xây dựng bản đồ điện trở suất của đất đá trầm tích tỉnh tiền giang bằng công nghệ gis - ncs

M ð U Tính c p thi t T th p niên 1980, nhi u ñ tài nghiên c u ñ a ch t ñã tri n khai ñ a bàn t nh Ti n Giang [4],[16],[17] Th p niên 1990, phương án ño ñ a v t lý thăm dị nư c ng m đư c th c hi n [10],[11], v i 800 ñi m ño sâu ñi n tr i d c theo n giao thơng c a t nh Các s li u ñư c lưu tr b ng tài li u gi y, h n ch tái s d ng Như v y v m t khoa h c, s li u ñi n tr su t chưa ñư c t n d ng h t công su t Ngày v i s phát tri n m nh m c a công ngh thông tin, nh m gia tăng kh ng d ng c a s li u đo sâu n, cơng ngh GIS đư c ng d ng ñ xây d ng nên m t s d li u khơng gian (geodatabase), hình thành nên l p b n ñ ñi n tr su t theo t ng t ng ñ a ch t tương ng D li u ñi n tr su t d dàng thêm m i, c p nh t, phân tích, truy v n máy tính, ph c v t i ưu cho m c đích nghiên c u khoa h c ng d ng lâu dài ñ a bàn t nh Ti n Giang Trong ñi u ki n phát tri n kinh t xã h i t nh Ti n Giang hi n nay, v n ñ quy ho ch phát tri n KT-XH c a t nh r t c n có ngu n d li u v di n bi n tài ngun thiên nhiên, đ t xây d ng ñ nh hư ng quy ho ch khai thác m t cách b n v ng, có ki m sốt đư c giám sát ch t ch , nh m qu n lý s d ng h p lý tài ngun thiên nhiên, đơi v i b o v môi trư ng ngày t t Song song, ho t đ ng cơng nghi p hóa, s gia tăng dân s , trình m r ng th kéo theo nhu c u gia tăng xây d ng nhà c a, k t c u h t ng, ði u địi h i c n làm rõ c u trúc ñ a ch t, ti m nư c dư i ñ t, s phân b vùng ñ t y u ph c v cho vi c quy ho ch khai thác nư c dư i ñ t, xây d ng cơng trình, V i ý nghĩa đó, vi c xây d ng b n ñ ñi n tr su t c a ñ t ñá l p ñ a ch t tr m tích nh m góp ph n minh gi i m t cách ñ y ñ ñ c ñi m ñ a ch t tr m tích t nh Ti n Giang m t vi c làm c n thi t Qua toán ng d ng v phân vùng m n nh t nư c dư i ñ t, c u trúc phân l p đ a ch t tr m tích ph c v xây d ng cơng trình s phân tích b n đ n tr su t s giúp cho quan qu n lý, đơn v chun mơn t i đ a phương có s khoa h c đ y đ ñ ho ch ñ nh chi n lư c khai thác tài nguyên m t cách t i ưu M c tiêu: M c tiêu c a lu n án thu th p s li u ño sâu n có đ a bàn t nh Ti n Giang, hình thành CSDL n tr su t m c tiêu y u xây d ng l p b n ñ ñi n tr su t đ t đá tr m tích t nh Ti n Giang b ng công ngh GIS ð i tư ng, ph m vi nghiên c u ð i tư ng: ð t ñá tr m tích b y t ng đ a ch t: Holocen, Pleistocen trên, Pleistocen gi a trên, Pleistocen dư i, Pliocen trên, Pliocen dư i, Miocen ð a bàn nghiên c u: t nh Ti n Giang Cơ s tài li u phương pháp nghiên c u Ngu n tài li u lu n án ñư c thu th p t phương án ño sâu ñi n c a ñ tài c p t nh v kh o sát, thăm dò nư c ng m, v i ngu n tài li u ñi u tra b n, kh o sát ñ a ch t th y văn, ñ a ch t cơng trình, đo