Chúng tôi đã áp dụng thử nghiệm phương pháp Rađa đất vào việc xác định các hang rỗng trên một số đoạn đê của Hà Nội, Nam Định, Hải Phòng và một số đập: đập
Đá Đen thuộc tỉnh Khánh Hoà, đập Khe Tân thuộc tỉnh Quảng Nam.
+ Đặc điểm đối tượng:
Trong thân đê, đập đất hang rỗng thường do các sinh vật sinh sống trong đó
đào hoặc tạo ra các hang, khoang rỗng để làm nơi cư trú. Đặc biệt trên thân đê, đập
loài mối thường làm tổ dưới dạng tổ nổi hay tổ chìm. Những tổ mối dạng nổi dễ phát hiện khi quan sát bằng mắt thường, cịn tổ mối dạng chìm (khoang chính nằm sâu trong lịng đất) khơng phát hiện được bằng mắt thường. Đây chính là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng thấm, sụt lún trong thân đê, đập.
+ Phương pháp kỹ thuật đo:
Do các khoang chính của tổ mối trong tự nhiên thường có bán kính từ 0,5m đến 0,7m; nằm ở độ sâu từ 0,3m đến 1,5m. Để thăm dò, xác
định tổ mối trong thân đê, đập, thông thường
chúng tơi bố trí hệ thống tuyến đo theo mạng
lưới ơ vng:
Hình 3.4. minh hoạ sơ đồ tuyến khảo sát tổ mối. Khoảng cách các tuyến đo cho lưới quan
sát tùy thuộc vào độ lớn tổ mối cần phát hiện nhưng phải nhỏ hơn đường kính của tổ mối nhỏ nhất cần phát hiện.
3.4.1 Kết quả xác định hang rỗng tổ mối trên đê tả Đáy - Hoài Đức - Hà Nội
Đê tả Đáy thuộc huyện Hoài Đức-Hà Nội nằm trên vùng đồng bằng Bắc Bộ,
vật liệu đắp đê lấy sẵn tại chỗ, đất đắp đê thường là đất cát pha sét. Chúng tôi đã khảo sát đoạn từ K5+665 K5+715 vì vị trí này có nhiều cây bụi thuận lợi cho các sinh vật phát triển, đặc biệt là có lồi mối sinh sống trên đê có điều kiện phát triển tốt nhất. Do vậy trên đoạn đê có rất nhiều khoang
rỗng, hang rỗng do mối tạo nên cùng với nhiều lồi sinh vật khác như:chuột.
Tại vị trí K5+680 chúng tơi thử nghiệm khảo sát vị trí có tổ mối đang sinh
sống và phát triển. Chúng tơi bố trí các tuyến
đo dọc và các tuyến đo ngang (hình 3.5).
Hình 3.6. Hình ảnh khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Hồi Đức-Hà Nội Hình 3.5.Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát Hình 3.5.Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát
Hình 3.7. Kết quả khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Hoài Đức - Hà Nội Kết quả một tuyến đo cắt qua khoang tổ mối (hình 3.7). Trên hình kết quả cho Kết quả một tuyến đo cắt qua khoang tổ mối (hình 3.7). Trên hình kết quả cho thấy, đỉnh của khoang tổ mối nằm ở độ sâu 1,2m và đường kính khoang rỗng là 0,6m. Vị trí khoang rỗng tổ mối ở mét thứ 2,8 m so với đầu tuyến đo.
Với kết quả thử nghiệm trên đê tả Đáy huyện Hoài Đức-Hà Nội chúng tôi thấy rằng với đối tượng nằm ở độ sâu 1,2m và với bán kính đối tượng là 0,3m phù hợp mơ hình lý thuyết có 1 đối tượng hang rỗng cùng nằm ở độ sâu 1,2m.
