nghiên cứu xác lập tổ hợp phương pháp địa vật lý hợp lý trong nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm, áp dụng thử nghiệm tại vị trí điển hình trong phạm vi thành phố hồ chí minh

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT MIỀN NAM *** BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC R-RD CẤP BỘ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ HỢP LÝ TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM. ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM TẠI VÀI VỊ TRÍ ĐIỂN HÌNH TRONG PHẠM VI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 6833 05/5/2008 TP HỒ CHÍ MINH 05-2007 1 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN BẢN ĐỒ ĐỊA CHẤT MIỀN NAM *** BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC R-RD CẤP BỘ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ HỢP LÝ TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM . ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM TẠI VÀI VỊ TRÍ ĐIỂN HÌNH TRONG PHẠM VI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chủ nhiệm đề tài Cơ quan chủ trì TS. Nguyễn Ngọc Thu THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 5-2007 2 MỞ ĐẦU 4 Chương 1 . TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ 7 Chương 2. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT LÝ VÙNG TP. HỒ CHÍ MINH 14 2.1 Đặc điểm tự nhiên 14 2.1.1 Vị trí 14 2.1.2 Điều kiện tự nhiên 14 2.2 Đặc điểm địa chất-địa vật lý vùng TP. Hồ Chí Minh 16 2.2.1 Đặc điểm cấu trúc 16 2.2.3 Các tham số Địa vật lý: 24 Chương 3. CÁC TIÊU CHÍ XÂY DỰNG MÔ HÌNH KHÔNG GIAN NGẦM 31 3.1 Đối tượng 32 3.2 Đặc trưng của các phương pháp địa vật lý 33 3.2.1 Độ phân giải 33 3.2.2 Tính đa nghiệm 33 3.3 Các phương pháp địa vật lý. 34 3.4 Phân vùng địa chất công trình vùng Thành phố Hồ Chí Minh 35 3.4.1. Khu vực thứ nhất 36 3.4.2. Khu vực thứ hai 36 3.4.3. Khu vực thứ ba 36 Chương 4. XÂY DỰNG MÔ HÌNH VÀ ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM 44 4.1 Mô hình điện trở suất 44 4.1.1 Cơ sở lý thuyết 44 4.1.2 Các tính chất điện của môi trường 49 4.1.3 Thăm dò điện trở suất 1D và các bài toán ngược. Các ứng dụng, hạn chế và khó khăn 51 4.2 Cơ sở lý thuyết bài toán ngược 55 4.2.1 Các phương pháp rời rạc hóa mô hình 2D 59 4.2.2 Thu thập dữ liệu, trình bày kết quả và các loại thiết bị trong thăm dò điện 2D. 60 4.2.3 Xây dựng mô hình cho các khu vực đặc trưng vùng Thành phố Hồ Chí Minh. 89 4.2.4 Chương trình giải bài toán ngược 92 4.3 Phương pháp địa chấn 98 4.3.1 Các phương pháp địa chấn thông dụng 98 4.3.2 Thiết bị địa chấn 102 4.3.3 Địa chấn khúc xạ 104 4.3.4 Các mô hình 118 4.3.5 Tổ chức thi công. 121 4.3.6 Phân tích 122 4.4 Áp dụng thử nghiệm phương pháp địa chấn trong các vùng đặc trưng của Thành phố: 128 4.4.1 Vị trí và khối lượng thực hiện 128 4.4.2 Quy trình thu thập tài liệu 129 4.4.3 Phương pháp xử lý và phân tích tài liệu 132 4.5 Phương pháp thăm dò điện 138 4.5.1 Phương pháp ảnh điện 138 4.5.2 Kết quả thử nghiệm phương pháp ảnh điện. 140 3 4.5.3 Kết luận và đề nghị 141 4.6 Phương pháp điện từ 145 4.6.1 Tổng quan phương pháp Radar xuên đất (GPR) 145 4.6.2 Hướng dẫn thực hành 159 4.7 Các phương pháp địa chấn lỗ khoan (downhole seismic) 165 4.7.1 Các nguồn downhole. 