Toàn phương án đã tiến hành 04 lộ trình khảo sát địa chất, địa chất thủy văn. Khối lượng chi tiết được thống kê trong bảng 4.2.
Bảng 4.2. Khối lượng công tác lộ trình khảo sát
T T Lộ trình khảo sát Mục đích nhiệm vụ Km/
điểm Tài liệu thu thập
1 Lộ trình 1: Cầu Thăng Long-Đầm Vân Trì- Phú Cường- Công ty TNHH đầu tư phát triển Hà Nội-Liên Hà-Nhà
Điều tra đầm Vân Trì, định điểm quan trắc nước mặt NM1. Kiểm tra các lỗ khoan của giai đoạn trước, điều tra hiện trạng khai thác của các giếng lẻ, định điểm thăm dò ở bãi giếng(chùm H2, H7). Định điểm lấy mẫu nước khu vực
20/5
Thu thập tài liệu hiện trạng khai thác của các giếng lẻ như giếng Công ty TNHH đầu tư phát triển Hà Nội, giếng khu đô thị Liên Hà, giếng nhà NMN Đông Anh về Q, H(t),H(đ). Xác định vị trí các điểm quan trắc P68A, P66A
máy nước
Đông Anh nghiên cứu.
2 Lộ trình 2: Cầu Thăng Long-Hải Bối-Quốc lộ 3-Nhà máy nước Đông Anh Khảo sát sông Cà Lồ, điều tra các sông hồ. Điều tra thu thập tài liệu tình trạng khai thác các giếng lẻ.
Định điểm lấy mẫu nước khu vực nghiên cứu.
10/10
Định điểm nước mặt NM2-Cầu Phù Lỗ-Sông Cà Lồ. Xác định độ rộng, độ sâu và thành phần trầm tích lòng sông.
Thu thập các tài liệu các giếng khai thác lẻ như: Giếng cao đẳng nghề kỹ thuật công nghệ-Tiên Dương, giếng Công ty ôtô 1-5, ôtô Cổ Loa, giếng TT hướng nghiệp thanh niên Hà Nội.Định điểm quan trắc P98(A,B), P99(A,B), P97(A,B), H , điểm lấy , H5, điểm lấy mẫu nước.
3 Lộ trình 3: CầuThăng Long- Nguyên Khê-Dục Tú- nhà máy nước Đông Anh Khảo sát sông Ngũ Huyện Khê, ao, hồ, định điểm quan trắc NM3.
Điều tra thu thập tài liệu tình trạng khai thác các giếng lẻ. Định điểm lấy mẫu nước khu vực nghiên cứu.
10/6
Định điểm nước mặt NM3-Sông Ngũ Huyện Khê. Xác định độ rộng, độ sâu và thành phần trầm tích lòng sông. Thu thập các tài liệu các giếng khai thác lẻ như: Giếng nhà máy kính , nhà máy Rượu Vốtka Nguyên Khê…, các điểm quan trắc Q34A .
4 Lộ trình 4 Cầu Thăng Long-Kim Nỗ-Bắc Hồng- thị trấn Đông Anh
Điều tra thu thập tài liệu tình trạng khai thác các giếng lẻ. Định điểm lấy mẫu nước khu vực nghiên cứu. Xác định các điểm quan trắc nước dưới đất.
10/6
Định điểm quan trắc nước dưới đất P71(A,B),P73(A,B), P67(A,B) Thu thập các tài liệu các giếng khai thác lẻ như: Trường cao đẳng dạy nghề, khu đô thị Liên Hà.
Định điểm lấy mẫu nước.
Công tác lộ trình khảo sát địa chất, địa chất thủy văn đã làm sáng tỏ thêm điều kiện biên, hiện trạng khai thác của vùng nghiên cứu.
Trên cơ sở các tài liệu điều tra kết hợp các lộ trình khảo sát đã xác định vị trí hợp lý các công trình thăm dò, quan trắc nước mặt, nước dưới đất.
