Tạp chí khoa học: Khảo sát vùng thấm trên đê bằng phương pháp thăm dò điện đa cực

Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Khảo sát vùng thấm đê phương pháp Thăm dò điện đa cực Đỗ Anh Chung1, Vũ Đức Minh2,* Viện Phòng trừ Mối bảo vệ cơng trình - Viện Khoa học Thuỷ Lợi Việt Nam Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN, 334 Nguyễn Trãi, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 15 tháng 12 năm 2011 Tóm tắt Một hiểm họa ln đe dọa đến độ an tồn đê đất có vùng thấm, rị rỉ qua thân đê, đê mang cống Tuy nhiên, việc đánh giá mức độ thấm để định xử lý chủ yếu cách quan sát mái, việc xử lý thấm chủ yếu biện pháp khoan tạo chống thấm Vì vậy, vấn đề quan trọng đặt cần nghiên cứu phương pháp để khảo sát, xác định vị trí thực vùng thấm đê giúp nâng cao hiệu xử lý Bài báo trình bày số kết khảo sát xác định vùng thấm đê đất đoạn K38+800K39+200 đê hữu sơng Chu - Thanh Hóa phương pháp Thăm dò điện đa cực với thiết bị SuperSting R1/IP phần mềm xử lý EarthImage 2D Đặt vấn đề∗ làm cho hiệu khoan bị giới hạn Ngoài ra, để tiến hành khoan người ta thường phải khoan rộng nhiều so với vùng thấm gây lãng phí Điển đoạn K38+800-K39+200 đê hữu sông Chu nước sông lên to xẩy tượng sủi phía đồng nước sơng thấp nước từ đồng thấm sơng Tại có hai hố sụt vị trí K38,96 K39 Tại vị trí xử lý khoan xử lý thấm đầu năm 2011 tiếp tục thấm Chúng với Viện Phịng trừ mối Bảo vệ cơng trình thử nghiệm sử dụng phương pháp Thăm dị điện đa cực để khảo sát vùng thấm theo yêu cầu Sở Nông nghiệp Phát triển nông thơn, Chi cục Đê điều Phịng chống bão lụt Thanh hóa Tồn quốc có 5.000 km đê sơng, hầu hết đê xây dựng hàng trăm năm đất tự nhiên, gần xử lý Vì vậy, đê thường xuất ẩn họa gây nên nguy an tồn mức độ tính chất khác Một số ẩn họa nguy hiểm thấm, rò rỉ qua thân đê, đê mang cống Tuy nhiên, việc đánh giá mức độ thấm cho đê bước đầu dựa vào việc quan sát mái; việc xử lý thấm chủ yếu biện pháp khoan tạo chống thấm Công tác khoan tiến hành độ sâu dọc theo đê dẫn đến khoan chưa đến độ sâu cần thiết _ ∗ Tác giả liên hệ ĐT: 84-4-37450026 E-mail: minhvd@vnu.edu.vn 11 12 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Phương pháp khu vực khảo sát 2.1 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp Thăm dò điện đa cực [1-4] phương pháp thăm dị điện có độ phân giải cao Với phương pháp cho ta tranh tổng thể điện trở suất lớp đất đá đối tượng nằm lòng đất Qua nghiên cứu, thấy rằng: với đối tượng vùng thấm nằm thân đê thường có lượng nước chứa nhiều hẳn so với môi trường xung quanh nên điện trở suất thường nhỏ mơi trường Cịn thấu kính cát gây thấm đê thường có điện trở suất cao hẳn môi trường Qua số thử nghiệm thấy sử dụng hệ cực đo Wenner phù hợp để nghiên cứu vùng thấm Chúng sử dụng hệ thiết bị SuperSting R1/IP, hệ cực đo Wenner 56 cực xử lý phần mềm EarthImager để nghiên cứu [1,5] (hình 1) A M N B Hình Sơ đồ nguyên lý hoạt động phương pháp điện đa cực 2.2 Khu vực khảo sát Đoạn K38+800-K39+200 đê hữu sông Chu bị bục phía đồng vào năm 70 kỷ trước nước sơng lên cao Từ đến nước sơng xuống thấp thấy tượng nước chảy từ đồng sông với lưu lượng lớn Và xẩy tượng sụt mái phía sơng với đường kính lên đến 7m Hiện khu vực khoan xử lý tượng thấm khơng giảm Hình Hố sụt thấm qua đê Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 13 Kết khảo sát K38+650-K39+200 hữu sơng Chu - Thanh Hóa 3.2 Kết khảo sát 3.1 Bố trí tuyến khảo sát Do tuyến khảo sát dài nên xử lý phân tích kết chúng tơi chia tuyến làm đoạn để xử lý phân tích kết Trên hệ thống đê tiến hành bố trí tuyến khảo sát dọc theo đê tuyến nằm