165 4.7.2 Các chặng máy thu downhole 165 4.7.3 Các khảo sát vận tốc 165 4.7.4 Phương pháp đo sóng tới thẳng đứng (VSP) 168 4.8 Phương pháp đo sóng ngang thành giếng khoan (Crosshole Seismic) 170 4.8.1 Giới thiệu. 170 4.8.2 Lý thuyết và thiết bị 171 4.8.3 Phân tích 175 4.8.4 Mô hình và xử lý dữ liệ u. 179 4.8.5 Thuận lợi và bật lợi. 180 4.8.6 Bài toán mẫu 181 4.9 Phương pháp đo địa chất dọc thành giếng khoan (Downhole seismic) 181 4.9.1 Phạm vi nghiên cứu 181 4.9.2 Ý nghĩa và việc sử dụng 182 4.9.3 Hệ thiết bị đo đạc 182 4.9.4 Quy trình gia công lỗ khoan 184 4.9.5 Quy trình thu thập tài liệu 185 4.9.6. Xử lý và phân tích tài liệu 185 4.10 Phương pháp nhiệt trở suất 192 4.10.1 Phương pháp đo đạc tham số nhiệt trong môi trường địa chất. 193 4.10.2 Thiết bị 194 4.10.3 Các kết quả thử nghiệm trên mô hình 1,2,3 195 4.11 Phương pháp xác định điện trở suất 197 4.11.1 Phạm vi nghiên cứu 197 4.11.2 Thiết bị 198 4.11.3. Kỹ thuật thi công 199 4.11.4 Quy trình phân tích tài liệu 199 4.11.5 Biểu diễn kết quả. 200 4.12.1 Giới thiệu 202 4.12.2 Những lợi ích của phương pháp địa vật lý lỗ khoan 202 4.12.3 Các hạn chế của phương pháp địa vật lý giếng khoan 203 4.12.4 Chi phí công tác đo địa vật lý lỗ khoan 204 4.12.5 Lập dự án cho việc đo địa vật lý lỗ khoan 204 4.12.6 Phân tích tài liệu địa vật lý giếng khoan 205 4.12.7 Thử nghiệm phương pháp karotaz tại một số lỗ khoan khu vực Thành phố Hồ Chí Minh 210 Chương 5. TỔNG HỢP KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM CÁC PPHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔ H ỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM TP HỒ CHÍ MINH 213 5.3 Tổ hợp các phương pháp địa vật lý hợp lý trong nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm 219 KẾT LUẬN………………………………………………………………… 221 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………… ………. 223 4 MỞ ĐẦU Ra đời từ thế kỷ thứ XVII, trải qua hơn 300 năm hình thành và phát triển, đã từng được mệnh danh là “Hòn ngọc Viễn đông”, với vai trò đầu tàu trong đa giác chiến lược phát triển kinh tế - xã hội, thành phố Hồ Chí Minh đã trở thành trung tâm kinh tế, văn hóa - du lịch, giáo dục - khoa học kỹ thuật - y tế lớn của cả nước. Tốc độ phát triển mạnh mẽ về mọi mặt như hiện nay hứa hẹn trong tương lai không xa, nơi đây sẽ một trong những thành phố hiện đại tầm cỡ nhất ở khu vực Đông Nam Á. Cùng với sự gia tăng nhanh chóng về nhiều mặt kinh tế - xã hội – văn hóa , cơ sở hạ tầng hiện có trở nên không còn phù hợp nữa. Việc chỉnh trang, nâng cấp, cải tạo và xây dựng mới cơ sở hạ tầng đáp ứng tình hình phát tri ển trong giai đoạn hiện nay là việc làm hết sức cấp bách và cần thiết. Trong khi diện tích đất bề mặt, và ngay cả không gian nổi không còn có chỗ cho việc xây dựng cơ sở hạ tầng thì không gian ngầm là một cứu cánh. Đây là đối tượng cần được nghiên cứu, điều tra, quy hoạch để khai thác hợp lý phục vụ cho việc phát triển Thành phố trước mắt và lâu dài. Trong những năm gần đ ây, Thành phố đã và đang triển khai một số dự án xây dựng các công trình ngầm phục vụ cho dân sinh, trong đó có: đường hầm Thủ Thiêm, đường xe điện ngầm Hóc Môn-Bến Thành, Bình Chánh-Bến Thành và nhiều dự án khác đang và sẽ được xây dựng trong tương