Nghiên cứu địa chất thủy văn công trình: Phần 1

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

27
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 của cuốn sách "Địa chất thủy văn công trình" đề cập đến những nội dung về: địa chất thủy văn cơ sở; khái niệm về nước dưới đất; các định luật thấm cơ bản; địa chất thủy văn công trình; dòng thấm trong vùng xây dựng công trình thủy lợi;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu địa chất thủy văn công trình: Phần 1

NGUYẺN UYẺN
NGUYỄN UYÊN ĐỊA CHẤT THỦY VÃN CÔNG TRÌNH (Tái bản) NHA XUẤT BAN XÂY D ự N G HA NÔI - 2014
LỜI NÓI ĐẦU Đ ịa chất rluiv văn lủ một Iii>ành ciiư khoa học dịu chất có nhiệm VII nghiên cứu vê nguồn iỊÔc, sự phún hổ, vận độiiiỊ vù phát triển của nước dưới đất trong vỏ qua đất. Nước dưới đất lủ nguồn rủi HiỊKxèii I/IIY iỊÍú dược khai thác dê cấp nước có chất lượng cho sinli lioạt, cho côiiiỊ nghiệp, cho tưới,... mặt khác lạ. ạúv trở ngại cho việc thi công cũng nhu’ sự lủm việc d ill còniỊ trìnli khi có Iiước lỉưới lílì! tồn tụi, gáy ra hiện tượiììị lầy hoá, muối hoá tlìô nhưỡng,... Đ è khui thúc lìỢỊ) lý nước ilưới đất và ngủn chặn ảnh hưó/iíỊ có hại của nước dưới itùr. khoa học Đ ịa ch ấ t th u ỷ vàn công trình phát sinli vù ngày càng p h á t triển, nó nghiên ( 7 hi sự vụn líộiiiỊ cùa nước tìưới đất trong môi trường đất đá đê giải quyết các nhiệm vụ cụ thè sau líàx: - TrontỊ .XÚY liltin' còiiiỊ trình thux ìiò: xác định tổn thất thấm dưới nióiiiỊ dập và vòny qua vai đập. lùm sáng ró linli hưỏiiiỊ c lìa rlnihi đến độ ổn định của đất đá ở m óng đập, ilự đoán h(ợwị Iikìt IInóc cùa liồ chứa vủ kl> i năng ílúniỊ cao nước dưới đất do lũ, do xúy dựng còng trình... - Trong CH/O' Clip nước: xút định trữ lượnỵ thiên nhiên, lưu lượn if khai tlìác nước dưới đùr. xác định Ill’l lượng các lỗ kììOiD' itơn vù tương hỗ, biện p h áp tăng Ill’l lượiìíị giếììg vù l l bào vệ chất lượng nước khói bị ỏ nlìi( 'ÌI. - Trolly lĩnh vực tháo khỏ: thiết kê tliáo khô đầm lầy vù khu vực lầy lióư, hụ tliấp mực nước ngắm đè thi công vù hảo vệ cô/i4 trình khói bị ngập,... - Tron “ vít/iiỊ tưới: xúc định rón thất thấm từ kênh tưới, xúc lập sự cân bằn í; Iiước ngầm ở khu vực tKỚi. Cuốn sách iỊồ/n 2 phần: diu chất tììitỷ văn cơ sơ vù địa cliất thuỷ văn công trình, đã đê cập các tính toán địa chất tlinỳ văn cho dòng thấm trong các bài toán thực tê nên trên. Cuốn sách đ ủ cập nhật cúc kiến thức, phương p h áp tính, kỹ thuật nqlìiêii cứu mới nhất v ề cíiu chất thuỷ văn cĩược ỊịicìnỊị dạy tiong cúc trường Đ ụi học ở M ỹ, C anada, Anh, Nạa... Ngoài nội dung lý thuyết, cuốn sách còn có cúc ví dụ tính toán minh hoạ. Sách đitợc hiên soạn đé sử dụng cho sinh viên (lại học, học sinli cao đẳng, trung cấp ch u yê n Iig ủ iili đ ịa ch ấ t tliHÝ vãn, cấ p thoát HƯỚC, m ô i trường, x â y dựnạ... c ũ n g n h ư c ú c k ỹ SƯ, cún bộ kỹ thuật thuộc cúc chuyên ìigùiìlĩ trên. Trong Í/IIÚ trình biên soạn, tác giả d ã nhặn được nhiều ỷ kiến dóng góp của cúc bạn dồng nghiệp, cũng như sự hỗ trợ, giúp đỡ của Nhủ xuất bủn Xây clựiìiỊ, túc gia .xin chân tliành cám ƠII và nio/HỊ tiếp ỉm nhận dược các ỷ kiến doin' yóp về nội (lung CIIÔII sách. N G Ư T , GVC. N g u y ễ n U yên (Trường Đại học Thuỷ lợi - Hà Nội) 3
PH ẦN 1 ĐỊA CHẤT THƯỶ VĂN c ơ SỞ Chương 1 KHÁI NIỆM VỂ NƯỚC DƯỚI ĐÂT §1. CÁC TẦNG CHÚA NUỚC DLỦI ĐẤT I. So lược về phàn loại nước dưoi đát Phàn loại nước dưới đất vừa có V nqhĩa thực tiễn lẫn ý nghĩa lý luận to lớn, nó cho phép sử d ụn g họp lý các loại nước dưới đất phục vụ cho các m ục đích khác nhau của nền kinh tê quốc dàn dựa trên cơ sở quy luật phân bò, tồn tại và vận động của nước dưới đất. Hiện nay, có hai cách phàn loại nước dưới đất sau đây: 1) Theo nhiệm vụ sử dụns nước: dựa trên một sô chí tiêu nào đó đê phân chia: a) Theo các thành phần có trons nước được chia theo nhiệt độ, theo tổng khoáng hoá, theo tổng đò cứng, theo độ pH. theo các ion chủ yếu, theo từng thành phần đặc biệt, theo thành phần khí. b) Theo đặc tính vận động và đặc tính thuỳ lực được chia ra nước có áp và nước không áp. c) Theo mỏi trường chứa nước chia ra nước dưới đất trong đất đá bở rời, trong các đá nứt nè. trona các đá karstơ hoá. d) Theo quan hệ cứa nước với các loai đất đá và trạng thái vật lý của nó chia ra: nước tự do. nước liên kết vật lý, nước liên kết hoá học, nước ờ thế hơi, nước ở thể cứng. e) Theo nguồn gốc chia ra nước nguồn gốc ngấm, nước nguồn gốc chôn vùi (trầm tích), nước nguổn gốc ngưng tụ, nước nguón gốc nguyên sinh. f) Theo cơ sở sứ dung nước chia ra nước thông thường, nước khoáng, nước nóng và nước cõng nghiệp. 2) Theo điều kiện thế nằm: cách phân loại này phản ảnh được quy luật phân bô của nước dưới đất trong không gian như cách phân loại của Xavarenxki F. p, Ovtsinnicov A.M, Klimentov p.p..., a) Phán loại cua Xavarenxki F.P (1939) chia nước dưới dâì thành: nước thổ nhưỡng nước láy, nước tẩng trên, nước ngẩm, nước có áp (nước aclczi), nước karstư và nước khe nứt; các loại nước này khác nhau về diều kiện phân bố, áp lực, đặc điếm vận độno 11‘Hiổn 5