Theo lý thuyết và thử nghiệm thực tế cho thấy rằng từ mơ hình lý thuyết đến
đưa ra thử nghiệm thực tế hoàn toàn phù hợp. Nhưng khi ra ngồi thử nghiệm thực tế
thì nhiễu do mơi trường bất đồng nhất ảnh hưởng đến tín hiệu đo. Do vậy, khi khảo sát thực tế chúng ta cần phải khuếch đại tín hiệu để loại bỏ nhiễu do mơi trường bất
đồng nhất ảnh hưởng đến tín hiệu của đối tượng cần khảo sát.
3.4.2 Kết quả xác định hang rỗng tổ mối trên đê Tả Cấm, Thủy Nguyên, Hải Phòng Phòng
Đoạn đê từ K20-K22 thuộc đê tả Cấm
huyện Thuỷ Nguyên chúng tôi đã khảo sát đoạn từ K21+300 K21+400 thuộc địa phận huyện Thủy Ngun-Hải Phịng. Trên đoạn đê này có nhiều lồi sinh vật sinh sống do vậy những hang rỗng do chúng tạo nên trên thân đê là rất nhiều gây ra những ẩn họa tiềm tàng đến sự an toàn của thân đê. Tại vị trí K21+345 chúng tơi thử nghiệm khảo sát một tổ mối đang
hoạt động và phát triển.
Với vị trí hang rỗng do tổ mối tạo thành tại vị trí này chúng tơi bố trí các tuyến khảo sát (hình 3.8).
Hình 3.9. Hình ảnh khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Thủy Ngun-Hải Phịng Hình 3.8. Sơ đồ vị trí tuyến khảo
Hình 3.10. Kết quả khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Thủy Nguyên-Hải Phòng Kết quả khảo sát tổ mối bằng ăngten 400MHz (hình 3.10), trên giản đồ sóng
Rađa cho thấy hai đỉnh hang rỗng tổ mối nằm ở độ sâu 0,9 m và nằm ở mét thứ 1,5 và mét thứ 2,5 so với đầu tuyến đo.
Kết quả thử nghiệm trên đoạn đê tả Cấm huyện Thủy Nguyên chúng tôi thấy rằng hai đối tượng hang rỗng nằm cách nhau với kích thước bằng với bán kính đối tượng thì phương pháp rada đất cả trên mơ hình lý thuyết và mơ hình thực tế đều cho kết quả phù hợp.
Tuy nhiên trên thực tế thì cần phải điều chỉnh các hệ số khch đại sóng để loại bỏ nhiễu của mơi trường ảnh hưởng đến tín hiệu của đối tượng cần khảo sát.
Hang rỗng Hang rỗng
3.4.3. Kết quả xác định hang rỗng tổ mối trên đê tả Đào, Nam Trực, Nam Định
Nam Định là một tỉnh có nhiều hệ thống đê sông và đê biển được xây dựng qua nhiều năm do đó tiềm ẩn rất nhiều ẩn họa trên thân đê gây mất an toàn cho đê. Trong đó ẩn họa phổ biến nhất là hang
rỗng do lồi mối tạo nên,, chúng tơi đã tiền hành thử nghiệm khảo sát đoạn từ K24+600 K24+650 trên đê tả Đào thuộc
địa phận huyện Nam Trực-Nam Định.
Với sơ đồ vị trí tuyến khảo sát thể hiện như hình 3.11
Hình 3.12. Hình ảnh khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Nam Trực-Nam Định Hình 3.11 Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát Hình 3.11 Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát
Hình 3.13. Kết quả khảo sát hang rỗng tổ mối trên đê Nam Trực-Nam Định Hình 3.13 cho thấy đỉnh hang rỗng tổ mối nằm ở độ sâu 1,5 m, đường kính đối Hình 3.13 cho thấy đỉnh hang rỗng tổ mối nằm ở độ sâu 1,5 m, đường kính đối tượng là 0,7m và nằm ở vị trí mét thứ 2,2 so với đầu tuyến đo.