lai. Đặc biệt là các công trình đào sâu trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp như: hầm đậu xe, hầm máy cũng đang ngày một gia tăng. Do vậy, việc xác lậ p một tổ hợp các phương pháp địa vật lý hợp lý ứng dụng trong khảo sát thiết kế các công trình ngầm là một đề tài hết sức thiết thực nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của công tác khảo sát. Mục tiêu của đề tài: Xác lập một tổ hợp phương pháp địa vật lý tối ưu, phù hợp với đặc điểm tự nhiên và dân sinh, phục vụ nghiên cứu các đặc điểm địa chất - địa vật lý trong khảo sát thiết kế và xây dựng các công trình ngầm khu vực Thành phố Hồ Chí Minh một cách có hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật. Các bước đã tiến hành nhằm thiết lập t ổ hợp phương pháp địa vật lý tối ưu, bao gồm: • Thu thập các tài liệu địa chất, địa chất công trình, địa chất thủy văn, địa vật lý và các tài liệu khác có liên quan đến cấu trúc không gian ngầm vùng thành phố. • Đánh giá một cách tổng quan các đặc điểm vùng cùng với các thông số địa vật lý có liên quan. • Xác lập mối quan hệ lý thuyết giữa các phương pháp địa vật lý và các thuộc tính của các đối tượng trong việc nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm. • Phân chia các khu vực thuộc Thành phố theo các nhóm có cùng đặc điểm địa chất và có tính chất vật lý tương đồng. • Ứng dụng thử nghiệm tại 3 vùng đặc trưng thuộc khu vực thành phố Hồ Chí Minh. Trong đó, chú ý đến các khu vực dự kiến xây dựng các công trình ngầm 5 theo quy họach của thành phố đến năm 2010 và 2020. Cụ thể các khu vực đã được lựa chọn là: khu vực Quận 1- Quận 4, khu vực Quận 2 và khu vực Quận Tân Bình. Các phương pháp địa vật lý đã được áp dụng thử nghiệm là: địa chấn khúc xạ, ảnh điện, phương pháp nhiệt, phương pháp điện trở, phương pháp Downhole Seismic, phương pháp radar xuyên đất, và địa vật lý lỗ khoan. Kết quả áp dụng thử nghiệm đã khẳng định thêm một lần nữa các nhận định và đánh giá đưa ra trên cơ sở lý thuyết bài toán thuận của các phương pháp địa vật lý được xác lập theo đặc điểm thực tế của môi trường. Từ đó lựa chọn một tổ hợp phương pháp địa vật lý vừa hợp lý vừa hiệu quả trong việc nghiên cứu không gian ngầm, đưa ra các đề xu ất cho quy trình công nghệ địa vật lý trong nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm theo các đặc điểm địa chất - địa vật lý khác nhau. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Nội dung của đề tài đã cung cấp một cách khái quát về tính năng, hiệu quả và khả năng ứng dụng các phương pháp địa vật lý tầm nông ứng dụng trong việc giải quyết các nhiệm vụ địa kỹ thuật và môi trường vào điều kiện và đặc điểm của Thành phố Hồ Chí Minh. Trên cơ sở đó đề tài đã đề xuất một tổ hợp các phươ ng pháp địa vật lý hợp lý cùng với quy trình thực hiện cho từng dạng phương pháp nhằm nâng cao hiệu quả của công tác. Nội dung đề tài Nội dung đề tài gồm có các điểm cơ bản như sau: • Tổng quan về các phương pháp địa vật lý tầm nông. • Đặc điểm địa chất địa vật lý vùng Thành phố Hồ Chí Minh • Xây dựng các mô hình đặc trưng và áp dụng các phương pháp thử nghiệm. • Nhận xét đánh giá hiệu quả và khả năng áp dụng của từng phương pháp. • Xây dựng quy trình thực hiện các phương pháp địa vật lý. • Kết