Bài giảng môn học địa chất thủy văn và thoát nước mỏ

Mục tiêu môn Địa chất Công trình• Trang b ị cho sinh viên kiến thức cơ bản về điều kiện địa chất, giới thiệu các phương pháp kh ảo sát, đánh giá điều kiện địa chất • Sinh viên có th ể

Trang 1

ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

Trang 2

23/09/2009 11:00:23

nhieu.dcct@gmail.com

Trang 3

23/09/2009 11:00:23

3

Trang 4

23/09/2009 11:00:23

Trang 5

23/09/2009 11:00:23

5

Trang 6

23/09/2009 11:00:23

Trang 7

23/09/2009 11:00:23

7

Trang 9

Sinkholes in Urban Settings

23/09/2009 11:00:23

9

Trang 10

23/09/2009 11:00:23

Trang 11

23/09/2009 11:00:23

11

Trang 12

23/09/2009 11:00:23

Trang 13

23/09/2009 11:00:23

13

Trang 14

23/09/2009 11:00:23

Trang 15

23/09/2009 11:00:23

15

Trang 16

23/09/2009 11:00:23

Trang 17

23/09/2009 11:00:23

17

Trang 19

23/09/2009 11:00:23

19

Trang 20

– In coastal areas, land subsidence may even make the land surface sink below sea level

• The flooding in Venice, Italy, is due to land subsidence accompanying the withdrawal of groundwater

23/09/2009 11:00:23

Trang 21

• If the boundary between the fresh groundwater and the

saline water rises above the base of the well, the well will start to yield useless saline water

23/09/2009 11:00:23

21

Trang 22

• What happens when this well is heavily

pumped?

23/09/2009 11:00:23

Trang 23

23/09/2009 11:00:23

slide 23

Trang 24

Cones of Depression

23/09/2009 11:00:23

Trang 25

23/09/2009 11:00:23

25

Trang 26

– Some of these contaminants

• Seep into the ground from subsurface tanks

• Infiltrate from the surface

• Are intentionally forced through injection wells

23/09/2009 11:00:23

Trang 27

– The cloud of contaminated groundwater that moves

away from the source of the contamination is called a

contaminant plume

23/09/2009 11:00:23

27

Trang 28

3-D image of a contaminant plume

23/09/2009 11:00:23

Trang 29

23/09/2009 11:00:23

29

Trang 30

23/09/2009 11:00:23

Trang 31

23/09/2009 11:00:23

31

Trang 32

23/09/2009 11:00:23

Trang 33

• What happens when a new well here is

heavily pumped?

23/09/2009 11:00:23

slide 33

Trang 34

Flow direction

can change

23/09/2009 11:00:24

Trang 35

Transcosna Grain Elevator

Canada (Oct 18, 1913)