Với kết quả thử nghiệm trên đê Nam Trực-Nam Định phù hợp với mơ hình có 1 đối tượng hang rỗng bán kính đối tượng là 0,3m và có độ sâu 1,5m
3.4.4. Kết quả xác định hang rỗng tổ mối trên đập Đá Đen, Khánh Hòa
Đập Đá Đen-Khánh Hòa nằm ở khu vực hai bên là đồi núi với mơi trường xung
quanh thân đập có nhiều loại cây bụi. Những điều kiện sinh thái như vậy là điều kiện thuận lợi cho các sinh vật cư ngụ và sinh
sống. Vì vậy cho nên ẩn họa do những sinh vật cư ngụ tạo nên những hang rỗng, khoang rỗng là rất phổ biến. Trên thân đập Đá Đen chúng tôi tiến hành thử nghiệm khảo sát 1 khu vực hang rỗng do loài mối sinh sống trên
đập tạo ra. Với vị trí tổ mối nằm trên thân đập
chúng tơi bố trí năm tuyến đo dọc và ba tuyến
đo ngang cắt qua trung tâm vị trí tổ mối như Hình 3.14. Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát
Đối tượng
Hình 3.15. Hình ảnh khảo sát hang rỗng tổ mối trên đập Đá Đen-Khánh Hịa
Hình 3.16. Kết quả khảo sát hang rỗng tổ mối trên đập Đá Đen-Khánh Hòa Kết quả khảo sát tổ mối bằng ăngten 400MHz, cho thấy đỉnh khoang tổ mối
nằm ở độ sâu 1,1 m và nằm ở mét thứ 1,8 so với đầu tuyến đo
3.4.5. Kết quả xác định hang rỗng tổ mối trên đập Khe Tân-Quảng Nam
Đập thủy lợi Khe Tân thuộc tỉnh Quảng
Nam nằm tại vị trí có đồi núi. Vì vậy, những
ẩn họa thường gặp trên thân đập là do những
sinh vật cư trú tạo nên. Trên thân đập Khe Tân chúng tôi tiến hành khảo sát hang rỗng tổ mối đang hoạt động với sơ đồ tuyến khảo sát như hình 3.17:
Hình 3.18. Hình ảnh khảo sát hang rỗng tổ mối trên đập Khe Tân-Quảng Nam Hình 3.17. Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát Hình 3.17. Sơ đồ vị trí tuyến khảo sát
Hình 3.19. Kết quả khảo sát hang rỗng tổ mối trên đập Khe Tân-Quảng Nam Hình 3.19 cho thấy đỉnh hang rỗng tổ mối nằm ở độ sâu 1,5 m và nằm ở mét Hình 3.19 cho thấy đỉnh hang rỗng tổ mối nằm ở độ sâu 1,5 m và nằm ở mét thứ 2,8 so với đầu tuyến đo
KẾT LUẬN
Sau quá trình tìm hiểu, nghiên cứu khả năng áp dụng phương pháp Rađa đất
để phát hiện hang rỗng trong thân đê và đập thông qua việc nghiên cứu trên mơ hình
lý thuyết và kết quả thử nghiệm ngồi thực tế tác giả có một số kết quả như sau: 1. Với mơ hình hang rỗng có bán kính 0,3m ở các chiều sâu từ 0,3m đến 1,5m thì phương pháp Rađa với ăng ten 400 Mhz vẫn có thể xác định được chúng. Tuy
nhiên, đến chiều sâu từ 1,2 tín hiệu thu được đã bị suy giảm nhiều. Vì vậy trong
trường hợp độ sâu đối tượng từ 1,2m ta sử dụng ăng ten 200Mhz.
2. Qua xử lý Migration cho thấy vị trí, chiều sâu đến đỉnh và kích thước đối tượng thu được phù hợp với đối tượng mơ hình hóa nhưng khơng xác định được đáy của đối tượng.
3. Kết quả mơ hình hóa với hang rỗng có chiều sâu cố định 1m và thay đổi kích thước cho thấy khi đối tượng q bé với bán kính 0,05m thì khơng thể xác định
được đối tượng. Khi bán kính 0,1m thì xác định được đối tượng, Khi bán kính hang
rỗng lớn từ 0,15m trở lên thì có thể xác định đối tượng một cách rõ nét.