luận. Kết quả nghiên cứu từ đề tài cho thấy hầu hết các phương pháp nghiên cứu địa vật lý tầm nông đều có thể áp dụng được cho việc nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm vùng Thành phố Hồ Chí Minh với các mức độ khác nhau. Tuy nhiên, việc áp dụng một số các phương pháp trường thế gặp nhiều trở ngại, nhất là sự tác động của nhiễu do các yếu tố khác nhau ở mộ t thành phố công nghiệp phát triển với nhiều quá trình cải tạo xây dựng đang diễn ra hàng ngày khắp nơi. Kết quả của đề tài cũng cho thấy được việc áp dụng một số các phương pháp địa vật lý là hoàn toàn khả thi, trong đó bao gồm các phương pháp: Radar xuyên đất (Georadar), phương pháp thăm dò điện, phương pháp địa chấn và một số phương pháp trực tiếp khác như: phương pháp điện trở su ất, phương pháp địa chấn lỗ khoan, phương pháp địa vật lý lỗ khoan, phương pháp nhiệt trở suất. Việc thiết lập quy trình công nghệ cho các phương pháp này cũng đã được đề cập đến trong kết quả đề tài, đây là các kết quả bước đầu tiến tới việc xây dựng hoàn chỉnh quy trình công nghệ của các phương pháp. 6 Đề tài này được thực hiện dưới sự chủ trì của TS. Nguyễn Ngọc Thu, cùng với sự tham gia của các tác giả: PGS.TS Nguyễn Thành Vấn, TS. Nguyễn Kim Quang, TS. Vũ Văn Vĩnh, Th.S Nguyễn Xuân Khá, Th.S Võ Thị Hồng Quyên, KS. Nguyễn Văn Lưu, KS. Vũ Trọng Tấn, KS. Nguyễn Tiến Hoá, KS. Đinh Hữu Chinh, KS. Phạm Văn Hưng, KS. Nguyễn Ngọc Sơn, CN. Phan Thị Nguyệt Minh cùng toàn thể cán bộ kỹ thuật thuộc Trung tâm Địa Vật Lý. Chúng tôi xin chân thành cám ơn Vụ Khoa học Công nghệ - Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam đã tận tình giúp đỡ và hỗ trợ cho chúng tôi trong việc thực hiện đề tài này. 7 Chương 1 . TỔNG QUAN LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ Trong những thập niên gần đây, xuất phát từ những nhu cầu phát sinh trên thực tế cùng với sự tiến bộ nhiều mặt trong các ngành khoa học kỹ thuật khác nhau đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển cũng như nâng cao hiệu quả của các phương pháp địa vật lý. Ngày nay, các phương pháp địa vật lý tầm nông đã được ứng dụng ngày một phổ biến trong nhiều lĩnh v ực nghiên cứu và đời sống, phục vụ một cách thiết thực cho con người. Có thể kể đến các trường hợp cụ thể như sau: ứng dụng địa vật lý khảo sát tai biến môi trường, sạt lở, ô nhiễm, phát hiện các khí cụ bị chôn vùi sau chiến tranh, tìm kiếm thăm dò các loại khoáng sản, nước sinh hoạt, khảo sát các công trình ngầm, khảo cổ,… Ngoài ra, các phương pháp địa vật lý tầm nông còn được sử dụ ng như các công cụ thí nghiệm không xâm lấn để xác định các tính chất vật lý của các đối tượng và môi trường, phục vụ cho các yêu cầu về địa kỹ thuật, môi trường, văn hóa và nông nghiệp… Trên cơ sở các tiến bộ trong kỹ thuật tính toán, xử lý máy tính và cuộc cách mạng trong lĩnh vực chế tạo các thiết bị, các phương pháp thu thập và xử lý tài liệu địa vật lý mới đã ra đời làm cho các phương pháp nghiên cứu địa vật lý tầm nông có những bước tiến bộ đáng kể tạo nên một vị trí quan trọng trong các ngành khoa học kỹ thuật khác nhau. Các tham số vật lý đo được một cách trực tiếp từ các khảo sát địa vật lý nông bao gồm: tính chất đàn hồi, trọng lực, từ trường, độ dẫn điện, độ truyền dẫn và phân cực của sóng điện từ, và các bức xạ gamma tự nhiên. Các tham số này được sử dụng để dẫn xuất ra các tham số khác nhau của môi trường như: độ từ thẩm, độ xốp, thành phần hóa học, địa tầng, cấu trúc địa chất và các tính chất khác nhau của các đối tượng nằm trong môi trường gần mặt đất. Có thể đề cập đến một số lĩnh vực ứng dụng của các phương pháp địa vật lý tầm nông cụ thể như sau: 1. Nghiên cứu các đặc điểm địa kỹ thuật và môi trường, cung cấp thông tin cần thiết nhằm có biện pháp thích hợp để phòng tránh và giảm thiểu những thiệt hại do các tai biến tự nhiên và nhân sinh, chẳng hạn như: sạt lở, động đất, rò rỉ phóng xạ và các yếu tố môi trường khác. Trong lĩnh vực này, các phương pháp địa vật lý tầm nông có thể cung cấp các thông tin quan trọng cho việc đ ánh giá rủi ro động đất như tiên đoán mức độ nguy hiểm đối với nguy cơ động đất trong từng khu vực, trên cơ sở đánh giá đáp ứng cơ học của môi trường đối với các trận động đất tại các vị trí xung yếu khác nhau. Giám sát và dự báo sự lan truyền các nguồn ô nhiễm dưới mặt đất và định hướng cho việc thiết kế các lỗ khoan nông. 2. Cung cấ p các thông tin thiết yếu (các tham số địa vật lý) sử dụng khi thiết kế các công trình, kèm theo các đặc trưng cần thiết cho việc phòng tránh những sự cố trong các vấn đề kỹ thuật và môi trường trong tương lai. Các nghiên cứu địa vật lý tiền xây dựng đang được sử dụng ngày một gia tăng để thẩm định tính xác thực của các công trình tại các vị trí quan trọng như: đập thủy điện, thủy l ợi, nhà máy điện, xưởng hóa chất, nhà máy lọc dầu, bãi thải phế liệu… 8 3. Để tìm kiếm, đánh giá, thăm dò khoáng sản, quy hoạch khai thác và sử dụng các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là nước, than và các loại khoáng sản rắn. 4. Để tăng cường hoạt động nghiên cứu cũng như điều tra cơ bản về địa chất và các kiến thức địa chất thủy văn. Phụ thuộc vào từng mục tiêu cụ thể, mức độ chi tiết đòi hỏ i, cùng với khả năng tài chính và các đặc điểm của đối tượng nghiên cứu, việc lựa chọn các phương pháp địa vật lý sẽ thay đổi khác nhau. Trong hầu hết các trường hợp, bài toán ngược của các phương pháp địa vật lý là bài toán đa nghiệm. Vì vậy, việc sử dụng một tổ hợp các phương pháp địa vật lý hợp lý là giải pháp tốt nhất để có thể cung cấp các thông tin đầy đủ hơn cho việc giải đoán những vấn đề cần quan tâm tại các vị trí nghiên cứu, nhất là khi phối hợp với các chuyên ngành có liên quan. Sau đây tóm tắt một số các phương pháp địa vật lý đã và đang được sử dụng phổ biến hiện nay trong lĩnh vực địa vật lý tầm nông. Các phương pháp truyền thống 1. Phương pháp điện trở suất Phương pháp thăm dò điện tr ở suất được sử dụng để xác định điện trở suất của môi trường bằng cách đo đạc sự phân bố điện thế tại các vị trí khác nhau dưới đáp ứng bởi dòng điện nguồn chạy qua môi trường giữa các điện cực dòng cắm trên mặt đất. Đối với các thành tạo địa chất bở rời, thông thường giá trị điện tr ở suất của môi trường bị chi phối bởi các yếu tố như: Thành phần thạch học, độ xốp, độ lỗ rỗng, độ ẩm, độ chứa nước, đặc biệt là độ khoáng hóa của nước trong các thành tạo chứa nước bão hòa. Đối với các thành tạo đá, giá trị điện trở suất phụ thuộc vào thành phần thạch