eỏc càu trúc địa chất, tính phàn đới khí hậu, nhiệt độ, đới địa hoá và thành phan hoá học (bàim 1.1). b) Phàn loại của Ovtsinnicô A.M (1948) chia nước dưới đất thành ba loại chính: nước tầiiìZ ĩ rèn, nước 1 í ầm và nước có áp rồi tuỳ theo thành phần đất đá chứa nước chia ra phụ 1 loại: trong đất đá lỗ hổng và trong đá nứt nẻ. c) Phàn loại của Ovtsinnicô A.M và Klimentov p.p (1967) chia nước dưới đất thành ba loại chính: nước trong đới thông khí, nước ngầm và nước có áp dựa trên điểu kiện thê năm, đặc điểm áp lực, dặc điểm động thái, nguồn gốc và khả năng sử dụng nước trong nền kinh tè quốc dàn. Dưới đày trình bày các loại nước dưới đất theo cách phân loại của Xavarenxki F.P. Các loại nước thổ nhưỡníi, nước lầy, nước tầng trên được gộp chung vào loại nước trong đới thông khí. Báng 1.1. Hàng phàn loại nước dưới đất (theo Xavarenxki F. p. 1939) Tưotk quail Đặc trung uiữa miC’11 Điều kiện Kiêu Đặc trưng vận động Nguồn Tính phân Đới dĩa Đặc diêm cuna cáp thê nằm N hiệl độ nước áp lực của dòng gốc đới khí hậu hoá hoá học vù miền địa chất cháy phàn bổ Nước thò N ưức nhưữnu. Trùiiu nhau Những Đới rửa lũa xuống; Khí Phân đới Dao động Nliạl, đôi nước l ầ \. (,nưức gần Cháy táng thành lạo và muối không có quyến mạnh theo mùa nơi mặn nước tán a mặt đất) trên mặt hoá áp trên N ước Trầm tích Thườníi xuống, trên mặi trims nhau không có Chù yếu Như Nước 11 sầm và các lớp Phân đới Nhu 11 ủn Như Iron Như trên (nước không áp, dôi cháy tầng trên trên cùa vỏ sáu) khi có áp phong hoá cục bộ Đá vòi, Gần nhau Thưừng đồlômit Thường Nhạt, Nước (chu yếu là nước Chù yếu là Như Không Đới và các đá không !hường kacstơ nước khòng xuống, cháy rối liên ổn định rửa lũa rửa lũa ổn dinh cứng sãu ) không áp khác Cháy láng Khóim trùng trong dâl đá Các câu Nhại, dõi Nước lẽn, Đỏi rứa nhau(chu hớ lời và có Như lạo của ilá Tăng khi khi Nước actCvi có áp lưc Nlnr trên lũa. xi Nêu là nước lliê cháy lùi llũll trám lích xuống sâu khoáng lliuý lĩnh màng hoú sâu) trong ilá (các hổn) hoá cứng nứt né Nưức lên, Khí Chú ycu Nưức dụng có áp lực quyên Z ^ Chủ yốu Đới các dói ITIilch Như iriin (huý tĩnh và - - ximãng chày rối khc mil (khe nứl) hoãc áp nguyên hoá kiên tạo lưc khí sinh 6
II. T ầng chứa nước trong đói thông khí /. Khái niệm vê đ ói ỉliô/iiỊ klìí Đới thôns khí là lóp đát đá từ mặt đất đến mật nước ngầm, thấm nước nhưng không thường xuyên bão hoà nước. Phụ thuộc vào đặc điểm địa hình, cấu trúc và thành phần đất đá time địa phương, bề dày và cấu tạo đới thỏim khí cũng khác nhau: ở miền núi, địa hình phân cắt mạnh nên bể dày đới thònc khí thay đổi từ hàng chục mét (vùng núi phân tliuỷ) đèn một vài mét (vùnc ven bờ); ỏ' miền đổng bằng, bề dày đới thông khí thường nhỏ và ít thay đổi. Nước trons đới thòng khí bao cồm đủ các dạng: nước không trọng lực, nước mao dẫn, nước trọ n s lực, ờ tranII thái lone, hơi và răn. Các d ạ n c nước đó dưới tác d ụ n g của lực trọng trireme, sức cãnc bề mật và lực hút phàn tử, lực thu ỷ tĩnh... không ngừng vận động và biến hoá trons đó quá trình ncưne tụ. neàm và bốc hơi là có ý nghĩa nhất. Quá trình nnưne tụ xây ra khi mật đò hơi nước trong không khí cao hơn mật độ hơi nước tron 2 đới thòng khí nên hơi nước theo các lỏ hổng đất đá đi sâu vào đới thông khí, khi gặp điều kiện thuận lợi sẽ ngưng tụ thành thè lỏng. Bôc hơi là quá trình ngược lại, hơi nước trons đới thòns khí thoát vào khòns khí khi mật độ hơi nước trong đới thông khí lớn hơn. Ọuá trình bốc hơi xáy ra mạnh o vùng khí hậu khô hanh, độ ẩm trong đới thông Jchí nhỏ và mực nước neầm ờ nòng. Quá trình bòc hơi thường dẫn đến hiện tượng muối hoá thố nhưỡng - lượng muối trong lóp thổ nhưỡng tăns lèn, ảnh hưởnq không tốt đến .cây. trônc Quá trình ngấm biểu hiện dươi hai dạne: thấm ướt tự do và thấm thẳng đưng, thám ướt tự do (hình 1.1) là quá trình nước tronc lực dịch chuyến theo từng tia nhỏ riêng biệt trong một phán lỏ hổng của đất đá dưới tác dụng của lực trọng trường và lực mao dẫn. Thấm thãns đứng (hình 1.2) là quá trình dịch chuyên tháng đứng của nước trọng lực thành một lứp liẽn tục trong toàn bộ lỗ hốnc đất đá mà lớp nước đó đi qua dưới tác dụng của lực trọne trường, lực mao dẫn và áp lực thuv tĩnh. Thấm tháng đứng xảy ra khi lượng nước ngâm khá dổi dào như sau một trận mưa lớn. Ngấm trong