ứng dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng nước dưới đất ở thành phố hồ chí minh và lân cận- các chuyên đề nghiên cứu

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TTRUNG TÂM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC
Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước miền Nam








BÁO CÁO TỔNG KẾT CÁC CHUYÊN ĐỀ




THUỘC ĐỀ TÀI

ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH ĐÁNH GIÁ
TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Ở THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ LÂN CẬN

6949-1
14/8/2008



Hà Nội - 2008



BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM



Chủ nhiệm đề tài:
ThS. Ngô Đức Chân





Đề tài: Ứng dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng
vùng thành phố Hồ Chí Minh và lân cận

CHUYÊN ĐỀ 1
CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
VÙNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ LÂN CẬN

Hà Nội - 2007

i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
Chương I TỔNG QUAN CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 2
I - HIỆN TRẠNG DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 2
II - DỮ LIỆU CỦA ĐỀ TÀI 2
Chương II CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 4
I - CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU 4
II - TIỀN XỬ LÝ TÀI LIỆU 4
III - NHẬP DỮ LIỆU 4
III.1 - Lựa chọn dữ liệu nhập 4
III.2 - Nhập dữ liệu 4
III.3 - Hỗ trợ nhập dữ liệu 5
IV - XUẤT TÀI LIỆU 5
IV.1 - Nội dung chuẩn bị sẵn 5
IV.2 - Nội dung theo yêu cầu 5
Chương III SỬ DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG ĐỀ TÀI 6
I - CUNG CẤP DỮ LIỆU DỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 6

II - CÁC BIỂU BẢNG PHỤC VỤ VIẾT CÁC BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ 6
II.1 - CÔNG TÁC MÔ HÌNH 6
II.2 - Dữ liệu thời gian 7
KẾT LUẬN 8
TÀI LIỆU THAM KHẢO 9



1
MỞ ĐẦU
Báo cáo chuyên đề: "Cơ sở dữ liệu địa chất thủy văn" là chuyên đề số 1 của đề
tài khoa học công nghệ: "Ứng dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng vùng
thành phố Hồ Chí Minh và lân cận" của Bộ tài Nguyên và Môi trường.
Mục tiêu: Thu thập dữ liệu chuyên môn về địa chất thủy văn trong vùng các
nghiên cứu đã có và tổ chức lưu trữ và truy xuất các thông tin theo các yêu cầu của đề
tài.
Tham gia thực hiện chuyên đề gồm có:
- ThS. Ngô Đức Chân, chủ nhiệm Đề tài.
- CN. Trịnh Quang Trung.
- KS. Nguyễn Huy Tuấn.
Bố cục của Báo cáo chuyên đề này bao gồm 3 chương không kể phần Mở đầu
và Kết luận:
Chương I - Tổng quan về cơ sở dữ liệu ĐCTV.
Chương II - Cơ sở dữ liệu ĐCTV.
Chương III - Sử dụng cơ sở dữ liệu trong đề tài.

2
Chương I
TỔNG QUAN CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
I - HIỆN TRẠNG DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

Trong vùng hiện đang có nhiều nghiên cứu liên quan địa chất thủy văn. Đáng
kể nhất là các đề tài và đề án của Cục ĐC&KS Việt Nam và các dự án của địa phương
(Đồng Nai, TPHCM, Bình Phước, Bình Dương, Tây Ninh và BR-VT, Long An). Đây
là những nguồn tài liệu đáng kể cho việc thực hiện đề tài.
Dữ liệu nghiên cứu địa chấ
t thủy văn hiện lưu trữ ở Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT
miền Nam và các cơ quan hữu quan rất phong phú, phức tạp tuy nhiên lại thiếu đồng
bộ. Sự thiếu đồng bộ này được thể hiện như sau:
- Phân tầng ĐCTV không đồng bộ và có sự thay đổi theo từng giai đoạn.
- Tên lỗ khoan trùng lắp.
- Sự thay đổi tổ chức hành chánh (tỉnh, huyện, xã…).
- Số lượng lỗ khoan khai thác r
ất nhiều và số liệu điều tra còn so sài.
Đây là điều cơ bản nhất chắc chắn sẽ gây ra những sai lầm đáng kể khi sử dụng.
Để phục vụ cho công tác nghiên cứu, đề tài đã tiến hành thu thập khá đầy đủ
các dữ liệu liên quan với khối lượng rất lớn. Do đó, cần thiết phải có được một hệ
thống lưu trữ dữ li
ệu hiệu quả có tính khoa học mà ít bị nhầm lẫn và truy xuất dễ dàng.
II - DỮ LIỆU CỦA ĐỀ TÀI
1- Dữ liệu các điểm nghiên cứu ĐCTV (lỗ khoan, giếng, nước mặt):
- Lỗ khoan: 1.452
- Giếng: 1.085
- Nguồn lộ: 151
- Nước mặt:167

Hình I.1 - Bảng thống kê các điểm nghiên cứu ĐCTV

3
2- Dữ liệu quan trắc mực nước NDĐ: bao gồm dữ liệu mực nước tại 122 lỗ
khoan
3- Dữ liệu mực nước sông suối: dữ liệu mực nước tại 13 bị trí.
4- Dữ liệu lượng mưa: dữ liệu lượng mưa tại 11 trạm đo.
5 - Dữ liệu khai thác: Dữ liệu khai thác tại các tỉnh trong vùng. Lượng khai thác
được tính theo đơn vị xã, phường hoặc thị tr
ấn.
Trong các dữ liệu nêu trên thì các dữ liệu thời gian chiếm khối lượng lớn nhất.

