Cách khảo sát, đo vẽ hang động 36

d. Xử lý kết quả và vẽ sơ đồ hang động

Sau khi có kết quả đo vẽ hang động ngoài thực địa, tiến hành nhập số liệu vào phần mềm chuyên dụng để vẽ hang (phần mềm hiện chúng tôi đang dùng là phần mềm Compass). Khi chạy phần mềm sẽ cho ta một mơ hình sơ bộ của hang về hình chiếu bằng, hình chiếu đứng, sau đó dựa vào sơ đồ đã đƣợc vẽ minh họa ngoài thực địa để bổ sung rồi vẽ chi tiết sơ đồ hang động đã đƣợc khảo sát.

Hình chiếu bằng hang Hình chiếu đứng hang

Mơ hình 3D hang

Hình 8: Kết quả xử lý thô số liệu đo vẽ hang động

Formatted: Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Level 1, Space Before: 0 pt, After:

0 pt

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

Formatted: Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Line spacing: 1.5 lines

Formatted: Line spacing: 1.5 lines Formatted: Level 1, Space Before: 0 pt, After:

Từ sơ đồ hang đó có thể nhận biết một cách chi tiết về hình thái, kích thƣớc và phần nào giá trị thẩm mỹ của hang, phục vụ các các mục đích khác nhau nhƣ du lịch, cấp nƣớc, quốc phòng...

Dùng các phần mềm GIS (Mapinfo, Arcview…) để đƣa mô hình hang lên trên bản đồ địa hình, cơng việc này rất quan trọng vì nó cho chúng ta biết các thông tin:

- Hƣớng phát triển hang. - Chiều dài, chiều rộng của hang.

- Giới hạn phạm vi phân bố về không gian ngầm của hang…

Từ đó có thể cảnh báo về vấn đề tai biến địa chất (sụt lún, sập đổ) đối với hoạt động khai thác nƣớc ngầm trong trƣờng hợp hang có nƣớc …

2.1.2. Phương pháp SWOT

Đây là một công cụ rất hữu ích trong nhiều lĩnh vực: kinh tế, giáo dục, quản lý nhà nƣớc…Việc sử dụng phƣơng pháp SWOT trong việc đánh giá các Di sản Địa chất, ở đây là đánh giá các hang động và đƣa ra giải pháp phát triển du lịch hang động khu vực Ma Lé là hoàn toàn phú hợp. Phƣơng pháp SWOT là quá trình đánh giá:

S: Strenghts: Điểm mạnh W: Weakness: Điểm yếu O: Opportunities: Cơ hội T: Threas: Thách thức

Từ những số liệu thu thập, khảo sát và đo vẽ ba hang động Ma Lé 1, Ma Lé 2 và Ma Lé 3, thơng qua đánh giá SWOT có thể đƣa ra các đánh giá, so sánh để lựa chon hang có tiềm năng và triển vọng nhất cho phát triển du lịch hang động khu vực Ma Lé

2.1.3. Phương pháp thí nghiê ̣m với chất đánh dấu đối với hệ thống sơng ngầm karst.

Hệ thống dịng chảy ngầm trong vùng đá vôi thƣờng rất phức tạp và đa dạng, rất khó để xác định hƣớng vận động của các dòng chảy ngầm, sự liên hệ giữa cửa biến (nơi dòng chảy mặt biến mất vào một hang động karst ngầm) và cửa thốt (nơi mà dịng chảy ngầm suất hiện trở lại). Hệ thống dịng chảy ngầm karst đơi khi khơng tuân theo quy luật là chảy từ chỗ cao đến chỗ thấp mà hƣớng vận động của dòng chảy

Formatted: Expanded by 0.2 pt

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt Formatted: Expanded by 0.2 pt

