Tìm hiểu và áp dụng phương pháp Thăm dò điện đa cực để đánh giá độ ổn định của đê

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUỐC TOẢN TÌM HIỂU VÀ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THĂM DỊ ĐIỆN ĐA CỰC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA ĐÊ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội, 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN QUỐC TOẢN TÌM HIỂU VÀ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP THĂM DỊ ĐIỆN ĐA CỰC ĐỂ ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA ĐÊ Chuyên ngành: Vật lý Địa cầu Mã số: 8440130.06 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Vũ Đức Minh Hà Nội, 2018 MỤC LỤC Lời cảm ơn iii Danh mục bảng biểu iv Danh mục hình vẽ v MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu luận văn Nhiệm vụ luận văn Đối tƣợng nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN ĐA CỰC 1.1 Tổng quan phƣơng pháp 1.2 Cơ sở phƣơng pháp 11 1.3 Thiết bị 14 1.3.1 Máy đo 14 1.3.2 Hệ cực đo 15 1.4 File điều khiển quy trình đo đạc 17 1.4.1 File điều khiển: 17 1.4.2 Quy trình đo đạc 21 1.5 Phần mềm xử lý số liệu 24 1.5.1 Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm 24 1.5.2 Cài đặt thông số xử lý 25 1.5.3 Hiệu chỉnh địa hình 27 CHƢƠNG 2: LỰA CHỌN HỆ CỰC ĐO HỢP LÝ 28 CHO ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU BẰNG MƠ HÌNH 28 2.1 Đặc điểm vật lý mơ hình nghiên cứu 28 i 2.1.1 Đặc điểm điện trở suất đất đá thân đê vùng nghiên cứu 28 2.1.2 Các đối tƣợng thân đê vùng nghiên cứu 28 2.2 Tính tốn, lựa chọn hệ cực đo hợp lý cho đối tƣợng nghiên cứu mơ hình…………………………………………………………………………………29 2.2.1 Tính tốn với mơ hình vết nứt 29 2.2.1.1 Hệ điện cực Dipole – Dipole 30 2.2.1.2 Hệ điện cực Wenner 31 2.2.1.3 Hệ điện cực Schlumberger 32 2.2.1.4 Nhận định kết 32 2.2.2 Tính tốn với mơ hình thấm, rị rỉ 32 2.2.2.1 Hệ điện cực Dipole-Dipole 33 2.2.2.2 Hệ điện cực Wenner Schlumberger 34 2.2.2.3 Nhận định kết 35 2.2.3 Tính tốn với mơ hình bất đồng cục 35 2.2.3.1 Kết tính tốn 35 2.2.3.2 Nhận định kết 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ ÁP DỤNG THỰC TẾ 38 3.1 Khu vực đối tƣợng nghiên cứu 38 3.2 Phƣơng pháp nội dung nghiên cứu 43 3.3 Sơ đồ tuyến khảo sát 43 3.4 Kết 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 ii LỜI CẢM ƠN Luận văn đƣợc hồn thành Bộ mơn Vật lý Địa cầu – Khoa Vật lý, trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, dƣới hƣớng dẫn tận tình PGS.TS Vũ Đức Minh Học viên xin đƣợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Vũ Đức Minh, Thầy, Cô, quan, đơn vị tạo điều kiện giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn Xin đƣợc gửi lời cảm ơn tới Ths Đỗ Anh Chung (Viện Sinh thái Bảo vệ cơng trình) giúp đỡ học viên suốt q trình thực địa Trong q trình hồn thành luận văn, học viên nhận đƣợc quan tâm giúp đỡ Khoa Vật lý, phòng Sau Đại học, Viện Sinh thái Bảo vệ cơng trình Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam Học viên nhận đƣợc giúp đỡ nhiệt tình bạn học Học viên xin đƣợc chân thành cảm ơn iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các kết điện trở suất mẫu đo phịng thí nghiệm 28 Bảng 1: Diện phân bố, bề dày lớp kết thí nghiệm 47 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Cấu hình điện cực 12 Hình 2: Thiết bị đo SUPERSTING R1/IP + 56 14 Hình 3: Một số hệ cực thƣờng đƣợc sử dụng phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực 15 Hình 4: Sơ đồ bố trí điện cực khảo sát phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực vị trí điểm ghi số liệu giả mặt cắt điện trở suất 17 Hình 1: Mơ hình vết nứt 29 Hình 2: Tính lý thuyết vết nứt đứng hệ cực Dipole-Dipole 30 Hình 3: Tính lý thuyết vết nứt đứng hệ cƣc Wenner 31 Hình 4: Tính lý thuyết vết nứt đứng hệ cực Schlumberger 32 Hình 5: Mơ hình thấm, rị rỉ 33 Hình 6: Tính lý thuyết vùng thấm hệ cực Dipole-Dipole 33 Hình 7: Tính lý thuyết vùng thấm hệ cực Wenner 34 Hình 8: Tính lý thuyết vùng thấm hệ cực Schlumberger 35 Hình 9: Tính lý thuyết bất đồng dạng khối hệ cực Dipole – Dipole 36 Hình 10: Tính lý thuyết bất đồng dạng khối hệ cực Wenner 36 Hình 11: Tính lý thuyết bất đồng dạng khối hệ cực Schlumberger 37 Hình 1: Sơ đồ tuyến khảo sát đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu 43 Hình 2: Kết khảo sát tuyến rìa phía sơng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu 44 Hình 3: Kết khảo sát tuyến rìa phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu 44 Hình 4: Kết khảo sát tuyến đê phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu 45 Hình 5: Kết khảo sát tuyến rìa phía sơng đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu 46 Hình 6: Kết khảo sát tuyến rìa phía đồng đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu 46 v MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Việt Nam ta c hệ thống sơng ngịi dày đặc Các khu dân cƣ, thành phố lớn, nhỏ vùng nông nghiệp thƣờng phát triển dọc theo ven sông đ thuận lợi cho điều kiện sống phát triển kinh tế Cùng với điều kiện thuận lợi đ kh khăn mà khu vực thƣờng phải gánh chịu ảnh hƣởng từ yếu tố lũ nguy ngập lụt Từ đ , hệ thống đê dọc theo nhánh sơng giải pháp phịng chống lũ đƣợc ơng cha ta sử dụng tu ngày nay, để bảo vệ vùng dân cƣ ven sơng tồn vùng châu thổ Hầu hết hệ thống đê điều phòng chống lụt bão tồn nƣớc ta đƣợc thiết kế, xây dựng dựa theo kinh nghiệm tích góp từ nhiều hệ áp dụng theo tiêu chuẩn an tồn phù hợp với tình hình thực tế Trong điều kiện hình thái thời tiết thiên tai ngày gia tăng hiệu ứng n ng lên tồn cầu biến đổi khí hậu, quy luật khí tƣợng thủy văn lƣu vực c diễn biến bất thƣờng so với thời điểm thiết kế nên gây tác hại gây an tồn cho đê Trên thực tế, có nhiều nguyên nhân gây an toàn cho đê nhƣ: tổ mối, hang rỗng, rò rỉ, thẩm lậu, vết nứt hay vùng xung yếu thân đê Để đảm bảo an toàn cho hệ thống đê mùa nƣớc lũ, cấp quyền đặc biệt quan tâm có đạo sát xao đến quan chuyên môn, viện khoa học nhằm đánh giá tình hình thực tế tuyến đê Hiện nay, khoa học công nghệ phát triển mạnh, việc đặt nội dung nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ đại mang tính thực tiễn nhằm điều