Nghiên cứu áp dụng phương pháp ảnh điện (electrical tomography) trong tìm kiếm các nguồn nước dưới đất và điều tra địa chất công trình, địa chất môi trường ứng dụng trên vùng bazan

cục địa chất và khoáng sản việt nam
liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền trung





báo cáo tổng kết đề tài

nghiên cứu áp dụng phơng pháp ảnh điện
(electrical tomography) trong tìm kiếm
các nguồn nớc dới đất và điều tra
địa chất công trình, địa chất môi trờng.
ứng dụng trên vùng bazan


Chủ nhiệm đề tài: Hoàng Ngọc Cừ

5953
25/7/2006



Nha Trang 2006




MỤC LỤC
Nội dung Trang
Mở đầu 1
Chương I - Phương pháp và khối lượng công tác
I.1 - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết phương pháp ảnh điện 3
I.2 - Xác định vùng đo đạc thử nghiệm xây dựng các mô hình
ảnh điện 4
I.3 - Mua phần mềm RES2DINV & RES3DINV 6
I.4 - Cài đặt, khai thác các tính năng của phần mềm RES2DINV 6
I.5 - Nghiên cứu chạy thử chương trình RES2DINV với số liệu
đã có tại Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT 7
I.6 - Thu thậ
p tài liệu ĐC, ĐCTV - ĐCCT 12
I.7 - Nghiên cứu cải tiến cách thi công phương pháp đo sâu điện
sang thi công phương pháp ảnh điện bằng các máy đo hiện có 13
Chương II - Kết quả chạy chương trình xác định các mô hình ảnh điện
II.1 - Lập mô hình ảnh điện phục vụ nghiên cứu ĐCTV 15
II.2 - Lập mô hình ảnh điện phục vụ nghiên cứu ĐCCT 19

II.3 - Lập mô hình ảnh điện nghiên c
ứu ĐCMT 26
Chương III - Quy trình đo ảnh điện áp dụng trong tìm kiếm
các nguồn nước dưới đất và điều tra ĐCCT, ĐCMT
III.1 Cơ sở xây dựng quy trình 29
III.2 Tóm tắt nội dung quy trình đo ảnh điện 30
Chương IV - Nhận xét về kết quả thực hiện đề tài và những ứng dụng
vào thực tế sản xuất
IV.1 - Nhận xét về những kết quả thực hi
ện đề tài 32
IV.2 - Một số kiến nghị 35
Chương IV - Kinh phí thực hiện đề tài 36
Phụ lục A - Một số mô hình kết quả đo ảnh điện áp dụng vào thực tế
sản xuất tại Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT 43
Phụ lục B - Quy trình đo ảnh điện áp dụng trong tìm kiếm các nguồn nước
dưới đất và điều tra ĐCCT, ĐCMT 59
Phụ l
ục C - Hướng dẫn sử dụng chương trình RES2DINV 83
Tài liệu tham khảo 110

1
MỞ ĐẦU
Trên thế giới các phương pháp thăm dò điện sử dụng công nghệ chuyển
đảo ngược dữ liệu, đã được ứng dụng từ lâu trong các lĩnh vực khảo sát, thăm dò
khoáng sản, tìm kiếm các nguồn nước dưới đất và cũng được ứng dụng sang rất
nhiều lĩnh vực khảo sát khác. Ở Việt nam, các phương pháp địa vật lý, nhất là tổ
hợp các ph
ương pháp thăm dò điện (đo sâu điện, đo mặt cắt điện, đo sâu phân
cực kích thích, vv) cũng được áp dụng từ rất sớm, song việc xử lý dữ liệu mới
chỉ dừng lại ở mức độ phân tích định tính cũng như định lượng các loại tài liệu,