mái phía sơng, tuyến mặt đê tuyến phía đồng (hình 3) Sông Chu Hố sụt K38+875 K38+875 T3.3 K38+637 Mặt đê T4.3 T2.1 T2.2 T2.3 K39+162 T1.1 T1.2 K39+162 T1.3 K39+162 T1.4 K39+149 T2.4 T3.4 K38+754 T3.5 Kênh tưới T2.5 K38+754 T1.5 Hình Sơ đồ bố trí tuyến khảo sát Hình Kết khảo sát đoạn K38+997-K39+162 K39+159 14 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Trên kết (hình 4) khảo sát đoạn K38+997-K39+162 thể theo thứ tự từ phía sơng vào đồng cho thấy tuyến đo đầu tuyến xuất dị thường điện trở suất cao cụ thể: + Trên tuyến thứ mái sông: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 30 chiều sâu từ 2,5 – 8m + Trên tuyến thứ mái sông: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 28; Sâu từ – 10m + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái sông: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 32; Sâu từ 3,5 – 12m + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái đồng: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 43; Sâu: từ 4,5 – 10,5m + Trên tuyến thứ đồng: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 31; Sâu: từ 2,5- 8,5m + Trên tuyến thứ đồng: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 31; Sâu: từ 2,5- 8,5m Hình Kết khảo sát đoạn K38+875-K39+040 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Trên kết (hình 5) khảo sát đoạn K38+875-K39+040 thể theo thứ tự từ phía sông vào đồng cho thấy tuyến đo xuất dị thường điện trở suất cao tuyến khảo sát cụ thể: + Trên tuyến thứ mái sông: Dị thường nằm từ m thứ 34 -84 100 – 153m Sâu: từ 2,5 – 13m so với mái đê 15 + Trên tuyến thứ mái sơng: Có dị thường m 24- 132 có chiều sâu từ 4-18m dị thường từ m 124-148 có chiều sâu 3-10m + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái sông: Dị thường nằm từ m 13 – 152 Sâu từ 3,5 – 17m + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái đồng: Dị thường nằm từ m thứ 41-149 Sâu: từ 4,5- 11,5m + Trên tuyến thứ đồng: Dị thường nằm từ m 57-152 Sâu từ 2,5 – 11m Tuyến mặt đê sát mái phía sơng Tuyến mặt đê sát mái phía đồng Tuyến đê phía đồng Hình Kết khảo sát đoạn K38+757-K38+922 16 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Trên kết (hình 6) khảo sát đoạn K38+757-K38+922 cho thấy tuyến đo xuất dị thường điện trở suất cao đầu tuyến tuyến khảo sát phía đồng có dị thường cuối tuyến cụ thể: + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái đồng: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 42 sâu từ 7-19m + Trên tuyến thứ mặt đê giáp mái sông: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m 42m sâu: từ 7-19m dị thường thứ nằm m 132-165m sâu 4-10m Kết (hình 7) khảo sát cho thấy cuối tuyến đoạn 90-165m chiều Sâu từ 6-13m có dị thường điện trở suất cao + Trên tuyến thứ đồng: Dị thường nằm từ đầu tuyến đến m thứ 36m sâu từ 8-21m Hình Kết khảo sát đoạn K38+637-K38+802 mặt đê sát mái sông Từ kết khảo sát nêu trên, chúng tơi kết luận đoạn K38+650K39+200 hữu sông Chu - Thanh Hóa có thấu kính cát gây thấm qua đê minh họa hình K38+875 K38+875 K39+162 K39+162 K38+637 K39+162 K38+574 K38+574 Hình Sơ đồ mặt cắt thấu kính cát gây thấm qua đê K39+149 K39+159 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Bàn luận kết Từ kết khảo sát, nhận thấy áp dụng phương pháp Thăm dò điện đa cực với thiết bị SuperSting R1/IP, hệ cực đo Wenner 56 cực xử lý phần mềm EarthImager xác định cấu trúc đối tượng gây thấm đoạn đê K38,637-K39,162 Thiệu Hóa - Thanh Hóa Từ cấu trúc điện trở suất đặc trưng khối vật liệu gây thấm chúng tơi nhận định thấu kính cát nằm đê Khu vực khảo sát K38,637-K39,162 xác định khối dị