tra, khảo sát để đánh giá độ ổn định đê cần thiết cấp bách Các phƣơng pháp Địa Vật lý giải vấn đề nêu trên, đ phƣơng pháp Thăm dò điện trở phƣơng pháp phổ biến, dễ sử dụng, hiệu có mức chi phí thấp Hiện nay, với phát triền khoa học kỹ thuật, phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực đƣợc biết đến, ƣa chuộng tính ƣu việt so với phƣơng pháp Thăm dị điện truyền thống Những ƣu điểm điện đa cực nhƣ: Khi tiến hành đo đạc thực địa dịch chuyển cực phát thu tuyến nhiều lần, trình đo liên tục thu đƣợc số liệu đo tuyến đo thay thu đƣợc số liệu điểm phƣơng pháp Thăm dị điện truyền thống, có sẵn nhiều phần mềm để xử lý phân tích số liệu kết biểu diễn cho đƣợc mặt cắt điện trở suất Vì vậy, tiến hành nghiên cứu trạng đê phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực nhằm đánh giá độ ổn định, an toàn đê Mục tiêu luận văn Mục tiêu luận văn tìm hiểu, áp dụng phƣơng pháp Thăm dị điện đa cực để khảo sát trạng đê, từ đ đƣa đánh giá độ ổn định, an toàn đê Nhiệm vụ luận văn Để đạt đƣợc mục đích luận văn cần phải giải nhiệm vụ sau: - Tìm hiểu phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực khảo sát đê - Lựa chọn hệ cực đo hợp lý phƣơng pháp Thăm dị điện đa cực thơng qua kết nghiên cứu mơ hình lý thuyết - Áp dụng phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực để khảo sát đoạn đê nhằm góp phần đánh giá độ ổn định đê Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu đoạn đê Hữu Cầu thuộc địa phận tỉnh Bắc Ninh Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu mơ hình Tính tốn thử nghiệm đối tƣợng đặc trƣng với hệ cực đo khác (Wenner, Dipole – Dipole, Schlumberger) theo chƣơng trình EarthImager 2D, từ đ lựa chọn đƣợc hệ cực đo hợp lý cho loại đối tƣợng nghiên cứu Sử dụng phương pháp Thăm dò điện đa cực áp dụng vào thực tế Từ kết thu đƣợc phần nghiên cứu mơ hình, sử dụng phƣơng pháp Thăm dị điện đa cực với hệ cực đo hợp lý để khảo sát đoạn đê thiết bị SuperSting R1/IP xử lý số liệu phần mềm EarthImage 2D để nghiên cứu đánh giá độ ổn định đê Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn - Đã lựa chọn đƣợc hệ cực đo hợp lý thơng qua nghiên cứu mơ hình, áp dụng cho loại đối tƣợng cụ thể Đồng thời đƣa khả áp dụng phƣơng pháp việc khảo sát, đánh giá độ ổn định đê - Khẳng định đƣợc tính hiệu phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực việc giải nhiệm vụ khảo sát, đánh giá độ ổn định đê - Kết áp dụng thực tế cho thấy đoạn đê đƣợc khảo sát ổn định Cấu trúc luận văn Cấu trúc luận văn gồm phần sau: Mở đầu Chƣơng 1: Giới thiệu phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực Chƣơng 2: Lựa chọn hệ cực đo hợp lý cho đối tƣợng nghiên cứu mơ hình Chƣơng 3: Kết quả, áp dụng thực tế Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo (a) (b) (c) Hình 2.11: Tính lý thuyết bất đồng dạng khối hệ cực Schlumberger a) kết tín t uận; b) kết giải ngược; c) mơ n tín t uận Hình 2.9, 2.10, 2.11 kết tính tốn bất đồng dạng khối hệ cực với khoảng cách cực (a 1) 2/9 chiều rộng đối tƣợng cho thấy với hệ cực dị thƣờng điện trở cao phản