1.2.3. Phương pháp công tác.
- Xác định vị trí các điểm quan trắc nước mặt, nước dưới đất, lấy mẫu nước phân tích kiểm tra chất lượng. Điều tra hiện trạng khai thác nước dưới đất và định vị trí các giếng hiện đang khai thác lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25000.
CHUƠNG 2
CÔNG TÁC ĐỊA VẬT LÝ 2.1 Mục đích và nhiệm vụ
Công tác địa vật lý nhằm:
- Xác định chiều sâu phân bố, bề dày của phân vị địa tầng, địa chất thủy văn tầng qp1 từ đó lựa chọn vị trí triển vọng tầng chứa nước qp1 có bề dày lớn phục vụ công tác khoan thăm dò tại thị trấn Đông Anh.
- Xác định chính xác cột địa tầng lỗ khoan phục vụ kết cấu lỗ khoan khai thác tại thị trấn Đông Anh.
2.2 Phương pháp và khối lượng công tác
Từ đặc điểm địa chất - địa chất thủy văn của vùng công tác đã trình bày ở trên, để giải quyết các nhiệm vụ đặt ra cho công tác địa vật lý, tổ hợp phương pháp địa vật lý được chọn gồm :
- Phương pháp đo sâu điện 4 cực đối xứng. - Phương pháp Karota lỗ khoan.
2.2.1 Phương pháp đo sâu điện 4 cực đối xứng
Để phân chia ranh giới các tầng chứa nước, chiều sâu phân bố các tầng qp2, qp1, các tầng cách nước, bề dày của tầng chứa nước qp1 để lựa chọn vị trí có triển vọng để thực hiện công tác khoan thăm dò, chúng tôi dự kiến sử dụng phương pháp đo sâu điện , khối lượng của công tác này dự kiến như sau:
Trong phương án này bố trí 1 tuyến đo theo hướng song song với sông Cà Lồ qua các lỗ khoan thăm dò khai thác dự kiến của bãi giếng và 3 tuyến đo vuông góc với tuyến 1, tuyến đo này đi qua vị trí các LK TDKT1,TDKT2,TDKT3. Các điểm đo được bố trí cách nhau 150m, tuyến 2, 3, 4 cách nhau 300m. Vậy cụ thể khối lượng địa vật lý như sau :
-Tuyến 1: Tuyến đo song song với sông Cà Lồ. Chiều dài tuyến đo là 900m. -Tuyến 2: Đi qua LK TDKT1 và vuông góc với tuyến 1, chiều dài tuyến là 600m.
-Tuyến 3: Đi qua LK TDKT2 và vuông góc với tuyến 1, chiều dài tuyến là 600m.
-Tuyến 4: Đi qua LK TDKT3 và vuông góc với tuyến 1, chiều dài tuyến là 600m.
Bảng 5.1 Khối lượng công tác đo sâu điện
Chiều dài một tuyến
đo(m)
Số điểm trên một
tuyến đo(điểm) Nhiệm vụ
T1 900 6 - Xác định vị trí có triển vọng
tầng chứ nước qp1, khoanh vùng triển vọng có nước từ đó lựa chọn điểm bố trí lỗ khoan thăm dò khai thác sau này.
T2 600 4
T3 600 4
T4 600 4
Tổng 2700 18
+ Phương pháp: Tiến hành đo sâu điện bốn cực đối xứng theo các tuyến được bố trí theo hướng song song và vuông góc với sông Cà Lồ. Khoảng cách các cực ABmax = 300m, ABmin = 3m, MNmax = 30m, MNmin = 1m . Kích thước giữa các điện cực A, B, M, N được tính sẵn trên cơ sở đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn của khu vực nghiên cứu.
+ Thiết bị: Đo điện trở suất và điện trường thiên nhiên bằng máy: RDC – 3 (UC) hoặc TD2000.
- Nguồn phát: Pin khô với Umax = 280V
- Điện cực thép, điện cực đồng ( Việt Nam sản xuất) - Các phụ kiện khác như: Kìm điện, búa, băng cách điện.