đới thông khí đóng vai trò chủ yếu trong việc cung cáp nước cho nước dưới đát. 2. Nước troiiíỊ ló]) tliô nliưỡiiiỊ Nước trong lớp thố nhưỡng - lóp trên cùng cua đới thông khí có licn quan đến đời sốim của thưc vát trên mặt đất, gọi là nước thó nhưỡng. Nước thổ nhưỡng chứa một lượng rất lớn vật chất hữu cơ và vi sinh vật liên quan với những sinh vật sống trcn mặt đất và trong lóp thổ nhưỡng. Nước thổ nhưỡng đóng vai trò hct sức quan trọng đối với đời sống thực vật, vì thiếu nước, cây cối không sinh trưưng được mà đất quá ẩm cũng có hại đốn sự phát tricn của cây. Tính thấm nước của thố nhưỡng và lớp phía dưới phụ thuộc vào thành phấn và cấu trúc cua chúng: đất cát hạt thỏ, đất có cấu trúc xốp thấm mạnh hơn dât hạt mịn, đất bị nén chặt. Đất đá thâm nước yếu thì lưựng ngấm càng nhó và phần lớn lirợng nước mưa rơi xuống đều tạo dòng cháy mật và bốc hưi. Nước thổ nhưỡng còn do hưi nước từ khí quyến đi vào ngưng tu lại và do 11ước mao dẫn dang lén (khi mực nước ngấm ơ nóng) cung cấp. Nước thổ nhưỡng bị tiêu hao do hóc hưi và phát tán, cũng do ngấm xuống sáu hơn cung cấp cho nước ngầm. 7
L _ L = L = L ._ L SL L ỉiũ [ ịề ỊỆ -^ .~:;Xị?-::■ ■ : ■& ::"-/^i;: -~ v~£i' ' 42.: - "Cu. • ^ -v ::si^r •■;■? ■'rứó--'^: ■ ' : ■
Nước tầng trên thường gặp trong đất đá Đệ Tứ bở rời, trong lớp phong hoá nứt nẻ của đá gốc, trong đá nứt nẻ kacstơ hoá. Trong đất đá bở rời, nước tầng trên tổn tại khi tính thấm đất đá thay đổi hình thành các thấu kính cách nước hay thấm nước kém, hoặc do quá trình rửa lũa từ trên mặt, các thành phần khó hoà tan như hidroxit sắt và nhôm.... theo nước ngấm xuống được tái kết tủa, kết tinh các hạt rời thành các ổ, thấu kính thấm nước kém, cản giữ nước ngấm từ trên xuống. Trong đá gốc, nước tầng trên được hình thành do quá trình phong hoá và kacstơ hoá không đồng đều tạo thành những ổ, những thấu kính thấm nước kém trong đới thòng khí. Đặc điểm địa hình địa phươns cũng ảnh hưởng đến sự tổn tại nước tầng trên. V ùng địa hình dốc. nước ngấm xuống hạn chế nên nước tầng trên ít hoặc không tổn tại, nước tầng trên tồn tại thuân lợi nơi địa hình bằng phẳng hoặc hơi trũng. Nhiều trường họp nước tầng trẽn hình thành do hoạt động của con người: tại những chỗ trũng, hố móng cũ khi thấm nước, những công trình ngầm, bãi thải bị che phủ, có thể là nhĩm c* thấu kính cách nước cho nước tầng trên tồn tai. s o Đ ộng thái của nước tầng trên phụ thuộc vào lượng nước ngấm của mưa khí quyển, lượng ngấm của nước thải; bề dày và quy mô phân bố, độ sâu của thấu kính cách nước. Khi bề dày thấu kính cách nước lớn thì khả năng thấm mất nước bị hạn ch ế và khi diện phân bô cùa thấu kính cách nước lớn thì nước tầng trên có khả năng tồn tại lâu hon. Độ sâu của lớp thấu kính cách nước quyết định khả năng bốc hơi của nước tầng trên. Nước tầng trên thường tồn tại theo mùa, trữ lượng không lớn, động thái biến đổi rất mạnh nên không có ý nghĩa lớn đối với cung cấp nước. Trong xây dựng công trình, nước tầng trẽn có khả năng chảy vào hố móng cản trở quá trình thi công hoặc khi có mặt với động thái thay dậị mạnh có thê làm công trình mất ổn định. Chất lượng nứớc tầng trên rất khác nhau, phụ thuộc cơ bản vào các nhân tố trên mặt: vùng mưa nhiều, ẩm ướt nước tầng trên thường là nước nhạt, khoáng hoá thấp, còn vùng khỏ hanh nước tầng trên là nước khoáng hoá cao. Cần lưu ý, nước tầng trên rất dễ bị nhiễm bẩn bời các nhân tố nhân tạo. III. T ầng nước ngầm 1. Khái niệm v ề nước ngầm Nước ngầm là loại nước trọng lực dưới đất ở trong tầng chứa nước thứ nhất kể từ trên mặt xuống. Phía trên tầng nước ngầm thường không có lớp cách nước che phủ và nước trọng lực không chiếm toàn bộ bề dày của đất đá thấm nước nên bề mặt của nước ngầm là một mặt thoáng tự do (hình 1.4) vì thế nước ngầm có tính không áp, hoặc chỉ có áp cục bộ (nơi thấu kính cách nước nằm đè lén bề mặt nước ngầm). Tuỳ theo điều kiện thế nãm, phân chia ra dòng ngầm - khi đáy cách nước nằm ngang hoặc nghiêng, nước ngầm chảy theo một phương nào đó, bồn ngầm - khi đáy cách nước bị lõm xuống, mặt nước ngám gán như nằm ngang và dòng bồn ngầm hỗn hợp (hình 1.5). 9
