TRONG ðIỀU KIỆN TẦNG CHỨA NƯỚC KHễNG ÁP
Phương phỏp Jacob núi một cỏch nghiờm tỳc dựng ủể chỉnh lý kết quả thớ nghiệm cỏc vỉa chứa nước cú ỏp mà chiều dày và hệ số nhả nước của chỳng khụng thay ủổi trong thời gian bơm thớ nghiệm. Tầng chứa nước khụng ỏp khỏc với tầng chứa nước cú ỏp ở chỗ, trong quỏ trỡnh hạ thấp mực nước chiều dày của nú là một ủại lượng thay ủổi. Tuy nhiờn, sự thay ủổi này cú thể bỏ qua khi ủại lượng hạ thấp mực nước vào cuối thời kỳ hỳt nước khụng vượt quỏ 20% chiều dày ban ủầu của tầng chứa nước [10]. Khi trị số hạ thấp mực nước lớn hơn thỡ việc xử lý tài liệu thớ nghiệm ủược tiến hành trờn cơ sở cụng thức Jacob trong tọa ủộ (2H - S)S - lgt. Sau ủú, cỏc thụng sốủịa chất thủy văn cơ bản, hệ số dẫn nước và hệ số truyền mực nước cú thểủược xỏc ủịnh bằng phương phỏp theo dừi thời gian, theo dừi diện tớch và theo dừi tổng hợp trị số (2H - S)S, tức là theo hệ số gúc và tung ủộ gốc của cỏc ủồ thị theo dừi thời gian, diện tớch và tổng hợp. Khi ủặc tớnh hỳt nước phức tạp phải sử dụng cỏc giỏ trị dẫn dựng (rdd, tdd), mà cỏch tớnh toỏn chỳng ủó ủược trỡnh bày ở trờn ủối với cỏc vỉa cú ỏp lực.
Cỏc cụng thức tớnh hệ số dẫn nước cũng giống như ủối với vỉa ỏp lực, cũn trong cụng thức tớnh hệ số thấm khỏc với cụng thức tớnh hệ số dẫn nước ở chỗ cỏc hệ số bằng số tăng lờn hai lần. Việc chỉnh lý số liệu hồi phục mực nước cú thể tiến hành bằng cỏch tương tự, nghĩa là bằng cỏc phương phỏp theo dừi thời gian, theo dừi diện tớch và theo dừi tổng hợp trị số (2H - S*)S* ởủõy S* là mực nước dõng cao, kể từ mực nước ủộng vào cuối thời gian hỳt nước. Nếu sự thay ủổi chiều dày là sự khỏc nhau duy nhất của tầng chứa nước khụng ỏp với tầng chứa nước cú ỏp lực thỡ khi hỳt nước phức tạp và chịu sựảnh hưởng cỏc yếu tố dị thường của ranh giới, vẫn ỏp dụng cỏc tiờu chuẩn ủó ủược trỡnh bày trong ủiều kiện cú ỏp ủể giải thớch cỏc
ủồ thị theo dừi.
Trong thực tế, quy luật thay ủổi mực nước khi hỳt nước từ tầng chứa nước khụng ỏp cú thể ủơn giản hơn và cũng cú thể phức tạp. Quy luật ủơn giản sẽ thỏa món với phương trỡnh Theis - Jacob trong mọi khoảng thời gian thớ nghiệm, trừủoạn ủầu trong khoảng thời gian kiểm tra. Khi quy luật thay ủổi mực nước ủơn giản và khi khụng cú sựảnh hưởng của cỏc yếu tố biờn giới thỡ cỏc ủồ thị theo dừi thời gian, diện tớch và tổng hợp là ủường thẳng và cỏc thụng sốủịa chất thủy văn ủược xỏc ủịnh theo chỳng thực tế cú giỏ trị giống nhau. Giải thớch cỏc quy luật
ủơn giản cũng ủược tiến hành bằng cỏc phương phỏp nờu ở trờn.
Tuy nhiờn, trong nhiều trường hợp, trong cỏc tầng chứa nước khụng ỏp, sự biến dạng ủồ thị
thay ủổi mực nước theo thời gian ủều do xuất hiện hiệu ứng Boulton (xem chương 1). Hiệu
ứng này gõy ra do thay ủổi tỏc dụng nhả nước và cỏ biệt do ảnh hưởng của lực mao dẫn [154, 138]. Nhưủó trỡnh bày ở trờn, khi cú hiệu ứng Boulton, trờn ủồ thị S - lgt ủược chia ra làm ba thời kỳ. Thời kỳ thứ nhất tương ứng với phương trỡnh Theis khi nhả nước ủàn hồi, thời kỳ thứ
hai (thời kỳ ủộng thỏi giả ổn ủịnh) ủược ủặc trưng bằng sự chậm trễ nhịp ủộ hạ thấp mực nước, và cuối cựng - thời kỳ thứ ba thỏa món phương trỡnh Theis - Jacob khi nhả nước trọng lực. Như vậy, sự khỏc nhau giữa quy luật thay ủổi mực nước ủơn giản và phức tạp khi hỳt nước là ở chỗ trong những trường hợp ủơn giản ủoạn ủồ thị gần ổn ủịnh ủược viết bằng phương trỡnh Theis - Jacob, thực tế ủược hỡnh thành trong mọi khoảng thời gian thớ nghiệm, cũn khi quy luật phức tạp thỡ ủoạn ủồ thịủú xuất hiện chậm hơn. Do ủú, khi cú quy luật hạ
thấp mực nước phức tạp thỡ cú thể núi về sự xuất hiện của hiệu ứng Boultonn trờn quan ủiểm là ủoạn ủồ thị thoả món phương trỡnh Theis và chuyển dần sang ủoạn gần ổn ủịnh ủược hỡnh thành muộn hơn. Vỡ vậy, quy luật thay ủổi mực nước khi hỳt nước do sự thay ủổi tớnh nhả
71 ủường cong chuẩn của Boulton [154]. Sự phõn tớch chi tiết và hoàn thiện phương phỏp này ủường cong chuẩn của Boulton [154]. Sự phõn tớch chi tiết và hoàn thiện phương phỏp này
ủược trỡnh bày trong cỏc tỏc phẩm [138, 156, 152, 160].