carota gi ng khoan đơn v ðoàn ð a ch t th y văn – ðCCT 803, Vi n Quy ho ch th y l i Nam b , Phân vi n ð a lý TP HCM, tri n khai t năm 1984 ñ n Ngoài ra, lu n án th c hi n ño sâu ñi n b sung 300 ñi m Các phương pháp ñư c áp d ng: - Phương pháp thu th p, th ng kê, t ng h p tài li u, - Phương pháp ño sâu n; Phân tích t đ ng đư ng cong đo sâu n, - Phương pháp phân tích GIS, - Phương pháp n i suy Kriging Ngoài ra, CSDL c a lu n án ñư c xây d ng theo cách ti p c n mơ hình Geodatabase; Chương trình ng d ng xây d ng b n ñ ñi n tr su t ñư c l p trình b ng ngơn ng l p trình Visual Basic.Net, th c hi n n n ArcGIS 9.3; Các ph n m m máy tính khác đu c s d ng như: Excel, MapInfo, Surfer 4.3, Surfer 9.1 Nh ng đóng góp m i c a lu n án - Xây d ng s d li u ñi n tr su t t ng ñ a ch t tr m tích t nh Ti n Giang ph c v cho toán phân tích khơng gian liên quan - Hình thành chương trình ng d ng khai thác CSDL, th c hi n thu t toán n i suy thành l p b n ñ ñi n tr su t theo t ng ñ a ch t - Xây d ng b n ñ ñi n tr su t c a ñ t ñá b y t ng ñ a ch t tr m tích t nh Ti n Giang b ng công ngh GIS K t qu c a vi c xây d ng b n ñ ñi n tr su t ñư c ng d ng ñ gi i đốn hai tốn: Phân vùng m n nh t nư c dư i ñ t t nh Ti n Giang Xây d ng mơ hình c u trúc phân l p ñ a ch t theo n ph c v xây d ng cơng trình t i huy n Cai L y, huy n tr ng ñi m c a t nh Ý nghĩa khoa h c th c ti n 6.1 Ý nghĩa khoa h c: Nghiên c u ña ngành; Ph c v cho vi c nghiên c u c a ngành khác; Gi ng d y 6.2 Ý nghĩa th c ti n: Lu n án th c hi n tốn ng d ng: Xác đ nh vùng phân b m n nh t t ng ch a nư c dư i ñ t Xây d ng mơ hình c u trúc phân l p ñ a ch t ph c v xây d ng cơng trình Ngồi b n đ n tr su t c a đ t đá tr m tích cịn đư c ng d ng lĩnh v c: nơng nghi p, n l c, vi n thông, … C u trúc lu n án Lu n án g m 163 trang thuy t minh, 78 hình, 19 b ng, 12 b n đ , 02 trang li t kê danh m c cơng trình nghiên c u c a nghiên c u sinh, 05 trang tài li u tham kh o N i dung ngồi ph n m đ u ph n k t lu n, lu n án phân thành ph n, chương: Ph n 1: T ng quan g m chương (1) T ng quan v s lý thuy t nghiên c u có liên quan (2) ð c ñi m t nhiên; Ph n 2: Xây d ng b n ñ ñi n tr su t g m chương (3) Phân tích x lý s li u ño sâu ñi n (4) su t; Ph n 3: K t qu - ng d ng GIS xây d ng b n ñ ñi n tr ng d ng g m chương (5) K t qu toán ng d ng Chương 1: T ng quan s lý thuy t nghiên c u có liên quan 1.1 Cơ s lý thuy t 1.1.1 ði n tr su t 1.1.1.1 Các y u t Các y u t nh hư ng ñ n ñi n tr su t c a v t li u ñ a ch t: nh hư ng lên ñi n tr su t c a v t li u ñ a ch t, bao g m: Thành ph n khoáng v t; ð r ng đ ch a nư c; ð m; ð khống hoá c a nư c ng m; Ki n trúc bên trong; Nhi t ñ áp su t 1.1.1.2 Xác ñ nh giá tr ñi n tr su t b ng phương pháp ño sâu