(1) (2)
A M N B
Hình 5 .1 Sơ đồ đo sâu điện đối xứng
A, B: hai cực máy phát M, N : hai cực thu (1): nguồn phát
(2): đồng hồ đo cường độ dòng điện qua hai cực phát
( ( A B (3) 3) N M
(3): đồng hồ đo hiệu điện thế giữa hai cực thu
Với mỗi khoảng cách AB và MN sẽ đo hiệu điện thế ∆U (mV) giữa hai cực thu MN và cường độ dòng điện một chiều I (mA) giữa hai cực phát AB. Từ đó tính được điện trở suất biểu kiến ρk (Ωm).
(Ωm) Trong đó :
ΔU : Hiệu điện thế giữa hai cực phát AB
I : Cường độ dòng điện đo được qua đồng hồ đo giữa hai cực thu MN
K : Hệ số thiết bị, phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai cực thu và cực phát theo công thức sau:
2.2.2 Phương pháp Karota lỗ khoan
Công tác đo địa vật lý lỗ khoan khai thác nhằm mục đích chính xác cột địa tầng địa chất thuỷ văn tại các lỗ khoan thăm dò TDKT1,TDKT2,TDKT3 và xác định vị trí đặt ống lọc trong lỗ khoan thăm dò khai thác trên.
Phương pháp đo: Trong phương án này tôi tiến hành đo bằng phương pháp Gama tự nhiên và phương pháp độ dẫn điện.
Hình 5.2: Sơ đồ bố trí đo Karota lỗ khoan
Trong đó:
1. Trạm ghi (nguồn)
2. Tời và cuộn cáp có đánh dấu độ sâu 3. Ròng rọc định vị
4. Cáp ( dùng để treo bộ nhạy, truyền tín hiệu) 5. Đầu dò
Tôi dự kiến tiến hành đo Karota ở tất cả các lỗ khoan thăm dò khai thác: TDKT1,TDKT2,TDKT3. Theo tài liệu các lỗ khoan thăm dò khai thác có trong vùng ĐôngAnh , các lỗ khoan đang khai thác trong tầng chứa nước qp1 đã khoan ở
chiều sâu từ 70m tại lk 607 đến 80m tại lk 612 do vậy chúng tôi dự kiến chiều sâu lỗ khoan thăm dò khai thác là 70m. Khối lượng công tác đo Karota như sau (bảng 5.2)
Bảng 5.2:Bảng khối lượng công tác đo Karota
STT Ký hiệu lỗ khoan Chiều sâu đo(m) Nhiệm vụ
1 TDKT1 70 Xác định chính xác địa tầng lỗ khoan và chiều sâu đặt ống lọc 2 TDKT2 70 3 TDKT3 70 Tổng khối lượng 210 2.3 Chỉnh lý tài liệu
Tài liệu đo đạc ngoài thực địa phải được chỉnh lý kịp thời, tính toán, đánh giá sai số của phép đo. Sai số đo kiểm tra phải đạt như sau:
+ Thành phần điện trở suất sai số: ρk 7% + Thành phần cực sai số: ρk 10%
- Xử lý kết quả đo sâu điện: Kết quả đo sâu điện được biểu diễn dưới dạng lát cắt đẳng âm. Do đường cong ρp(z) có độ phân giải cao hơn đường cong ρk(r) chiều sâu lát cắt ρp(z) gần với lát cắt thật của môi trường. Do xây dựng lát cắt đẳng ρp(z) ta tiến hành tính chuyển toàn bộ đường cong đo ρk(r) sang đường cong phân tích ρp(z) theo công thức:
khi ρk(ri + 1) < ρk(r) khi ρk(ri + 1) > ρk(r)
Ở đây i: Thứ tự chiều sâu khảo sát sau khi tính chuyển từ đường cong ρk(r) sang đường cong ρp(z), ta tiến hành xây dựng lát cắt đẳng ôm ρp(z). Từ lát cắt này cho phép ta xác định được các vùng có điện trở cao thấp khác nhau, các vùng có đường đẳng trị, đặc biệt để xác định các đứt gãy, các nứt nẻ…
Đường cong đo sâu của phương pháp được phân tích định tính và định lượng nhằm xác định các lớp địa điện từ trên xuống dưới. Thành lập các dạng tài liệu phục vụ cho phân tích định tính, định lượng và lập được lát cắt địa vật lý qua các lỗ khoan dự kiến. Kết quả nghiên cứu được thể hiện đầy đủ trên lát cắt địa – điện làm cơ sở xác định vị trí lỗ khoan thăm dò và lập thiết đồ dự kiến các lỗ khoan khai thác.
