III.1. Các hạn chếđối với thăm dị ảnh điện và địa chấn khúc xạ
III.1.1. Các hạn chế trong thăm dị ảnh điện
III.1.1.1. Các hạn chế đối với độ sâu thấm, nguyên lý tương đương và các nguồn
gây nhiễu
a) Các hạn chế trong độ sâu thấm với các thiết bịđiện thế thấp
Các máy thăm dị điện nhỏ, điện thế thấp thường được sử dụng trong các khảo sát nước ngầm và cĩ thểđược áp dụng trong các khảo sát cho việc đo vẽ các cấu trúc cĩ chiều sâu 100 m trở lại. Nếu cần phải khảo sát các độ sâu lớn hơn cần phải sử dụng các khoảng cách điện cực rất lớn, điều này địi hỏi điện thế cao để cĩ thể phát được dịng điện lớn tạo ra đáp ứng cĩ điện thế cĩ thể phân biệt được bởi thiết bị. Điều này cĩ nghĩa là phải sử dụng các thiết bị nặng nề hơn, trong đĩ bao gồm cả máy phát điện cho việc tạo ra nguồn dịng điện đủ lớn trong thu thập dữ liệu thực địa. Trong việc lập kế hoạch một khảo sát địa điện với chiều sâu thấm sâu, điều quan trọng là phải xem xét các yếu tố thích hợp của mơi trường địa chất cũng như các yếu tố chi phối việc thu thập dữ liệu 1D hoặc 2D.
b) Nguyên lý tương đương
Nguyên lý tương đương là một trong những vấn đề chi phối khá lớn các kết quả
phân tích trong dữ liệu thăm dị địa điện. Sự tương đương xảy ra khi mơi trường cĩ một lớp cĩ điện trở suất cao nằm giữa hai lớp dẫn điện hoặc ngược lại. Nếu như một lớp điện trở suất cao mỏng nằm giữa hai lớp dẫn điện thì cĩ thể chỉ cĩ khả năng xác
định điện trở của lớp, cĩ nghĩa là tích của điện trở suất và bề dày lớp. Vì vậy, một lớp
điện trở suất cao và một lớp với một nửa bề dày và giá trị điện trở suất gấp đơi cho các
đáp ứng tương đương với nhau. Các lớp điện trở suất cao phải cĩ một bề dày lớn hơn 1,5 - 2 lần các lớp phía trên nĩ thì mới cĩ thể xác định giá trị điện trở suất và bề dày của lớp.
Trong trường hợp ngược lại, khi cĩ một lớp dẫn điện (điện trở suất thấp) nằm giữa hai lớp cách điện (điện trở suất cao), trường hợp này chỉ cĩ thể xác định độ dẫn
và một lớp cĩ điện trở suất gấp đơi và bề dày gấp đơi cho các đáp ứng rất giống nhau trên tài liệu thăm dị điện.
Trong việc phân tích dữ liệu địa điện điều quan trọng là cần phải xem xét khả
năng tương đương, vì các mơ hình tương đương cĩ thể dẫn đến các mơ hình địa chất,
địa chất thủy văn hồn tồn khác biệt với mơi trường thực tế. Nếu chúng ta cĩ một lớp cát và lớp sỏi cĩ điện trở suất cao nằm giữa hai lớp sét cĩ giá trịđiện trở suất thấp chịu sự chi phối bởi tính tương đương, lớp điện trở suất cao cũng cĩ thểđược phân tích như
một lớp mỏng cát sỏi bảo hịa nước hoặc lớp cát sỏi bảo hịa dày hơn.
c) Nhiễu điện từ và các nguồn nhiễu dân sinh khác
Các đo đạc địa điện thường nhạy với nhiễu điện từ. Mặc dù trong thu thập dữ
liệu thực tế, người ta phải tránh đặt vị trí các tuyến đo địa điện song song với đường dây điện cao thế. Cần cĩ một khoảng cách an tồn khoảng 1,5 đến 2 lần độ sâu thấm kỳ vọng để bảo đảm chất lượng dữ liệu tốt.