ñi n ði n tr su t bi u ki n ρ a ñư c tính theo cơng th c: ρa = k ∆U I (1.8) ði n tr su t c a môi trư ng phân l p ngang ñư c cho bi u th c: ρ a = f( ρ1 , ρ , … , ρ n ; h1, h2, h3,……, hn, r) Trư ng h p lý tư ng nh t xem l p g n song song ñư c phân bi t b i tham s hình h c tính ch t ñi n c a chúng ði n th m t môi trư ng phân l p ngang m t ngu n dịng I đ t t i m t ñi m m t gây ñư c cho b i bi u th c: ∞ U1 (r , 0) = I ρ1 Ri (m) J (mr )dm 2π ∫ (1.10) Mơ hình mơ hình phân l p ngang, tính ch t n m i l p ñ ng nh t bi n ñ i nh y v t chuy n sang l p khác 1.1.2 H th ng thơng tin đ a lý (GIS) 1.1.2.1 Mơ hình d li u GIS: D li u khơng gian đư c bi u di n theo mơ hình vector ho c mơ hình raster 1.1.2.2 X lý d li u GIS: g m nhóm ch c chính: X lý d li u không gian, X lý d li u thu c tính, K t h p d li u khơng gian thu c tính 1.2 Các nghiên c u có liên quan Trong lu n án nêu ñ y ñ nghiên c u v ñ a ch t, ñ a v t lý ñã tri n khai ñ a bàn t nh Ti n Giang ng d ng GIS có liên quan 1.2.1 Các v n đ cịn t n t i nghiên c u trư c ñây: - Tài li u ñ a ch t, ñ a v t lý ñư c lưu tr b ng tài li u gi y; b n đ đư c đo v , trình bày b ng phương pháp th công, truy n th ng - Các nghiên c u GIS lĩnh v c ñ a ch t, ñ a v t lý ch m i ñư c ng d ng cho vi c xây d ng b n ñ s ho c h tr hi n th k t qu c a cơng trình đơn l - Vi c l a ch n giá tr ñi n tr su t đo sâu n đ gi i đốn ranh m n nh t c a t ng ch a nư c dư i ñ t ñ a bàn nghiên c u, ch ñư c th c hi n b ng phương pháp so sánh tham s gi a đ t ng khống hóa nư c dư i ñ t v i giá tr ñi n tr su t ño sâu ñi n g n gi ng khoan ðCTV nên tính thuy t ph c chưa cao 1.2.2 Nh ng n i dung c n nghiên c u: - Xây d ng quy trình tích h p phương pháp ño sâu ñi n phương pháp phân tích GIS đ xây d ng b n đ n tr su t - Xây d ng l p b n ñ ñi n tr su t c a ñ t ñá t ng ñ a ch t tr m tích t nh Ti n Giang Trong ñó, bao g m n i dung: + Xây d ng CSDL (geodatabase) ñi n tr su t ñ t đá tr m tích + Xây d ng chương trình ng d ng máy tính có ch c thêm m i, c p nh t d li u ño sâu ñi n, ñ ng th i th c hi n tác v phân tích, n i suy thành l p b n ñ ñi n tr su t - ng d ng b n ñ ñi n tr su t ñ th c hi n hai toán ng d ng: + Phân vùng m n nh t nư c dư i ñ t t nh Ti n Giang: xây d ng hàm tương quan xác ñ nh tiêu chu n c a giá tr ñi n tr su t ño sâu ñi n tương quan v i đ t ng khống hố nư c dư i ñ t M≈1000mg/l Xác ñ nh vùng phân b m n nh t c a t ng ch a nư c dư i ñ t n21, n22, n13 + Xây d ng mơ hình c u trúc phân l p ñ a ch t ph c v xây d ng cơng trình Chương 2: ð c m t nhiên T nh Ti n Giang n m v phía ðơng B c đ ng b ng Sơng C u Long, n m vùng kinh t tr ng m phía Nam; tr i dài b B c Sông Ti n v i chi u dài 120 km V ranh gi i hành chính: Phía ðơng giáp bi n ðơng; phía