xác định một số tham số cơ bản như chiều dày lớp phủ (trầm tích b
ở rời, vỏ
phong hoá các loại đá), chiều dày các đới nứt nẻ, các giá trị điện trở suất của các
lớp, làm cơ sở cho việc dự báo các vị trí triển vọng (sinh khoáng, tầng chứa
nước) theo các dị thường địa vật lý. Việc áp dụng các phần mềm trong việc xây
dựng các mô hình địa vật lý theo các dạng phương pháp khảo sát còn rất hạn chế,
nhất là các mô hình kết quả dạng
ảnh, có độ chính xác và tính trực quan cao vẫn
chưa được áp dụng nhiều.
Gần đây với sự phát triển hết sức nhanh chóng của những ứng dụng công
nghệ thông tin trong việc chuyển tải các loại thông tin, trong đó có những thông
tin thuộc lĩnh vực khảo sát địa vật lý, chúng ta được biết thêm về những ứng
dụng từ các phần mềm, được xây dựng trên cơ sở áp dụng các thuật toán nâng
cao vào việ
c chuyển đảo ngược dữ liệu, tạo ra các mô hình dạng ảnh từ các số
liệu khảo sát thực địa, đạt độ chính xác cao hơn hẳn các phương pháp xử lý tài
liệu theo lối truyền thống. Việc áp dụng các phần mềm này, không những mang
lại độ chính xác cao khi xử lý số liệu, với các kết quả thu được sát với thực tế
hơn mà còn giảm được rất nhiều thời gian tính toán so với cách x
ử lý truyền
thống trước đây. Mặt khác các kết quả xử lý còn có thể thử lại với các tham số
cài đặt khác nhau của chương trình từ đó đưa ra được các mô hình kết quả sát
với thực tế nhất.
Trong số những thuật toán nâng cao, có phương pháp bình phương tối
thiểu (Least-Squares Method), được ứng dụng một cách rộng rãi trong thực tế,
trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có ứng dụ
ng vào việc xây dựng phần
mềm có tên RES2DINV & RES3DINV của hãng GEOTOMO SOFTWARE.
Phần mềm này được quảng bá trên mạng internet với những tính năng ưu việt
của sản phẩm trong việc xử lý số liệu ảnh điện, áp dụng được với nhiều kiểu

thiết bị khảo sát khác nhau.
Cùng với những mô hình kết quả, đúc kết từ những khảo sát thực tế trên
những vùng khác nhau của nhiều qu
ốc gia, do nhiều tác giả nghiên cứu, trên
nhiều đối tượng địa chất, như là những ví dụ minh hoạ cho những ứng dụng của
phần mềm đã thực sự có sức lôi cuốn, hấp dẫn đối với những người làm công
tác địa vật lý, về tính hiện đại, độ chính xác cao, về cơ sở lý thuyết vững chắc
của phương pháp cũng như về tính trực quan cao củ
a những mô hình kết quả và
đặc biệt là khả năng ứng dụng rộng rãi của phần mềm này dung nạp được với
nhiều hệ thiết bị áp dụng trong khảo sát thực địa.
Từ những thực tế trên và xuất phát từ những yêu cầu ngày càng cao đối
với công tác địa vật lý trong các lĩnh vực khảo sát khác nhau, nói chung và trong
lĩnh vực khảo sát địa chất thuỷ văn - địa chấ
t công trình, địa chất môi trường,

2
nói riêng, mà cụ thể là thông qua những khảo sát này phải chỉ ra được những vị
trí triển vọng của địa tầng ngầm có khả năng chứa nước để bố trí các công trình
khoan cấp nước, cũng như phải xác định được môi trường ngầm dưới mặt đất,
nơi sẽ đặt các công trình xây dựng, sẽ có bức tranh về cấu trúc nền móng như
thế nào, có thuận lợi cho việc xây dựng các công trình ng
ầm hay không? Ngoài
ra, liệu tình hình ô nhiễm các chất thải công nghiệp cũng như các tai biến địa
chất, sẽ được kiểm soát như thế nào khi có những thông tin về sự phát tán các
chất nhiễm bẩn được thể hiện trên các mặt cắt ảnh điện.
Mặt khác khi những bài toán về xây dựng mô hình ngày càng được ứng
dụng nhiều ở Việt nam trong việc giải quyết các vấn đề về dự báo, thì việc
đưa
vào áp dụng các phần mềm hiện đại với mục đích giải được các bài toán ngược