23/09/2009 11:00:24

35

Trang 36

23/09/2009 11:00:24

Trang 37

Sạt lở mái dốc đường

Quốc lộ 6

23/09/2009 11:00:24

37

Trang 38

23/09/2009 11:00:24

Trang 41

Trượt nền đường đắp vào cầu

23/09/2009 11:00:24

Trang 42

Sạt lở mái dốc nền

đường đắp ở Thái Lan

23/09/2009 11:00:24

Trang 43

23/09/2009 11:00:24

43

Trang 44

23/09/2009 11:00:24

Trang 45

23/09/2009 11:00:24

45

Trang 47

23/09/2009 11:00:24

47

Trang 48

23/09/2009 11:00:24

Trang 49

23/09/2009 11:00:24

49

Trang 50

23/09/2009 11:00:24

Trang 51

23/09/2009 11:00:24

51

Trang 52

23/09/2009 11:00:24

Trang 53

23/09/2009 11:00:24

53

Trang 54

ĐCTV VN

Địa sinh thái

Địa chất khoáng sản

23/09/2009 11:00:24

Trang 55

Môn học Địa chất công trình

23/09/2009 11:00:24

55

Trang 56

Đối tượng môn học

Sinh viên chuyên ngành Khai thác

Sinh viên ĐCTV-ĐCCT

23/09/2009 11:00:24

Trang 57

N ội dung chương trình học 45 tiết

Mở đầu

Chương 1: Nước trong thiên nhiên và thủy tính của đất

đáChương 2: Nguồn gốc, tính chất vật lý và TPHH của

nước dưới đấtChương 3: Phân loại nước dưới đất

Chương 4: Vận động của nước dưới đất trong đất đá

Chương 5: Điều kiện ngập nước của các mỏ và phân

loại địa chất thủy văn mỏChương 6: Các thiết bị, công trình tiêu nước và phương

pháp tháo khô mỏChương 7: Các sơ đồ tháo khô mỏ

23/09/2009 11:00:24

57

Trang 58

Sinh viên c ần đạt được

• Có kh ả năng nhận biết, đánh giá nước

dưới đất theo nguồn gốc, tính chất vật

lý, thành ph ần hóa học

• Có th ể phân loại nước dưới đất

• Có th ể phân tích vận động của nước

dưới đất, tính toán lượng nước chảy vào các công trình thu n ước

• Phân lo ại được các điều kiện địa chất

th ủy văn mỏ

• Ti ếp cận được các biện pháp, thiết bị

và công trình s ử dụng trong tháo khô

m ỏ

23/09/2009 11:00:24

Trang 59

Chính sách điểm

– Điểm chuyên cần……… 10%*

– Điểm bài kiểm tra, thực hành… 20%

– Điểm xây dựng bài……… 10%*

• Điểm thi cuối kỳ……… 60%

23/09/2009 11:00:24

59

Trang 60

Giáo trình và tài li ệu tham khảo

1 Giáo trình: ĐCTV và tháo khô các mỏ khoáng s ản cứng - NXBGTVT – ĐHM-ĐC

2 Địa chất thủy văn đại cương-NXBGTVT – ĐHM-ĐC

3 Cơ sở ĐCTV-ĐCCT(cho sv ngành ĐC, ĐVL…)-ĐHM-ĐC

4 Các phương pháp điều tra ĐCTV-NXBGTVT

Trang 61

M ở đầu

• Nước có mặt rất rộng rãi trong tự nhiên,

có m ặt ở tất cả các quyển (khí quyển,

th ủy quyển, thạch quyển và sinh quyển)

và đóng vai trò quan trọng trong sự phát tri ển tự nhiên và đời sống của con

người.

• Nước tham gia vào các quá trình địa

ch ất, vật lý, địa hóa, địa chất thủy văn

x ảy ra trên mặt và trong vỏ trái đất.

23/09/2009 11:00:24

61

Trang 62

nh ằm sử dụng hợp lý những mặt hữu ích c ủa chúng trong nền KTQD và hạn

ch ế những mặt bất lợi của nó trong hoạt động kinh tế cũng như đời sống của

con người.

23/09/2009 11:00:24

Trang 63

Phục vụ nông nghiệp Ăn uống sinh hoạt

Sản xuất công nghiệp23/09/2009 11:00:24 Thủy điện, môi trường…

63

Trang 64

• Đã có rất nhiều thiệt hại về người và

c ủa trong công tác khai thác mỏ do nước chảy vào mỏ.

23/09/2009 11:00:24

Trang 65

• Nghiên c ứu về nước trong tự nhiên là

m ột lĩnh vực khá phức tạp vì nước là ngu ồn tài nguyên luôn biến động

23/09/2009 11:00:24

65

Trang 66

ĐCTV – nội dung nghiên cứu

• Ngu ồn gốc và lịch sử thành tạo,

• Quy lu ật phân bố và vận động

• Tính ch ất vật lý, thành phần hóa học

• Quy lu ật biến đổi của nước trong điều

ki ện tự nhiên và nhân tạo,

23/09/2009 11:00:24

Trang 67

ĐCTV – nội dung nghiên cứu (tiếp)

• Điều kiện thành tạo của các mỏ nước, vai trò c ủa nước trong thành tạo và phá

h ủy các mỏ khoáng sản

• Các phương pháp tìm kiếm, thăm dò, tính toán tr ữ lượng, các biện pháp bổ xung tr ữ lượng, các biện pháp cân bằng động thái

• Các bi ện pháp bảo vệ nước dưới đất

Nh ằm sử dụng hợp lý tài nguyên nước

23/09/2009 11:00:24

67

Trang 68

ĐCTV – nội dung nghiên cứu

ĐCTV nghiên c ứu nước dưới đất dưới góc độ địa chất : nước dưới đất trong mối quan hệ tương tác

v ới đất đá và môi trường xung quanh nh ằm quản lý và khai thác

h ợp lý tài nguyên nước dưới đất,

Trang 69

I Địa chất công trình và

Địa chất công trình (ĐCCT):

là m ột lĩnh vực của địa chất, nghiên c ứu các vấn đề ứng dụng địa chất vào việc xây dựng công trình