4. Kết quả thử nghiệm hai hang rỗng nằm trên nhau cho thấy với khoảng cách 2 hang rỗng khoảng 0,3m thì kết quả đo gần như không xác định được đối tượng dưới sau phép lọc Migration thì chúng ta vẫn xác định được hang rỗng phía dưới. Cịn hai hang rỗng sát nhau thì khơng thể xác định được hang rỗng phía dưới.
5. Kết quả mơ hình hóa 2 hang rỗng nằm lệch nhau thấy rằng kể cả khi hai hang rỗng nằm cạnh nhau vẫn phân biệt được chúng.
6. Với hai hang rỗng nằm cùng độ sâu thì khi khoảng cách của chúng bằng hoặc lớn hơn bán kính của đối tượng hang rỗng thì mới có thể xác định được chúng một cách độc lập.
7. Từ những kết quả khảo sát hang rỗng ngoài thực tế cho thấy mơ hình hóa trên lý thuyết hồn toàn phù hợp.
8. Việc ứng dụng phương pháp Rađa đất để xác định hang rỗng trong thân đê,
đập đất ở Việt Nam đã cho kết quả cao. Ưu điểm của phương pháp là có độ phân giải
cao, tốc độ khảo sát nhanh và cho kết quả sơ bộ có thể thấy trực quan. Phương pháp có thể đáp ứng được yêu cầu chất lượng cũng như tiến độ của cơng trình.
9. Tuy nhiên nhược điểm lớn nhất của phương pháp đó là khi mơi trường có
độ dẫn cao thì độ sâu nghiên cứu của phương pháp giảm đáng kể.
10. Phương pháp Rađa đã cho thấy khả năng phát hiện những ẩn họa là hang
rỗng có kích thước nhỏ và nơng. Phương pháp Rađa đã xác định được vị trí đến đỉnh của hang rỗng, nhưng chưa xác định được chính xác đáy của hang rỗng.
KIẾN NGHỊ
Luận văn đã đáp ứng mục tiêu và thực hiện đầy đủ các nhiệm vụ đặt ra, tuy
nhiên vì thời gian có hạn nên kết quả nghiên cứu của luận văn không thể giải quyết triệt để mọi vấn đề có liên quan đến phương pháp Rađa đất, ví dụ như chưa xác định
được đáy của hang rỗng nên khó khăn cho việc tỉnh tốn thể tích hang rỗng, điều này
làm cho việc xác định chi tiết khối lượng xử lý các hang rỗng chưa được chính xác.
Đề nghị tiếp tục có những nghiên cứu chi tiết hơn về phương pháp Rađa đất để có thể
xác định được kích thước, vị trí và thể tích hang rỗng cần khảo sát một cách chính
Tài liệu tham khảo Tiếng Việt
1. Ngơ Trí Cơi và nnk, (2001), Ứng dụng cơng nghệ mới dị tìm và xử lý mối trong
đê, Thư viện Cục phòng chống lụt bão và quản lý đê điều.
2. Ngơ Trí Cơi và nnk, (2001), Nghiên cứu ứng dụng chương trình phần mềm Rađa
xun đất dị tìm khuyết tật lỗ rỗng (lưu ý tổ mối) trong đê đập, Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài cấp bộ; Thư viện Viện Phòng trừ mối và bảo vệ cơng trình.
3. Nguyễn Văn Giảng Nguyễn Thành Công Ứng dụng rađa xuyên đất trong việc đánh giá hiện trạng đất đắp cống dưới đê (Assesing earth's filling side of sluice under the dyke by the GPR method). Tuyển tập kết quả KH và CN 1994-1999, Tập IV, tr
33-41. NXB Nông Nghiệp
4. Nguyễn Trọng Nga, Đỗ Anh Chung và nnk, (2002), Báo cáo kết quả dị tìm hang
rỗng nền Nhà máy Xi măng Tam Điệp - Ninh Bình, Thư viện Viện Phịng trừ mối
và Bảo vệ cơng trình.