Formatted: Condensed by 0.3 pt

Formatted: Condensed by 0.2 pt Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt Formatted: Condensed by 0.1 pt

phụ thuộc vào độ sâu của mực karst hóa. Chính vì sự phức tạp trong hệ thống dòng chảy ngầm karst nên ngƣời ta thƣờng tiến hành khảo sát các hệ thống hang động ngầm để xác định hƣớng dịng chảy khi các sơng hang này có đủ điều kiện để ngƣời có thể đivào hoặc lặn vào đƣợc. Trong trƣờng hợp hệ thống sông hang ngầm không thể khảo sat, đo vẽ hoặc trở nên rất khó khăn thì ngƣời ta tiến hành làm thí nghiệm thả chất đánh dấu ở nơi dịng nƣớc mặt biến mất vào trong sơng hang ngầm và lấy mẫu phân tích ở những nguồn xuất lộ, nơi nghi nghờ là các nguồn lộ nƣớc này có liên hệ với dịng sơng ngầm.

Thí nghiệm chất đánh dấu đã đƣợc áp dụng trong nghiên cứu thủy văn karst và chứng tỏ là một trong những công cụ hiệu quả nhất để điều tra đƣờng dẫn ngầm trong môi trƣờng vùng núi đá vơi. Nhiều đặc tính địa chất thủy văn và thủy động lực học thiết yếu của việc điều tra hệ thống ống dẫn ngầm có thể thể thu đƣợc bằng cách giải thích kết quả của đƣờng cong đột phá từ các thí nghiệm chất đánh dấu. Lý tƣởng nhất về mặt lý thuyết, một thí nghiệm chất chỉ thị cho thấy một đỉnh cao nhất (peack) của đƣờng cong đột phá có hình dạng giống nhƣ quả chng, hình dạng này tƣơng ứng với các giải pháp phân tích của phƣơng trình của Fick. Tuy nhiên, rất nhiều thí nghiệm chất đánh dấu cũng cho ra nhiều đỉnh đƣờng cong đột phá, tức là một đƣờng cong gồm một đỉnh lớn nhất và một loạt các đỉnh nhỏ hơn tiếp theo. Các đỉnh nhỏ hơn này có thể đƣợc hiểu nhƣ là hệ thống đƣờng dẫn ngầm bao gồm một số nhánh chạy song song, và chất đánh dấu di chuyển qua những nhánh này dẫn đến thời gian đến khác nhau của chất chỉ thị tạo ra các đỉnh tƣơng ứng của đƣờng cong đột phá.Hệ thống của một ống dẫn đơn đƣợc tạo ra bởi nhiều sự cản trở về thủy lực cũng làm chậm trễ việc di chuyển của một phần chất chỉ thị và do đó cũng tạo ra các đỉnh tƣơng ứng.

a. Một số chất đánh dấu dùng cho thí nghiệm tracer.

Bảng 1 cung cấp một bản tóm tắt ngắn gọn của các chất đánh dấu quan trọng nhất trong nghiên cứu địa chất thủy văn. Chất đánh dấu có thể đƣợc nhóm lại thành các chất đƣợc bảo tồn và khơng đƣợc bảo tồn (hoặc có phản ứng), với các chất tan và hạt. Một mơ tả rộng có thể đƣợc tìm thấy trong Kass (1998); Benischke và nnk. (2007) tập trung vào việc sử dụng các chất đánh dấu phổ biến trong địa chất thủy văn karst. Các chất đánh dấu đƣợc bảo tồn là các chất ổn định trong nƣớc ngầm và

Formatted: Expanded by 0.25 pt Formatted: Condensed by 0.2 pt

cho thấy khơng có sự tƣơng tác với các hợp chất trong tầng nƣớc ngầm. Khơng có chất đánh dấu hồn tồn bảo tồn, mặc dù một số chất có phẩm chất gần nhƣ vậy.

Bảng 8Bảng 1: Bảng tóm tắt một số chất đánh dấu Nhóm Tên chất đánh dấu Giới hạn nhận biết Các vấn đề chung Các vấn đề đặc trƣng Dấu vết huỳnh quang Urani 10-3 µg/L - Rất nhậy cảm với ánh sáng và dễ bị ô xi hóa mạnh. - Khi phân tích dễ bị nhầm lẫn giữa chất đánh giấu huỳnh quang và các tính chất quang học. - Eosin 10-2 µg/L - Amidorhodamine - Sulforhodamine Gây ảnh hƣởng đến hệ sinh thái Rhodamine

Pyranine Phân hủy sinh

học Naphthionate 10-1 µg/L Tinopal Các muối

Sodium Với ICP-MS

(Chỉ với các cations) 10-3 - 0.1 µg/L Với IC (cations và 0.1 mg/L - Sự hấp phụ của các cation (Sr > K > Na > Li) có thể bị biến đổi và đơi khi có phơng nền cao, đặc biệt đối với Na và Cl - Potassium - Lithium - Strontium - Chloride - Bromide Có thể hình thành các hợp chất độc hại

Iodide Sinh hóa khơng

ổn định Các phần tử Fluorescent microspheres Nhận biết các phần tử riêng Phân tích tốn thời gian Dễ lọc Bacteria Sự ổn định rất giới hạn (không hoạt động) Phải phân tích Bacteriophages

Formatted: Caption, Level 1 Formatted: English (United States) Formatted: Font: 13 pt

Formatted: Line spacing: Multiple 1.25 li Formatted: Line spacing: Multiple 1.25 li Formatted: Font color: Auto

Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto

Formatted: Line spacing: Multiple 1.25 li Formatted: Font color: Auto

Formatted: Font color: Auto

Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto Formatted: Font color: Auto

trong vòng 24 giờ

b. Lựa chọn các kiểu và khối lượng chất đánh dấu.

Việc lựa chọn chất đánh dấu phụ thuộc vào tác động môi trƣờng (Behrens và nnk., 2001), chi phí và mức độ phát hiện tầng chứa nƣớc ngầm karst. Trong một tầng nƣớc ngầm karst, uranine thƣờng là lựa chọn đầu tiên. Với nhiều thí nghiệm đánh giá chất đánh dấu, do nó đƣợc sử dụng ở vị trí xa xơi hẻo lánh nhất và ở vị trí thả quan trọng nhất. Tuy nhiên, có một vài hạn chế: Uranine dễ dàng nhìn thấy khi nồng độ vƣợt quá ~ 15 mg/L, nhạy cảm với ánh sáng và (vì nó đƣợc sử dụng rộng rãi nhƣ một chất tạo màu) có thể có mặt trong mơi trƣờng.

Chất đánh dấu bổ sung đƣợc lựa chọn thƣờng dựa vào sự dễ dàng để phân

tích chúng. Thuốc nhuộm huỳnh quang có bƣớc sóng ngắn hơn rõ rệt (Naphthionate hoặc Tinopal) hoặc bƣớc sóng cao hơn (Rhodamines) có thể đƣợc phân biệt với Uranine, trong khi sử dụng đồng thời Eosin và Uranine địi hỏi phải phân tích tinh vi hơn. Naphthionate hoặc Tinopal đƣợc khuyến cáo là khi nhìn thấy màu phải tránh. Tuy nhiên, ở đâu có nhiều carbon hữu cơ hịa tan (DOC) trong nƣớc, sự giống nhau trong các bƣớc sóng huỳnh quang là nguyên nhân gây nhiễu trong kết quả phân tích.

Các muối là một lựa chọn tốt cho các thí nghiệm chất đánh dấu có đoạn di chuyển ngắn và khi nhìn thấy màu phải tránh. NaCl là đặc biệt hữu ích cho các thí nghiệm đánh dấu quy mô nhỏ và đo lƣu lƣợng nƣớc (phƣơng pháp muối pha loãng), nơi kết quả có thể đƣợc tạo ra ngay lập tức sử dụng một đồng hồ đo EC (Kass, 1998). Tuy nhiên, nếu thả một lƣợng cao hơn nhiều số lƣợng đƣợc yêu cầu so với thuốc nhuộm huỳnh quang, nhƣ vậy yêu cầu thời gian thả lâu hơn dẫn đến có thể sự tập trung nồng độ q cao. Vì nhiều thí nghiệm thả chất đánh dấu, muối thƣờng đƣợc sử dụng cùng với thuốc nhuộm huỳnh quang, nhƣng ở những vị trí thả gần nhất và ít quan trọng.