Các dị thường điện trở suất cĩ dạng kéo dài song song với các tuyến 2D cĩ thể
làm biến dạng (sai lệch) dữ liệu. Nếu một tuyến điện trở suất 2D được đặt song song với vật dẫn điện tốt kéo dài giống như một hàng rào kim loại tiếp xúc điện với mơi trường, các ống kim loại chơn vùi hoặc các sợi cáp bọc kim loại, dịng điện cĩ thể bị
hướng qua các vật dẫn. Cũng cần phải tránh đặt các tuyến song song với các dị thường
điện trở cĩ phương kéo dài khác như: nền đường, các bể đập, mương suối vì tính đối xứng của mật độ dịng điện song song với tuyến đo bị biến dạng. Một khoảng cách an tồn vào khoảng 1,5 đến 2 lần độ sâu thấm kỳ vọng cũng phải bảo đảm ở các tình huống này để bảo đảm dữ liệu tốt.
Mùa thi cơng thực địa: dữ liệu tốt và ít nhiễu nhất cĩ thểđược thu thập nếu như
cĩ sự tiếp xúc tốt giữa các điện cực và mơi trường. Thơng thường, để cĩ tiếp xúc tốt thì điện trở giữa các điện cực và mơi trường phải thấp bảo đảm cho việc phát dịng
điện cao vào mơi trường. Tiếp xúc tốt giữa các điện cực và mơi trường cĩ thể thực hiện được khi đất ẩm và ít nhất cĩ một phần bảo hịa nước. Cĩ thể khĩ khăn để nhận
được chất lượng dữ liệu tốt hoặc ngay cả thu thập dữ liệu nếu như đất và mơi trường bề mặt hồn tồn khơ. Trong khu vực đất khơ chất lượng dữ liệu cĩ thể được tăng
cường nếu nhưđất chung quanh điện cực được làm ẩm bằng cách đổ nước muối, biện pháp như vậy hường tốn nhiều cơng sức. Trong các khu vực nơng nghiệp cơng việc thực địa cĩ thể bị hạn chế đối với một số mùa trong năm khi khơng cĩ mùa màng trên
đồng hoặc các cây trồng vẫn cịn nhỏ.
III.1.1.2. Các hạn chế trong khảo sát thực địa và giải bài tốn ngược 2D
Trong khi các khảo sát điện trở suất 2D cĩ thể được sử dụng để đo vẽ các cấu trúc phức tạp, tuy nhiên vẫn cĩ một số trở ngại. Sau đây là một số trở ngại thường gặp:
a) Sử dụng khơng đúng thiết bị lưỡng cực
Cĩ hai nhầm lẫn thơng thường trong việc sử dụng thiết bị này:
Thứ nhất là giả thiết rằng chiều sâu điểm khảo sát ở tại điểm cắt của hai đường chéo 450 chiếu từ tâm của các lưỡng cực, điều đĩ làm cho việc đánh giá chiều sâu khảo sát quá lớn. Ví dụ như trường hợp khi thừa số khoảng cách điện cực n = 6, thì
điểm cắt cĩ chiều sâu khoảng 3 lần chiều sâu khảo sát trung bình.
Nhầm lẫn thứ hai là gia tăng đều đặn thừa số khoảng cách n trong khi cố định chiều dài lưỡng cực để gia tăng chiều sâu nghiên cứu. Kết quả của điều này là dữ liệu thu thập sẽ rất nhiễu và khơng sử dụng được, đặc biệt là xuất hiện các giá trịđiện trở
suất âm trong một số trường hợp đối với các giá trị n lớn hơn 8. Để giải quyết vấn đề
này, giá trị n khơng được vượt quá 6 và cĩ thể sử dụng phương pháp chồng ghép các mức dữ liệu với các chiều dài lưỡng cực khác nhau.
b) Điện cực tiếp địa xấu
Vấn đề này thường xảy ra trong vùng cĩ nhiều đá hay đất khơ, nơi khơng thể
cắm sâu điện cực vào mơi trường hoặc mơi trường quá khơ làm cho việc phát dịng bị
hạn chế. Trong mặt cắt giả, hiện tượng này được thấy cĩ dạng giống như hình chữ V ngược mà hai chân xuất phát từ một điện cực. Vấn đề này trở thành nghiêm trọng hơn khi điện cực được sử dụng làm điện cực dịng. Điện cực thế ít nhạy hơn đối với các tiếp xúc kém. Vì vậy, trong một số tình huống cĩ thể khắc phục bằng cách hốn đổi các điện cực.