và lớp 3 tương ứng với phù sa cổ thuộc trầm tích Pleistocen, phức

hệ thạch học phổ biến mQ1, gồm lớp sét màu xám xanh, có ñiện trở suất thay ñổi

trong khoảng (5–18) Ω.m, bề dày khoảng 15 m; tiếp ñến là phức hệ thạch học amQ1

gồm lớp cát hạt mịn, ñiện trở suất của lớp cát phổ biến (1–5) Ω.m (chứa nước mặn),

bề dày khoảng 4 m và lớp sét chịu tải tốt, ñiện trở suất (6–18) Ω.m, bề dày >20 m.

Nói chung, huyện Cai Lậy có nền ñất yếu, lớp bùn sét phủ khá dày ở bìa

hướng Tây Bắc (xã Mỹ Thành Bắc) và nam thị trấn (xã Long Khánh); Bề dày lớp

bùn giảm, lớp sét dày hơn ở trung tâm thị trấn, ñi về hướng Bắc (xã Tân Bình, Mỹ

Phước Tây, Phú Cường) là khu vực có cấu trúc ñịa chất công trình thuận lợi cho

việc xây dựng cơ sở hạ tầng; vì tầng sét phủ dày, nông; tầng bùn mỏng.

Kết luận chương

Trên cơ sở kết hợp phương pháp ño sâu ñiện và công nghệ GIS, quy trình

xây dựng bản ñồ ñiện trở suất ñược hình thành và áp dụng trên ñịa bàn tỉnh Tiền

Giang ñể cho kết quả là bản ñồ ðTS của ñất ñá trầm tích tỉnh Tiền Giang. Bản ñồ

ðTS thể hiện từng lớp thông tin GIS bao gồm 7 tầng ñịa chất trầm tích: Holocen,

Pleistocen trên, Pleistocen giữa trên, Pleistocen dưới, Pliocen trên, Pliocen dưới,

Miocen trên.

Hiệu quả của việc nghiên cứu, xây dựng bản ñồ ñiện trở suất là nhằm giải

các bài toán ứng dụng, ñáp ứng yêu cầu thực tế trên ñịa bàn nghiên cứu. Trong phần

nghiên cứu này, hai bài toán ứng dụng ñã ñược thực hiện:

- Bài toán ứng dụng 1: Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng

chứa nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang

- Bài toán ứng dụng 2: Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất huyện

Cai Lậy phục vụ xây dựng công trình

Kết quả bài toán ứng dụng ñược kiểm chứng bằng các tài liệu carota lỗ khoan

và cột ñịa tầng giếng khoan trên ñịa bàn tỉnh Tiền Giang. Tiến trình hiệu chỉnh ñược

thực hiện sao cho các dữ liệu phân tích và dữ liệu thực tế thật tương hợp nhau.

Kết quả cuối cùng là bản ñồ GIS - ðiện trở suất của ñất ñá 7 lớp ñịa chất

158

trầm tích tỉnh Tiền Giang ñược hoàn thành.

NHẬN ðỊNH CHUNG

Việc ño sâu ñiện bên trên mặt ñất ñể xác ñịnh ñiện trở suất của ñất ñá các

tầng ñịa chất trầm tích bên dưới mặt ñất là một quá trình phức hợp. Quá trình này

ñòi hỏi sự kết hợp một cách chặt chẽ giữa kiến thức chuyên môn ñịa vật lý và sự

hiểu biết về ñịa bàn nghiên cứu, trong ñó tính kế thừa khoa học về ñối tượng ñịa

chất vùng nghiên cứu luôn ñược xem trọng. Kết quả xử lý số liệu ño sâu ñiện cho ra

tập giá trị ñiện trở suất, qua ñó bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá trầm tích ñược hình

hành và phản ảnh thực tại khách quan ñặc ñiểm tự nhiên của vùng nghiên cứu cho

ñến thời ñiểm khảo sát. Các tài liệu ñịa chất ñược sử dụng một cách có hiệu quả

trong việc kiểm chứng kết quả phân tích ñịa vật lý nhằm khắc phục ñược tính ña trị

của bài toán ngược trong thăm dò ñịa vật lý.

Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) có các chức năng phân tích, tích hợp các

thông tin không gian theo các ý tưởng chuyên môn nhằm nhận biết các ñối tượng

nghiên cứu. Ý tưởng chuyên môn ñược thông qua một mô hình mô phỏng các ñối

tượng trong thế giới thực. Luận án này ñã tập trung ứng dụng công nghệ GIS như là

một công cụ tích hợp phương pháp phân tích không gian, phương pháp ño sâu ñiện

kết hợp tài liệu ñịa chất giếng khoan nhằm xây dựng nên bản ñồ ñiện trở suất của

ñất ñá bảy tầng ñịa chất trầm tích (gọi tắt bản ñồ ðTS) tỉnh Tiền Giang. Bản ñồ

ðTS ñược thành lập cùng với các bài toán ứng dụng ñược thực hiện ñã ñảm bảo

tính tương hợp giữa nghiên cứu và thực tiễn.