Trờn thực tế, việc sử dụng phương phỏp này bộc lộ một quy ước quỏ ủỏng, thờm vào ủú khụng ớt ở trường hợp khi ủường cong thớ nghiệm hoặc là hoàn toàn khụng trựng khớp với
ủường cong chuẩn hoặc là khụng cú sự trựng khớp tương ủối thoả món giữa ủường cong thớ nghiệm và ủường cong chuẩn, cỏc trị số của thụng số thu ủược ủều khụng ủỳng thực tế. Những phõn tớch tương tự cũng cú trong văn liệu nước ngoài [152]. Tỡnh trạng ủú bắt buộc phải quay trở về với phương phỏp Jacob, một phương phỏp ủơn giản và tin cậy nhất về mặt thực tiễn. ðể lập luận cho kết luận này cú thể dẫn ra những luận ủiểm sau : thứ nhất, trong nhiều trường hợp khi thớ nghiệm tầng chứa nước khụng ỏp, hiệu ứng Boulton thực tế khụng xuất hiện; thứ hai là khi cú hiệu ứng Boulton cỏc ủoạn ủồ thịủại diện S - lgt ủể chỉnh lý bằng phương phỏp Jacob ủều quan sỏt thấy trong giới hạn thời gian ủạt khoảng thời gian hỳt nước thớ nghiệm thực tế. Việc phõn tớch cỏc số liệu thớ nghiệm cho thấy ủại lượng thời gian trễ nằm trong giới hạn từ 1 ủến 8 ngày. chỳng ta sẽ xem xột một loạt thớ dụ minh hoạ ủặc tớnh cỏc ủồ
thị theo dừi thực tế và khả năng chỉnh lý chỳng bằng phương phỏp Jacob. Hóy lấy mỏ Xamxki
ở Cazactan làm thớ dụ.
Mỏ Cazactan là một khối cỏt kết rộng cú diện tớch 600 km2. Tầng chứa nước cú ủỏy cỏch nước nằm ngang rất ủơn giản và ủồng nhất. Tầng chứa nước ủược thử nghiệm bằng hỳt nước ủơn và hỳt nước chựm. Sơủồ chựm thớ nghiệm trỡnh bày trờn hỡnh 25. Từ 137 giỏ trị tỡm ủược hệ số biến
ủổi theo chiều dày là Wk = 9,7% và hệ số dẫn nước theo số liệu hỳt nước ủơn là Wkm = 50% ủặc trưng cho tầng chứa nước ủồng nhất. Trong giới hạn diện tớch thớ nghiệm khụng cú bất cứ một yếu tố dị thường nào, ủiều ủú cho phộp theo dừi hiệu ứng Boulton dưới dạng ủầy ủủ nhất. Chỳng ta hóy chỳ ý ủến số liệu hỳt nước chựm. Trờn hỡnh 26, 27 vẽ cỏc ủồ thị theo dừi tổng hợp mực nước hạ thấp. Từ 4 chựm thớ nghiệm trong ủiều kiện ủịa chất thủy văn hoàn toàn tương tự nhau, khỏi niệm khỏ rừ ràng về hiệu ứng Boulton chỉ cú thể nhận ủược theo số liệu chựm 73 và 39, ởủõy ủoạn cuối cựng hợp lại thành một tiếp tuyến chung. Trong hai chựm khỏc, cỏc ủồ thị của tất cả cỏc lỗ khoan quan sỏt ủều là một ủường thẳng mà khụng cú sự
chậm trễ, thể hiện sựủỳng ủắn của quan hệ ủường thẳng logarit, tức là thể hiện cỏc quy luật
ủược viết bằng cụng thức Theis - Jacob.
Thời ủiểm mà từủú tất cả cỏc ủồ thị chập lại trờn một ủường thẳng chung xảy ra sau 100 - 120 giờ ở chựm 73 và sau 80 - 90 giờở chựm 39, nghĩa là trong khoảng thời gian (3,3 - 7,5 ngày) hoàn toàn ủạt ủược ủối với thực tế thớ nghiệm hiện nay. Cỏc thụng số tớnh toỏn theo ủồ thị phức tạp
ủược xỏc ủịnh theo hệ số gúc và tung ủộ gốc của ủường thẳng chung ủược vạch ởủoạn cuối. Cỏc giỏ trị theo số liệu theo dừi tổng hợp mực nước hạ thấp thu ủược như sau (bảng 8).
Bảng 8
Hệ số Số hiệu chựm
thớ nghiệm thấm