7777777777T/t77777~?7777777?7777777777777777777777777777~7777: © //ìrt/ỉ /.4 : Sơ dó tầng nước ngầm 1. Đ áy cách nước; 2. Tầng nước ngầm ; 3. Đ ới thông khí; 4. Thấu kính cách nước; H - bề dày tầng nước ngầm; h - ch iều sâu mực nước ngầm; A - mực nước ngẩm ; 5. M ực nước ngầm m ùa khô; 5'. M ực nước ngẩm m ùa mưa; 6. N ước mưa ngấm; 7. M ạch nước. c) b) a) ỉ ra rT ũ le L krtfnqffj ớp c ) Sơ đồ d òn g ngầm và bồn ngầm a) Sơ đồ d on e ngầm b) Sơ đồ bồn ngầm 1. Cát; 2. Cát chứa nước; 3. Đ ất đá 1. Cát; 2. Cát chứa nước cách nước; 4. M ực nước ngẩm; 3. Đ ất đá cách nước 5. Hướng vận đ ộ n g của d ò n g ngầm; 6. N ước mưa ngấm H ình 1.5: Sơ dồ dòng ngầm Giới hạn trên của tầng nước ngầm là m ực nước ngầm . Đ ó là m ực nước xuất hiện và cũng chính là mực nước ổn định khi khoan hay đào vào tầng chứ a nước. P hía trên m ặ t nước ngầm là đới m ao dẫn rồi tới đới thông khí. Đ áy khô ng thấm nước ở dưới gọi là đ áy cách nước. K ho ảng cách từ đáy cách nước đến m ặt nước ngầm gọi là bề d ày tầng nước n g ầm (hình 1.4). Hình dáng mặt nước ngầm phụ thuộc vào nhiều yếu tố: bề m ặt đ ịa hình, hìn h d á n g đáy cách nước, tính thám của đất đá, điều kiện khí hậu, cô ng trình nhân tạo... Đ ể phản ánh hình dáng m ặt nước ngầm , người ta lập bản đồ thuỷ đẳng cao - bản đồ vẽ các đư ờn g có cù n g độ cao tuyệt đối mực nước ngầm . Bản đồ được lập khi có tài liệu đo m ực nước c ủ a tầng chứa nước trong cùng m ột thời điểm. Bản đồ thuý đắng cao có ý ng hĩa thực tiễn lớn vì nó cho biết: hướng và tốc độ của dòng ngầm , chiều sâu m ặt nước n g ầm tại điểm bất kỳ trong khu vực, mối quan hệ thuý lực giữa nước ngầm và nước mặt. 2. Điẽii kiện cung cấp, thoát nước vù độnạ thái của nước ngầm N guổn nước cung cấp cho tầng nước ngầm , giúp cho nước n g ầm tồn tại bao gồm : a) Nước m ưa khí quyến: là nguồn cung cấp nước chủ yếu ch o nước ngầm . N ưóc m ư a ngâm qua đới thông khí xu ốn g bổ sung cho nước ngám . Lượng nước m ư a n gấm xu ố n g phụ 10
thuộc vào cường độ và thời gian mưa, vào điều kiện địa hình, địa chất của vùng. Những trận mưa dầm, kéo dài trên phạm vi rộng 1Ở11 sẽ bổ sung cho nước ngầm một lượng nước lớn hơn những trận mưa rào. Ở YÙniỉ bằng pháns, lượng nước mưa ngấm xuống lớn hơn vùng có địa hình dốc. Trona điều kiện địa hình như nhau, nơi thực vậl pliát triển đất đá thấm nước thì lưựim nước mưa ngấm xuốna nhiều hơn. b) Nước của các d ò n s chày và các vìiiiỉĩ nước mặt: cũng là nguồn nước cung cấp quan trọnii cho nước Iiiĩầni. Trons Iihữim VÙI1S đổng bang vào mùa mưa, nước trong các sông và hổ d an s cao bổ sun 5 Iironu nước lớn cho nước nqầm. Hiện tượng này thường xáy ra ở các vùnc xàỵ dim s các cô n s trình thuý lợi: nước từ hổ chứa, hệ thống kênh mương ngấm xuống cu n s cáp cho nước ncìùn. Tronc thực tè nhiều khi nước sông chí cung cấp cho nước ngầm vào mùa mưa. còn mùa khỏ do mực nước sònq hạ thấp, nước ngầm lại cung cấp cho sông. c) Nguồn cuim cấp nước ngầm còn do hơi nước trong không khí đi vào lỗ rỗng đất đá, nsinis tụ lại hoặc nước cùa các tầnc chứa nước áp lực ở sâu hon, có quan hệ tliuỷ lực với tầns nước nsầm nghiên cứu và có mực áp lực cao hơii mực nước ngầm. Nauồn thoát chù yếu của nước n sầm là các mạch nước. Ngoài ra, mạng sông suối cắt qua tần 2 nước ngầm cũng là nơi thoát rất tốt của nước ngầm. Trong những vùng khó, nước ngầm còn thoát đi bàng con đưòne bốc hơi: Từ mặt nước ngầm, nước được dâng lên theo các lỏ rỗng mao dần và bốc hơi vào khí quyển. Ngoài ra, nguồn thoát nước ngầm có thể là các tầng chứa nước áp lực O sàu hon. nếu hai tầng chứa nước có quan hệ thuý lực và mực ' nước ngầm cao hon mực áp lực cua tầng chứa nước có áp. \ ể tổng khoáng hoá và thành phán hoá học, nước ngầm chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện khí hậu, tliuỷ văn và đất đá chứa nước. Vùng khí hậu khô, nước ngầm thường có tống khoáng hoá cao hơn vùng ẩm. vùng ven biến do ảnh hưởng của biển, nước ngầm thường bị nhiễm mặn, tổng khoáng hoá thườn 2 cao, hàm lượng ion clo lớn, nước thuộc loại clorua. Nước nsầm trong đá vôi thườns là loại nước bicacbonat canxi. Đỏng thái nước ngầm được đặc trưng bàng sự dao động theo mùa của mực nước, lưu lưưns. nhiệt độ và thành phán hoá hoc cùa nước ngầm. Do ưu điếm ớ nông, độ khoáng hoá nhỏ,... nước ngầm là nguồn nước cung cấp đáng lưu ý cho sinh hoạt, tưới, công nghiệp... Trong xây dưng, tầng nước ngầm thường ở độ sâu đặt m óng còng trình nên thường gây trơ ngại cho thi còng và báo vệ móng công trình. Ớ vùng sườn dốc mái kênh,... nước ngầm dao đóng gây xói ngầm và sạt lứ mái dốc. Ớ vùng tưới, nước ngầm dâng cao sẽ gây ra lầy lội vù muối hoá đất trổng. Bời vậy trong quy hoạch xây dựng và tưới nước, cán chú ý tới độ sâu chón vùi và sự thay đối động thái tầng nước ngầm do xây dụng cóng trình và do tưới. Thi cóng móng nén tranh thủ thời gian mực nước ngầm thấp nhất. IV. T á n g nước có á p (còn goi nước giữa tán g - a cte /i) / K h á i n iệm vé tầ iiíỊ IIIÍỚI có úp Táng nước có áp hình thành trong tầng thâm nước kẹp giữa hai tầng cách nước (hình 1.6) nén COI1 gọi là nước giữa (áng hay nưức acte/.i (actczi là tên La tinh cổ cua thành phố Ac lua Ư micn Nam nưức Pháp vào năm I 126 phát hiện giếng tự cháy đầu tiên ở Châu Âu).