23/09/2009 11:00:24

69

Trang 70

ĐCCT - Theo F.P.Xavarenxky:

“Nghiên c ứu các quá trình địa chất và

các tính ch ất vật lý kỹ thuật nào của

đất đá có tác dụng quyết định điều

ki ện xây dựng công trình và phương

hướng của các biện pháp địa chất

Trang 71

Nhi ệm vụ của ĐCCT

• Xác định điều kiện ĐCCT, lựa chọn phương án, kiến nghị giải pháp CT;

• Nêu điều kiện thi công, dự đoán các

v ấn đề, hiện tượng địa chất xảy ra;

• Đề ra biện pháp phòng ngừa, cải tạo các điều kiện địa chất bất lợi;

• Đánh giá khả năng cung cấp vật liệu xây d ựng thiên nhiên.

23/09/2009 11:00:24

71

Trang 72

Các điều kiện địa chất

công trình

• Địa hình, địa mạo

• C ấu trúc địa chất

• Các tác d ụng địa chất

• Điều kiện địa chất thủy văn

• V ật liệu xây dựng địa phương

23/09/2009 11:00:24

Trang 73

“Điều kiện địa chất công trình

Trang 74

II Nội dung nghiên cứu của ĐCCT

1 Nghiên cứu các lo ại đất đá dùng làm nền, làm môi trường và

làm vật liệu xây dựng, đồng thời nghiên cứu các bi ện pháp cải

t ạo đất đá.

2 Nghiên cứu các quá trình và hi ện tượng địa chất, đề ra các

bi ện pháp xử lý trong xây dựng công trình.

3 Nghiên c ứu nước dưới đất: sự ảnh hưởng tới XD, khả năng sử

d ụng, biện pháp khai thác.

4 Nghiên c ứu đề xuất các phương pháp khảo sát ĐCCT mới.

5 Nghiên c ứu ĐCCT khu vực để lập quy hoạch, phân vùng lãnh

th ổ.

23/09/2009 11:00:24

Trang 75

II Nội dung nghiên cứu của

ĐCCT

trình

ảnh hưởng đến lãnh thổ về mặt xây dựng, cũng như

Trang 76

II Nội dung nghiên cứu của

ĐCCT

ảnh hưởng của nó gây ra trong thi công và sử dụng

dưới đất phục vụ cho các nhu cầu khác nhau

ĐCCT mới nhằm mục đích đảm bảo cho công trình

Trang 77

III Phương pháp nghiên cứu

ĐCCT

1 Phương pháp địa chất học

2 Phương pháp tính toán lý thuyết

3 Phương pháp thí nghiệm mô hình

4 Phương pháp tương tự địa chất

23/09/2009 11:00:24

77

Trang 78

Mục tiêu môn Địa chất Công trình

• Trang b ị cho sinh viên kiến thức cơ bản về

điều kiện địa chất, giới thiệu các phương pháp kh ảo sát, đánh giá điều kiện địa chất

• Sinh viên có th ể nắm được mối quan hệ

qua l ại giữa công trình với môi trường và các quá trình địa chất

• Sinh viên ti ếp cận các phương pháp xử lý

khi g ặp điều kiện địa chất xấu trong xây

d ựng công trình

23/09/2009 11:00:24

Trang 79

L ịch sử nghiên cứu địa chất thủy văn

Trang 80

Địa chất thủy văn với công tác thủy lợi

tông, đá xây, thép…

nước chảy vào các hố móng công trình.

đùn đất… làm mất ổn định công trình

nước dưới đất.

tiêu, dân sinh kinh t23/09/2009 11:00:24 ế dân sinh, kinh tế

Trang 81

Môn học Địa chất thủy văn

23/09/2009 11:00:24

81

Trang 82

Địa chất thủy văn với công tác thủy lợi

tông, đá xây, thép…

nước chảy vào các hố móng công trình.