thường có nguy gây thấm độc lập - Dị thường thứ nằm đoạn đê từ K38,890 đến K39,28 vùng thấm ngược từ sông đồng - Dị thường thứ từ K38,728 đến K38,8 Dị thường nhỏ nằm sâu so với dị thường Dị thường nằm vùng bãi phía sơng rộng cao phía đồng khơng có ao hồ cắt qua dị thường, khả gây thấm nhỏ Hơn nữa, đo tuyến trọn vẹn qua đoạn đê có dị thường 2, cịn tuyến đo khác cắt qua phần dị thường Để phân tích đánh giá xác dị thường thấy cần phải khảo sát chi tiết Phương pháp khoan xử lý đầu năm 2011 không xác định rõ chiều sâu đối tượng gây thấm nên vữa gần 1/3 phía đối tượng nên vùng thấm tiếp tục hoạt động Ngoài ra, số hố khoan năm ngồi đối tượng gây thấm nên khơng có tác dụng hạn chế thấm 17 Chúng tiếp tục nghiên cứu chi tiết hơn, đồng thời áp dụng phương pháp Ra đa đất để bổ trợ cho phương pháp Thăm dò điện đa cực áp dụng nhằm nâng cao hiệu xác định vùng thấm đê Các kết công báo báo Lời cảm ơn Kết báo thu q trình thực đề tài nhóm B cấp ĐHQGHN, mã số QG.11.03 Chúng xin trân trọng cảm ơn Tài liệu tham khảo [1] Advanced Geoscienes, 2000-2009, “The SuperSting™ with Swift™ automatic resistivity and IP system Instruction Manual”, Advanced Geosciences inc, Austin, Taxas [2] Vu Duc Minh, Nguyen Ba Duan, “Application of methods of Ground Penetrating Radar and of Multi-electrode Resistivity Imaging to discover old road foundations around Doan Mon vestige”, VNU Journal of Science, Earth Sciences 23 (2007) 126-135 [3] Vũ Đức Minh, Nguyễn Bá Duẩn, 2007, “Thiết lập qui trình đo ngồi thực địa file điều khiển phương pháp Phân cực kích thích đa cực cải tiến”, Tuyển tập cơng trình khoa học, Hội nghị khoa học kỹ thuật Địa Vật lý Việt Nam lần thứ V, tr 347-356 [4] Vũ Đức Minh, Phương pháp Thăm dò điện đa cực cải tiến, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ 26 (2010) 233-241 [5] Advanced Geoscienes, 2002, “EarthImager 2D resistivity and IP Invesion”, Advanced Geosciences inc, Austin, Taxas 18 Đ.A Chung, V.Đ Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Survey on seepage in dikes with the Multi-electrode Resistivity Imaging method Do Anh Chung1, Vu Duc Minh2 Institute for Termite Control and Work Protection, Vietnam Academy for Water Resources VNU University of Science, 334 Nguyen Trai, Hanoi, Vietnam Seepage and leakage are considered one of the hidden dangers in dikes causing unsafely to dike body, dike foundation and sluice gate as well However, the current appreciations to show reasonable treatments are mainly based on observations from the roofs and treatments are drilling and ejection methods to create anti-seepage nets So the important problem is to study a technology to detect seepage areas exactly in dikes to improve treatment’s effection The paper shows some results of the survey on seepage in Song Chu – Thanh Hoa dike, at section K38+800-K39+200 with the Multi-electrode Resistivity Imaging method The equipment is SuperString R1/IP and the software EarthImage 2D  ... Minh / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Phương pháp khu vực khảo sát 2.1 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp Thăm dò điện đa cực [1-4] phương pháp thăm dị điện. .. nghiên cứu chi tiết hơn, đồng thời áp dụng phương pháp Ra đa đất để bổ trợ cho phương pháp Thăm dò điện đa cực áp dụng nhằm nâng cao hiệu xác định vùng thấm đê Các kết công báo báo Lời cảm ơn Kết... ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ 28 (2012) 11-18 Bàn luận kết Từ kết khảo sát, nhận thấy áp dụng phương pháp Thăm dò điện đa cực với thiết bị SuperSting R1/IP, hệ cực đo Wenner 56 cực xử lý