Tây giáp t nh ð ng Tháp; phía Nam giáp t nh B n Tre, Vĩnh Long; phía B c ðơng B c giáp t nh Long An TP.H Chí Minh Di n tích t nhiên tồn t nh 2.484,2 km2, chi m kho ng 6% di n tích ðBSC Ti n Giang có 10 đơn v hành chính: thành ph (thành ph M Tho), th xã (th xã Gò Công) huy n (Cái Bè, Cai L y, Châu Thành, Tân Phư c, Ch G o, Gị Cơng Tây, Gị Cơng ðơng, Tân Phú ðơng); v i 169 ñơn v hành c p xã (7 th tr n, 16 phư ng, 146 xã) T nh Ti n Giang có đ a hình b ng ph ng, v i đ d c nh 1% cao trình bi n thiên t 0,4-1,8 m so v i m t nư c bi n, ph bi n t 0,8-1,1 m ð a ch t tr m tích: tồn b Ti n Giang ñư c t o thành b i tr m tích sơng bi n h n h p ho c sơng đ m l y bi n ñ m l y tr (tu i Holocen), d u n c a q trình bi n lùi đ l i cung gi ng cát phân b huy n Châu Thành, Ch G o, Gị Cơng ð c bi t q trình hình thành đ ng b ng phù sa r ng l n ch y d c ven sơng Ti n đ ng b ng ven bi n c a sơng Gị Cơng giàu vi lư ng, t l sét cao Nư c ng m Ti n Giang có t ng ch a nư c t xu ng Trong có t ng ch a nư c có gía tr cơng nghi p, sinh ho t tr m tích cát h t m n tu i Pliocen có đ sâu 200 – 300 m, tr m tích cát h t nh trung tu i Pliocen dư i sâu 300 – 400 m tr m tích cát h t m n tu i Miocen thư ng sâu 350 – >400 m Chương 3: Phân tích - X lý tài li u ño sâu ñi n 3.1 Phân tích đư ng cong đo sâu n ð xác ñ nh thông s ñi n tr su t, b dày c a l p ñ a ch t, đ u tiên ti n hành phân tích đư ng cong đo sâu n t i v trí ñi m ño có l khoan ñ a ch t Hình 3.8 Phân tích đư ng cong đo sâu n Hình 3.8 Phân tích đư ng cong ño sâu ñi n B n ñ 3.1 B n ñ phân b ñi m ño sâu ñi n 3.2 M t c t ñi n tr su t: K t qu phân tích t ng m đo k t n i thành n M t c t ñi n tr su t ñư c hình thành theo t ng n ño ñư c ñ i chi u v i tài li u carota l khoan, c t ñ a t ng c a gi ng khoan nư c dư i ñ t n Hình 3.10 M t c t n tr su t n Lu n án trình bày m t c t ñi n tr su t theo n ño sâu ñi n, qua bi u hi n tồn di n s bi n ñ i giá tr ñi n tr su t c a đ t đá tr m tích theo chi u sâu c a vùng nghiên c u Báo cáo tóm t t minh ho m t c t ñi n tr su t n 1, n đo đư c b trí theo hư ng Tây-ðơng, n xương s ng c a t nh, ch y d c theo đư ng giao thơng ñi qua g n toàn b huy n th thành, hi n di n ñ thành ph n đ a ch t tr m tích đ a bàn t nh Ti n Giang - ñ sâu l n (450 – 500)m ñ t ñá k t tinh (Mz), ði n tr su t 70 Ωm Hi n t ng chưa có tài li u nghiên c u ñ y ñ v thành ph n đ a ch t, thơng s liên quan - N m b t ch nh h p bên (Mz), t ñ sâu (360 – 400)m tr m tích Miocen (N13).T ng (N13) phân b toàn n kh o sát Tuy n có vùng phân bi t theo giá tr n tr su t: vùng phù sa sơng vùng ven bi n, vùng huy n phía Tây trung tâm t nh có n tr su t >= 15Ωm, huy n phía đơng: Gị Cơng Tây, TX Gị Cơng t m ño TK-15 ñ n cu i n, ñi n tr su t xu ng th p