ánh xác vị trí bất đồng với hình dạng kích thƣớc dị thƣờng lớn kích thƣớc thật đối tƣợng Tuy nhiên, hệ cực đo Schlumberger thể đƣợc vị trí chiều sâu dị thƣờng xác hệ cực cịn lại 2.2.3.2 Nhận định kết Từ kết thu đƣợc mơ hình bất đồng lựa chọn dùng hệ cực đo Schlumberger hợp lý kết tính tốn phản ánh tƣơng đối xác vị trí bất đồng với hình dạng kích thƣớc dị thƣờng gần kích thƣớc thật đối tƣợng 37 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ ÁP DỤNG THỰC TẾ 3.1 Khu vực đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng đƣợc nghiên cứu đoạn K30+000-K30+400 đê Hữu Cầu thuộc địa phận xã Tam Giang, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh Toàn huyện n Phong có diện tích tự nhiên 9.686 Huyện đƣợc giới hạn: - Phía Bắc huyện sơng Cầu giáp với huyện Hiệp Hịa tỉnh Bắc Giang; - Phía Nam huyện sông Ngũ Huyện Khê giáp Thị xã Từ Sơn; - Phía Đơng giáp Thành phố Bắc Ninh; - Phía Tây giáp với huyện S c Sơn Đông Anh Hà Nội  Đặc điểm địa h nh, địa chất Do nằm vùng đồng Sông Hồng, nên nhìn chung khu vực khảo sát thuộc hai tỉnh Hà Nội, Bắc Ninh c địa hình tƣơng đối phẳng, màu mỡ, có nhiều sơng hồ chảy qua, độ cao trung bình 3-10 m so với mực nƣớc biển, độ dốc bình quân khoảng độ từ Tây sang Đơng Nhìn chung địa hình thuận lợi cho việc phát triển giao thông, thuỷ lợi, xây dựng sở hạ tầng…Địa chất khu vực dự án ổn định Tuy nhiên đất đai phần lớn phù sa nên cƣờng độ chịu tải đất không cao Khi đầu tƣ xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng đòi hỏi phải đầu tƣ nghiêm túc khâu xử lý móng  Điều kiện khí tƣợng thủy văn Khu vực khảo sát thuộc địa bàn tỉnh Bắc Ninh Các huyện Yên Phong, Lƣơng Tài thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa đơng tháng 11 đến tháng 4, mùa hè từ tháng đến tháng 10 Đặc trƣng thời tiết nóng ẩm mƣa nhiều - Nhiệt độ: Tỉnh Bắc Ninh nói chung huyện Yên Phong, Lƣơng Tài n i riêng c nhiệt độ cao, nhiệt độ trung bình năm khoảng 230C Nhiệt độ lớn quan trắc đƣợc trạm Bắc Ninh 39,70C vào ngày 20/07/2001 Nhiệt độ thấp quan trắc đƣợc trạm Bắc Ninh 2,80C vào ngày 30/07/1975 Chênh lệch nhiệt độ cao thấp lớn 38 - Chế độ gió: Hƣớng gió thịnh hành vùng vào mùa hè gió Nam Đơng Nam, cịn vào mùa đơng hƣớng gió thịnh hành gi mùa Đơng Bắc Tốc độ gió trung bình vùng vào khoảng m/s Tốc độ gió lớn quan trắc đƣợc trạm Bắc Ninh 33m/s hƣớng Tây Nam xuất ngày 11/08/1972 - Chế độ mƣa: + Mưa năm Mùa mƣa thƣờng bắt đầu vào tháng kết thúc vào tháng 10 Mùa khô tháng 11 kết thúc vào tháng năm sau Lƣợng mƣa tháng mùa mƣa chiếm 84 ÷ 85% tổng lƣợng mƣa năm lại tháng mùa khơ lƣợng mƣa từ 15 ÷ 16% tổng lƣợng mƣa năm Tháng mƣa nhiều tháng tháng 8, tổng lƣợng mƣa hai tháng chiếm khoảng 35% tổng lƣợng mƣa năm, lƣợng mƣa tháng tháng từ 200 ÷ 300 mm/tháng số ngày mƣa lên tới 15 ÷ 20 ngày, đ c tới 9, 10 ngày mƣa c mƣa dông với tổng lƣơng mƣa đáng kể, thƣờng gây úng Hai tháng mƣa đ tháng 12 tháng 1, tổng lƣợng mƣa hai tháng chiếm 0,9 ÷ 1,5% tổng mƣa năm, chí có nhiều tháng khơng mƣa gây tình trạng hạn hán nghiêm trọng Lƣợng mƣa năm vùng biến động không lớn, hệ số biến động mƣa năm từ 0,19 ÷ 0,23 + Mưa lớn thời đoạn ngắn Mƣa lớn nguyên nhân sinh lũ lụt sơng ngịi x i mịn lƣu vực, làm ảnh hƣởng không nhỏ đến sống, sản xuất giao thông Mƣa lớn thƣờng tác động bão, áp thấp nhiệt đới hay hội tụ nhiệt đới gây Theo kết thống kê tổng lƣợng mƣa 1, 3, 5, ngày lớn toàn liệt quan trắc đƣợc trạm Quế Võ huyện trạm Bắc Ninh lân cận, cho thấy huyện Quế Võ trận mƣa lịch sử ÷ ngày lớn xuất vào 17-23/07/1980 với lƣợng mƣa ngày lớn đạt 401,9 mm tƣơng ứng với tần suất 1,96%; nhƣng 39 vùng lân cận trạm Bắc Ninh lại xuất từ ngày 28/09-04/10/1989 tổng lƣợng mƣa ngày lớn 601mm tƣơng ứng với tần suất P = 0,58% - Thủy văn, sơng ngịi Huyện n Phong có hệ thống sơng ngịi dày đặc, mật độ lƣới sơng cao, trung bình từ 1-1,2 km/km2 gần nhƣ mặt có sơng ranh giới với huyện, phía Bắc có sơng Cầu ranh giới với huyện Hiệp Hịa tỉnh Bắc Giang, phía Nam có sơng Ngũ Huyện Khê ranh giới với huyện Từ Sơn, phía Tây c sông Cà Lồ ranh giới với huyện S c Sơn thành phố Hà Nội, phía Đơng c ranh giới với Thành phố Bắc Ninh  Đặc điểm đối tƣợng khảo sát Đê Hữu Cầu, huyện Yên Phong, tỉnh Bắc Ninh Chiều dài đê 20,6 Km cao trình mặt đê từ +(9,5 ÷ 9.7) Đoạn từ K28+860 ÷ K48+800 đƣợc hồn thiện mặt cắt cứng hố mặt đê, c chiều rộng mặt đê bê tông 5m, lề bên 0.5m, mái phía sơng đạt mái phía đồng đạt đồng Qua kiểm tra tồn tuyến đê ổn định Có tƣợng lún nứt, gãy vỡ số bê tông mặt đê cụ thể là: Tại K28+860 bê tông mặt đê bị nứt vỡ 15m, K29+590 nứt vỡ 20m, K30+660 nứt vỡ 5m, theo chiều dài đê thuộc địa bàn xã Tam Giang vị trí K33+700 nứt vỡ 20m, K34+940 nứt vỡ 15m thuộc địa bàn xã Đông Tiến, K36+950 nứt vỡ 15m, K37+050 nứt vỡ 20m, K37+750 bị lún, nứt vỡ 10m, K41 nứt 10m mặt đê bê tông thuộc địa bàn xã Yên Trung Dũng Liệt, nguyên dân xe tải chạy mặt đê - Tại Km30+570 năm 2015 lấp ao bổ sung phía đồng thi cơng xong năm 2016, cơng trình BQLDA sở NN làm chủ đầu tƣ - Tại Km36+200 ÷ Km36+500 năm 2015 đổ bê tơng đƣờng gom dân sinh phía đồng thi công xong Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ - Tại vị trí K30+400 K32+400 sạt lở mái đê Phía đồng mùa lũ năm 2015 đơn vị thi công thi công xong, Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ ổn định 40 - Năm 2015 tu sửa phát quang mái kè Lạc Trung Km 36+600 ÷ K37+260 Phù Cầm K41+270 ÷ K41+590 đê Hữu Cầu thi công xong Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ - Năm 2015 phát quang đoạn đê K39+500 ÷ K40+100 đoạn đê Hữu Cầu thi công xong Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ - Năm 2015 khoan vữa gia cố đê K35+300 ÷ 36+500 đê Hữu Cầu thi công xong Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ - Năm 2015 thả đá dời làm kè Nhƣ Nguyệt K32+026 ÷ K32+544 đê Hữu Cầu thi công xong Chi cục Thuỷ lợi Bắc Ninh làm chủ đầu tƣ, kè ổn định - Năm 2015 đoạn sạt lở K29+300 ÷ K29+600 đơn vị thi cơng thi cơng xong, cơng trình BQLDA làm chủ đầu tƣ ổn định (vì đê thấp qua mùa mƣa 2016 nƣớc ao lên cao làm chết cỏ phần đê đắp bổ sung) - Năm 2016 cấp phối đá dăm, đổ bê tông mặt dốc dày 0,25cm, đổ bê tông cốt thép tƣờng