Các chất đánh dấu dạng dạng hạt có ích cho việc điều tra sự vận chuyển và sự suy giảm của giới hạn hạt gây ô nhiễm và các mầm bệnh vi sinh vật. Tuy nhiên, chất đánh dấu dạng hạt cũng có thể hữu ích cho các nghiên cứu địa chất thuỷ văn

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

karst và hang động karst, bởi vì chúng là vơ hình trong nƣớc và cho thấy khơng có sự gây nhiễu kết quả phân tích với chất đánh dấu khác. Thực khuẩn (là một loại vi rút bị nhiễm khuẩn hay đã bị làm yếu đi và là một loại vi rút đƣợc biết rất rõ và dễ kiểm sốt) có thể đƣợc tập trung với số lƣợng lớn (~ 1015cá thể trong 10 L) nhƣng đƣợc phát hiện ở mức rất thấp (~ 1 phage / 2 ml), làm cho các chất đánh dấu pha loãng thuận lợi cao nhƣ dự kiến (Goldscheider và nnk, 2007. Rossi và nnk., 1998). Mặt khác, lƣợng chất đánh dấu yêu cầu phụ thuộc vào đặc tính của chất đánh dấu và kiểu dòng chảy dự kiến. Field (2003) đã xem xét 33 dự toán khối lƣợng chất đánh dấu, hầu hết trong số đó đều dựa trên kinh nghiệm.

Một phƣơng trình sử dụng thƣờng xuyên rất đơn giản đã đƣợc đề xuất bởi Kass (1998):

M = L · k · B Trong đó.

M: khối lƣợng chất đánh dấu, nghĩa là khối lƣợng [kg] hoặc số lƣợng của các hạt; L: khoảng cách [km],

k: Hệ số tracer

(Uranine: 1, thuốc nhuộm huỳnh quang khác: 2-15, muối:1,000-20,000, hạt: 1012- 1013); B = yếu tố cho các điều kiện địa chất thủy văn (0,1-0,9 cho tầng chứa nƣớc karst).Worthington & Smart (2003) đƣa ra cơng thức có khả năng thích nghi hơn cho vùng karst, cơng thức bao gồm hệ thống lƣu lƣợng Q [L / s] và đỉnh (peak) mục tiêu tập trung C [Mg / L]:

M = 1. 9 x 1 0-5 (L Q C) 0. 9 5

Field (2002a) đã đề xuất một số lƣợng nhiều hơn “phƣơng pháp thiết kế thí nghiệm thả chất đánh dấu thủy văn hiệu quả".(EHTD) cho lập dự toán khối lƣợng chất đánh dấu và tần số lấy mẫu, dựa trên phƣơng trình phân tán đối lƣu một chiều.

Trong bất kỳ trƣờng hợp nào, ngƣời dùng phải cân nhắc những nguy cơ rủi ro của việc sử dụng quá mức chất đánh dấu với những hậu quả của việc không phát hiện tracer.

Chƣơng 3

. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Đặc điểm hình thái của hệ thống hang động Ma Lé

Qua kết quả khảo sát hang động hệ thống sông hang ngầm Ma Lé cho thấy, đây là hệ thống hang động có tiềm năng chứa nƣớc và cung cấp nƣớc rất triển vọng đồng thời cũng là hệ thống hang có tiềm năng về du lịch cao.

3.1.1. Đặc điểm hang Ma Lé 1

Hang Ma Lé 1 đƣợc hình thành và phát triển dƣới chân vách núi đá vôi dựng đứng cao khoảng 300m, thuộc hệ tầng Bắc Sơn (C-Pbs).