Bản ñồ ðTS cho thấy:

- Mỗi tầng ñịa chất trầm tích ñược biểu trưng bằng một lớp bản ñồ GIS - ñiện

trở suất. Hình ảnh khác biệt của bảy lớp bản ñồ phần nào phản ảnh ñược ñặc ñiểm

thành tạo của từng tầng ñịa chất trầm tích theo chiều sâu; sự thành tạo ñó chịu ảnh

hưởng của tiến trình hình thành ñồng bằng vùng nghiên cứu qua các thời kỳ biển

tiến, biển thoái. Giá trị ñiện trở suất cũng thay ñổi theo phương ngang trong mỗi lớp

trầm tích. ðiện trở suất khá cao ở những vùng ven sông Tiền (hướng Tây) và có

khuynh hướng giảm dần ñến giá trị thật thấp khi ñi về hướng biển (hướng ðông).

ðiều này cho thấy qui luật bồi tích của vùng nghiên cứu ñi từ Tây sang ðông, cấu

trúc ñịa chất thay ñổi từ cửa sông ñến cửa biển, ñồng thời ñộ tổng khoáng hóa của

159

nước chứa trong mỗi lớp trầm tích cũng thay ñổi từ nhạt sang mặn.

Với khả năng lưu trữ một lượng khá lớn dữ liệu ñiểm ño sâu ñiện trong hệ cơ

sở dữ liệu GIS bao gồm: giá trị ñiện trở suất, chiều sâu mái, bề dày của bảy tầng ñịa

chất trầm tích và thông qua chương trình ứng dụng GIS ñược xây dựng từ luận án,

CSDL ñiện trở suất dễ dàng ñược cập nhật thường xuyên và bản ñồ ðTS ñược hình

thành phục vụ cho nhiều bài toán ứng dụng tùy thuộc vào nhu cầu của thực tiễn.

ðặc biệt trong luận án này 2 bài toán ứng dụng rất cần thiết trong giai ñoạn phát

triển kinh tế xã hội tỉnh Tiền Giang hiện nay ñược thực hiện gồm:

1/ Xác ñịnh vùng phân bố mặn nhạt các tầng chứa nước dưới ñất

2/ Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây dựng công trình

Kết quả này ñã minh chứng ñược luận ñiểm ñầu tiên của luận án.

- Với giả thiết giá trị ñiện trở suất của các thành tạo ñịa chất phụ thuộc một

cách mạnh mẽ vào tổng ñộ khoáng hóa của nước chứa trong chúng. Giả thiết này

ñược chứng minh bằng kết quả thực nghiệm của bài toán tương quan giữa ñộ tổng

khoáng hóa M (mg/l) và ñiện trở suất tầng chứa nước ρt (ohm.m). Gía trị ρt ≈ 10

ohm.m (vùng 1,2), ρt ≈ 8,4 ohm.m (vùng 3) tương ứng M≈1000 mg/l là tiêu chuẩn

ñể xác ñịnh ranh mặn nhạt nước dưới ñất. Từ bản ñồ ðTS, thực hiện tính năng phân

loại và tổng hợp hóa của công nghệ GIS, bản ñồ phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất

của 3 tầng Pliocen trên, Pliocen dưới, Miocen trên ñược hình thành.

Theo tài liệu ðCCT, các loại ñất ñá có tỷ lệ thành phần hạt khác nhau và ñộ

chịu tải của các lớp ñất ñá cũng khác nhau, trong ñó tầng sét có ñộ chịu tải cao và

tầng bùn sét chịu tải thấp nhất (tầng ñất yếu). Dựa vào mối tương quan giữa giá trị

ñiện trở suất và thành phần thạch học của các lớp ñịa chất, ứng dụng phương pháp

nội suy GIS, mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây dựng công trình ñược

thành lập. Mô hình cho thấy sự phân bố của các tầng ñất ñá theo các tuyến khảo sát

và qua ñó ñánh giá ñược sự phân bố tầng ñất ñá chịu tải, tầng ñất yếu theo thành

phần thạch học của chúng.

160

Kết quả của 2 bài toán ứng dụng ñã minh chứng ñược luận ñiểm 2 của luận án.