K33+800 - Năm 2016 cấp phối đá dăm, đổ bê tông mặt dốc dày 0,20cm, phần xây lát, xây rãnh nƣớc K34+200 phía đồng - Năm 2016 tu bảo dƣỡng đê điều xây dựng điếm Cầu Ma Cơng trình cấp IV nhà tầng KT(6.5m x 4.5m) - Năm 2017 phát quang đoạn K8+100 ÷ K9, đoạn K28+860 ÷ K34, đoạn K40+150 ÷K41+300 - Năm 2017 khoan gia cố đê đoạn K41+200 ÷ K43 - Đoạn từ K29+850 ÷ K30+500 đê c - Đoạn từ K30+500 ÷ K30+800 c đƣờng gom - Đoạn từ K30+800 ÷ K31+600 đê c - Đoạn từ K31+600 ÷ K32+200 c đƣờng gom - Đoạn từ K32+200 ÷ K33+200 đê c - Đoạn từ K32+700 ÷ K32+800 chân đê phía đồng có ao sâu cần ý mùa mƣa lũ 41 - Đoạn đê từ K33+000 ÷ K44+000 qua xã Đông Tiến, Yên Trung Dũng Liệt Đoạn thân đê đất sét mặt đê rộng 6m, cao trình mặt đê đạt từ +9.4 ÷ +10.0 mái đê phía sơng đạt 2, phía đồng đạt khơng xảy cố mùa mƣa lũ - Đoạn từ K33+400 ÷ K34+500 đê qua làng, c đuờng gom chân đê - Đoạn từ K28+860 đoạn đầu mặt đê bê tông bị nứt vỡ - Đoạn từ K35+350 ÷ K35+450 đoạn cầu Đông Xuyên mặt đê bê tông bị nứt vỡ (Đoạn cầu Đơng Xun) - Đoạn từ K36+600 ÷ K38+150 đê c - Từ K38+500 ÷ K39+400 đê c - Đoạn từ K39+175 vị trí sạt trƣợt xử lý năm 2011 với chiều dài 175m ổn định - Đoạn từ K39+400 ÷ K40+700 đê qua làng - Riêng đoạn K40+300 ÷ K41+300 phía đồng có ao cần lƣu ý sủi đùn mùa lũ (sau kè Phù Yên) - Đoạn từ K40+300 ÷ K41+300 c ao phía đồng (ngồi khu dân cƣ) - Đoạn từ K41+00 ÷ K43+00 đê qua làng - Đoạn từ K43+400 ÷ K45+500 đê c (ngoài khu dân cƣ) - Đoạn từ K43+700 ÷ K48+800 thuộc địa bàn xã Tam Đa - Đoạn từ K45+00 ÷ K45+700 đê c ao phía đồng (ngồi khu dân cƣ) - Đoạn từ K45+700 ÷ K48+800 đê qua làng (khu làng cổ) - Đoạn từ K45+500 ÷ K45+700 chân đê phía đồng có ao sâu, cần lƣu ý mùa mƣa - Đoạn từ K45+00 ÷ K46+00 mặt thoáng đê rộng cần ý đến sóng vỗ - Lƣu ý: - Đoạn K36+600 ÷ K37+250 bê tông mặt đê bị nứt vỡ số đoạn - Đoạn K45+300 ÷ K45+500 năm 2008 sạt trƣợt đê phía đồng đƣợc khắc phục qua theo dõi mùa lũ vừa qua đến ổn định 42 3.2 Phƣơng pháp nội dung nghiên cứu Áp dụng phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực với hệ cực đo Wenner để xác đinh vùng thấm bất đồng nhất, với hệ cực đo Dipole - Dipole để xác định vết nứt đoạn K30+000-K30+400 đê Hữu Cầu 3.3 Sơ đồ tuyến khảo sát Hình 3.1: Sơ đồ tuyến khảo sát đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu Tuyến đo điện : tuyến đo Wenner tuyến đo Dipole-Dipole 43 3.4 Kết  Kết khảo sát xác định vùng thấm bất đồng hệ cực Wenner Thân đê Lớp sét Lớp cát Hình 3.2: Kết khảo sát tuyến rìa phía sơng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu Thân đê Lớp sét Lớp cát Hình 3.3: Kết khảo sát tuyến rìa phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu 44 Thân đê lớp phủ Lớp sét Lớp cát Hình 3.4: Kết khảo sát tuyến đê phía đồng đoạn K 29+950-K30+450 đê Hữu Cầu Kết khảo sát đoạn K 30-K30+400 đê Hữu Cầu cho thấy đoạn khơng có dấu hiệu bất thƣờng điện trở suất cao, khơng có vùng thấm đoạn đê Đoạn đê c lớp Trên tuyến khảo sát rìa đê phía sơng phía đồng chiều dày lớp thứ từ 3-4m c điện trở suất trung bình 50-60 Ωm Lớp thứ c điện trở 20-30 Ωm c chiều