4
Chương II
CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA CHẤT THỦY VĂN
I - CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU
II - TIỀN XỬ LÝ TÀI LIỆU
Mục đích: Chỉnh lý tài liệu thu thập được và hệ thống hóa phân chia theo
nguyên tắc thống nhất nhưng vẫn bảo đảm tính nguyên thủy tuyệt đối của số liệu.
Phương pháp
- Phân chia địa tầng ĐCTV theo thang địa tầng ĐCTV hiện hành.
- Chỉnh lý mô tả thạch học và các ký hiệu thạch học.
- Tính toán, ki
ểm tra và chỉnh lý tài liệu hóa.
- Tính toán và chỉnh lý tài liệu mực nước.
- Chỉnh tài liệu khai thác.
III - NHẬP DỮ LIỆU
III.1 - Lựa chọn dữ liệu nhập
Mục đích:
- Lựa chọn những dữ liệu gốc với số lượng dữ liệu tối thiểu nhưng vẫn bảo đảm
có được đầy đủ thông tin cho từng loại dữ liệu.
- Tạo các b
ảng nhập dữ liệu phù hợp với lựa chọn trên.
III.2 - Nhập dữ liệu
1- Dữ liệu địa tầng.
- Chiều sâu đáy lớp
- Mô tả thạch học
Bảng dữ liệu chiều sâu mái, đáy lớp và tính tóa ngoại suy giá trị hệ số thấm.
2- Dữ liệu TPHH, kết quả hút nước thí nghiệm và các số liệu khác.
- Thành phần hóa học: Các tính chất vật lý và hóa học (chỉ nh

ập số liệu gốc từ
thí nghiệm có được).
- Kết quả hút nước thí nghiệm và các số liệu còn lại của phiếu lỗ khoan thông
dụng.
Bảng thống kê kết quả hút nước thí nghiệm và thành phần hóa học của các loại
điểm nghiên cứu
3- Dữ liệu quan trắc mực nước: Chọn lựa các lỗ khoan có ống lọc đúng vào 1
tầng chứa nước và có số liệu tin cậ
y và tính toán bổ sung dữ liệu bị mất. Công tác này
được thực hiện hàng năm và nhập CSDL chung. Thuận lợi cho Đề tài đã có số liệu tổ
chức thành bảng từ CSDL này nên việc nhập dữ liệu không tốn nhiều thời gian.
4- Dữ liệu khai thác:
- Dữ liệu khai thác tập trung, bao gồm các thông tin: Tên lỗ khoan, cá nhân
hoặc đơn vị chủ quản, vị trí hành chánh (xã huyện tỉnh), toạ độ, lưu lượng khai thác.
- Dữ liệ
u khai thác nhỏ, bao gồm các thông tin: Xã, huyện, tỉnh, tổng số lỗ
khoan, tổng lưu lượng khai thác cho từng tầng chứa nước.

5
III.3 - Hỗ trợ nhập dữ liệu
1- Kiểm tra tên lỗ khoan giống nhau
2- Tính tổng khoáng hóa và kiểm tra kết quả với lượng cặn sấy khô ở 105
o
.
3- Tính toán các số liệu tính toán từ số liệu gốc: tỉ lưu lượng, CO
2
ăn mòn, độ
cứng, …
4- Dùng chức năng “Validation” giúp việc nhập những dữ liệu dài, giống nhau,
lập lại nhiều lần như: địa danh, loại điểm nghiên cứu, địa tầng địa chất, tính chất vật lý

của nước, gọi tên nước….
5- Dùng chức năng “Validation” và “Macro” để lập công thức Kurlov nhanh
chóng cho từng mẫu nước.
IV - XUẤT TÀI LIỆU
IV.1 - Nội dung chu
ẩn bị sẵn
IV.1.1 - Các dữ liệu dạng bảng
Các biểu bảng thống kê:
1- Bảng thống kê tất cả các điểm nghiên cứu
2- Bảng thống kê điểm nghiên cứu theo địa danh.
2- Bảng thống kê điểm nghiên cứu theo địa tầng.
3- Bảng thống kê điểm nghiên cứu theo loại.
4- Các biểu bảng phục vụ cho viết báo cáo ĐCTV
IV.1.2 - Các dữ liệu dạ
ng đồ thị
1- Đồ thị mực nước quan trắc từng lỗ khoan theo thời gian trung bình tháng.
2- Đồ thị mực nước sông, suốitheo thời gian trung bình tháng.
3- Đồ thị lượng mưa tại các trạm theo thời gian trung bình tháng.
IV.2 - Nội dung theo yêu cầu
Các tập tin phục vụ cho các phần mềm khác để sử dụng số liệu, như:
- Phần mềm MapInfo: Bảng dữ liệu nhập vị trí các công trình nghiên cứu lên
bản đồ
.
- Các bảng dữ liệu cho các phần mềm Surfer, Excel
- Các tập tin dữ liệu đầu vào cho mô hình: Cấu trúc không gian hệ thống NDĐ,
các lỗ khoan khai thác, các dữ liệu theo thời gian.