CHƯƠNG 3
CÔNG TÁC KHOAN VÀ KẾT CẤU GIẾNG 3.1 Mục đích và nhiệm vụ.
- Xác định chính xác thành phần thạch học của đất đá, chiều sâu phân bố, bề dày đất đá các tầng chứa nước và cách nước tại thị trấn Đông Anh.
- Sử dụng các LK thăm dò khai thác để hút nước thí nghiệm, xác định các thông số ĐCTV tầng chứa nước qp1.
- Xác định quan hệ thủy lực giữa tầng chứa nước qp1 và nước sông Cà Lồ tại thị trấn Đông Anh
- Sử dụng lỗ khoan để lấy mẫu xác định tính chất vật lý và thành phần hóa học của nước dưới đất tầng chứa nước qp1 tại thị trấn Đông Anh.
- Sử dụng LK để đo địa vật lý phục vụ kết cấu LK thăm dò khai thác.
- Sử dụng LK để quan trắc động thái mực nước và động thái thành phần hóa học nước dưới đất tại thị trấn Đông Anh.
- Sử dụng các LK sau thí nghiệm làm các LK khai thác phục vụ cấp nước cho nhà máy nước thị trấn Đông Anh.
3.2 Khối lượng công tác
3.2.1 Luận chứng khối lượng công tác khoana, Các lỗ khoan thăm dò khai thác a, Các lỗ khoan thăm dò khai thác
Khối lượng công tác khoan phụ thuộc vào mức độ phức tạp về điều kiện địa chất thủy văn và của giai đoạn điều tra nghiên cứu, nhằm đảm bảo về trữ lượng, hợp lý về mặt kinh tế.
Như đã trình bày trong phần đánh giá chất lượng và trữ lượng, tôi dự kiến tiến hành khoan 3 lỗ khoan thăm dò khai thác: TDKT1, TDKT2, TDKT3.
b, Các lỗ khoan quan sát
Tầng chứa nước được lựa chọn đưa vào khai thác qp1 là tầng chứa nước lỗ hổng do vậy để chính xác các thông số ĐCTV của tầng chứa nước này và xác định mối quan hệ của tầng chứa nước qp1 với tầng qp2, tầng neogen và xác định quan hệ tầng chứa nước qp1 với sông Cà Lồ. Chúng tôi dự kiến thiết kế chùm lỗ khoan thí nghiệm:
Chùm lỗ khoan thí nghiệm gồm: 1 LK trung tâm TDKT2 và 2 tia LK quan sát. * Tia song song với sông nhằm xác định thông số địa chất thủy văn tầng qp1
+ Gồm 2 cụm lỗ khoan quan sát, được bố trí dọc theo hành lang của lỗ khoan TDKT02.
Cụm QS1 và QS2 gồm 6 lỗ khoan QS ( xem hình vẽ 6.1 )
- Lỗ khoan QS1a và QS2a: vào TCN qp2, chiều sâu dự kiến 20m, để xác định quan hệ thủy lực TCN qp2 và qp1.
- Lỗ khoan QS1b và QS2b vào TCN qp1, dự kiến chiều sâu là 55m, để xác định thông số ĐCTV TCN qp1 và quan hệ thủy lực vs các tầng qp2 , m - Lỗ khoan QS1c và QS2c: khoan vào TCN Neogen ( m ) để xác định
quan hệ thủy lực với TCN qp1 và TCN m . Chiều sâu LK dự kiến là 80 m LKTT Cụm LK QS1 Cụm LK QS2 r1 = 25,5m r2 = 38,25m 1a 1b 1c 2a 2b 2c LCN1 qp2 LCN2 qp1 m
Hình 6.1 . Tia LK song song với sông trong chùm LK thí nghiệm
* Tia vuông góc với sông nhằm xác định mối quan hệ thủy lực tầng chứa nươc qp1 với sông Cà Lồ
+ Gồm 2 cụm lỗ khoan quan sát ( xem hình vẽ 6.2 ) Cụm QS3:
- LK quan sát QS3b được bố trí vào tầng chứa nước qp1 để xác định quan hệ giữa TCN qp1 và sông Cà Lồ.