sâu đến 17m theo lớp sét Lớp thứ chiều sâu từ 17m trở xuống lớp cát có điện trở suất 50-60 Ωm Trên tuyến khảo sát chân đê phía đồng chiều dày lớp thứ từ 1-3m c điện trở suất trung bình 50-60 Ωm Lớp thứ c điện trở 20-30 Ωm c chiều sâu đến 12m theo lớp sét Lớp thứ chiều sâu từ 12m trở xuống lớp cát c điện trở suất 50-80 Ωm 45  Kết khảo sát xác định vết nứt thân đê hệ cực Dipole - Dipole Hình 3.5: Kết khảo sát tuyến rìa phía sơng đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu Hình 3.6: Kết khảo sát tuyến rìa phía đồng đoạn K30+00-K30+400 đê Hữu Cầu Kết khảo sát đê Hữu Cầu đoạn K30+00-K30+400 cho thấy đoạn khơng có dấu hiệu bất thƣờng điện trở suất cao, khơng có vết nứt đoạn đê 46  Giải đoán kết địa chất Căn vào tài liệu thu thập đƣợc trình khảo sát khoan địa chất cơng trình ngồi thực địa, kết hợp với kết thí nghiệm phịng, phân chia cấu trúc địa tầng khu vực khảo sát theo lớp đất từ xuống dƣới nhƣ sau: Lớp 1: Nền đƣờng sét pha lẫn dăm sạn, mầu xám vàng, xám nâu Lớp 2: Sét pha mầu xám nâu Trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng Lớp 3: Sét mầu xám ghi, nâu vàng, xám nâu Trạng thái nửa cứng Lớp 4: Sét pha mầu xám đen, xám ghi lẫn hữu Trạng thái dẻo cứng Lớp 5: Sét pha - cát pha mầu xám ghi, nâu hồng Trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng Lớp 6: Cát hạt vừa đến thô mầu xám vàng Trạng thái chặt vừa Lớp 7: Sét mầu nâu tím, nâu gụ, xám nâu Trạng thái nửa cứng đến cứng Diện phân bố, bề dày lớp kết thí nghiệm thể bảng 3.1 Bảng 3.1: Diện phân bố, bề dày lớp kết thí nghiệm TT Tên lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Hố khoan Vị trí HK1 HK2 HK1 HK2 HK1 HK2 HK1 HK2 HK1 HK2 HK1 HK2 HK1 HK2 Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Trong đê Ngoài đê Số SPT N/30 độ Bề dày lớp lớp Nhỏ Lớn (m) nhất 1.8 1.6 -1.8 1.7 8 -1.6 1.8 9 -3.5 5.5 12 16 -3.4 5.6 13 15 -9 11 11 -9 3.3 11 11 -12 4.5 -12.3 4.1 10 -16.5 4.5 21 27 -16.4 4.6 22 29 -21 31 45 -21 28 37 Cao mặt (m) 47  Nhận xét kết Kết khảo sát phƣơng pháp điện trở khoan cho thấy kết lớp thân đê phƣơng pháp điện trở c chiều sâu 3-4m tƣơng đƣơng với lớp 1+2 c chiều sâu 3,4-3,5m Lớp sét thứ phƣơng pháp điện trở cho kết chiều sâu đến 17, với phƣơng pháp khoan chiều sâu lớp sét (lớp 3+4+5) 16,5m Lớp cát c chiều sâu từ 17m trở xuống theo phƣơng pháp điện trở khoan đối chứng chiều sâu lớp 16,5m Qua kết khảo sát phƣơng pháp điện trở sử dụng hệ cực Wenner để xác định đối tƣợng nằm ngang cho thấy phƣơng pháp cho chiều sâu đến lớp tƣơng đối xác Tuy nhiên, phƣơng pháp kh c thể tách chi tiết lớp sét với cát với mà c giá trị điện trở suất khác biệt không lớn 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Trên sở nghiên cứu, tính tốn thử nghiệm mơ hình đối tƣợng thân đê, lựa chọn đƣợc hệ cực đo hợp lý cho loại mơ hình Từ đ ứng dụng để tiến hành đo đạc, khảo sát đoạn đê thực tế với thiết bị đo đa cực đại xử lý liệu thu thập đƣợc phần mềm chuyên dụng đƣa kết khả quan để đánh giá độ ổn định đê Các kết luận văn đạt đƣợc bao gồm : Đã nghiên cứu, tính tốn số mơ hình đối tƣợng