Bo mạch chủ Intel Pentium 4
Sonar Interface
Giao diện của hệ thống định vị
Bo mạch giao diện sóng định vị (Tiger Board) gồm bo mạch sóng mang (Carrier board),bo mạch thu (Acquisition board) và bo mạch siêu âm (Sonar/IDE board).
Bộ nhớ 512 MB RAM
Ổ cứng Tối thiểu 80 GB (hệ điều hành)Tối thiểu 160 GB (thu dữ liệu) Ổ đọc, ghi dữ liệu DVD Tốc độ tối thiểu 10x4x32
Hệ điều hành Windows XP
Phần mềm ứng dụng DISCOVER 3200SB
Màn hình hiển thị Màn hình phẳng LCD 21 inch độ phân giải cao Bàn phím Chịu được va chạm mạnh (High impact industrial)
Chuột lăn Chịu được va chạm mạnh
Cổng nhập xuất (I/O ports)
(1) ethernet
(2) RS-232
(3) USB
(4) Parallel
Tín hiệu đầu vào Tốc độ lấy mẫu cực đại 200 kHz, độ phân giải 16 bit Tín hiệu đầu ra Tốc độ lấy mẫu cực đại 200 kHz, và độ phân giải 16 bit Loại xung Chirp phổ toàn phần FM (Full Spectrum Chirp FM)
Độ dài xung 5-100 ms, tùy vào thiết bị được kéo (tow vehicle) và ứng dụng Băng thông 0.5-12 kHz, tùy vào thiết bị được kéo (tow vehicle) và ứng dụng Sampling rate
Tốc độ lấy mẫu 20, 25, 40, hoặc 50 kHz, phụ thuộc vào tần số truyền (transmit upper frequency) Acoustic power
Công suất âm 212 dB re 1µPa@ 1 m đỉnh (xấp xỉ), tần số trung tâm
Tổ chức tiến hành công tác thực địa trên các cơ sở đã chuẩn bị trong phòng. Công tác này bao gồm nhiều việc từ khảo sát chung đến chi tiết nhất là việc thực hiện mạng lưới khoan thăm dò. Ngoài ra còn có các điều tra, khảo sát địa chất chung cho khu vực. Đây là công tác rất quan trọng và chiếm khối lượng công sức rất lớn của đề tài. Ngoài Đoàn thực địa chuyên môn còn phải thuê nhiều lao động tại địa phương và sự giúp đỡ hành chánh của UBND xã Đất Mũi. Trong suốt quá trình thực hiện Đoàn đã tổ chức 8 đợt thực địa, mỗi đợt kéo dài trong khoảng thời gian từ 7 đến 15 ngày. Thường phải bố trí đợt thực địa trùng với thời gian nước kém mới có thể thu hoạch được nhiều khối lượng. Mùa gió chướng là giai đoạn rất khó khăn khi tiến hành công việc ở xa bờ do sóng khá mạnh, gây trở ngại cho đi lại bằng xuồng hoặc đi bộ cũng như khoan và lấy mẫu. Đây là một trong những yếu tố làm chậm trễ tiến độ thực hiện công tác ngoài thực địa.
3.2.1- Công tác bố trí và xác định mạng lưới khoan thăm dò
Trên cơ sở sơ đồ địa chất ảnh và sơ đồ địa chất thực địa với mục tiêu là khảo sát thăm dò tỉ mỉ trữ lượng cũng như chất lượng cát trong khu vực nghiên cứu, nên công tác định vị, thiết lập mạng lưới tuyến khoan là cần thiết.
* Xác định tọa độ
+ Phần nội nghiệp
- Căn cứ vào các tài liệu bản đồ thu thập làm cơ sở cho bố trí mạng lưới khoan thăm dò đều ở dạng hệ toạ độ UTM-WGS-84, nên đề tài thống nhất sử dụng hệ tọa độ này cho công tác xác định vị trí ngoài thực địa cũng như nội nghiệp.
- Từ bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ 1/50.000 và ảnh vệ tinh Landsat TM năm 2002 (độ phân giải 30x30m) khu vực nghiên cứu ta tiến hành kiến tạo các điểm của mạng lưới khảo sát với khoảng cách giữa các điểm là 500m.
- Từ bản đồ địa hình đã được kiến tạo điểm, tuyến khảo sát ta dùng máy scan (raster hoá), nắn chỉnh hình học để đưa vào máy vi tính.
- Thông qua phần mềm chuyên dụng GIS là Mapinfo v9.5 ta tiến hành đăng ký ảnh (Image Registration…) đăng ký toạ độ với hệ quy chiếu là UTM-WGS-84-Zone 48-Lo = 105 và vector hoá lại bản đồ địa hình và các điểm tuyến khảo sát trong khu vực nghiên cứu.