học, độ xốp, độ lỗ r ỗng đặc biệt là mức độ chứa nước và hàm lượng hóa học có trong nước ở các lỗ rỗng. Với những đặc điểm như vậy, các phương pháp điện trở suất được sử dụng khá hiệu quả trong việc theo dõi sự lan truyền các chất ô nhiễm dẫn điện, phân chia và xác định ranh giới của các thành tạo địa chất khác nhau, xác định ranh giới của các tầng chứa n ước. Các phương pháp này cũng có thể được sử dụng trong việc xác định các đứt gãy và thung lũng cổ bị chôn vùi. Trong những thập niên gần đây, sự phát triển các hệ thống thăm dò điện đa cực đã làm tăng độ linh hoạt và tốc độ thu thập tài liệu thực tế của phương pháp, tạo điều kiện thuận tiện cho việc áp dụng phương pháp cắt lớp đ iện trở (Electrical tomography) trong việc nghiên cứu môi trường địa chất phức tạp bên dưới lớp phủ. 2. Phương pháp phân cực kích thích (IP) Việc thu thập tài liệu trong phương pháp phân cực kích thích tương tự như trong phương pháp điện trở suất, tuy nhiên, phương pháp phân cực kích thích ghi nhận các đáp ứng của môi trường theo thời gian sau quá trình kết thúc dòng điện kích thích. Theo ý nghĩa của điện tử, tốc độ phóng điện c ủa môi trường tương tự như một tụ điện, tốc độ suy giảm của điện thế cảm ứng phụ thuộc vào độ linh động ion trong thể tích tích điện, ví dụ như các ion trong sét có độ linh động cao. Việc đo đạc IP có thể thực hiện trong vùng thời gian, với sự suy giảm điện thế tuân theo quy 9 luật hàm mũ theo thời gian, hoặc trong vùng tần số, trong đó phép đo thực hiện việc đo thời gian trễ pha tương ứng với các tần số kích thích khác nhau. Để thực hiện việc đo đạc tại hiện trường trong phương pháp phân cực kích thích, các máy đo và máy phát phải được đồng bộ với nhau một cách chính xác bằng đồng hồ có độ chính xác cao hoặc liên kết đồng bộ với nhau để có thể xác đị nh thời gian trễ ở mỗi tần số trên các điện cực thế. Tần số phổ biến thường thay đổi trong khoảng từ 0,5 cho đến 1kHz. Phương pháp này được sử dụng trong thăm dò sulfit và cũng đã được sử dụng trong thăm dò nước ngầm ở một số nơi. 3. Phương pháp điện thế tự nhiên (SP) Cung cấp phép đo sự tác động điện hóa c ủa môi trường dưới dạng điện thế tự nhiên. Giá trị này ít khi vượt quá giá trị 100mV so với giá trị điện thế quy ước, thường được lấy trung bình bằng 0 tại các vị trí lớn hơn khoảng vài lần dị thường. Chất lỏng, ion, hoặc sự mất nhiệt trong môi trường cũng có thể tạo ra điện thế tự nhiên.Vì các kỹ thuật thụ động được sử dụng để ghi nhận sự sai biệt điện thế nhỏ, nguồn dòng điện và các cấu hình còn lại không thay đổi trong quá trình khảo sát. Điện thế do các quá trình điện hóa khá nhỏ, các tín hiệu đo được dễ bị ảnh hưởng bởi các nhiễu loạn từ các đường dây dẫn điện, đường ống nước, các hiện tượng bão từ và các nguồn nhiễu khác trong môi trường. Một vấn đề khác của phương pháp điện thế thiên nhiên là việc đo đạc thiếu các quá trình đo lặp. Các dữ liệu có thể được phân tích bằng cách tạo ra các bản đồ đẳng trị, hoặc định lượng hơn bằng cách tính toán các tham số khác dựa vào các yếu tố hình học tương tự như các phương pháp được sử dụng trong thăm dò từ và trọng lực. Công dụng chính của phương pháp SP là quan sát sự di chuyển của nướ c ngầm (có nghĩa là quan sát sự di chuyển của các vật