đùn đất… làm mất ổn định công trình

nước dưới đất.

tiêu, dân sinh kinh t23/09/2009 11:00:24 ế dân sinh, kinh tế

Trang 83

23/09/2009 11:00:24

83

Trang 85

ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

VÀ THOÁT NƯỚC MỎ

BÀI GIẢNG MÔN HỌC Ths.Nguyễn Bách Thảo

Bộ môn ĐCTVnguyenbachthao@yahoo.com

Trang 87

N ỘI DUNG

 Phân b ố và tuần hoàn của

nước trong thiên nhiên

 Các y ếu tố khí tượng cơ bản

 Các y ếu tố thủy văn

 Ngu ồn gốc của nước dưới đất

 Các d ạng nước tồn tại trong đất

đá nguyenbachthao@yahoo.com

Trang 89

Nước trong tự nhiên

 Nước phân bố khắp mọi nơi trong thiên nhiên.

 Chúng t ồn tại ở 3 dạng: rắn, lỏng và khí.Sự chuyển hóa c ủa nước phụ thuộc vào yếu tố khí hậu và các

ho ạt động của vi sinh vật.

Trang 90

Phân lo ại nước trong tự nhiên

D ựa vào vị trí tồn tại của nước trong thiên nhiên, nước được chia ra:

Trang 91

Nước trong vũ trụ

Trang 92

Nước trong khí quyển

 Khí quy ển là lớp khí bao quanh trái đất và được

gi ữ lại bởi lực hấp dẫn, bề dày lớp khí quyển

kho ảng 120km nhưng ¾ khối lượng khí quyển

n ằm ở 10km đầu tiên kể từ mặt đất Thành

ph ần khí quyển bao gồm chủ yếu là Nitơ, ôxy, hơi nước và một số nguyên tố khác.nguyenbachthao@yahoo.com

Trang 93

• Nước trong khí quyển ở cả 3 trạng thái: hơi nước ( sương), lỏng (nước mưa) và rắn (tuyết).

• Trong khí quy ển có khoảng 14.000km3 nước (chủ

Trang 94

 Di ện tích mặt nước trên trái đất khoảng 361 triệu

km2 v ới khối lượng 1.370 tr km3

 Nước trên mặt luôn có xu hướng bốc hơi lên khí

quy ển và thấm xuống cung cấp cho nước dưới đất

nguyenbachthao@yahoo.com nhieu.dcct@gmail.com

Trang 95

Trang 96

nước đại dương

băng nước dưới đất

Nước hồ, sông, suối, không khí, độ

ẩm đất

Thnhieu.dcct@gmail.comủy quyểnnguyenbachthao@yahoo.com

Trang 97

Nước dưới đất

Nước hồ, hồ chứa

Nước bốc hơiNước sông

Nước ngọt trên trái đấtnguyenbachthao@yahoo.com nhieu.dcct@gmail.com

Trang 98

Nước trong sinh quyển

• Nước tồn tại trong cơ thể động vật, thực vật và

sinh v ật trên trái đất.

• Lượng nước thoát hơi từ lá cây chiếm khoảng 10% lượng nước trong khí quyển.

Trang 99

Trang 100

Nước trong vỏ trái đất

 Nước dưới đất có quan hệ mật thiết với nước mưa

và nước trên mặt Nước dưới đất được nước mưa, nước mặt cung cấp và ngược lại, nước dưới đất có

th ể bổ sung cho nước mặt ở sông, hồ, biển hoặc thông qua các m ạch nước, đứt gãy kiến tạo… hoặc

b ốc hơi vào khí quyển.

 Nước dưới đất tồn tại ở trạng thái rắn, lỏng, khí.

Trang 101

NƯỚC TRONG TỰ NHIÊN

NƯỚC TRÊN MẶT ĐẤT

Trang 102

Nước trong tự nhiên

NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Nước trong lỗ rỗng Nước trong khe nứt Nước trong hang hốc Karst

• Nước dưới đất tồn tại trong các lỗ hổng, trong

khe n ứt và các hang hốc các tơ.