Khi khoan đào đến tầiiỉĩ chứa nước thì mực nước dưới đất sẽ dâng lên, thậm chí có thể tràn và phun cao trên mặt đất. Nước có áp thường gập trong các vùng trũng có cấu tạo dạng bôn ờ miền nền, O miền võng hố sụt ven rìa, miền võng giữa núi, vùng có cấu tạo nếp lõm, đơn ' ncliiènc, dọc theo các đới phá huỷ kiến tạo lớn,... Nước có áp thường gặp trong đá chứa nước tnrức Đệ Tứ, đòi khi gặp trong đất đá Đệ Tứ. H ìn h 1.6: So'dó CÙII tạo hồn (H lczi (theo Ovtsionnicov A.M và Klim entov p.p. .Bogdanov G .I) u) Miề/I C1UHỊ càp và lạo áp; b) Miên phân b ố áp lực; c) Miên thoát nước; 1 Đá chứa nước; 2. Đá cách nước; 3. M ực áp lực; H| và I l2 - mực áp lực tại mặt cắt I và II; m - bồ d à\ tầim chứa nước; mũi tôn trong tung chứa nước chí hướng vận đ ộng cúa nước actezi. Dưa vào đặc điểm thè nằm, có các loại nước actezi sau đây: bồn actezi, dốc actezi và á bồn actezi. a) Bồn acĩeii khi táng chứa nước ở dạng cấu tạo nếp lõm. Trong mỗi bồn chia thành ba miền (hình 1.7): miền cung cấp chủ yếu và tạo áp - phần diện tích đất đá chứa nước lộ ra mặt đát ơ vị trí có độ cao tuyệt đối lớn nhất, tại đó nước mưa khí quyển và dòng mặt có thê ngấm vào CUI12 cấp cho nước actezi; miền phân bố áp lực (hay miền dòng chảy có áp) là phần diện tích phàn bỏ chủ yếu của bồn actezi, trong đó mực áp lực nước dưới đất thường cao hon ranh siới giữa táng chứa nước và đính cách nước. Bán đồ thuỷ đ ẳn g áp, trên đó thê hiện các đường nối các điểm có cùng độ cao tuyệt đối mực áp lực, được lập đê phản ánh đặc điểm bể mặt áp lực nước trong phạm vi bồn actezi, và miền thoát nước - phần lộ ra của tầng hay phức hệ chứa nước ở trên mặt đất tại nơi có độ cao tuyệt đối thấp hơn so với miền cung cấp, ơ dạng các mạch nước hoặc các ổ bị tầng bồi tích bở rời che phủ hoặc lộ ngầm ở đáy sóng, đáy biến,... I Hình 1.7: Sơ dò pliún bô niii'11 CIIIIỊỊ C ỊÌ clní veil Vi) m ie n Ù cun I* c a p cục hộ dìu h ồ n CH /ƯZI I . Miên ( IIỈIỊỊ r à p I liít y e n \'ủ t ạ o á p l ực; II M i ê n cniiiỊ Clip ( i n h ộ ; III M i é n t h o á t 1 r a n g c h ứ a rurức a c t c / i ; 2. c ác đ a c á c h nư ớc ; 3. C á c đ á h i ê n cliãl và m u c m a nú t né; 4 M ự c ú p tưc; 5 Mực nước ngầm; 6. M ạch nước lẽn; 7. Mạch nước xuỏni;; 8. Phương vận động của nước dưới đũì 12
b) D ốc actezi là claim bổn actezi không đối xứng, thường gặp trong cấu tạo đơn nghiêng, có bề dày siám dần khi xuống sâu hoặc tirớim đá thay đổi (hình 1.8). Do vậy, miền cung cấp và thoát nước đều nằm về một phía liền kể nhau, còn miền phân bố áp lực nằm ở phía có địa hình thấp hon. D ốc actezi thư ờn 2 cập ỏ' ven rìa miền võng trước núi, m iền trũng giữa núi, sườn YÙns đổnsỉ bằn í ven biển, miền có cấu tạo đơn nghiêng hay phần cánh của các nếp lõm. s m H in lì 1.8 : Sư (lồ cloc actezi I. T io ih ị diêu kiện lih iịỊ chứa nước bị vát nhọn; I I Tro n g (tiêu kiện tinh thấm nước của chít đá thay dổi trở thành dá kliôniỊ ìliấm ì ì ước. a ) M i ê n c u n g c á p và l ạ o á p ; h ) M i e n p h im b ố á p l ự c ; (■) M i ề n t h o á t m cứ c; // //; H ; - m ự c á p lự c n ư ớ c tư ư n x ứ iìỊỊ tụ i m il'll C IIIIỊ’ c ấ p , m iề n tlio á t n ư ớ c và m iề n p h â n h ò 'lự c . I . Cál hạt thó; 2. Cát hạt nhó; 3. Cút hai mịn; 4. Cál hạl mịn bị SÓI dính kôì; 5. Đá cách nước: 6 Mực nước ngấm; 7. Mực áp lực nước; 8. M ạch nước lẽn; 9. Đ o ạ n c ó t h ế n h ậ n nước m ư a k h í q u y é n n g â m x u ò n g ; l(). H ư ớ n g vận d ộ n g CÍKI n ư ớc d ướ i dál. ( ) Bổn á actezi: khi táng chứa nước không thường xuycn có áp và áp lực 111rức l hay dổi theo dién tích phán bố lan theo thời gian. Các boil actczi có the tìm thay Irony lớp phù Ilàm tích trẽn khién két tinh cổ: Ư đáy do tác dụng bao xói I1C tang chứa Iiuức có đun” làn soil". I1
Ở phần bị che phú bời lớp cách nước thì nước dưới đất có áp lực, còn ở phần lộ ra ngoài khí q iụ é n ihì không có áp lực (hình 1.9). Ở các đoạn tầng chứa nước lộ ra, do nước mưa khí quyên neàni xuống cung cấp nên nước có độ khoáng hoá thấp, còn ớ những đoạn được che phú thì nước có độ khoáng hoá cao. r~ r í- m 2Ế i i 3 m Hình 1.9: Sư dồ tlìé nằm nước á actezi I Đá chứa nước; 2. Đ á cách nước; V Đá kết linh cúa m óng; 4. M ực nước ngầm; 5. Mưc áp lực nước; 6. Đ oan inrớc mua khí quyên có thê ngâm xu ốn g cu n g cấp ch o nước dưới đất. 2. Đặc dit ’111 iíộiìíỊ thúi cùa nước actezi Mien cunu cáp nước giữa tầng thường hẹp và cách xa miền phân bố nên động thái nước actezi t ư ơ n s dôi ổn định hơn so với nước ngầm; thường có động thái năm hay nhiều năm. Tuỳ thuỏc vào quan hệ diện tích vùng cấp so với vùng phân bố cũng như độ chênh địa hình 2 ÌŨ hai vùng này mà mức độ 011 định động thái cua nước actezi cũng khác nhau. Khi U đ ộ chênh địa hình lớn và tí số diện tích vùng cung cấp/diện tích vùng phân bố lớn thì mực áp lực và hai lượng biến đổi nhiều hơn. Nước giữa tầng khó bị nhiễm bán do có tầng cách nước che phu phía trên, vì vậy có chất lượng nước tương đối tốt. Nước áp lực có thế gày ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo áp lực nước lên đáy móng, áp lực lèn vỏ áo các công trình ngám. Khi thi còng, điểu kiện để đáy hô' móng không bị bục là trọng lượng của tầng cách nước ớ đáy hố móng phái báng hoặc lớn hơn áp lực đẩy Iiíĩược cua nước áp lực (hình 1.10), tức là: yđ . m >Yn (h + m) (1.1) Trona đó: 7 dung trọng tầng đất không thấm; m bé dày tầng không thấm ở đáy hố móng; 7n - dung trọng của nước; li - dỏ cao mực áp lực trên đáy hố móng. Khi kíy Y = 1. yd = 2, ta n SC có: m > h (I 2) Như vậy đáy hô móng không bị phá hoại nếu bẻ dày táng cách nước ớ đáy hố mónơ b;mg hoặc lớn hơn trị số áp lực nước lrc 11 đáy hố móng. 14