6
Chương III

SỬ DỤNG CƠ SỞ DỮ LIỆU TRONG ĐỀ TÀI
Dữ liệu của đề tài rất nhiều và đã được lưu trữ thành các tập tin Excel sẽ rất
thuận tiện cho việc truy xuất trong quá trình thực hiện các báo cáo chuyên đề và lập
mô hình. Sau đây là mộ số ứng dụng trong đề tài này:
I - CUNG CẤP DỮ LIỆU DỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
CSDL của đề tài có thể cung cấp các bảng dữ liệu hổ trợ cho phần mềm
MapInfo thành lập các bả
n đồ: Bản đồ tài liệu thực tế, Bản đồ ĐCTV hoặc các bản đồ
khác theo yêu cầu
II - CÁC BIỂU BẢNG PHỤC VỤ VIẾT CÁC BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
- Các bảng thống kê thành phần hóa học của NDĐ theo từng yêu cầu.
- Các bảng thống kê chiều sâu mái đáy tầng chứa nước.
- Các đồ thị mực nước.
Dữ liệu sẽ được xuất tự động thành các bảng theo t
ừng tầng hoặc theo từng
vùng tùy yêu cầu.
II.1 - CÔNG TÁC MÔ HÌNH
Công tác lập mô hình của đề tài cần có một lượngdữ liệu đầu vào rất lớn. Do
đó, cần phải tổ chức dữ liệu thống nhất và truy xuất thuận tiện để tránh sự nhầm lẫn
xảy ra. Các file dữ liệu đầu vào cho mô hình bao gồm:
II.1.1 - Dữ liệu không gian
Phần mềm GMS chỉ cần file dữ liệu dạ
ng bảng bao gồm: tên điểm, tọa độ, độ
cao mặt đất và dáy các lớp trong mô hình và tổ chức thành file dạng *.txt theo đúng
định dạng. CSDL sẽ tạo thành bảng Excel sau đó chuyển thành *.txt như hình dưới .

Hình III.1 - File dữ liệu mái và đáy lớp sẽ được nhập vào mô hình

7
Phần mềm GMS sẽ được trực tiếp file này, sau độ sẽ sử dụng để tính toán nội
suy đến từng ô lưới.
Tương tự sẽ thành lập file dữ liệu các thông số ĐCTV của từng lớp.
II.2 - Dữ liệu thời gian
Bao gồm các loại dữ liệu: Mực nước quan sát, mực nước tại các biên, lượng
khai thác Đây là số liệu thay đổi tại từng bước tính toán, do đ
ó khối lượng rất lớn
không thể nhập từng số bằng bàn phím được. CSDL của đề tài đã thiết kế bảng dữ liệu
tự động xuất theo yêu cầu.

Hình III.2 - File dữ liệu không gian theo từng bước tính toán
Từ các bảng dữ liệu, sẽ chuẩn bị các lệnh tự động chọn lựa để xuất dữ liệu theo
yêu c
ầu.

8
KẾT LUẬN
Báo cáo chuyên đề: "Cơ sở dữ liệu địa chất thủy văn vùng thành phố Hồ Chí
Minh và lân cận" là chuyên đề số 1 của đề tài: "Ứng dụng phương pháp mô hình đánh
giá trữ lượng vùng thành phố Hồ Chí Minh và lân cận" của Bộ tài Nguyên và Môi
trường. Kết quả đã đạt được những thành công như sau:
- Toàn bộ các dữ liệu thu thập đã được nhập thành bảng Excel trong máy tính.
- Chuẩn bị các bảng d
ữ liệu xuất theo mọi yêu cầu của đề tài.
Đây là đề tài được thực hiện quy mô lớn nên khối lượng cần rất nhiều, đặc biệt
là những dữ liệu đầu vào cho mô hình. Việc nhập dữ liệu bằng bàn phím sẽ mất nhiều
thời gian, CSDL này đã chuẩn bị tổ chức lưu trữ và xuất dữ liệu thành các file theo yêu
cầu của mô hình khá đầy đủ. Điều này giúp cho vi
ệc nhập dữ liệu nhanh cũng như khi
hiệu chỉnh mô hình.
Vì nhiều lý do, báo cáo chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tập thể tác
giả rất mong nhận được sự góp ý của các chuyên gia, các nhà chuyên môn để báo cáo

được hoàn thiên hơn.
Xin chân thành cám ơn trước./.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 11 năm 2007
Chủ nhiệm đề tài



ThS. Ngô Đức Chân



9
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Ngô Đức Chân và nnk, 1999; Báo cáo kết quả: "Điều tra địa chất đô thị
vùng đô thị Tây Ninh"; Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam; Lưu trữ Liên đoàn Bản
đồ Địa chất miền Nam.





BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM



Chủ nhiệm đề tài:
ThS. Ngô Đức Chân
Tác giả:
KS. Bùi Tiến bình

Đề tài: Ứng dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng
vùng thành phố Hồ Chí Minh và lân cận

CHUYÊN ĐỀ 2
BÁO CÁO ĐỊA VẬT LÝ
VÙNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ LÂN CẬN












Hà Nội - 2006

i
MỤC LỤC
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT ii
MỞ ĐẦU 1
Chương I PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2
I - THU THẬP VÀ BIÊN TẬP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ 2

I.1 - Thu thập và biên tập tài liệu ĐSĐ 2
I.2 - Thu thập và biên tập tài liêu ĐVLLK 2
I.3 - Thành lập các tuyến lát cắt ĐSĐ và lỗ khoan 2
II - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2
II.1 - Cơ sở lý thuyết và thuật toán chương trình xử lý 2D tài liệu địa vật lý
điện 2

II.2 - Phân loại mô hình lát cắt địa điện đặc trưng vùng nghiên cứu 5
II.3 - Nghiên cứu ứng dụng chương trình xử lý2D đối với tài liệu ĐSĐ đo theo
phương pháp truyền thống 5

Chương II XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ ĐIỆN 8
I - THÀNH LẬP VÀ XỬ LÝ 2D TÀI LIỆU ĐSĐ VÀ CÁC TUYẾN MẶT CẮT
ĐSĐ 8

II - GIẢI ĐOÁN VÀ THÀNH LẬP CÁC LÁT CẮT ĐỊA ĐIỆN 8
Chương III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 9
I - XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU ĐÁ GỐC 9
II - XÁC ĐỊNH RANH GIỚI MẶN - NHẠT 9
II.1 - Khu vực trầm tích bở rời có tầng trên bị nhiễm mặn 9
II.2 - Khu vực trầm tích bở rời bị nhiễm mặn hoàn toàn 9
II.3 - Khu vực trầm tích bở rời chứa nước nhạt hoàn toàn 9
KẾT LUẬN 10
TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined.


ii
NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT
ĐBNB Đồng bằng Nam bộ
TNB Tây Nam bộ

ĐNB Đông Nam bộ
TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh
NDĐ Nước dưới đất
ĐVL Địa vật lý
ĐSĐ Đo sâu điện
ĐVLLK Địa vật lý lỗ khoan
Liên đoàn ĐCTV-ĐCCTMN Liên đoàn Địa chất thủy văn - Địa chất công
trình miền Nam


1
MỞ ĐẦU
Báo cáo chuyên đề: "Báo cáo địa vật lý" là chuyên đề số 2 của đề tài khoa học
công nghệ: "Ứng dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng vùng thành phố Hồ
Chí Minh và lân cận" của Bộ tài Nguyên và Môi trường.
Mục tiêu: Thu thập và xử lý tổng hợp tài liệu địa vật lý điện sẵn có bằng
phương pháp xử lý số liệu 2 chiều (2D) xác định quy luật phân bố tham số điện trở
suấ
t trong trầm tích vùng nghiên cứu. Từ đó xác định ranh giới mặn nước dưới đất
vùng thành phố Hồ Chí Minh và lân cận.
Nhiệm vụ:
+ Thu thập và biên tập tài liệu địa vật lý điện, gồm tài liệu đo sâu điện (ĐSĐ)
và địa vật lý lỗ khoan (ĐVLLK).
+ Thành lập các tuyến mặt cắt ĐSĐ và lỗ khoan khống chế vùng nghiên cứu.
+ Phân tích tài liệu ĐSĐ trên các tuyến lát c
ắt.
+ Giải đoán và liên kết kết quả trên các tuyến để thành lập sơ đồ phân bố ranh
giới mặn nước dưới đất vùng nghiên cứu.
Bố cục của Báo cáo chuyên đề này bao gồm 3 chương không kể phần Mở đầu
và Kết luận:

Chương I - Phương pháp nghiên cứu
Chương II - Xử lý tài liệu địa vật lý điện.
Chương III - Kết quả nghiên cứu.
Nội dung chủ yế
u được tham khảo trong báo cáo: "Phân chia địa tầng N - Q và
nghiên cứu cấu trúc địa chất vùng đồng Nam bộ" do Cục ĐC&KSVN thực hiện năm
2004 kết hợp với những mới được đề tài nghiên cứu trong vùng.



2
Chương I
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
I - THU THẬP VÀ BIÊN TẬP TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ
I.1 - Thu thập và biên tập tài liệu ĐSĐ
+ Thu thập 1087 điểm ĐSĐ thuộc các đề án nghiên cứu địa chất, địa chất thủy
văn trong vùng TP.HCM và các tỉnh lân cận.
+ Các điểm ĐSĐ được chọn lọc và thu thập theo nguyên tắc phân bố đều trong
vùng, đáng tin cậy và tập chung chủ yếu các khu vực dự đóan có mặ
t các ranh giới
mặn.
+ Các điểm ĐSĐ được phân loại theo các đề án nghiên cứu ghi trong bảng 1.
I.2 - Thu thập và biên tập tài liêu ĐVLLK
+ Thu thập tài liệu ĐVLLK 109 lỗ khoan trong vùng nghiên cứu.
+ Các lỗ khoan thu thập có đo tham số ĐTS, chiều sâu nghiên cứu lớn, tin cậy
và đặc trưng đầy đủ các kiểu mặt cắt địa điện vùng nghiên cứu.
+ Các lỗ khoan thu thập tài liệu ĐVLLK ghi trong bảng 1.
I.3 -
Thành lập các tuyến lát cắt ĐSĐ và lỗ khoan
Các tuyến lát cắt ĐSĐ được thành lập nhằm liên kết các công trình địa vật lý,

