V Mức nhiễm xạ 109 Tổng hoạt độ α Bq/l 0,1 TCN 6053
3. Ph −ơng pháp đốt lửa
4.3. Ph−ơng pháp phân tích vệt khe nứt
Một kỹ thuật đã đ−ợc các nhà địa chất thuỷ văn chấp nhận là phân tích vệt khe nứt. Nh− đã đề cập, n−ớc d−ới đất th−ờng tập trung trong các đới nứt nẻ của nhiều loại đá khác nhau. Vị trí các vệt khe nứt đ−ợc xác định bằng việc nghiên cứu các đặc điểm có dạng tuyến trên ảnh hàng không hoặc ảnh vệ tinh. Trên ảnh hàng không, các đặc tr−ng dạng tuyến tự nhiên gồm có sự thay đổi sắc độ màu của đất đá, sự sắp xếp thẳng hàng của các kiểu thực vật, các đoạn sông hoặc thung lũng đặc điểm khác thể hiện sự định h−ớng dạng tuyến (Lattman 1958). Một số đặc tr−ng dạng tuyến có thể thấy đ−ợc trên mặt đất, vị dụ sự lún võng mặt đất hoặc các đoạn sông chảy thẳng. Số khác, nh− sự thay đổi sắc độ màu đất đá, hoặc sự sắp xếp thẳng hàng, hoặc chiều cao của một loại thực vật nào đó thì có thể không nhận thấy đ−ợc trừ trên ảnh hàng không (Lattman 1958). Nhiều đặc tr−ng dạng tuyến tự nhiên có các phân đoạn ngắt quãng, và có thể gồm các loại khác nhau. Ví dụ, một đoạn
62
sông thẳng trên vùng đồng bằng có thể sắp thẳng hàng với các hàng cây của các khu rừng lân cận. Những đặc tr−ng dạng tuyến tự nhiên có chiều dài 1000 ft (300m) đến khoảng 4300ft (1300m) th−ờng gọi là vệt khe nứt. Nếu dài hơn 4300ft thì gọi là tuyến khe nứt (Lattman 1958). Một số tuyến dài đến 90 dặm (150km) (Parizek 1976).
Vệt khe nứt là sự biểu hiện trên bề mặt của các khe nứt, các đới khe nứt tập trung hoặc các đứt gãy (Lattman & Matzke 1961). Nói chung, ng−ời ta cho rằng hệ thống khe nứt có khuynh h−ớng gần nh− thẳng đứng (Parizek 1976).
Những đới nứt nẻ này có sức kháng xói kém hơn với đá ít nứt nẻ. Vì vậy, thung lũng và các đoạn sông suối có xu h−ớng chảy dọc theo chúng. Chúng có thể là những đới tiêu thoát n−ớc d−ới đất, vì thế đất nằm trên chúng có mực n−ớc d−ới đất sâu hơn hoặc có độ ẩm thấp hơn so với các vùng xung quanh. Màu của đất hoặc thực vật có thể khác với vùng xung quanh. Nếu chúng là đới tập trung tiêu thoát n−ớc d−ới đất, thì có thể có một dải mạch n−ớc hoặc dải thấm rỉ ra. Các vệt khe nứt trong đá Cacbonat th−ờng là những vùng bị hoà tan mạnh, các hố sụt hoặc các chỗ trũng mặt đất thẳng hàng là biểu hiện bề mặt điển hình.
Các vệt khe nứt có thể có quan hệ với hoạt động kiến tạo khu vực. Chúng th−ờng hợp thành một góc cố định đối với ph−ơng cấu trúc khu vực. Tuy nhiên, sự định h−ớng đó hình nh− độc lập với các nếp uốn cục bộ (Lattman & Matzke 1961). Các tuyến khe nứt đã phát hiện th−ờng cắt qua nhiều đá tuổi khác nhau, cắt qua các nếp uốn và đứt gây (Parizek 1976). Chúng song song với hệ thống khe nứt chính trong các địa tầng nằm ngang hoặc hơi nghiêng, nh−ng không phải nh− vậy đối với các địa tầng dốc đứng. Nếu các vùng mặt đất đ−ợc phân cách bởi các đứt gãy chính thì từng khối đứt gãy riêng biệt có thể có các vệt khe nứt có h−ớng khác nhau (Parizeke 1976). Phần lớn các vệt khe nứt xuất hiện trong một vùng có thể tập hợp gần song song thành hai hệ thống, hai hệ thống này gần vuông góc với nhau. Những sông suối phát triển trong các đá rõ ràng là theo các vệt nứt thì th−ờng có dạng bậc (Setzer 1966).
Nghiên cứu thống kê của các giếng trong bối cảnh đá Cacbonat cho thấy rằng những giếng bố trí trong các vệt khe nứt, có chủ ý hoặc ngẫu nhiên, đều có l−u l−ợng lớn hơn những giếng đặt ngoài vệt khe nứt (Siđiqui & Parizek 1971). Hình 4.1 chứng tỏ rằng năng suất của các giếng nằm trong vệt khe nứt lớn hơn rõ rệt so với các giếng không nằm trong vệt khe nứt. Năng suất lớn nhất thu đ−ợc từ các giếng đặt ở chỗ giao nhau của hai vệt khe nứt. Năng suất lớn nhất thu đ−ợc từ các giếng đặt ở chỗ giao nhau của hai vệt khe nứt.