trong các khảo sát địa vật lý điện là hết sức cần thiết, để từ đó có thể đưa ra được
các kết quả khảo sát dưới dạng các mô hình trên các đối tượng địa chất khác
nhau. Khi các kết quả kiểm chứng trên các công trình khai đào tại các vị trí dị
thường địa vật lý trên các mặt c
ắt mô hình kết quả ảnh điện khẳng định thông tin
đúng đắn do địa vật lý cung cấp thì có thể sử dụng những mô hình này như là
những mô hình chìa khoá áp dụng cho những vùng khảo sát mới, chưa có thông
tin về các khảo sát ảnh điện.
Xuất phát từ những cần thiết trên và căn cứ vào quyết định số 1527/QĐ-
BTNMT ngày 02 tháng 11 năm 2004 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, về việc
phê duyệt nhiệm v
ụ khoa học công nghệ năm 2004 trong đó có nhiệm vụ triển
khai thực hiện đề tài “Nghiên cứu áp dụng phương pháp ảnh điện (Electrical
Tomography) trong tìm kiếm các nguồn nước dưới đất và điều tra địa chất công
trình, địa chất môi trường. Áp dụng trên vùng bazan”, Vụ khoa học công nghệ
đã ký hợp đồng nghiên cứu khoa học và công nghệ (số 335/BTNMT-HĐKH,
ngày 15 tháng 11 năm 2004) giao cho Liên đoàn địa chất thuỷ văn - đị
a chất
công trình miền Trung (viết tắt là Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT) thực hiện đề
tài này.
Theo các nội dung của Hợp đồng đã ký, Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT có
trách nhiệm hoàn chỉnh hợp đồng trong thời gian 19 tháng, với tổng kinh phí
được cấp là 297.000.000 đồng, thực hiện trong hai đợt: Đợt I (năm 2004) -
125.000.000 đồng và đợt II (năm 2005) - 172.000.000 đồng, giao nộp sản phẩm
vào tháng 12 năm 2005. Tuy nhiên, do có một số khó khăn nảy sinh trong quá
trình thực hiệ
n đề tài, Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT đã có công văn số
324/TVCTMT-KT, ngày 14 tháng 11 năm 2005 xin gia hạn nộp báo cáo đề tài
đến hết tháng 3 năm 2006 và đã được Vụ khoa học và Công nghệ chấp thuận tại
công văn số 4578/BTNMT-KHCN.

Tập thể tác giả tham gia thực hiện đề tài gồm có kỹ sư địa vật lý Hoàng
Ngọc Cừ, chủ nhiệm đề tài; Nguyễn Đức Thái, kỹ sư địa chất; Nguyễn Ton, kỹ

sư địa chất công trình; Vũ Duy Bảo, cử nhân Anh văn. Trong quá trình thực hiện
đề tài, tập thể tác giả đã nhận được sự quan tâm, đóng góp các ý kiến giúp đỡ,
chỉ đạo của các cán bộ kỹ thuật Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT, của Ban lãnh
đạo Liên đoàn, Phòng Địa chất (Cục Địa chất và Khoáng sản Việt nam), Vụ
Khoa học và Công nghệ (Bộ Tài nguyên và Môi trường) cùng các đồng nghiệp
trong ngành địa chất.

3
Tập thể tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với những đóng góp, sự
giúp đỡ nhiệt tình của các cá nhân và tập thể trên đây giúp báo cáo hoàn tất được
các nội dung cần thiết đặt ra trong đề cương nghiên cứu.