gồm các điểm ĐSĐ và lỗ khoan. Các tuyến trải đều và khống chế toàn bộ vùng nghiên
cứu.
II - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1 - Cơ sở lý thuyết và thuật toán chương trình xử lý 2D tài liệu địa vật
lý điện
II.1.1 - Cơ sở
lý thuyết
Trong lý thuyết trường điện một chiều, phương trình cơ bản của bài toán thăm
dò điện dòng không đổi có dạng:
(
)
.Div gradU I q
σ
δ
=− (1)
Với các điều kiện biên về tính liên tục của hàm thế tại ranh giới phẳng về độ
dẫn và sự suy giảm của hàm thế theo khoảng cách từ nguồn điểm tới điểm quan sát, ta
có:

0
U
z
∂
=
∂
khi z = 0
os
0
r
Uc

U
n
θ
∂
+=
∂
(2)

Trong đó:
U: điện thế

3
σ: độ dẫn điện môi trường
I: dòng điện
δ
q
: xung Dirac (đơn vị biên độ nguồn I)
θ: Góc giữa pháp tuyến n và r
r: khoảng cách từ nguồn đến biên ngoài
Chương trình xử lý 2D dựa trên cơ sở lý thuyết giải bài toán thuận và bài toán
ngược trong thăm dò điện dòng không đổi.
+ Bài toán thuận:
Trong bài toán thuận 2D, sử dụng phương pháp sai phân và phần tử hữu hạn
bằng cách chia mặt cắt nghiên cứu thành các ô lưới hình chữ nhật (hình 2.1) và diễn
giải trực tiếp các phép tính vi phân trong phương trình (1) cho từng ô l
ưới (phần tử
môi trường) có diện tích S
ij
và độ dẫn σ
ij

với điện thế U
ij
do nguồn điểm dòng I phân
bố trên môi trường gây ra.













Hình I.1 - Lược đồ lưới tính sai phân
Có thể triển khai phương trình (1) theo phương pháp sai phân cho mỗi ô lưới S
ij

và phần tử lân cận đảm bảo các điều kiện biên (2) thành hệ phương trình đại số tuyến
tính với hàm phổ thế U
ij
là ẩn số đặc trưng cho trường thế tại các điểm nút.
(
)
(
)
(

)
(
)
(
)
,,1 1,,1,
w ij
,,,,,
ijj ij i j ij ij
cs up
C i jU C ijU C ijU C ijU C ijU I
ε
++−−
++ +−=−
Với i=1…N; J=1…M; ε
ij
=1
Phương trình này có dạng ma trận như sau:
CU b=
(4)
Trong đó:

4
C: ma trận hệ số phụ thuộc kích thước và tính chất dẫn điện của S
ij

b: véc tơ số hạng Iε
ij

Giá trị hàm thế U (x,z) được tính thông qua hàm phổ thế U giải từ phương trình

(3) nhờ phép biến đổi Fourier ngược:
(
)
(
)
y
0
sin , , , dK
2
(, ,)
yy
y
Ky UxKz
Uxyz
yK
∞
⎡⎤
∂
⎣⎦
=
Π∂
∫
(5)
K
y
: hàm Macdonal bậc 0 và bậc 1 theo công thức chuỗi.
Từ các giá trị hàm thế U
ij
xác định trên các nút lưới rời rạc do nguồn I gây ra
(hình 1), ta tính được giá trị điện trở suất theo phương trình (1)

U
K
I
ρ
∆
=
(6)
Trong đó:
K: hệ số điện cực
∆U: giá trị hiệu điện thế giữa các nút
I: cường độ dòng phát.
+ Bài toán ngược:
Giải bài toán ngược 2D trong thăm dò điện dòng không đổi thực chất là cực tiểu
hoá phiếm hàm độ lệch bình phương trung bình giữa giá trị điện trở suất quan sát f
i

trên tuyến ngoài thực địa và giá trị điện trở suất g
i
(x) tính trên mô hình lý thuyết cho
tuyến khảo sát tương ứng:
()
()
()
2
2
1
1
0
n
i

i
i
fi g x x
Fx x
ngx
δ
δ
=
⎧⎫
−+
⎡⎤
⎪⎪
⎣⎦
∇+=∇ →
⎨⎬
⎪⎪
⎩⎭
∑
(7)
Trong đó:
x: tham số của mô hình.
δx: bước thay đổi của tham số x
Khi δx đủ nhỏ, hàm g (x+δx ) được viết lại như sau:

(
)
(
)
.
g

xxgxJx
δ
δ
+= +
Trong đó:
J: ma trận Jacobi được xác định cho mỗi lần thay đổi mô hình.
Độ lệch giữa số liệu đo thực tế và mô hình ban đầu được xác định bằng biểu
thức:
(
)
f
gx
ε
=−
Phiếm hàm (7) sẽ đạt cực tiểu khi:

5
min
.
J
x
ε
δ
≈

Từ đó xác định được bước thay đổi J*.ε
min
, với J* là ma trận nghịch đảo của J.
B/ Thuật toán chương trình giải bài toán ngược trong xử lý 2D
Các tham số mô hình sẽ được điều chỉnh sau mỗi lần tính lặp và sẽ dừng lại khi

kết quả giữa 2 lần tính liên tiếp nhỏ hơn một giá trị sai số (RMS) cho trước. Đây chính
là thuật toán được sử dụng rộng rãi trong các chương trình máy tính xử lý 2D đối với
tài liệu đo sâu điện theo tuyế
n.
II.2 - Phân loại mô hình lát cắt địa điện đặc trưng vùng nghiên cứu
Trong vùng nghiên cứu có thể phân chia 3 kiểu lát cắt địa điện đặc trưng:
1/ Lát cắt địa điện khu vực nước dưới đất nhạt hoàn toàn (A1): có mặt ở đông
bắc và bắc vùng nghiên cứu, gồm các khu vực giáp ranh TP. Hồ Chí Minh: huyện
Long Thành, Vĩnh Cửu, TP. Biên Hoà (Đồng Nai), Bình Dương, bắc huyện Thủ đức,
Củ Chi (TP. Hồ Chí Minh) và Tây Ninh.
2/ Lát cắt địa điện khu vực nước dưới đất mặn hoàn toàn (A2): có mặt ở tây
nam vùng, gồm các khu vực ở nam huyện Thủ Đức, huyện Nhà Bè và toàn bộ huyện
Cần Giờ. Mô hình lát cắt kiểu A1 và A2 minh họa trong hình 2.1 và 2.2 (trang 10)
3/ Lát cắt địa điện khu vực nước dưới đất bị nhiễm mặn một phần (B):
+ Phụ kiểu B1a và B1b: tầng nước trên cùng (nước ngầm) bị nhiễm mặn tới
độ
sâu nào đó, tiếp theo là tầng nước nhạt chiếm toàn bộ (B1a, hình 2.3) hoặc một phần
(B1b, hình 2.4) trầm tích bở rời phía dưới.
+ Phụ kiểu B2a và B2b: tầng trên cùng chứa nước nhạt tới độ sâu nào đó, tiếp
theo là tầng nước mặn chiếm toàn bộ (B2a, hình 2.5) hoặc một phần (B2b, hình 2.6)
trầm tích bở rời phía dưới.
II.3 - Nghiên cứu ứng dụng chương trình xử lý2D đối với tài liệu ĐSĐ
đo
theo phương pháp truyền thống
1/ Lược đồ điểm ghi số liệu ĐTS trên các tuyến lát cắt ĐSĐ và cấu trúc tập tin
đầu vào chương trình RES2DINV.
Vị trí điểm ghi giá trị ĐTS trên lát cắt theo tuyến ĐSĐ được tổ chức theo lược
đồ hình 2.8. Mô hình 2D được xây dựng bằng cách chia nửa không gian phía dưới
(tuyến đo) thành các khối chữ nhật tương tự việc chia các nút lưới tính sai phân trong
xử

lý 2D tài liệu đo bằng các hệ đa cực.
Báo cáo sử dụng chương trình RES2DINV của M.H.Loke để xử lý, nên số liệu
đo ghi ĐTS được tổ chức thành tập tin với phần mở rộng “.Dat” như nội dung ghi
trong trong cấu trúc tập tin ở trang 7.
2/ Quy trình xử lý số liệu bằng chương trình RES2DINV và trình bày kết quả
+ Nhập tập tin đầu vào.
+ kiểm tra, loại bỏ các giá trị sai số thô.

6
+ Chọn và lưu giữ các thông số chức năng điều khiển chương trình.
+ Kích hoạt chương trình giải bài toán ngược để tạo mô hình.
+ Lưu giữ các tập tin mô hình dạng các tập tin phần mềm Surfer.
+ Xây dựng và biểu diễn mô hình bằng trình đồ họa Surfer.











Hình I.2 - Lược đồ điểm ghi số liệu ĐTS tuyến ĐSĐ xử lý 2D

Cấu trúc tập tin đầu vào chương trình RES2DINV:
NỘI DUNG GIẢI THÍCH
Tuyến DNB* Dòng 1 Tên tuyến lát cát ĐSĐ…
2 Dòng 2 Khoảng cách nhỏ nhất giữa 2 điện cực (a).
7 Dòng 3 Chỉ số loại hệ cực (7 chỉ số sử dụng hệ cực
Schlumberger)

7
200 Dòng 4 Tổng số liệu đo ĐTS trên tuyến
0 Dòng 5 Chỉ số định vị x của số liệu ĐSĐ trên tuyến:
0: vị trí dữ liệu ở ngay dưới vị trí điểm ĐSĐ
0 Dòng 6 Chỉ số loại dữ liệu; 0: số liệu là giá trị ĐTS.
0 2 2 8.51 Dòng 7 Từ trái sang phải: Vị trí x trên tuyến; khoảng
cách nhỏ nhất a; khoảng mở hệ cực n; và giá trị
ĐTS biểu kiến điểm đo đầu tiên trên tuyến.
…. …. Các dòng kế tiếp ghi tương tự dòng 7 và tuần tự
cho đến hết 200 số liệu ĐTS.
1 Dòng 201 Chỉ số báo số liệu địa hình: 1: số liệu cao độ địa
hình ngay tại vị trí điểm đo (nếu không có số
liệu địa hình thì sau dòng ghi số liệu cuối cùng
ghi số 0 liên liếp 4 dòng tiếp theo để kết thúc tập
tin.