H ìn h 1.10: Đáy liò móiiìỉ dặt iỊtìn múi của lầiii’ nước áp lực I Cúi; 2. Đàì SÓI V. T ầng nước khe nứt /. K hái niệm về tầm* nước klie 111(7 Tầne nước khe nứt là táng chứa nước hình thành trong đá cứng nứt nẻ. Sự xuất hiện các khe nứt có liên quan đến các quá trình kiến tao. phong hoá, rửa trôi, hoà tan và các nhân tố khác. Sư phàn bò khe nứt trong các đá rất khác nhau. Các khôi đá có thê bị chia cắt bởi các khe nứt khòng tuân theo một quy luàt nào ca và tạo nên tính khe nứt cục bộ. Còn khi bị phá huy kiến tạo. phần lớn các khe nirt định hướng theo một phương nào đó, chẳng hạn các khe nứt kiến tạo phát triển rõ rệt theo phưcmg trùng với phương trục nếp lồi và thẳng góc với phương này, tạo nên tính khe nứt khu vực (khe nứt có thế phân hố trên khoáng cách rất lớn, đói khi tới vài chục km). Nhữns khe nín phong hoá chu yếu được thành tạo do d :o động nhiệt độ, do tác động hoá hoc và cơ hoc cứa nước lên các đá. Sự dao đòng nhiệt độ hàng năm chí tới độ sâu 20 -ỉ- 30m, do vậy tính khe nứt gây ra do quá trình phong hoá giám nhanh theo chiều sâu và thường phân bò ư chiểu sâu nhó hơn 30 50m. Mật độ lớn nhát cúa các khe nứt phong hoá thường ơ phán trên cua các khối đá cúma. Sự thành tạo các khe nứt phong hoá còn phụ thuộc vào địa hình, thành phần và độ bền CIU1 đá. Phong hoá phát triển mạnh hơn ớ các sườn dốc và trona các đá tương đối kém bền vững. Những khe lún rứa trôi và hoà tan đặc trưng cho đá eacbonat, đá chứa muối... Trong thực tế còn tổn tại những khe mìn nguyên sinh, hình ihành trong quá trình tạo đá. Những khe nứt này thường kco dài suốt toàn bộ táng đá. Chiều rộng các khe nứt không ổn định, thường không lớn. Trong các đá kết tinh và biến chất, chiểu rộng các khe nứt thường khoáng vài milimét, ít khi vài cm, rát ít khi dạt vùi mét. Trong thực 1C thường tốn tại trong khối đá hệ thống phức tạp các khe nứt có nguồn gốc khác nhau. Căn cứ vào đặc tính cua mối trường chứa nước Irong đá nứt nẻ, một số nhà nghiên cứu chia ra: nước khe nứt điên hình tổn tại và vận độ ng trong cúc khối dá biến chất và xám nhẠp, nước khe nứt dạng via có liên quan với các hệ táng đá trầm lích. Những khc nứt ớ các đá có thế là những khe nứt hớ hoặc khe nứt kín... khc nứt được cát - sét, vật chốt chill” mạch (thạch anh. canxit..) lấp đầy. 15
2. \ < (ỈỘIIV Cl’ i nước dưới đất trong đủ nứt n ẻ ill u Nước dưới đất tồn tại trong đá nứt nẻ có thể vận động vừa theo các khe nứt hớ, vừa theo các khe nứt kín. Vận độim của nước tuân theo định luật thấm đường thẳng, là do chiều rộng khe nứt nho còn ỏ' các khe nứt lớn thì thường được cát - sét, các vật liệu khác lấp đầy. Thậm chí khi các khe nứt hờ có kích thước lớn liên hệ với nhau bằng hệ thông khe nứt hẹp thì vận độns cua nước dưới đát cũng tuân theo định luật thấm đường thẳng. k h á c với đất đá dạn S hạt, do mối liên kết chặt chẽ giữa các phàn tử, nước lấp đầy các ĩ khoan í tròYis mao dẫn và phi mao dẫn nên tạo ra một hệ thống thuỷ động lực thống nhất; còn tron ổ đá nứt nẻ, nước chí lấp đầy các khe nứt nên chí vận động theo các khe nứt đó, nèu các khe nứt khònc cát nhau thì có thể khe nứt không chứa nước. Kích thước khoảng tròng phi mao dần ỏ' đất loại cát, đất vụn thô thay dổi trong giới hạn tương đối không lớn; irons khi chiểu rộng các khe nứt từ vài phần mười mm đến vài mét. Trẽn cơ sơ thí nshiệm thấm, Vôlôlkô I.I đã xác định sự phụ thuộc của đặc tính vận động vào tốc độ vận động và chiều rộng khe nứt (bảng 1.1). Bảng 1.1 Chiều rộns các Tốc độ vận động của nước, cm/s khe nín. cni 0,001 0,01 0,1 1,0 10,0 100,0 0,001 0.01 0.1 - 0.3 Khoans 0.5 + Khoáns 3.0 + + + Khoàns 5,0 + + + + + 1 - 20 + + + + --------------- chảy tầng + : chảy rối Nước khe nứt có thể có áp hay không áp. Áp lực nước dưới đất được quyết định bởi áp lực thuý ũnh cùa nước ở trong các khe nứt giao cắt nhau và lộ ra ở miền cung cấp có độ cao địa hình lớn hơn. Dưới tác dụng của áp lực, nước từ những khe nứt nằm thấp hơn sẽ xuất lộ trên mặí đất và tạo thành những mạch nước. Trong trường họp các đá nứt nẻ không bị lóp không thâm nước phủ phía trên thì nước dưới đất dao động mực nước rõ rệt tuỳ thuộc vào lượng mưa. Trong trường hợp các khe nứt bị vật liệu sét thứ sinh lấp nhét và có lóp không thấm che phủ thì mực nước dao dộng chậm hơn lượng mưa tới một vài tháng. Nước khe mrt có thành phần hoá học khác nhau. Khi tầng chứa nước nằm íỊần mật đất và Ư đới trao đối nước mạnh thì nước dưới đất thường là nước nhạt. Nước bicacbonat canxi thành tạo do thấm của nước mưa và một phần do hấp phụ nước của dòng mặt. Ở nluìno đới sáu (vài trăm mét) thuộc Iiiicn núi, o' xa trung tâm miền núi uốn nếp, thường lỉậ p IUrác khoáng hơá cao, nước muối loại clorua natri và clorua canxi-natri. 16