PHẦN KẾT LUẬN

1. Kết quả ñạt ñược

Những kết quả ñạt ñược của luận án bao gồm:

- Hình thành tập số liệu ñiện trở suất: Giá trị ñiện trở suất thu ñược từ kết

quả phân tích, chọn lọc 1000 ñiểm ño sâu ñiện, ñược kiểm chứng bằng tài liệu

carota lỗ khoan, giếng khoan ñịa chất thủy văn trên ñịa bàn nghiên cứu. Kết quả

phân tích khá tương hợp với ñặc ñiểm cấu trúc ñịa chất vùng nghiên cứu.

- Xây dựng cơ sở dữ liệu (geodatabase) ñiện trở suất tỉnh Tiền Giang: Tập số

liệu ñiện trở suất ñược nhập/ chuyển ñổi vào hệ quản trị cơ sở dữ liệu GIS. Cơ sở dữ

liệu ñiện trở suất ñược thiết kế thuận lợi cho việc thực hiện các tác vụ cập nhật,

phân tích, thống kê, truy vấn. Là nền tảng cho việc xây dựng phần mềm GIS giải

ñoán các bài toán ứng dụng cụ thể. Ngoài ra, CSDL này sẽ giúp cho các nhà nghiên

cứu ñịa vật lý, ñịa chất có cơ sở ñể luận giải, so sánh về những vấn ñề liên quan ñến

sự biến ñổi của tự nhiên, nhất là giai ñoạn biến ñổi khí hậu toàn cầu.

- Quy trình xây dựng bản ñồ ñiện trở suất: quy trình kết hợp hai phương pháp

(phương pháp ño sâu ñiện và phương pháp phân tích GIS) ñể xây dựng bản ñồ ñiện

trở suất. Quy trình tiến hành từ bước xử lý, phân tích ñiện trở suất biểu kiến, giá trị

ñiện trở suất thật thu ñược ñược thực hiện các bước kiểm chứng ñể khắc phục tính

ña trị của lời giải bài toán ngược. Quy trình này có thể là tài liệu cho sinh viên thực

hiện các luận văn tốt nghiệp liên quan ñến vấn ñề tích hợp các phương pháp khoa

học ñể giải các bài toán ứng dụng.

- Chương trình ứng dụng xây dựng bản ñồ ñiện trở suất tỉnh Tiền Giang:

Chương trình ứng dụng ñược viết bằng ngôn ngữ lập trình Visual Basic. Net, ngôn

ngữ truy vấn SQL, thực hiện trên nền ArcGIS 9.3. Chương trình này giúp cho việc

thêm mới, cập nhật dữ liệu ño sâu ñiện ñược dễ dàng, thuận lợi và thường xuyên;

qua ñó ngày càng làm giàu thêm CSDL và giúp cho việc nội suy xây dựng bản ñồ

ðTS, giải ñoán các bài toán ứng dụng ñạt ñộ tin cậy cao hơn.

- Bản ñồ ñiện trở suất của ñất ñá bảy lớp ñịa chất trầm tích tỉnh Tiền Giang:

161

Bản ñồ ðTS ñược trình bày theo từng lớp (layer) dữ liệu. Tuỳ vào mục ñích ứng

dụng, khai thác tài nguyên ở tầng nông hay tầng sâu, mà thông tin mỗi lớp dữ liệu

ñược sử dụng kết hợp cùng với bài toán tương quan ñể giải quyết vấn ñề ñặt ra của

nhu cầu thực tiễn. Trong luận án này, hai bài toán ứng dụng của bản ñồ ðTS ñược

thực hiện bao gồm:

1. Xác ñịnh vùng phân bố mặn - nhạt của các tầng chứa nước dưới ñất tỉnh

Tiền Giang: Luận án ñã ñưa ra giá trị ñiện trở suất ρt ≈ 10 ohm.m (vùng trung tâm

và ven biển), ρt ≈ 8,4 ohm.m (vùng trũng ðTM và ven sông Tiền) tương quan ñộ

tổng khoáng hoá M ≈ 1000 mg/l của nước chứa trong các tầng ñịa chất trầm tích từ

kết quả thực nghiệm của bài toán tương quan hàm lũy thừa. Trên cơ sở khoa học

này, bản ñồ phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất tỉnh Tiền Giang ñược xây dựng, gồm 4 vùng: vùng nhiễm mặn, diện tích 535,9 km2, vùng có 1 tầng chứa nước nhạt, diện tích 294,4 km2, vùng 2 tầng chứa nước nhạt, diện tích 1.036 km2, vùng có 3 tầng chứa nước nhạt, diện tích 538,2 km2. Như vậy có thể khẳng ñịnh một cách chắc

chắn rằng tiêu chuẩn ñịa ñiện ñể phân vùng mặn nhạt nước dưới ñất có tính phân

biệt giữa các vùng có ñặc ñiểm tự nhiên khác nhau.