5. Lê Hồng Kim, Nguyễn Thành Vấn, Đặng Hoài Trung, Áp dụng phương pháp dịch
chuyển dời pha nội suy tuyến tính vào xử lý tài liệu radar xuyên đất để xác định kích thước và vị trí dị vật. Tạp chí Địa Chất, loại A, số 341-345, 3-8/2014, tr 230-
236.
6. Đặng Hoài Trung, Nguyễn Thành Vấn, Võ Minh Triết, Nguyễn Văn Thuận, Võ Nguyễn Như Liễu, Ra đa xuyên đất trong khảo sát cơng trình ngấm tại thành phố
Hồ Chí Minh. Tạp chí Địa Chất, loại A, số 341-345, 3-8/2014, tr 299-308.
7. Mai Thanh Tân, 2011, Thăm dò Địa chấn. NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. 8. Nguyễn Thành Vấn, Nguyễn Văn Thuận, Đặng Hoài Trung, Dịch chuyển F-K và
Entropy cực tiểu trong xử tài liệu Rađa xuyên đất. Tạp chí Địa Chất, loại A, số
341-345, 3-8/2014, tr 273-282.
9. Nguyễn Thành Vấn, Võ Minh Triết, Đặng Hoài Trung, Lê Văn Anh Cường,
Nguyễn Văn Giảng, Xác định vận tốc truyền sóng điện từ trong radar xuyên đất
bằng hiệu chỉnh động. Tạp chí Các Khoa Học Về Trái Đất. Số 2 tập 35, 6-2013, tr
10. Nguyễn Thành Vấn, Nguyễn Văn Giảng, 2013, Ra đa xuyên đất phương pháp
và ứng dụng,. NXB Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh
11. Viện Sinh thái và Bảo vệ cơng trình - Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam, (2004),
Báo cáo kết quả đề tài:" Điều tra, khảo sát tình hình mối và các ẩn hoạ ở hệ thống đập đất thuộc tỉnh Hồ Bình và đề xuất biện pháp xử lý"
12. Viện Sinh thái và Bảo vệ cơng trình - Viện Khoa học thuỷ lợi Việt Nam, (2006),
Báo cáo đề tài:" Nghiên cứu điều tra, đánh giá tổng hợp các điều kiện môi trường, ẩn hoạ đối với đê điều tỉnh Nam Định"
Tiếng Anh
13. Annan. A.P (1984) - Radar mapping of buried pipes and cable.
14. A.P.Annan, Sensors & Sorfware Inc, Thư viện Viện Phịng trừ mối và Bảo vệ
cơng trình.
15. Daniels.D.J (1980) - Short Imfulse radar for stratified lossy dielectrie layer
measurement.
16. Damiels D.J (1996) - Subsurface Penetrating radar.
17. Vu Duc Minh, Do Anh Chung, 2013, “Simulation research on hollow cavities
in the body of dikes, dams by Geophysical Methods”, VNU. Journal of Science,
Mathematics-Physics, 29 (1), p.
18. Vu Duc Minh, Do Anh Chung, 2013, “Some research results from the
application of geophysical methods in quickly identifying shallow hazards in dike and dam body” , VNU. Journal of Science, Mathematics-Physics.
19. Radan For Windows, Manual, (2014) of Geophysical Survey Systems, Inc
20. Sandmeier. K.J, Reflexw Manual.Zipser Straße 1D-76227 Karlsruhe Germany 21. Stolt, R.H, 1996, Seissmic Migration: Theory and pratice, Geophyssical Press 22. SIR-System 10B, Manual, (1998), Thư viện Viện Phịng trừ mối và Bảo vệ cơng
23. Szynkiewicz, A., (2000) GPR monitoring of earthen flood banks/ levees,
Proceedings of the Eighth International Conference on Ground Penetrating Radar, (GPR 2000).
24. Xuxingxin, Lidong and al, Study of Ground Penetrating Rađa Exploration of
Subterranean Termites in Dykes and Dams, (1996), Acta Entomology Sinica,