dẫn điện trong từ trường). Phương pháp điện thế thiên nhiên cũng đã được sử dụng thành công trong một số trường hợp khảo sát địa nhiệt. Ở đó, điện thế được tạo ra không chỉ bởi sự di chuyển dòng, mà còn do phản ứng điện hóa nhiệt của nước khoáng. Việc vẽ bản đồ các đới gradien tập trung của tác động ngấm lọc hóa học cũng là một trong các ứng dụng của SP. 4. Phương pháp điện từ EM (Electromagnetic) Phương pháp này ngày càng được sử dụng thông dụng hơn trong lĩnh vực địa vật lý tầm nông, chúng đo đạc trường điện từ liên quan đến dòng điện biến đổi trong môi trường cảm ứng bởi trường sơ cấp trên mặt đất. Trong phương pháp EM tích cực, trường từ sơ cấp được sinh ra bởi dòng điện biến đổi chạy qua một cuộn dây, trường này lan truyền trong không gian và tạo thành dòng điện chạy qua các vật dẫn điện trong môi trường theo các định luật cảm ứng vật lý. Do có dòng điện thay đổi chạy trong các vật dẫn điện nên trường điện từ thứ cấp được sinh ra làm nhiễu loạn và biến dạ ng trường sơ cấp và trường cuối cùng tiếp theo được ghi nhận bởi một cuộn dây thu. Trường cảm ứng khác với trường sơ cấp về pha, cường độ và phương lan truyền, điều đó cho phép phát hiện các thông tin về vật dẫn trong môi trường. Các phương pháp điện từ không đòi hỏi đặt các điện cực trên mặt đất và đôi khi được tiến hành bởi các máy bay tầm thấ p. Sự phát triển phương pháp điện từ hàng không đã tạo ra một lợi thế to lớn trong việc tiết kiệm thời gian thực hiện và cho phép đo đạc tại các vùng ô nhiễm, nguy hiểm, không người ở bẳng các máy bay [...]... biến, áp dụng trong vi c giải quyết các vấn đề địa chất, địa kỹ thuật và môi trường Các kỹ thuật địa vật lý có thể được phân loại bởi hiệu ứng vật lý như sau đây: Các phương pháp địa chấn Các phương pháp điện từ Phương pháp trọng lực Phương pháp từ Ngoài vi c đo đạc trên mặt đất, các kỹ thuật địa vật lý cũng có thể áp dụng dưới mặt đất như các phương pháp địa vật lý giếng khoan, và trong không gian. .. Trong các giai đoạn khác nhau, các phương pháp địa vật lý đóng một vai trò quan trọng trong tổ hợp các phương pháp khảo sát và nghiên cứu địa chất 3.1 Đối tượng Đối tượng của các phương pháp địa vật lý ứng dụng trong nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm có thể được phân chia thành 3 loại khác nhau: - Khảo sát các đặc trưng địa chất - Đo đạc các tham số địa vật lý tại hiện trường - Phát hiện các đối... tại chỗ bởi các nhà địa vật lý tại hiện trường Trong vi c xử lý dữ liệu, các bước thực hiện cần thiết bao gồm: chuẩn bị dữ liệu thực địa cho vi c phân tích địa vật lý, trong đó thường bao gồm vi c hiệu chỉnh và quan sát trên cơ sở kinh nghiệm của người xử lý Sự thực hiện đầy đủ một mô hình vật lý tạo điều kiện thuận lợi cho vi c giải thích một cách thỏa mãn các quan sát địa vật lý Các mô hình phù hợp. .. phản địa vật lý xác định được xem xét như một lời giải suy diễn cho môi trường thích hợp Giả thiết này tự nó đòi hỏi vi c đánh giá địa chất bằng vi c thực hiện các lỗ khoan hoặc các phương pháp thăm dò thực địa khác Vi c lập chương trình cho các giai đoạn khảo sát và các kết quả tuần tự của mỗi gian đoạn sẽ cung cấp lời giải tốt nhất và giá thành thấp nhất 3.3 Các phương pháp địa vật lý Các phương pháp. .. bay không