Có tọa độ: X: 531.239 Y: 2.576.709

Tổng chiều dài: 218 m, sâu: 56m

Hang Ma Lé 1 là một hang hoạt động, cửa hang thu toàn bộ nƣớc từ suối Ma Lé và lƣu vực của nó. Hang có hai cửa hang, nằm cách nhau khoảng gần 100 m và cao hơn nhau khoảng 30m.

Hình 9: Cửa hang thu nước Ma Lé 1

Formatted: Space Before: 0 pt, After: 0 pt

Formatted: Level 1, Space Before: 0 pt, After:

Cửa hang thứ nhất nằm ngay tại mực xâm thực cơ sở địa phƣơng, nơi mà tồn bộ nƣớc của dịng suối Ma Lé đổ vào. Tại đây có các khối, tảng đá vơi chắn cửa hang, cửa hang hẹp. Qua cửa hang có một vách rất dốc cao 15 m tạo thành một thác nƣớc chảy rất mạnh, rất khó khăn để có thể đi qua đƣợc cửa hang này, đặc biệt là vào mùa mƣa lũ.

Cửa hang thứ hai nằm ở trên cao, để đến đƣợc cửa hang này phải trèo qua một khối đá vơi khá lớn, địa hình lởm chởm. Cửa hang này rộng 20m, cao 11m, địa hình dốc 600 và có nhiều tích tụ là các cục đá nhỏ, đƣờng kính 3x5 cm; 5x7cm, là sản phẩm phá hủy kiến tạo của đới đứt gãy phát triển theo hƣớng ĐB-TN và ít các tích tụ sét bột mầu nâu vàng. Các tảngđá này rời rạc nên rất khó vƣợt qua vì chúng có thể lăn bất cứ lúc nào.

Từ ngoài cửa hang để xuống đƣợc đến dịng sơng ngầm là một vách dốc có chỗ dựng đứng cao 50 m, phải dùng dây và thiết bị chuyên dụng mới có thể xuống đƣợc.

Khi xuống đến đáy hang gặp ngay một bãi tích tụ khối tảng đá vôi nằm ngay trên bề mặt dịng chảy. Ở vị trí này hang tạomột phịng rộng 52m2, có ít nhũ đá hình thành và phát triển ở trên vách hang, phòng hang này nối liền hang với cửa hang thứ 1.

Hình 10: Sơ đồ hang Ma Lé 1

Formatted: Expanded by 0.2 pt

Formatted: Level 1, Space Before: 0 pt, After:

Hang tiếp tục phát triển về phía đơng và hơi lệch về đơngĐơng-bắc Bắc tạo thành một hành lang có kiến trúc mái vịm giống nhƣ một đƣờng hầm rộng và kích thƣớc khá đều 7 x 4 m. Đáy hang là dòng suối nƣớc chảy mạnh và rất thoải. Đi theo hƣớng phát triển của hang thì bên trái phía ngồi có một bãi tích tụ aluvi, phía trái tích tụ này kéo dài từ ngồi vào trong, dọc theo dịng chảy. Thành phần là cạơi cuội,

sạn kích thƣớc 40x60cm,20x40cm,10x15cm,2x3cm và cát hạt thơ, ít sét bột.

Cuối của hang là một hồ nƣớc nhỏ, nƣớc rất trong và sâu, tại đây dòng chảy chui xuống dƣới ống (xiphong) và biến mất, không thể khảo sát tiếp đƣợc. Cũng

Tạitại đây hang thu hẹp lại một chút và trần hang cao hơn, xung quanh có hình

thành các cột nhũ đá, một số hình thành và phát triển trên tƣờng hang, một số hình thành và phát triển từ trên trần hang.

Có thể nói rằng, đây là một hang động có kích thƣớc khá rộng, là hang hoạt động, khơng tích tụ bùn sét, có dịng chảy quanh năm, lƣu lƣợng nƣớc lớn, biên độ dao động của lƣu lƣợng nƣớc theo mùa rất lớn.

3.1.2. Đặc điểm hang Ma Lé 2

Hang Ma Lé 2 có một cửa hang rộng 23 m, cao 45 m hình thành và phát triển

Nhu cầu về sử dụng nƣớc