Cụm QS4:
TDKT02 Cụm QS3 Cụm QS4 r3 = 25,5m r4 = 38,25m 3b 4b LCN1 qp2 LCN2 qp1 m
Hình 6.2. Tia LK vuông góc với sông trong chùm LK thí nghiệm
c, Tính toán khoảng cách từ LK trung tâm đến các LK quan sát.
Khoảng cách giữa giếng khoan trung tâm và các giếng khoan quan sát được xác định như sau:
r1 = 1 x chiều dày tầng chứa nước (dự kiến) r2 = r1 x αn-1 (đối với TCN có áp chọn α = 1,5) Trong đó:
r1: khoảng cách từ cụm quan sát thứ nhất đến lỗ khoan trung tâm r2: khoảng cách từ cụm quan sát thứ hai đến lỗ khoan trung tâm Như vậy:
r1 =1 x 25,5 = 25,5m r2 = 25,5 x 1,52-1 = 38,25m Vậy:
+ Khoảng cách từ cụm quan sát 1 và cụm quan sát 3 đến lỗ khoan trung tâm là: 25,5m.
+ Khoảng cách từ cụm quan sát 2 và cụm quan sát 4 đến lỗ khoan trung tâm là: 38,55m.
3.2.2 Thiết kế lỗ khoan
a, Địa tầng dự kiến: theo cột địa tầng LK612 khoan thăm dò đến tận tầng T2 cho thấy
Từ 7,0 đến 21,5 m: Cát hạt mịn trung lẫn ít sạn. Từ 21,5 đến 30,9 m: Sét, sét pha, cát pha.
Từ 30,9 đến 65 m: Cuội, sỏi, sạn lẫn cát. Từ 65m đến 86m: Sét kết, sạn kết.
Dựa vào cột địa tầng dự kiến ở trên, tôi thiết kế cấu trúc lỗ khoan thăm dò khai thác và cấu trúc lỗ khoan quan sát như sau:
b, Cấu trúc lỗ khoan thăm dò khai thác.
* Trên cơ sở cột địa tầng dự kiến nêu trên và lưu lượng yêu cầu là 2700m3/ngày tại 1 LK. Chúng tôi dự kiến cấu trúc LK thăm dò khai thác như sau:
* Ống chống: Có đường kính và chiều sâu đủ để đảm bảo máy bơm với Q = 2700m3/ngày hoạt động bình thường.
Đường kính của ống chống đối với máy bơm khai thác nước từ 2000 m3/ngày đến 3000 m3/ngày là: 273, chiều dài ống chống đặt được máy bơm dưới mực nước động từ 2m đến 3m.
Chiều dài ống chống = mực nước tĩnh + S + 3
Theo H3 ta có: ht = 3.11 m. Hạ thấp S lớn nhất tại các LK thăm dò của phương án là: 19.12 m.
Vậy chiều dài ống chống = 16.12 + 3,11 + 3 = 19.23 m Chúng tôi dự kiến chiều dài ống chống 273 là 20m. * Ống lọc
Tầng chứa nước qp1 là tầng chứa nước lỗ hổng, bề dày tầng chứa nước chỉ 25m. Do đó chúng tôi dự kiến chiều dài ống lọc đặt hết chiều dày tầng chứa nước là 25m.
Vậy đường kính ống lọc là: Trong đó:
α: là hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào thành phần đất đá. Vì đất đá chứa nước là cuội, sỏi, lẫn cát nên để đảm bảo yêu cầu ta chọn α = 60.
Q: là lưu lượng dự kiến khai thác (m3/h) : Q = 2700m3/ng = 104m3/h