Xem mẫu

L I NÓI

U

Nư c ng m là ngu n nư c ng t l n nh t s n có trên trái t khá n nh và có
tr lư ng vư t xa so v i ngu n nư c m t t sông, su i, h , ao. Hi n nay, do s phát
tri n c a các ngành kinh t và v n
bùng n dân s , nhu c u dùng nư c tăng lên
không ng ng và mâu thu n gi a kh năng cung c p nư c và nhu c u dùng nư c ngày
càng gay g t c v s lư ng và ch t lư ng. Vì v y, nư c ng m l i càng tr nên g n gũi
và quan tr ng hơn i v i cu c s ng con ngư i. Tuy nhiên, viêc nghiên c u các v n
liên quan n s v n ng c a nư c ng m và c bi t là vi c phát tri n và qu n lý
ngu n tài nguyên nư c ng m m i ư c quan tâm trong nh ng năm g n ây.
áp
ng nhu c u thi t th c cho vi c nghiên c u v lĩnh v c này, cu n Giáo trình “Phát
xu t trong khuôn kh Ti u h p ph n
tri n và qu n lý tài nguyên nư c ng m” ư c
1.3 “H tr tăng cư ng năng l c cho Trư ng
i h c Th y l i” thu c d án h tr
ngành nư c (WaterSPS) c a DANIDA
ưa vào chương trình ào t o i h c và cao
a ch t...
h c ngành k thu t như th y l i, xây d ng, giao thông, m
M c ích c a cu n giáo trình này là cung c p cho sinh viên các ki n th c t ng
quan v qui lu t v n ng và truy n t i v t ch t c a nư c dưói t, th y l c gi ng và
cách xác nh các thông s , ng d ng mô hình toán nư c ng m, k thu t phân tích,
ánh giá v tr lư ng cũng như ch t lư ng nư c ng m và vi c áp d ng chúng trong
th c t v i các thông tin c p nh t nh t liên quan n v n
phát tri n và qu n lý nư c
ng m.
N i dung ch y u c a cu n giáo trình này g m 5 chương:
Chương 1: Cơ s c a dòng ch y và truy n ch t trong nư c ng m
Chương 2: V n ng c a nư c ng m t i gi ng khoan và các phương pháp xác
nh các thông s c a t ng ch a nư c
Chương 3: ánh giá tr lư ng nư c ng m
Chương 4: Mô hình toán nư c ng m
Chương 5: Qu n lý nư c ng m
cương giáo trình này ư c xây d ng v i s tư v n và ph i h p c a các
chuyên gia tư v n c a d án và các gi ng viên Trư ng i h c Th y l i biên so n do
TS. Nguy n Thu Hi n là ch biên. Chương 1, 3 và 4 do TS. Nguy n Thu Hi n vi t,
Chương 2 do TS. Tr nh Minh Th vi t và Chương 5 do TS. H Vi t Hùng vi t.
Trong quá trình biên so n, chúng tôi ã tham kh o các tài li u trong và ngoài
nư c trong ó ch y u là các tài li u nư c ngoài liên quan n lĩnh v c th y văn nư c
ng m, a ch t thu văn, ô nhi m nư c ng m và mô hình toán nư c ng m c p nh t
nh t hi n nay v i phương châm c g ng gi i thi u nh ng n i dung c n thi t và m i,
ti p c n v í qu c t và thích ng v i i u ki n Vi t Nam.
Chúng tôi xin bày t s cám ơn c bi t t i TS. Roger Chenevey - C v n
trư ng Ti u h p ph n 1.3, t i GS.TS. Gupta, chuyên gia tư v n qu c t xây d ng
cương giáo trinh này và t i PGS. TS. oàn Văn Cánh, chuyên gia tư v n trong nư c
v xây d ng
cương và s giúp , tư v n nhi t tình c bi t là s cung c p các

1

thông tin quí giá v thăm dò và ánh giá tr lư ng nư c ng m Vi t Nam c a ông
trong quá trình vi t giáo trình.
Chúng tôi xin bày t s cám ơn chân thành t i PGS. TS. Ph m Quí Nhân, là
chuyên gia ph n bi n c a giáo trình v i nh ng ý ki n óng góp quí báu c a ông
m b o ch t lư ng cho cu n giáo trình này.
Chúng tôi xin cám ơn Ban Giám hi u Trư ng
i h c thu l i và Văn phòng
chúng tôi trong quá
D án H tr ngành nư c (WaterSPS) c a DANIDA ã giúp
trình biên so n.
Cu n giáo trình này xu t b n l n u trong th i gian có h n nên không th tránh
kh i nh ng sai sót và chưa th c s hoàn ch nh. Chúng tôi r t mong nh n ư c ý ki n
phê bình óng góp c a các b n c.