20 Dòng 202 Số lượng điểm số liệu địa hình
0 15 Dòng 203 Từ trái sang phải: tọa độ ngang (x) và đứng (z)
của số liệu địa hình đầu tiên.
… … Các dòng kế tiếp ghi tương tự dòng 203 và tuần
tự cho đến hết 20 số liệu địa hình.
1 Dòng 224 Chỉ số báo số liệu địa hình ứng với điện cực đầu
tiên.
0 Dòng 225 Ghi số 0
0 Dòng 226 Ghi số 0
0 Dòng 227 Ghi số 0
0 Dòng 228 Ghi số 0 và kết thúc tập tin.


8
Chương II
XỬ LÝ TÀI LIỆU ĐỊA VẬT LÝ ĐIỆN
I - THÀNH LẬP VÀ XỬ LÝ 2D TÀI LIỆU ĐSĐ VÀ CÁC TUYẾN MẶT
CẮT ĐSĐ
I.1.1 - Thành lập các tuyến lát cắt ĐSĐ
+ Thành lập 25 tuyến lát cắt ký hiệu từ DNB1 đến DNB26 (không có tuyến
DNB7).
+ Các tuyến lát cắt có hướng tây nam-đông bắc, thẳng góc với hệ thống sông
Sài Gòn và sông Đồng Nai.
I.1.2 - Thành lập các tập tin đầu vào chương trình RES2DINV
Báo cáo sử dụng chương trình RES2DINV 3.54 của M.H.Loke để xử lý số li
ệu,
vì vậy số liệu ĐTS biểu kiến phương pháp ĐSĐ trên mỗi tuyến được tổ chức thành tập
tin theo cấu trúc ghi trong mục 2.2.3. Có 25 tập tin được thành lập ứng với 25 tuyến lát
cắt ĐSĐ.
I.1.3 - Vận hành chương trình RES2DINV và trình bày kết quả

Quy trình vận hành chương trình RES2DINV được thực hiện theo các bước nêu
trong mục 2.2.3.
Mô hình ảnh điện trở suất các tuyến từ DNB1 đến DNB26
được trình bày trong
các hình 3.1 đến hình 3.11.
Trên các mô hình, thang màu thể hiện sự phân bố của các tham số ĐTS trong
lát cắt dọc theo các tuyến ĐSĐ.
II - GIẢI ĐOÁN VÀ THÀNH LẬP CÁC LÁT CẮT ĐỊA ĐIỆN
Mô hình ảnh điện trở suất 25 tuyến lát cắt ĐSĐ được giải đoán để thành lập các
lát cắt địa điện tương ứng.
Trên các lát cắt địa điện thể
hiện các yếu tố sau:
+ Vị trí các điểm ĐSĐ và lỗ khoan.
+ Đường cong carota ĐTS.
+ Ranh giới đá gốc và trầm tích bở rời Kainozoi.
+ Ranh giới các lớp ĐTS trong trầm tích bở rời.
+ Ranh giới các lớp ĐTS trong đá gốc.
+ Trị số ĐTS.
+ Ranh giới mặn nước dưới đất.
Ranh giới giữa đá gốc và trầm tích bở rời được xác định theo các tiêu chuẩn
sau:
+ Dáng điệu ranh giới ĐTS trên các mô hình, có tham chiếu kiểu mô hình lát
cắt đặc trưng vùng nghiên cứu (trang 10-12).
+ Tài liệu địa chất từ các lỗ khoan trong vùng.
Ranh giới mặn nước dưới đất được vẽ theo các đường đẳng trị ĐTS từ 10-
15ΩM và tham chiếu ranh giới mặn phân chia theo biểu đồ carota ĐTS lân cận.