- Từ bản đồ đã được vector hoá ta dùng công cụ Coordinate Extractor của Mapinfo để trích xuất toạ độ các điểm khảo sát. Sau đó export bản đồ này thành định dạng mapinfor interchage (*.mif).
- Dùng phần mềm GPSU để mở bản đồ có định dạng mapinfor interchage (*.mif) và lưu lại thành định dạng mới là Mapsource (.gdb).
- Sau đó ta dùng phần mềm Mapsource để mở bản đồ có định dạng Mapsource (.gdb). Đồng thời kết nối máy GPS Garmin 60CSx vào máy tính và dùng công cụ Transfer
+ Phần thực địa
- Khi đã có các điểm, tuyến khảo sát ta dễ dàng xác định chúng từ đó tiến hành khoan đào các phẫu diện ngoài thực địa và lưu các điểm mới này lại.
- Sau khi kết thúc chuyến thực địa toạ độ các điểm, tuyến khảo sát mới được chuyển từ máy GPS sang máy tính và chồng chúng lên bản đồ địa hình, ảnh vệ tinh… để xác định lại độ chính xác trước khi xuất ra bản đồ và toạ độ các điểm, tuyến khảo sát cuối cùng.
* Tổ chức khảo sát thực địa
Dụng cụ sử dụng trong công tác xác định vị trí các lỗ khoan thăm dò là GPS Garmin 60CSx. Toàn bộ các toạ độ của mạng lưới khoan thăm dò (tuyến khoan, lỗ khoan) đã được thiết lập và đưa lên bản đồ cũng như xác định trước trong GPS từ công tác chuẩn bị trong phòng. Khi khảo sát thực địa, các nhóm khoan thăm dò theo các tọa độ định sẵn. Trong trường hợp cần có những lỗ khoan, tuyến khoan mới hoặc bổ sung thì sẽ thiết lập thêm các toạ độ mới và xác định trong GPS. Việc sử dụng GPS trong xác định vị trí khoan thăm dò mang lại nhiều thuận lợi , thao tác đơn giản và hiệu quả, nhất là đối với thăm dò bãi cát ngầm. Vì bãi cát nằm sâu dưới mực biển khoảng 5-10 m nên hoàn toàn phải dựa vào GPS. Khi có những tình huống phải thay đổi vị trí khoan thì sẽ có những điểu chỉnh và bổ sung ngay tại hiện trường.
Đường bờ biển từ Giá Lồng Đèn đến Hố Gùi cũng như bãi cát ven bờ có phương chủ yếu là ĐB-TN. Các tuyến khoan thăm dò được bố trí vuông góc với bờ biển với khoảng cách giữa các tuyến là 200 m, khoảng cách giữa các lỗ khoan trên tuyến là 100 m. Từ đó hình thành mạng lưới khoan thăm dò là: 100 x 200 m. Tuy nhiên nơi các khu vực cửa Giá Lồng Đèn và Hố Gùi, bãi cát phân bố khá rộng. Với mạng lưới khoan dự kiến ban đầu chỉ khoan 3 LK/tuyến từ bờ ra biển (rộng 200 m) thì không phủ hết được. Bãi cát nơi các khu vực này rộng trung bình khoảng 300-500 m, nên đề tài phải tăng cường mạng lưới khoan để phủ hết diện tích các khu vực này. Tương tự, chiều dài diện tích phân bố cát thực tế cũng tăng hơn so với dự kiến (H5, H6, H7).
Tương tự, đối với bãi cát ngầm, đề tài cũng đã thực hiện được mạng lưới khoan thăm dò là: (500 x 500) m. Khoảng cách giữa các tuyến là 500 m và khoảng cách giữa các lỗ khoan trên tuyến là 500 m. Phương phân bố của bãi cát ngầm thay đổi từ ĐB-TN ở phía bắc và chuyển dần sang phương gần đông-tây ở phía nam bãi cát. Thông thường các tuyến khoan được bố trí vuông góc với thân cát nhưng trong một số tình huống thay đổi giữa dự kiến và thực tế nên có một số tuyến khoan không vuông góc với trục kéo dài của thân cát.
Việc thăm dò bãi cát ngầm đã gặp rất nhiều khó khăn và đã làm chậm đi tiến độ thực hiện rất nhiều. Công tác tiến hành trong khu vực này mang tính chất là tìm kiếm hơn là thăm dò sơ bộ. Trên thực tế, phương phân bố của bãi cát ngầm ở nửa đoạn về phía nam có thay đổi so với dự kiến bố trí dựa trên bản đồ địa hình. Trước tình huống này, đề tài phải thay đổi phương tuyến và vị trí thăm dò theo thực tế mới có thể theo dõi, đánh giá được thân cát. Công việc này đã gây ra nhiều tốn kém về công sức, kinh phí và thời gian. Việc tìm kiếm bãi cát ngầm chủ yếu dựa vào đặc điểm nhận diện trên thực tế, gồm:
- Trên bãi cát ngầm là dải nước đục với nhiều “bông đục” gợn trong nước so với nước biển ở hai bên bãi cát ngầm.
