Trong thực tế công tác nghiên cứu địa chất thủy văn, đặc biệt là ở vùng đồng bằng sông Cửu Long có đặc điểm thủy hóa rất phức tạp do tồn tại các lớp chứa nước mặn, nhạt xen kẽ nhau nên cần phải xác định nhanh tổng độ khoáng hóa của nước với độ chính xác chấp nhận để tiến hành công tác nghiên cứu có hiệu quả kinh tế – kỹ thuật mong muốn. Để giải quyết vấn đề này, người ta sử dụng các phương pháp ĐVLGK để xác định tổng độ khoáng hóa của nước dưới đất, vì đại lượng này phản ánh chất lượng của nước dưới đất.
Nước trong tự nhiên thường được hòa tan một lượng muối khoáng nhất định, nên khả năng dẫn điện trong lớp đất đá phụ thuộc trực tiếp vào khả năng linh động của các ion trong nước vỉa bão hòa cũng như số lượng muối hoà tan và sự phân bố của nó trong các lỗ rỗng của đá. Nói khác đi là điện trở của đất đá chứa nước Rt phụ thuộc vào khả năng linh động của các ion trong nước và số lượng của các ion chuyển động về hai cực khi có tác động của dòng điện. Như vậy, giá trị Rt phụ thuộc chủ yếu vào điện trở của nước vỉa Rw.
Như vậy chúng ta có được mối quan hệ giữa Rw và Rt : Rw =f(Rt) (3.1)
Điện trở Rt còn phụ thuộc vào nhiệt độ T và các yếu tố khác như hàm lượng sét chứa trong đá, kích thước hạt. Khi nhiệt độ tăng, độ nhớt của nước giảm và độ linh động của nó tăng lên dẫn đến Rw và Rt giảm.
Năm 1974, các tác giả N. M. Sarapanov, G. I. A Trernhiak, V. A. Baron, (Liên Bang Nga) khi nghiên cứu ảnh hưởng của tổng độ khoáng hóa của nước dưới đất tới các tham số địa vật lý đã tiến hành đo đạc tham số điện trở của đất đá chứa nước có
63
tổng độ khoáng hóa khác nhau cho các đá trầm tích bở rời như sạn sỏi, cát, sét nhẹ, sét trung bình và nặng đồng thời xác lập quan hệ giữa chúng như trong hình 2.15.
Hình 2.15. Sự phụ thuộc của điện trở R của đất đá chứa nước vào tổng độ khoáng hóa M của nước.
Đất đá chứa nước: 1. Trầm tích sạn sỏi; 2. Cát; 3. Sét nhẹ; 4. Sét trung bình và nặng. (Các kết quả trên nhận được theo phân tích tài liệu đo sâu điện trở thực hiện cạnh các lỗ khoan, sau khi đã hiệu chỉnh và đưa về nhiệt độ 18oC).
Kết quả của phương pháp nghiên cứu điện trở đo được trên mặt đất đã chứng tỏ rằng tổng độ khoáng hóa M của nước dưới đất có quan hệ chặt chẽ với tham số điện trở của vỉa Rw đá chứa nước theo biểu thức:
LnM = a - b lnRw (3.2)
Từ các kết quả đó, các tác giả cũng chứng minh rằng ở miền tổng độ khoáng hóa thấp (khoảng một vài g/l) các đá chứa nước có thành phần thạch học khác nhau thì giá trị của các hệ số thực nghiệm a và b khác nhau. Mức giới hạn của miền tổng độ
64
khoáng hóa thấp đối với cát là khoảng 2 g/l, đối với sét nặng và trung bình khoảng là 5- 7 g/l. Ở miền tổng độ khoáng hóa lớn hơn các mức trên thì chúng có cùng qui luật của trầm tích sạn sỏi chứa nước.
Trong điều kiện lỗ khoan, việc đo tham số điện trở bằng các phương pháp điện sẽ chính xác hơn vì ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố nhiễu ảnh hưởng đến phép đo như: ranh giới mặt đất - không khí, điện trở tiếp địa của lớp mặt, hiệu ứng gộp của đất đá có mặt trong khoảng giữa hai điện cực phát AB và điện cực thu MN, của độ ẩm đới không khí,... Chính vì vậy mà việc xác định tổng độ khoáng hóa của nước dưới đất theo tài liệu ĐVLGK là có cơ sở khoa học và có độ chính xác cao.
Công trình của TS. Nguyễn Hồng Bàng trước đây nghiên cứu ở đồng bằng Nam Bộ cũng đã khẳng định tổng độ khoáng hóa M của nước dưới đất có quan hệ chặt chẽ với tham số điện trở của vỉa đá chứa nước và điện trở của nước vỉa. Sự phụ thuộc này đã được xác lập dưới dạng hàm:
M = f(Rt) hoặc M = f(Rw) (3.3)
Trong thực tế, để đảm bảo độ chính xác trong xác định M, loạt các quan hệ giữa M với Rw và Rt cần được xây dựng cho từng vùng ĐCTV chi tiết, trong đó chuẩn hoá nhiệt độ khi tính Rw là rất cần thiết.