M i ý ki n xin g i v :
B môn Th y l c, Trư ng i h c Th y l i ,
175, Tây Sơn, ng a, Hà N i
Chúng tôi xin chân thành cám ơn.

2

CHƯƠNG 1 CƠ
TRONG NƯ C NG M
S
và hoá h
các cơ s
cơ s
ng m.

S

V N

NG



TRUY N

CH T

v n ng và truy n ch t trong nư c ng m liên quan n các quá trình v t lý
c x y ra dư i m t t và trong môi trư ng a ch t. Chương này s trình bày
quan tr ng v s v n chuy n và quá trình truy n ch t c a nư c ng m. ó là
nghiên c u các v n
liên quan n phát tri n và qu n lý tài nguyên nư c

1.1 V n

ng c a dòng ng m

1.1.1 Các thành t o a ch t ch a nư c có áp, không áp và bán áp
M t thành t o a ch t ch a m t lư ng nư c áng k và có l r ng
l n sao
cho có th khai thác ư c nư c t ó ư c g i là m t t ng ch a nư c. Có nhi u thành
t o a ch t ư c xem như m t t ng ch a nư c v i kh năng tr nư c trong các l
r ng khác nhau. L r ng có th hình thành do t gãy, n t n ho c do s s p x p các
h t c a t á. Dư i ây là vai trò c a m t s lo i thành t o a ch t ch a nư c.
a) B i tích (phù sa)
Có kho ng 90% các t ng ch a nư c thu c lo i này. Chúng bao g m cu i, s i,
cát b r i. Nh ng thành t o ch a nư c này có th phân ra làm b n lo i d a trên s
hình thành c a nó: lòng sông su i, thung lũng chôn vùi hay các lòng sông c , ng
b ng và thung lũng gi a núi. Lo i th nh t bao g m các b i tích phù sa t o nên dư i
lòng sông ho c bên c nh các bãi ven sông. Do n m k v i dòng ch y m t nên có m t
lư ng nư c khá l n th m t sông ngòi vào trong t. Lo i th hai là nh ng thung lũng
chôn vùi hay các lòng sông c do dòng sông thay i hư ng ch y hình thành nên. M c
dù lo i này g n gi ng như lo i th nh t, nhưng
th m,
ch a, lư ng b sung nư c
ng m thư ng ít hơn. Lo i th ba là nh ng ng b ng r ng l n ư c b i p b i phù
sa. N m dư i nh ng ng b ng này là nh ng l p cu i, s i và cát t o thành các t ng
ch a nư c quan tr ng. Lo i th tư là thung lũng gi a núi nơi có nhi u tr m tích ch a
nư c ng m khá l n. Ngu n cung c p nư c ch y u là do nư c mưa ho c th m t các
dòng ch y không thư ng xuyên.
b) á vôi
á vôi có m t ,
r ng và tính th m nư c thay i trong m t ph m vi khá
l n, tuỳ thu c vào c u t o và s phát tri n các i n t n , cáctơ hóa. Nh ng l r ng
trong á vôi có th là các l nh li ti, nhưng cũng có th là nh ng hang ng l n, hình
thành nên các dòng sông ng m. Nh ng m ch nư c l n thư ng tìm th y nh ng vùng
á vôi. S hoà tan CaCO3 trong nư c làm cho nư c ng m nh ng vùng này có
c ng l n. Cũng do s hoà tan CaCO3 trong nư c mà các hang ng, l r ng trong á
vôi ngày càng phát tri n. Hi n tư ng này g i là hi n tư ng cáctơ (karst).
c) á hình thành do núi l a ( á phun trào)
á hình thành do núi l a cũng có th t o thành m t t ng ch a nư c có tính
th m t t, c bi t là á bazan. Nh ng l p cu i s i cát ho c v t li u khác n m xen k
gi a hai l p dung nham t o cho á bazan có th ch a và th m nư c t t. Ngoài ra, kh
năng ch a và th m nư c t t c a á bazan còn do hi n tư ng phong hoá và do các v n
ng n i sinh gây ra.
3

d) á cát k t
á cát k t và á dăm k t là các d ng b xi măng hoá c a cát và cu i s i. Do
r ng và kh năng sinh nư c ng m c a chúng b gi m do liên k t xi măng. Các
v y,
t ng ch a nư c trong á cát k t ch a nư c ng m trong các khe n t, l h ng song song
cùng t n t i.
e) á magma và bi n ch t
Các d ng á magma và bi n ch t thư ng r n ch c, ít n t n nên chúng thư ng
là các t ng ch a nư c r t kém. nh ng nơi lo i á này l ra trên m t t, chúng b
phong hoá m nh và d n d n phát tri n thành t ng ch a nư c. Lư ng nư c ch a trong
các lo i thành t o này tương i nh ch
dùng cho sinh ho t c a m t s h .
g) t sét
t sét nói chung có
r ng tương i l n nhưng l h ng c a chúng l i quá
nh
n m c có th coi chúng là v t li u không th m nư c. Các t ng t sét n m trong
m t h ch a nư c t t có th hình thành nên các th u kính nư c ng m c c b ho c hình
thành nên các t ng ch a nư c bán áp.