Ở vùng đá nứt nẻ, các lỗ khoan có thể là những lỗ khoan khô (lỗ khoan 1, 3 và 5) vì chúng không khoan vào khe nứt chứa nước (hình 1.11), hay lỗ khoan có nước (lỗ khoan 2, 4, 6) do khoan qua khe nứt chứa nước. Các lỗ khoan 2 và 4 có thê là lỗ khoan tự chảy vì miền cung cấp nằm cao hơn cao trình miệng hô khoan. H ình 1.11: S ơ íỉồ cái lỗ klioan hô tri troniỊ khối (lá nítt nẻ !. 2, 3 . 4 . 5, 6. Các lỗ khoan VI. T áng nước karsto I . Kliúi niệm vè tầng nước kursỉơ Tầne nước karstơ là nước dưới đát tổn tại trong các khe nứt, các mương và hang động được thành tạo do tác dụnc ăn mòn cùa nước lên đá hoà tan (đá vôi, đôlômit, thạch cao, muôi mò,-..)- V ề CO' bản quá trình phá huỷ đá bời nước là quá trình hoá học, nhưng khi phát triển các mương và hốc lớn thì xảy ra cả sự lôi cuốn cơ học các hạt và mánh vụn đất đá. x ỏ k ò lô v D.x. đề nghị chia các vùng karstơ thành bốn đới thắng đứng có điều kiện vận đ òns của nước dưới đất khác nhau (hình 1.12). Hình 1.12: Sư đủ vận ctộiHỊ của nước karstơ (tlieo Xôkôlôv D.X) I Đới thông khí; II. Đới dao dỏn>: iheo mùa; III. Đới bão hoà nước hoàn loàn (Illa - Vùng thoát nước dưới dâì ờ đáy thunu lũng); IV - Đứi lưu thông sâu cùa nước dưứi đất; Các mũi tên biếu thị hướng vận động cúa nước. I. Đới thông k hí - ở đới này, nước thấm và ngấm chủ yếu theo phương thẳng đứng theo các khe nứt (đôi khi theo các lỗ hống) và các mương rãnh karstơ; II. Đới dao dộng theo mùa của mực nước dưới đất. Có sự thay đổi định kỳ của vận dộng theo phương nằm ngang và phương tháng đứng của nước dưới đất; II. Đới bão hoà hoàn toàn. Đới này trong vùng thoát nước của mạng tliuỷ văn. Nước dưới đất vận dóng về phía các thung lũng sóng. IV. Đới lưu thông dưới sâu. Nước ớ đới này vận động không chịu ánh hưởng của tác dung thoát nước trực tiếp từ mạng thuý vãn. 17
ở nhĩnm vùng đá cacbonat bị biến vị phức tạp, vận động của nước không chỉ xảy ra theo các mương rãnh karstơ mà còn theo các khe nứt và các đứt gãy kiến tạo, vì vậy có thê gặp nước kiểu actezi ở những khối karstơ. Hai đặc điểm hấp dẫn nhất của karstơ là sự hấp thụ mạnh nước mặt và tổn tại các dòng chày nsầm tập trung (các sòng ngầm). Nhiều nhà nghiên cứu đã đi đến kêt luận là trong karstơ chi tổn tại những d òng chảy cách ly riêng biệt, còn theo G ru n d A. thì ngoài những đòns chày không thường xuyên, trong karstơ tổn tại dòng nước ngầm liên tục. 2. Đặc diêm động thái vù thành phun hoú học nước karstơ Địa hình đa dạng của các khối karstơ hoá, sự thấm nhanh nước mưa và nước sông xuống sâu tạo nên những nét đặc biệt của động thái nước karstơ. Đặc điểm chính của động thái nước karstơ là sự dao động mãnh liệt mực nước theo thời gian. Biên độ dao động mực nước phụ thuộc vào độ sâu nước dưới đất và điều kiện cung cấp của chúng. Nước karstơ chịu tác động rõ rệt cùa các nhân tố khí tượng - thuỷ văn nên đòi hỏi phải quan trắc động thái với chu kỳ dày hon. (quan sát tìmg giờ), chỉ những mạch nước karstơ do nước áp lực ở sâu cung cấp mới ít chịu ánh hưởng của các nhân tố khí tượng và có động thái dao động theo mùa, hàns năm. nhiểu năm. Nhữns khối đá karstơ hoá thấm nước tốt, tạo điều kiện thuận lợi cho hấp thụ nước mưa, các dòns nước mặt và tạo nên các bồn nirớc dưới đất lớn. Thành phần hoá học của nước karstơ cũng đa dạng. Song song với nước nhạt, ở đới trên cua các khối karstơ (nước bicacbonat - canxi - magiê) có nước sunfat - canxi xuất lộ trên mật đất dưới dạng các mạch nước lớn. Trong các khối karstơ thường tổn tại nước khoáng - nóng. Một sỏ điếm ờ vùng karstơ và một số lỗ khoan đã gặp nước clorua canxi - natri có độ khoáng hoá gần bằng độ khoáng hoá của nước muối. Ớ miền Bắc nước ta, khi nước có độ tổng khoáng hoá nhỏ hơn lg/1, loại hình bicacbonat chiếm ưu thế; còn khi tổng khoáng hoá lớn hơn lg // loại hình hoá học chủ yếu là clorua. ở các khối đá karstơ hoá vùng cửa sông ven biển chịu ảnh hưởng của thuỷ triều có hiện tượng nước bị mận dần trong quá trình hút nước thí nghiệm. Trường hợp nhiễm mặn ngay từ đầu ít gặp trong thực tế do lượng mưa trung bình hàng năm ở nước ta lớn và thường lớn hon lượng bốc hơi rất nhiều, tạo khả năng trao đổi nước mãnh liệt. §2. NUỚC DUỚI ĐẤT Ở CÁC VÙNG CÓ ĐỊA MẠO KHÁC NHAU I. Nước dưới đát ở miền núi * > Ớ vùng núi thường phát triển nước khe nứt hoặc trong hang hốc karstơ. Do tác động của các tác nhân phong hoá, mức độ phong hoá giảm theo độ sâu phụ thuộc vào nhiều ‘ yếu tố như khí háu. địa hình, địa chất, động thực vật, con người... Đối với đá sét thì sản phẩm cuối cùng của sự phong hoá là sét khả năng thấm nước yếu. Trong giai đoạn đầu của quá trình phong hoá, đất đá bị nứt nẻ tạo thành các mảnh dãm vun khả nãng chứa nước và lưu thông nước lớn; chính khe nứt này làm cho đá miển núi chứa nước và tạo nén nước ngầm miền núi. * 18
Vùng bazan Đệ Tứ là những tầng chứa nước rất phong phú là do khi dung nham nguội lạnh các khe nứt phát triển đều và m ở rộng, ngoài ra đá bazan thường rất xôp, các lô hông thường lớn, khi các khe nứt phát triển làm cho chúng lưu thông nhau tạo điều kiện chứa nước và lưu thông rất tốt. Khi dung nham trào ra, lấp đầy các tầng cuội sỏi, dăm, sạn ở các thung lũng và mật địa hình cổ tạo nên những nơi chứa nước tốt. (hình 1.13). H ình 1.13: Nước ntịầm troníị các phun trào trẻ 1. Đá phun trào; 2. C uội, sỏ i, cát lấp các chỗ lõm của địa hình cổ; 3. Đ á cổ; 4. M ực nước ngầm Ở nước ta nước ngầm miền núi rất phát triển do đới phong hoá rất dày đạt 70 ■ 80m cho ¥ tới hơn 100m. Vùng bazan Tây Nguyên có diện tích hàng vạn k m 2 thường xen kẽ các tập bazan khối đặc sít với bazan lỗ hổng, khe nứt phát triển tương đối m ạn