2. Xây dựng mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất huyện Cai Lậy phục vụ xây

dựng công trình: Trên cơ sở mối tương quan giữa giá trị ñiện trở suất với thành

phần thạch học của các lớp ñịa chất, mô hình cấu trúc phân lớp ñịa chất phục vụ xây

dựng công trình huyện Cai Lậy ñược thành lập. Kết quả của mô hình cho thấy khu

vực trung tâm (thị trấn Cai Lậy) ñi về hướng Bắc (xã Tân Bình, Mỹ Phước Tây, Phú

Cường) là khu vực có cấu trúc ñịa chất công trình thuận lợi cho việc xây dựng cơ sở

hạ tầng; vì tầng sét phủ dày, nông; tầng bùn mỏng. Ở trung tâm thị trấn ñi về hai

hướng Tây, ðông không có sự phân biệt. Khả năng mở rộng cơ sở hạ tầng ñô thị

theo khuynh hướng ñi về hướng Bắc của thị trấn là hợp lý.

2. Những vấn ñề cần quan tâm nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

Trong tiến trình thực hiện luận án, có những vấn ñề phát sinh, nhưng vì số

lượng dữ liệu và thời gian còn hạn chế nên không thể triển khai song hành cùng với

luận án này. ðể kết quả nghiên cứu hoàn thiện hơn, các vấn ñề ñộc lập khác cần

162

ñược thực hiện như:

2.1. Ứng dụng logic mờ trong việc xác ñịnh biên (vị trí chuyển tiếp) của các

tầng ñịa chất từ dữ liệu ñiện trở suất: Trong các bài toán phân tích không gian, vị trí

biên luôn là vị trí ước tính mà mức ñộ sai số phụ thuộc vào dữ liệu ñầu vào và thuật

toán phân tích. Gần ñây, công nghệ GIS ñã tích hợp ñược thuật toán logic mờ

(fuzzy logic) và thống kê không gian (Statistics for Spatial Data) ñể giải bài toán

biên. Bài toán này liên quan ñến việc xử lý ảnh số trên cơ sở dữ liệu Raster và các

thuật toán nội suy không gian. [36],[45]

2.2. Sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất theo thời gian của các tầng Pleistocen,

Holocen: Khi các nhân tố hình thành nên cấu trúc ñịa chất bị tác ñộng của các yếu

tố ngoại sinh, thì ít nhiều giá trị ñiện trở suất ñặc trưng cho tầng ñịa chất ñó cũng

thay ñổi. Như ñã phân tích trong các chương 3, chương 5, ñặc ñiểm ñịa chất trầm

tích vùng nghiên cứu ñược hình thành theo qui luật của tiến trình biển tiến, biến

thoái. Giữa 2 lớp ñịa chất thông thường ñược phân cách bởi một tầng sét, chính lớp

sét này hạn chế sự thẩm thấu của nước chứa ở tầng trên xuống tầng dưới và vô hình

chung nó ñảm bảo ñược khả năng không thay ñổi về cấu trúc của tầng bên dưới

[16]. ðiều kiện này thỏa ñối với các tầng sâu: Pliocen ñến Miocen. Riêng các tầng

Pleistocen, Holocen còn chịu tác ñộng rất nhiều của những biến ñổi tầng mặt, cho

nên vấn ñề nghiên cứu sự biến ñổi giá trị ñiện trở suất theo thời gian của các tầng

Pleistocen, Holocen cần ñược nghiên cứu và nó sẽ những tác dụng mang tính dự

báo trong giai ñoạn biến ñổi khí hậu toàn cầu.

2.3. Bài toán ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp và viễn thông: Bản ñồ

ñiện trở suất thực sự ñược ứng dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, trong

nghiên cứu này, do các số liệu ño sâu ñiện thu thập ñược từ các phương án thăm dò

nước dưới ñất, nên những giải ñoán còn mang tính tổng quát và phù hợp cho các bài

toán qui hoạch khai thác tài nguyên ở tầng sâu. ðối với các bài toán ứng dụng tầng

nông như: bản ñồ ñiện trở suất phục vụ công trình: xây dựng, chống sét viễn thông

hoặc bản ñồ ñiện trở suất ñánh giá ẩm ñộ của ñất phục vụ canh tác nông nghiệp (khả

năng hấp thu phân bón, mức ñộ thoái hóa của ñất canh tác,…) cần thiết phải bổ

sung ñiểm ño sâu ñiện với mật ñộ dày hơn, kết hợp phương pháp ñịa vật lý khác

163

phù hợp tùy vào ñộ sâu của ñối tượng nghiên cứu.