Nhiều nhà địa chất thuỷ văn đã sử dụng thành công kết quả phân tích vệt khe nứt để bố trí các giếng l−u l−ợng lớn. Kỹ thuật này đã đ−ợc áp dụng cho đá cacbonat (Lattman & Parizek 1964) nh−ng cũng có thể áp dụng cho hầu hết các loại đá khác (Parizek 1976). Nó cũng có thể gián tiếp sử dụng ngay cả khi đá gốc bị che phủ bởi trầm tích băng n−ớc dày đến 170ft (50m) (Wobber 1967).
Phân tích vệt khe nứt đồng thời cũng đ−ợc sử dụng rộng rãi trong việc chọn vị trí chôn lấp rác thải. Đ−ơng nhiên, vị trí chôn lấp rác thải thích hợp nhất là ở những vùng giữa các khe nứt. Những ứng dụng khác gồm có phân tích nền móng và vị trí xây dựng đập, đánh giá áp lực n−ớc trong mỏ và đ−ờng hầm và kiểm soát sự tiêu thoát n−ớc ở mỏ (Parizek 1976).
Phân tích vệt khe nứt cũng rất hữu ích trong việc xác định vị trí giếng quan trắc n−ớc d−ới đất. Bởi vì dòng thấm của n−ớc d−ới đất th−ờng hay theo đ−ờng dễ thấm nhất, nên các
63 giếng quan trắc phải đ−ợc bố trí các vệt khe nứt. Ví dụ, nếu một chỗ chôn chất phế thải nguy hiểm đ−ợc bố trí trong một vùng đá gốc nứt nẻ, thì theo luật Bảo vệ và Khôi phục tài nguyên, đòi hỏi ít nhất phải có một giếng quan trắc bố trí trong vệt khe nứt ở phía hạ l−u (theo chiều gradien áp lực).
Hình 4.1 - Biểu đồ tần số năng suất của các nhóm giếng trên vệt khe nứt hoặc nằm ngoài vệt khe nứt
Để nhận biết vệt khe nứt trên ảnh hàng không, th−ờng sử dụng một kính lập thể có độ phóng đại không lớn (Lattman 1958). Các vệ khe nứt có thể có đ−ợc vẽ trực tiếp lên ảnh. Một khó khăn trong việc nhận biết là sự lẫn lộn của các đặc tr−ng dạng tuyến có nguồn gốc nhân tạo (hàng rào, lối trâu bò đi, đ−ờng đi, các đ−ờng dây điện, luống đất cày và các hình dạng luống gặt lúa…) với các đặc tr−ng dạng tuyến tự nhiên. Cũng có xu h−ớng vẽ bản đồ vệt khe nứt xoay một góc so với hệ các đ−ờng l−ới thông th−ờng trên ảnh. Vì những tuyến cắt hầu nh− xuất hiện th−ờng xuyên trên ảnh hàng không theo h−ớng Tây Bắc - Đông Nam và Đông Bắc - Tây Nam, đặc biệt rong những vùng có trồng trọt, nên có xu h−ớng thiên về
1045 5 2 103 7 5 3 2 102 7 5 3 2 101 7 5 3 2 100 7 5 3 2 10-1 Các giếng đúng vệt khe nứt Các giếng ngoài vệt khe nứt Các giếng có chủ định Các giếng định vị ngẫu nhiên
1 2 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 99%
Tỷ lệ các giếng có năng suất bằng hoặc lớn hơn giá trị đã nêu Năng s u ất , gal lo n/ ph út /f t hạ th ấp m ự c n − ớc, t rên 1 f t Chi ều dà y lớ p bão hòa t ĩn h đ ịnh
64
vẽ bản đồ vệt khe nứt theo các h−ớng này. Tiếp sau việc vẽ bản đồ bằng kính lập thể, các ảnh cần đ−ợc kiểm tra không dùng kính lập thể xem còn có các đặc tr−ng nào khác không. Tỷ lệ ảnh hàng không điển hình để phân tích vệt khe nứt là 1 : 20.000. Nếu các đặc tr−ng dạng tuyến gặp không chỉ một lần và chúng lại cắt qua các con đ−ờng hoặc cánh đồng thì rất có thể là biểu hiện của các vệt khe nứt.
Ngoài việc vẽ bản đồ các đặc tr−ng dạng tuyến trên ảnh hàng không, còn cần phải tiến hành kiểm tra thực địa. Một số đặc tr−ng nhân tạo đã vẽ lên bản đồ sẽ phải tẩy đi. Nhà địa chất càng ít kinh nghiệm, điều đó càng dễ xảy ra. Nếu một vệt khe nứt còn nghi ngờ mà có biểu hiện trên mặt đất, thì nó sẽ dễ dàng đ−ợc xác định trên thực địa. Những vệt khe nứt không có những biểu hiện rõ ràng trên mặt đất thì cần phải định vị theo quan hệ không gian của chúng với hàng cây riêng biệt hoặc công trình nào có thể thấy đ−ợc trên ảnh và có thể nhận diện đ−ợc trên mặt đất, Trong những vùng đô thị, có thể phải sử dụng những ảnh cũ chụp tr−ớc khi phát triển đô thị để lập bản đồ vệt khe nứt. Điều đó khối làm cho việc xác định vị trí các vệt khe nứt trên thực địa càng khó khăn hơn.
Yin và Brook (1992) đã chỉ ra rằng trong những vùng đá kết tinh, những giếng cho l−u l−ợng cao nói chung đều liên quan với các vệt khe nứt, nh−ng vệt khe nứt có thể không nhất thiết trùng với những chỗ thấp của địa hình. Họ khuyến cáo rằng các giếng cần bố trí trên cơ sở ph−ơng pháp phân tích vệt khe nứt chứ không đơn giản là khoan vào vùng địa hình thấp.