9
Chương III
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

I - XÁC ĐỊNH CHIỀU SÂU ĐÁ GỐC
Chiều sâu đá gốc thay đổi lớn, từ dưới 10m gần các vị trí lộ đá gốc ở Biên Hòa,
Thủ Đức và Bà Rịa… đến hơn 300m ở khu vực ranh giới phía tây nam giữa TP. Hồ
Chí Minh và tỉnh Long An. Nhìn chung bề mặt đá gốc có xu hướng nghiêng đông bắc-
tây nam.
II - XÁC ĐỊNH RANH GIỚI MẶN - NHẠT
II.1 - Khu vực trầm tích bở rời có tầng trên b
ị nhiễm mặn
Ranh giới vùng trầm tích bở rời có tầng trên cùng bị nhiễm mặn được vạch nhờ
liên kết ranh giới mặn trên các tuyến lát cắt ĐSĐ.
Khu vực nhiễm mặn phân bố ở tây nam vùng nghiên cứu, dọc theo các sông Sài
Gòn và sông Đồng Nai, toàn bộ huyện Cần giờ, một phần huyện Thủ Đức, khu Nội
thành, huyện Hóc Môn và toàn bộ phần được nghiên cứu của tỉnh Long An.
Trên bản đồ
khu vực này được ký hiệu bằng đường gạch chéo màu đỏ nhạt.
II.2 - Khu vực trầm tích bở rời bị nhiễm mặn hoàn toàn
Khu vực trầm tích bở rời bị nhiễm mặn hoàn toàn chiếm toàn bộ huyện Cần
Giờ, một phần huyện nhà bè, Thủ Đức và một giải dọc bờ trái sông Đồng Nai thuộc
tỉnh Đồng Nai và Bà Rịa-Vũng Tàu.
Trên bản đồ khu vực này được ký hiệ
u bằng ô vuông đường kẻ màu đỏ nhạt.
II.3 - Khu vực trầm tích bở rời chứa nước nhạt hoàn toàn
Ranh giới khoanh khu vực trầm tích chứa nước nhạt hoàn toàn gần trùng với
ranh giới khu vực có tầng trên cùng bị nhiễm mặn. Ở một số khu vực như ở Nội thành
(tuyến DNB11-DNB13), Củ Chi (tuyến DNB15), Tây Ninh (tuyến DNB20-
DNB21)…, 2 ranh giới này không trùng nhau bao quanh các diện tích trầm tích chứa
nước nhạt tầng trên cùng nhưng có tầng d
ưới bị nhiễm mặn.
Trên bản đồ ranh giới bao vùng nước nhạt hoàn toàn thể hiện bằng đường màu
xanh có hướng chải chỉ vùng nước nhạt.

Trên bản vẽ số 2.1 “Lát cắt địa điện các tuyến DNB1-DNB26”, vị trí các lát cắt
địa điện được sắp xếp gần đúng với tương quan vị trí các tuyến ngoài thực tế.
Trên bản vẽ, góc dưới bên trái trình bày “Bản đồ ranh giới mặ
n nước dưới đất”
biểu diễn các ranh giới mặn đã mô tả ở trên.



10
KẾT LUẬN
Báo cáo chuyên đề: "Báo cao địa vật lý" là chuyên đề số 2 của đề tài: "Ứng
dụng phương pháp mô hình đánh giá trữ lượng vùng thành phố Hồ Chí Minh và lân
cận" của Bộ tài Nguyên và Môi trường.
Việc đặt ra mục tiêu nhiệm vụ của chuyên đề nhằm xác định sự phân bố của
trầm tích bở rời và các ranh giới mặn trong nước dưới đất tàng trữ trong các tầng chứa
nước chúng thông qua việc phân tích và giải đoán tài li
ệu địa vật lý điện hiện có trong
vùng nghiên cứu.
Để đạt được các mục đích đặt ra, một khối lượng lớn tài liệu đo sâu điện (1087
điểm ĐSĐ) và carota (ở 109 lỗ khoan) đã được thu thập sử dụng.
Phương pháp xử lý 2D đã được nghiên cứu và đưa vào phân tích tài liệu nhanh
chóng và có hiệu quả nhờ các chương trình máy tính, đặc biệt với đối tượng nghiên
cứ
u là ranh giới nước mặn, nước nhạt có quy luật phân bố phức tạp trong không gian,
cả theo chiều đứng và chiều ngang.
Kết hợp với các nguồn thông tin địa chất, kết quả xử lý tài liệu và giải đoán mô
hình điện trở suất cho phép xác định được chiều sâu phân bố của trầm tích bở rời và
các ranh giới mặn trong chúng. Ranh giới mặn nước tầng trên cũng là thông tin tốt cho
các ngành liên quan như quy hoạch thổ
nhưỡng, thiết kế và xây dựng các công trình

ngầm…
Trong điều kiện có đầy đủ thông tin về các tầng tuổi địa chất thủy văn từ các
nguồn tài liệu địa chất-địa chất thủy văn khá phong phú trong vùng nghiên cứu, việc
lồng ghép mô hình ranh giới với mô hình tầng tuổi địa chất -địa chất thủy văn sẽ cho
phép xác định ranh giới mặn trong từng tầng chứa nước, ph
ục vụ tốt cho các nghiên
cứu địa chất thủy văn và địa hóa nước dưới đất vùng nghiên cứu.
Việc ứng dụng hiệu quả phương pháp xử lý đa chiều (2D và 3D) còn mở ra
triển vọng nghiên cứu triển khai quy trình kỹ thuật xử lý tài liệu mới, hiện đại và có
mức độ tự động hóa cao.
Nhìn chung, đây là những thông tin cần thiết cho các nghiên cứu tiếp theo của
đề tài, đặc biệt là mô ph
ỏng và đánh giá xâm nhập mặn của đề tài sau này.
Vì nhiều lý do, báo cáo chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Tập thể tác
giả rất mong nhận được sự góp ý của các chuyên gia, các nhà chuyên môn để báo cáo
được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cám ơn trước./.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 11 năm 2006
Chủ nhiệm đề tài



ThS. Ngô Đức Chân