- Trên bãi cát ngầm có sóng nhiều và mạnh hơn so với nước biển ở hai bên bãi ngầm. Theo bố trí dự kiến sẽ có 52 tuyến khoan bắt đầu từ phía đông Hòn Khoai trở lên phía ĐB. Tuy nhiên, khi tiến hành thăm dò từ tuyến 52 trở xuống đến tuyến 18 thì không còn gặp cát nữa. Chúng tôi vẫn tiếp tục thăm dò đến tuyến 7 (cách Hòn Khoai khoảng 6-7 km về phía đông) cũng không gặp bãi cát nữa (H8, H9). Điều này có lẽ cũng hợp lý vì ở đoạn từ tuyến 18 đến tuyến 20, thân cát đã phân bố rời rạc và thu hẹp nhiều về chiều rộng cũng như chiều dày lớp cát.
3.2.2- Công tác khảo sát, khoan đào, lấy mẫu
Ở giai đoạn khảo sát, chúng tôi đã tận dụng những tài liệu đã có và kết quả giải đoán ảnh để thực địa, kiểm tra. Khu vực nghiên cứu nói chung lưu thông bằng đường thủy là chủ yếu nhờ kênh rạch, nên việc khảo sát trở nên thuận tiện khi đi bằng xuồng ghe.
Trong quá trình khảo sát thực địa, xác định chiều dày và lấy mẫu lớp cát, chúng tôi dùng nhiều phương pháp: khoan tay, đóng ống, đào hố,… lấy mẫu phân tích. Thường chúng tôi dùng khoan tay, đôi khi dùng cả cuốc, len để đào.
+ Đối với các bãi cát ven biển, có chiều dày nhỏ và thường phổ biến là nhỏ hơn 1 m nên việc khoan tay và lấy mẫu phân tích các dạng khá dễ dàng.
+ Đối với bãi cát ngầm thì công tác khoan và lấy mẫu khó khăn hơn và nhất là những nơi bãi cát ngầm phân bố khá sâu dưới mực nước biển. Thông thường bãi cát ngầm đã thăm dò có độ sâu phân bố dưới mực nước biển là khoảng 5-11 m.
- Đóng bằng tạ: chúng tôi tiến hành bằng cách đóng ống thép đường kính 100 cm. Chiều dài ống thép khoảng 2-3 m và có thể nối, tháo ráp để lấy mẫu được. Ống thép này được thả xuống thẳng đứng xuống nước và đóng bằng khối tạ 50 kg. Khối tạ được đóng bằng cách kéo-thả dây cáp thủ công. Cách đóng này lấy được nhiều mẫu phân tích, đặc biệt là các loại mẫu phân tích cơ lý và đầm nén tiêu chuẩn. Tuy nhiên, thời gian tiến hành đóng lõi khoan khá lâu và tốn nhiều công sức.
- Đóng “ống dộng”: phương pháp đóng ống thứ hai được sử dụng là phương pháp “đóng ống dộng” (theo cách gọi địa phương) của các ngư dân thường sử dụng để đóng đáy, đóng cừ,…
Phương pháp này gồm một ống hay lưỡi khoan đường kính khoảng 60 cm, chiều dài từ 1 đến 3 m. Nối với phía trên lưỡi khoan là một ống thép dày, đường kính khoảng 70-90 cm và dài khoảng 1 m. Dụng cụ để đóng là một thân cây đước thẳng, dài 10-15 m. Đầu lớn thân cây có nối một ống đường kính 100 cm (ống dộng), dài 80-90 cm. Để tăng thêm lực đóng, một phần của thân cây được thay bằng đoạn ống thép dày, dài khoảng 4-5 m.
Khi tàu đã neo cố định, đặt khúc nối của lưỡi khoan vào đầu ống dộng của thân cây, buông xuống nước và đóng bằng thủ công (4 người) một cách liên tục đến độ sâu cần thiết.
đóng đầy mẫu ống khoan, bộ phận đóng ống được kéo lên trước. Ống mẫu của lưỡi khoan sẽ được nhổ lên bằng cách lợi dụng “sức của sóng nước và tàu”. Khi tàu hạ thấp theo lượn sóng thì dây nối với lưỡi khoan được siết chặt vào đầu mũi tàu, sau đó lượn sóng cao nâng tàu lên sẽ nhổ lưỡi khoan lên một cách nhẹ nhàng.