người lái, mang theo các vi cảm biến để thực hiện các đo đạc địa vật lý trên các vùng khó khăn, nguy hiểm và kể cả các vùng bị ô nhiễm Ngay cả các phương pháp địa chấn nông cũng bị chi phối bởi vi c thu thập dữ liệu tự động trong quá trình thực hiện vi c khảo sát Như đã đề cập trên đây, với những tiến bộ trong áp dụng các phương pháp địa vật lý tầm nông vào lĩnh vực nghiên cứu môi trường, vi c... chỉ là sự xác định và lựa chọn hẹp nhất trong vi c phân tích Mối tương quan giữa mô hình vật lý với nguyên nhân thích hợp theo thực tế có thể là một quy trình phân tích khó khăn vì thường đòi hỏi các phép lặp cho cả hai mô hình địa vật lý và mô hình địa chất Vi c tạo ra một sản phẩm cuối cùng hữu dụng cho nhà kỹ thuật hoặc nhà địa chất là kết quả cần thiết nhất Áp dụng các phương pháp địa vật lý là một... pháp phổ gamma là có ích trong vi c chỉ ra các đồng vị phóng xạ nằm dưới mặt đất 1-2m, phương pháp này cũng hữu dụng trong vi c nghiên cứu sự hiện diện của bức xạ tự nhiên, chẳng hạn như hàm lượng khí Radon tích lũy trong môi trường, cung cấp các thông tin cần thiết cho vi c thiết kế các công trình xây dựng 9 Các phương pháp mới Các phương pháp thăm dò cắt lớp cùng phương pháp toán học đã được sử dụng. .. ĐỊA CHẤT-ĐỊA VẬT LÝ VÙNG TP HỒ CHÍ MINH 2.1 Đặc điểm tự nhiên 2.1.1 Vị trí Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong khu vực có tọa độ Địa lý 10o10’ đến o 10 38’ vĩ Bắc và 106o22’ đến 106o54’ kinh Đông, phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh, phía Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, phía Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và tỉnh Tiền Giang, phía Nam giáp... trường, vi c nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm trên cơ sở các đặc điểm tự nhiên và nhân sinh là hết sức quan trọng và cần thiết Một tổ hợp các phương pháp địa vật lý hợp lý có khả năng hỗ trợ, định hướng và trực tiếp áp dụng trong khảo sát các đặc điểm địa chất, nâng cao hiệu quả kinh tế công tác địa kỹ thuật, đồng thời áp ứng tốt nhất yêu cầu về công nghệ sẽ được thực hiện và đánh giá trong đề tài... tin tiên nghiệm cùng với các giả thiết Để lựa chọn một tổ hợp phương pháp địa vật lý thích hợp trong vi c khảo sát một đối tượng nào đó, cần dự đoán trước một lời giải nghịch đảo được xác định trên cơ sở các thông tin đã có trong thăm dò địa vật lý cùng với các bài toán thuận Lời giải của bài toán ngược trong thăm dò địa vật lý không phải là kết luận duy nhất và thường được gọi là tính đa nghiệm của . TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔ H ỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM TP HỒ CHÍ MINH 213 5.3 Tổ hợp các phương pháp địa vật lý hợp lý trong nghiên cứu cấu trúc không gian ngầm 219. VẬT LÝ HỢP LÝ TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM. ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM TẠI VÀI VỊ TRÍ ĐIỂN HÌNH TRONG PHẠM VI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 6833 05/5/2008 TP HỒ CHÍ MINH. TỔ HỢP PHƯƠNG PHÁP ĐỊA VẬT LÝ HỢP LÝ TRONG NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC KHÔNG GIAN NGẦM . ÁP DỤNG THỬ NGHIỆM TẠI VÀI VỊ TRÍ ĐIỂN HÌNH TRONG PHẠM VI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Chủ nhiệm đề tài