Trang 103

B ốc hơi

Ngưng

t ụ

Mưa

Ch ảy trên

m ặt

Ng ấm

xu ống

Trang 104

Vòng tu ần hoàn của nước trong thiên nhiên

Trang 105

Các d ạng tồn tại của nước trên mặt và dưới đất

Nước ngầm

Độ ẩm của đất đới thông

khí

Nước mặt

Trang 106

Phương trình cân bằng nước: Định luật bảo toàn khối lượng

Ch ảy mặt Infiltration

C ấp cho đới thông khí

C ấp cho tầng chứa nước

P – ET – R = ∆S

Mưa-Bốc hơi-Chảy mặt = Lượng bổ cập

Trang 107

Trang 110

 Nghiêm cứu áp suất khí quyển đặc biệt quan

trọng trong dự báo về thời tiết, đặc biệt trong

báo bão.

nguyenbachthao@yahoo.com

Trang 111

 Do s ự chênh lệch áp suất theo chiều ngang làm cho

không khí di chuy ển từ chỗ áp suất cao tới chỗ áp suất

th ấp Sự di chuyển của không khí theo chiều ngang đó gây ra gió

 S ức gió được biểu thị theo thang gió Bôfô, chia làm

17 c ấp, trong đó cấp 0 là cấp lặng gió, từ cấp 8 cấp 9

tr ở lên có sức phá hoại rất lớn đều được liệt vào gió bão

 Để biểu thị sức gió cũng có thể dùng tốc độ gió

km/gi ờ vì gió thổi càng nhanh thì sức càng mạnh.

Trang 112

Độ bốc hơi

 Nước có thể bốc hơi từ mặt nước, từ mặt đất và từ

sinh v ật Nước bốc hơi từ sinh vật theo hai dạng: bốc hơi từ bề mặt sinh vật giống như các trường hợp bốc hơi thông thường và bốc hơi sinh lý còn gọi là sự toát hơi

 Để đo lượng bốc hơi từ mặt nước người ta thường

dùng m ột chậu bốc hơi, tuy nhiên lượng bốc hơi này

c ũng không giống với lượng bốc hơi thực tế từ mặt nước do ảnh hưởng của thành chậu, độ dày lớp nước trong ch ậu

nguyenbachthao@yahoo.com

Trang 113

Độ bốc hơi

 Đo lượng bốc hơi từ mặt đất người ta dùng bốc hơi kế

th ổ nhưỡng, tuy nhiên dụng cụ này chỉ xác định được

b ốc hơi từ loại đất bở rời.

 Đo lượng bốc hơi từ sinh vật rất khó và trong thực tế

ch ỉ tiến hành đối với một số cây nhỏ.

 Khi thu th ập tài liệu về độ bốc hơi này, cần thu thập trị số bốc hơi tổng cộng hàng tháng và hàng năm.

 Trong trường hợp cần xác định lượng bốc hơi thực tế

c ủa một vùng người ta thường dùng phương pháp xác định gián tiếp, tức là xác định các yếu tố khác như

lượng mưa, dòng chảy v.v và dùng công thức cân

b ằng nước để tính ra lượng bốc hơi.

Trang 114

Độ ẩm không khí

 Độ ẩm để biểu thị lượng hơi nước trong không khí

 Trong không khí luôn luôn có m ột lượng hơi nước,

luôn thay đổi theo không gian và thời gian, các vùng nhi ệt đới gần biển do nước bốc hơi lạnh nên lượng hơi nước trong không khí rất lớn Hơi nước cũng giảm

theo độ cao, chủ yếu hơi nước tập trung ở trong tầng đối lưu của khí quyển.

 Độ ẩm tuyệt đối (a) - là lượng hơi nước (tính bằng g)

có th ực trong 1m3 không khí tại thời điểm nghiên cứu

không khí, là t ỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối và độ ẩm bão hoà c ủa không khí ứng với nhiệt độ đónguyenbachthao@yahoo.com

Trang 115

Lượng mưa

 Mưa do hơi nước ngưng tụ lại trong khí quyển rơi

xu ống mặt đất, khi đủ 2 điều kiện: không khí phải bão hoà hơi nước và phải có nhân ngưng tụ.

 Để đặc trưng cho mưa của một vùng cần biết loại

mưa, tổng lượng mưa, cường độ mưa và sự phân phối

c ủa mưa theo thời gian.

 Có th ể theo vị trí thành tạo để phân loại mưa: mưa khí tượng cao là loại mưa hình thành trên các lớp cao của khí quy ển và rơi xuống mặt đất, như mưa, mưa đá,

mưa tuyết và mưa khí tượng thấp là loại mưa hình

thành ngay ở lớp khí quyển sát mặt đất như sương,

sương muối, mù v.v

Định dạng
Số trang	453
Dung lượng	24,1 MB