h, nhất là ở phần trên mặt tạo tầng nước dưới đất rất phong phú. Ở vùng quanh Ban Mê Thuột có những mạch nước trong bazan với lưu lượng hàng trăm lít/s, những lỗ khoan có lưu lượng đơn vị hàng chục 1/s.m, chất lượng rất tốt bảo đảm cung cấp nước cho sinh hoạt, công nghiệp, xây dựng, cây trồng, chân nuôi,... Một vùng nước dưới đất miền núi rất điển hình nữa là nước karstơ ở các cao nguyên Mộc Châu, Đ ồng Giao... được nghiên cứu, khai thác nước cho sinh hoạt, trồng trọt. II. Nước dưới đất trong các thành tạo trước núi và giữa núi Trong các vùng núi, đặc biệt ở các vùng núi cao thường phân bố rộng rãi nước dưới đất nằm trong các nón phóng vật và các trầm tích giữa núi. Loại nước này được sử dụng rông rãi trong trồng trọt, chăn nuôi. Các nón phóng vật thành tạo trước núi có đặc điểm là càng gần chân núi hạt càng thô hơn: cuôi sỏi, đá tảng, còn xa chân núi là cát, cát sét, sét. Bổ mặt nón phóng vật cũng như 19
các trầm tích trước núi thấp dần khi xa chân núi. Do vậy càng xa chân núi nước ngầm càng nồns. nhiều nơi tràn ra thành mạch nước và nhiều khi tạo thành nước có áp (hình i.14). Hình 1.14: Nước (lưới dốt troiií’ các thành tạo trầm tích trước núi 1. Đá cốc: 2. C uội, cát chứa nước; 3. Á cál, á sél thấm nước kém; 4. M ực nước ngầm ; 5. M ực nước áp lực; 6. Hướim vận động của nước dưới đất; 7. N gấm của nước mưa; 8. M ạch nước; 9. Lỗ khoan phun Nước dưới đất trong các trầm tích trước núi do nước mưa, nước mặt cung cấp. Nước mưa 11 cấm từ trên mặt địa hình, đặc biệt trong vùng tạo thành ruộng bậc thang, xuống hoặc từ các dòns mặt chày lan tràn vào mùa mưa. Đ òns thái nước dưới đất trước núi biến đổi khá mạnh và chịu ảnh hưởng rất lớn của các dòng mặt. Vào mùa mưa, nước suối dâng cao ngấm xuống làm cho mực nước ngầm dâng cao nhiều khi tới mặt đất. Khi lũ rút, nước trong trầm tích này lại chảy ra cung cấp cho suối, có khi làm cho vùng sát chân núi bị cạn kiệt. Mực nước dao động ở vùng xa chân núi thường khòng quá lm, còn ớ gần chân núi nhiều khi vượt quá 3m. Nước dưới đất trong các thành tạo trước núi có thể được khai thác đê cu n g cấp ch o tưới, chăn nuói và sinh hoạt,... III. Nước dưói đát trong các thung lũng sông Các thung lũng sông thường được lấp đầy bởi các trầm tích cuội, sỏi cát á cát, á sét, sét. Ọua nghiên cứu trầm tích các thung lũng sông, thường có 2 tầng rõ rệt: tầng dưới cấu tạo bới các trầm tích hạt thô như cuội sỏi cát, còn tầng trên là các trầm tích hạt mịn như cát hạt trung, hạt mịn, á cát, á sét, đôi khi các lớp hay thấu kính sét. Do cấu tạo như vậy, tầng dưới có khá năng thâm nước và chứa nước tốt hơn tầng trên. Tuy nhiên trong thực tế không sắp xếp ]ý tương như trên, nên nước ngầm trong thung lũng sông có thể có áp cục bộ. Trong các bồi tích, dòng ngầm có hướng vận động phù hợp dòng mặt và thường có quan hệ chặt chẽ với nước sòng. Nguồn cung cấp quan trọng của nước ngầm là nước mưa. Nước mưa rơi xuống bc mặt các thềm sông, ngấm qua đới thông khí cung cấp cho nước 1 sầm 1 hoặc tạo dòng chay nhỏ cung cấp cho nước sông và nước ngầm. Nguồn cung cấp t|iian 20
trọng nữa cho nước dưới đất ở thung lũng sông là nước sông; sự cung cấp này chỉ xảy ra m ùa mưa do mực nước sông dâng cao; còn mùa khô thì nước ngầm thâm ra cung cấp cho sông. Ngoài ra, nước từ kênh mương, nước tưới cho cây trồng hoặc từ vùng ven rìa thung lũng sông, trong đá gốc nứt nẻ ngấm xuống cung cấp cho nước ngẩm của thung lũng sông. Chiều sâu nước ngầm các thung lũng sông thường rất khác nhau nhìn chung không sâu lắm, từ vài mét đến 10 -ỉ- 12 mét, có nơi tạo mạch lộ ra ngay trên mặt đất. Nước dưới đất trong các thung lũns sông thường là nước nhạt, độ khoáng hoá nhỏ, chủ yếu là nước bicacbonat canxi, trừ một số nơi ở gần cửa sông, do ảnh hưởng của thuỷ triều, tổng khoánc hoá cao hon và là nước clorua natri. Nước dưới đất không chỉ phát hiện ờ các thung lũng hiện đại mà còn gặp ở các bồi tích của sông cổ (hình 1.15). Nước dưới đát trong bổi tích cổ cũng rất phong phú, thường có áp yếu, ít bị nhiễm bấn, chất lirợnc nước tốt. H ình 1.15: Sơ dó cấu tạo thnníỊ lũ/HỊ sôniỊ với nước tHỊầm 1 Á cát; 2. Á sét; 3. Cát và cu ội aluvi Đ ệ Tứ; 4. Sét N eogcn; 5. Cuội cổ; 6. Cái Paleogen; 7. Đá vôi và đá phấn Paleogen. Nước dưới đất trong thung lũng sông Hồng tạo thành dòng ngầm lớn, bề rộng hàng chục km, bề dày 40 4- 50m, hướng vận đóng chung từ Tây Bắc xuống Đông Nam, chiều sâu phân bố từ vài mét đến 15 -T 20m. Đó khoáng hoá nhó, thường là nước nhạt và siêu nhạt thuộc loại - nưóe bicacbonat canxi hoặc bicacbonat - clorua, canxi - natri. Vùng gần biển độ khoáng hoá trên lg//, có khi lOg// chuyến dần sang nước clorua natri. Nhiều lỗ khoan thí nghiêm có lun lương đơn vị là 5 -ỉ- 10//s.m. Hà Nội, Hà Đông,... đang dùng nước của tầng cuội sỏi đế cung cấp cho sinh hoạt và công nghiệp. Nước dưới đất trong các thung lũng sông còn gặp ở đồng băng Nam Bộ, trong các bổi tích của sông Cửu Long, sông Đồng Nai,... Nưới dưới đất thung lũng sống thường rất phong phú, lại nằm không sâu lắm, phân bô' rộng ờ nơi tập trung các khu cõng nghiệp, thành phố lớn, khu dân cư,... nên đóng vai trò rất quan trong trong việc cung cấp nước cho dãn sinh, công nghiệp, nông nghiệp,... Tuy nhiên, do nãm nóng và các hoạt động của con người, nước dưới đất rất dễ bị nhiễm bẩn vì vậy cần có biện pháp bảo vệ. 21