Phương pháp này tiến hành đóng ống khoan được nhanh và ít tốn sức hơn. Tuy nhiên, đối với chiều dày cát quá lớn (trên 2 m) thì khi nhổ lên ống khoan bị gãy. Nơi bị gãy thường là khớp nối giữa lưỡi khoan và ống nối để lắp vào ống dộng do các mối hàn không chịu nỗi sức bám chặt của lưỡi khoan khi đóng sâu vào lớp cát mịn. Do đó, nơi các lớp cát dày, chỉ tiến hành đóng lưỡi khoan 2 m mà thôi. Đối với các nơi có lớp cát mỏng (< 2 m) hoặc nơi lớp sét, sét bột cát thì có thể đóng sâu hơn (đến 3 m). Hơn nữa, do chiều dày lớp cát khá dày nơi phần trung tâm bãi cát ngầm (đến 5 m) nên cũng không thể đóng hết độ sâu này theo như dự kiến ban đầu được.
Chúng tôi áp dụng cả hai phương pháp khoan đóng này để xác định chiều dày cát và lấy mẫu phân tích các dạng nơi bãi cát ngầm.
Khi thực hiện tuyến khoan, ở mỗi vị trí lỗ khoan, việc đầu tiên sau khi neo tàu là xác định độ sâu mực nước với bề mặt lớp đáy bằng thiết bị đo hồi âm hiệu HONDEX PS-7 của Nhật sản xuất. Thiết bị này rất gọn nhẹ, kích cỡ như chiếc đèn pin thông thường. Kết quả đo độ sâu mực nước khá tốt, kích thước đo được thể hiện đến đơn vị là dm. Một số lần đo thử nghiệm đối chiếu bằng thước đo, cho thấy số liệu đo của thiết bị Hondex PS-7 là đáng tin cậy. Các số liệu đo này là cơ sở chính để xác lập mặt cắt địa hình trên mỗi
tuyến khoan. Các dạng địa hình đo được ở các tuyến khoan cho thấy rất phù hợp với bề
mặt địa hình đáy do thiết bị đo địa chấn 3200-XS đã xác định. Thấu kính dạng cồn theo mặt cắt ngang qua lớp cát thể hiện rất rõ trong suốt các mặt cắt ngang (dọc theo chiều dài thân cát).
Công tác khảo sát thực địa khá chậm vì những năm qua sóng gió khu vực bãi ngầm này “khá động” và thất thường. Mỗi năm chỉ tiến hành được 2 đến 3 đợt, mỗi đợt khoảng một tuần đến 10 ngày. Hơn nữa, khu vực biển nơi bãi cát ngầm là khu vực luôn luôn có sóng lớn hơn các khu vực hai bên bãi cát ngầm, có lẽ do địa hình “dạng cồn” của bãi cát (mực nước nông nơi đỉnh cồn và sâu dần khi hướng ra hai bên hông dải cát). Khi sóng biển lớn hoặc cao quá, không thể neo tàu cố định và không tiến hành đóng ống khoan được. Đôi lúc, tàu ra đến nơi bãi cát ngầm thì gặp sóng gió, buộc phải quay về nằm chờ hoặc tổ chức đợt sau.
Để bổ sung cho việc xác định chiều dày lớp cát và cũng là cơ sở dùng để nội suy chiều dày cát nơi các lỗ khoan trên tuyến mặt cắt, chúng tôi tăng cường một khối lượng khá lớn số liệu đo địa chấn nông trên nước. Từ dự kiến ban đầu, chiều dài đo địa chấn là 4 km, đã phải tăng lên gần 18 km.
Tổng kết khối lượng đã thực hiện, gồm:
- 86 tuyến khoan ở các bãi cát ven bờ từ cửa Giá Lồng Đèn qua cửa Hố Gùi đến cửa Bồ Đề, với 336 lỗ khoan, tổng cộng 753,2 mét khoan.
- 62 tuyến khoan ở bãi cát ngầm, với 342 lỗ khoan, tổng cộng 962,7 mét khoan. Khối lượng khoan thăm dò được thống kê trong bảng khối lượng công tác ( B3). Kết quả khoan thăm dò là cơ sở để xác định các thông số tính trữ lượng cát ở các ở các khu, khu vực hoặc bãi cát đã thăm dò.
3.2.3- Công tác phân tích mẫu
Các mẫu thu thập về được tiến hành gửi phân tích ở các cơ quan, bộ phận chuyên môn. Các nơi tiến hành phân tích, bao gồm:
- Viện Địa lý Tài nguyên TP.Hồ Chí Minh: Phân tích thành phần cấp hạt và thành phần khoáng vật.
- Liên Đoàn Bản Đồ Địa Chất Miền Nam: phân tích thành phần cấp hạt, thành phần khoáng vật, thành phần hóa học,…
- Trung Tâm thí nghiệm và kiểm định xây dựng Miền Nam, thuộc Công ty TNHH Nhà nước một thành viên khảo sát và xây dựng, Bộ Xây Dựng: phân tích các chỉ tiêu cơ lý