nghiên cứu cụ thể, lựa chọn đƣợc hệ điện cực hợp lý phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực cho loại đối tƣợng Cụ thể : Đối tƣợng vết nứt (vỉa đứng) dùng hệ cực Dipole-Dipole, vùng thấm (vỉa ngang) bất đồng cục dùng hệ cực Wenner – Schlumberger Đã áp dụng c hiệu việc khảo sát trạng đoạn đê sông Cầu - Tỉnh Bắc Ninh cho kết tƣơng đồng với kết phƣơng pháp khoan Vì vậy, phƣơng pháp Thăm dị điện đa cực hoàn toàn c thể áp dụng để đánh giá độ ổn định đê Các kết khảo sát đoạn đê cho thấy, đến chƣa phát đƣợc ẩn họa c đoạn đê Hữu Cầu, từ đ nhận xét đoạn đê đƣợc đảm bảo an toàn ổn định Kiến nghị : Để đánh giá xác độ ổn định đê cần kết hợp với số phƣơng pháp Địa Vật lý khác kết hợp với phƣơng pháp Thăm dò địa chất để nâng cao độ tin cậy tăng độ xác cho kết khảo sát 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu nƣớc Đỗ Anh Chung, Vũ Đức Minh, Nguyễn Văn Lợi, Đào Văn Hƣng (2011), “Nghiên cứu xác định khe nứt đê thiết bị điện đa cực”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, K oa ọc Tự nhiên Công nghệ, 27, 1-8 Đỗ Anh Chung , Vũ Đức Minh (2012), “Khảo sát vùng thấm đê phƣơng pháp Thăm dò điện đa cực”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, K oa ọc Tự nhiên Công nghệ, 28, 11-18 Đỗ Anh Chung, Phạm Văn Động, Vũ Đức Minh (2011), “Một số kết nghiên cứu ban đầu xác định vùng thấm đập đất”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, K oa ọc Tự nhiên Công nghệ, 27, 154-166 Lƣơng Văn Thọ, Lê Phƣớc Cƣờng, Hồ Hồng Quyên (2015), “Ứng dụng phƣơng pháp ảnh điện 2D khảo sát môi trƣờng đất khu công nghiệp Thọ Quang – TP Đà Nẵng”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Vol 90, No 5 Nguyễn Nhƣ Trung (2014), “Ứng dụng phƣơng pháp mặt cắt điện trở đất khảo sát m ng đập, lòng hồ thân đập đất”, Tạp c í địa chất, số 340 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9433 : 2012 - Điều tra, đán giá t ăm dị k ống sản - P ương p áp ản điện Tài liệu nƣớc Dahlin T (1996), “2D resistivity surveying for environmental and engineering applications”, First Break, Vol 14, No 7, pp 275-283 Dahlin, T., and Leroux, V., (2012), “Improvement in time-domain induced polarization data quality with multi-electrode systems by separating current and potential cables”, Near Surface Geophysics, 10: 545-656 Griffiths D.H., Barker R.D (1993), “Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology”, Journal off Applied Geophysics, 29, 211-216 10 Hani Al-Amoush, Jafar Abu Rajab, Eid Al-Tarazi, Abdel Rahman AlShabeeb, Rida Al-Adamat and A’kif Al-Fugara (2017), “Electrical Resistivity 50 Tomography Modeling of Vertical Lithological Contact using Different Electrode Configurations”, Volume 8, (Number 1), ISSN 1995-6681, Pages 27 – 34 11 Shima T (1990), “Two-dimensional automatic resistivity inversion technique using alpha centers”, Geophysics, 55, 682-694 12 Sofia Åkesson (2015), “The application of resistivity and IPmeasurements as investigation tools at contaminated sites”, Master’s t esis, 442 (45 hp/ECTS credits) in Geology at Lund University 51