Chuong 3 su van dong cua NDD

ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN Sự vận động của NDĐ trong môi trường lỗ rỗng hoặc khe nứt của đất đá dưới tác dụng của trọng lực gọi là thấm.. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN Từ biểu thức v = K.I cho thấy t

1 Định luật thấm cơ bản của NDĐ

2 Xác định hướng và tốc độ thấm

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến động thái NDĐ

CHƯƠNG 3: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Sự vận động của NDĐ trong môi trường lỗ rỗng hoặc khe nứt của đất đá dưới tác dụng của trọng lực gọi là thấm

Nước thấm từ vị trí có mực nước (hoặc mực áp lực) cao tới vị trí có mực nước (hoặc mực áp lực) thấp

Định luật thấm cơ bản của NDĐ gồm:

- Định luật Darcy (thấm tuyến tính)

- Định luật thấm không tuyến tính

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Lưu lượng thấm (Q, m3/s) tỷ lệ thuận với tiết diện (F, m2), chênh lệch cột nước giữa đầu vào – đầu ra và tỷ lệ nghịch với chiều dài đường thấm (L, m):

F I K

F L

h K

Q   

I

K F

Q

.



I K

v  h1

L

h2

 h

L

Q

 h

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Từ biểu thức v = K.I cho thấy tốc độ thấm (v) và gradient thủy lực (I) có quan hệ tuyến tính nên định luật Darcy còn có thể phát biểu như sau:

Khi NDĐ vận động chảy tầng, tốc độ thấm tỷ lệ thuận với gradient thủy lực của dòng thấm

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Lưu lượng thấm (Q, m3/s): là lượng nước thấm qua một tiết diện nào đó trong một đơn

vị thời gian

Tốc độ thấm (v, cm/s): là lưu lượng (Q,

m3/s) của dòng nước dưới đất chảy qua tiết diện (F, m2):

Tốc độ thấm thực tế:

F

Q

v 

n

v n

F

Q

.

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Hệ số thấm (K, cm/s): chính là tốc độ thấm khi gradient thủy lực I = 1, nó thể hiện khả năng cho nước thấm qua của đất đá

Gradient thủy lực (I): là tỷ số giữa độ chênh cột áp (h, m) và chiều dài đường thấm (L, m)

L h

I  

I ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Trường hợp NDĐ vận động chảy rối, định luật Darcy không còn phù hợp nữa, quan hệ giữa tốc độ thấm và gradient thủy lực là

quan hệ căn bậc hai:

Trường hợp NDĐ vận động chảy hỗn hợp, quan hệ giữa tốc độ thấm và gradient thủy lực sẽ là quan hệ căn bậc m, với m nằm giữa 1 và 2:

I K

m

I K

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 1: Biết cao độ miệng lỗ khoan là 5m, chiều sâu mực nước đo được là 10m Xác định cao độ của mực nước trong lỗ khoan

Bài 2: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2 lần lượt là 0.5m và -1m; khoảng cách giữa 2 lỗ khoan là 1m Xác định gradient thủy lực của dòng thấm

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 3: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2 lần lượt là 0.5m và -1m; khoảng cách giữa 2 lỗ khoan là 1m, hệ số thấm của tầng chứa là 0.05cm/s Xác định tốc độ thấm của nước dưới đất trong điều kiện vận động chảy tầng

Bài 4: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2 lần lượt là 1m và -1.5m, khoảng cách giữa 2 lỗ khoan là 2m, hệ số thấm của tầng chứa là 0.10cm/s Xác định tốc độ thấm của nước dưới đất trong điều kiện vận động chảy rối

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Bài 5: Để xác định hệ số thấm của tầng chứa nước có đáy cách nước nằm ngang, dòng chảy phẳng ổn định, người ta bố trí 2 hố khoan HK1 và HK2, trùng với chiều dài đường thấm Biết chiều dày tầng chứa nước tại HK1 là 20m, tại HK2 là 18.5m, khoảng cách giữa hai hố khoan là 15m Dùng chất chỉ thị màu thả vào hố khoan HK1 và thấy xuất hiện ở hố khoan HK2 sau thời gian 48 giờ Hãy xác định hệ số thấm của tầng chứa (biết hệ số rỗng e = 0.68)

II XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ THẤM

Trong thực tế có những trường hợp ta cần biết hướng vận động của NDĐ tại một vị trí nào đó

Nếu có bản đồ thủy đẳng cao thì việc đó giải quyết rất dễ dàng

Nếu không có bản đồ thủy đẳng cao, ta có thể khoan 3 lỗ khoan theo hình tam giác và thực hiện các bước tiếp sau:

II XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ THẤM

1- Xác định độ cao tuyệt đối của mực nước trong 3 lỗ khoan;

2- Vẽ các đường đẳng thủy cao (hoặc thủy đẳng áp);

3- Hướng nước chảy vuông góc với các đường đẳng thủy cao (hoặc thủy đẳng áp) theo chiều từ cao xuống thấp

II XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ THẤM

16.0

15.5

15.0

14.5

Xác định hướng vận động của NDĐ

LK1 (20,05, 3.55)

LK2 (19.01, 4.01)

LK3 (19.50,5.00)

II XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ THẤM

Để xác định tốc độ thực của dòng thấm, theo hướng nước chảy, người ta khoan 2 lỗ khoan vào tầng chứa nước

Cho chất chỉ thị vào LK1 (cao độ mực nước lớn) và theo dõi sự xuất hiện của chất chỉ thị ở LK4 (cao độ mực nước nhỏ)

Nếu sau thời gian (t) thấy xuất hiện ở LK4 thì tốc độ thực của dòng thấm sẽ là:

(Với l- Khoảng cách giữa 2 LK)

t l

u 

II XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ THẤM

LK2 (15.0)

LK1 (16.5)

LK3 (14.0)

16.0

15.5

15.0

14.5

L = 345m

Thời gian 1g30’

Cho chất chỉ thị (NaCl, Sapranin, Vert malachit, Blue methylen )

Ghi nhận chất chỉ thị ở LK4 (So màu, đo độ dẫn điện ) LK4

III CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐỘNG THÁI MỰC NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Các yếu tố khí tượng (mưa, bốc hơi…) Thủy triều

Đô thị hóa

SV THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐỂ PHÂN TÍCH