Hình 1.1. Sơ
mô t các lo i t ng ch a nư c
T ng ch a nư c có th ư c phân chia thành các lo i sau:
T ng ch a nư c không áp là t ng ch a nư c
ó m c nư c ng m là m t trên
c a t ng bão hoà. M c nư c ng m bi n i ph thu c vào di n tích c a mi n cung c p
c a nư c ng m, quá trình khai thác nư c ng m và kh năng th m c a t ng ch a nư c.
T ng ch a nư c trên cùng trong Hình 1.1 là m t t ng ch a nư c không áp. S dao
ng c a m c nư c ng m tương ng v i s thay i c a lư ng nư c tàng tr trong
t ng ch a nư c.
xây d ng b n
m c nư c ng m, ta có th d a vào các s li u
i u tra c a các gi ng trong vùng. B n
ng b m t nư c ng m g i là b n
th y
ng cao.
4

Trư ng h p c bi t c a t ng ch a nư c không áp là nư c thư ng t ng (Hình
1.1). Nư c thư ng t ng thư ng có nh ng vùng tr m tích b r i, phía dư i là l p
cách nư c. Gi ng khoan g p ph i nư c thư ng t ng thư ng ch cung c p ư c m t lưu
lư ng nh và mang tính ch t t m th i.
T ng ch a nư c có áp là t ng ch a nư c ư c gi i h n b i các t ng không
th m nư c dư i m t áp su t l n hơn áp su t khí quy n. nh ng gi ng khoan trong
t ng ch a nư c có áp, m c nư c trong gi ng dâng cao hơn mái cách nư c c a t ng
ch a nư c. c bi t, m t s trư ng h p m c nư c còn cao hơn c m t t t o ra các
gi ng phun như trong Hình 1.1. Mi n cung c p nư c cho t ng ch a nư c có áp ư c
g i là mi n cung c p. S thay i m c nư c trong gi ng có áp ph thu c ch y u vào
chuy n
s thay i c t nư c áp su t. Vì th , có th coi nó là m t ư ng ng d n
nư c t vùng c p n vùng thoát.
ư ng th y áp là ư ng tư ng tư ng trùng v i
ư ng c t nư c th y tĩnh c a t ng ch a nư c. Khi m c nư c có áp h th p hơn mái
cách nư c, nó tr thành t ng ch a nư c không áp.
T ng ch a nư c bán áp tương t như t ng ch a nư c có áp, nhưng mái c a nó
có kh năng th m xuyên. Nư c trong t ng bán áp có th trao i v i bên ngoài tùy vào
v trí m c nư c ng m và c t nư c áp su t c a t ng ch a nư c.
1.1.2 C t nư c th năng và t n th t c t nư c trong nư c ng m
Dòng ch y n nh c a ch t l ng không nén tuân theo phương trình Becnuli
ư c phát bi u r ng t ng c t nư c t i b t c i m nào trên dòng ch y liên t c là không
i.
z+

p

+

γ

v2
= const
2g

(1.1)

trong ó: z là v trí c a i m nghiên c u so v i m t chu n (m), p là áp su t
(N/m ), v là v n t c dòng ch y (m/s), γ là tr ng lư ng riêng c a ch t l ng (N/m3), g là
gia t c tr ng trư ng (m/s2).
i v i ch t l ng th c, do ch t l ng có tính nh t s sinh ra m t s t n th t c t
nư c d c theo dòng ch y. G i t n th t c t nư c gi a m t c t 1 và 2 là hL (Hình 1.2),
phương trình Becnuli gi a hai m t c t ư c vi t như sau:
2

p1

2

2

v
p V
z1 +
+ 1 = z + 2 + 2 + hL
2g
γ 2g
γ

(1.2)

Tuy nhiên, v i trư ng h p c a dòng ch y trong môi trư ng l r ng, v n t c
dòng ch y thư ng r t nh và c t nư c lưu t c (v2/2g) có th b qua. Phương trình (1.2)
có th vi t thành:
z1 +

p1

γ

= z2 +

p2

+h

L
γ
và c t nư c th năng h t i m t i m b t kỳ trong dòng ch y là:

h=Z+

p

γ

(1.3)

(1.4)

5

nguon tai.lieu . vn