Chương I
PHƯƠNG PHÁP VÀ KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC

Để giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài, trong quá trình thực
hiện đã áp dụng các phương pháp và kỹ thuật công tác nh
ư sau:
I.1 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phương pháp ảnh điện
Để có cơ sở áp dụng hoàn chỉnh phương pháp ảnh điện vào thực tế và
chạy được các số liệu đo đạc với chương trình RES2DINV, cần tìm hiểu bản
chất của phương pháp ảnh điện cũng như cơ sở lý thuyết của phương pháp này.
Qua các văn liệu tìm kiếm
được trên mạng internet và qua sách hướng dẫn
sử dụng cho thấy bản chất của phương pháp ảnh điện thực chất là phương pháp
đo sâu điện một hướng theo các hệ thiết bị khác nhau. Điểm khác biệt so với
phương pháp đo sâu điện thuần tuý theo các hệ thiết bị đối xứng thông thường,

là ở chỗ, các tâm đo sâu quy ước, ứng với các khoảng mở khác nhau của thi
ết bị
AB, vừa được dịch chuyển về một phía theo hướng tuyến đo, vừa theo chiều sâu
tăng dần. Nói một cách khác, trong phương pháp đo sâu điện đối xứng thuần tuý,
với mục tiêu bóc lớp là chính nên người ta chỉ khai thác các thông tin phản ánh
sự thay đổi của các giá trị điện trở suất của môi trường ngầm theo các độ sâu
khác nhau tại cùng một vị trí trên tuyến đo; còn trong phương pháp đo
ảnh điện,
do cách bố trí và dịch chuyển các điện cực trên tuyến người ta có thể khai thác
các thông tin không những phản ánh sự thay đổi này theo chiều sâu tăng dần mà
còn sang bên cạnh (lateral) theo hướng tuyến khảo sát. Dưới góc độ toán học,
phương pháp đo sâu điện đối xứng thuần tuý đề cập tới môi trường khảo sát 1D
(one dimension), còn các phương pháp đo ảnh điện đề cập tới môi tr
ường khảo
sát 2D (two dimensions) và đây cũng là cơ sở xuất xứ tên gọi của phần mềm
RES2DINV.
Sơ đồ nguyên lý, cách bố trí các điện cực đo trên tuyến trong phương
pháp đo ảnh điện khi khảo sát với hệ thiết bị Wenner, được thể hiện như hình 1
dưới đây.
Các giá trị điện trở suất tại mỗi cự ly đo sâu của thiết b
ị AB cũng được
tính theo công thức:
ρ
K

= K × ∆V/I (Ωm) (1)
Trong đó: ρ
K
- Giá trị điện trở suất biểu kiến ứng với mỗi cự ly thiết bị AB;
K - Hệ số thiết bị ứng với mỗi khoảng mở AB của hệ thiết bị đo.

K = 2Πa - Đối với hệ thiết bị Wenner và
K = n (n + 1)(n + 2)Πa - Đối với hệ thiết bị lưỡng cực trục.
a - Khoảng mở giữa các điện cực t
ương ứng với số lần đo, là bội số
của khoảng cách ban đầu giữa các điện cực, được chọn tuỳ thuộc mức độ chi tiết
cần khảo sát. Đối với những khảo sát phục vụ điều tra địa chất thuỷ văn (ĐCTV),
giá trị ban đầu của đại lượng a thường được chọn trong khoảng 1 ÷ 10m; còn đối

4
với các khảo sát phục vụ điều tra địa chất công trình (ĐCCT), giá trị ban đầu của
đại lượng này được chọn từ 0,5 ÷ 5m.
∆V - Giá trị điện thế đo được giữa hai đầu điện cực thu M, N;
I - Dòng phát vào môi trường đất đá.
Như vậy đại lượng cuối cùng cần quan tâm là các giá trị điện trở suất biểu
kiến (ρ
K
), có thể thu được từ rất nhiều kiểu thiết bị đo khác nhau, tuỳ thuộc vào
điều kiện áp dụng và mục tiêu, nhiệm vụ đặt ra trong các đề án. Qua đây cho
thấy cơ sở lý thuyết áp dụng cho phương pháp đo sâu điện thông thường, là hoàn
toàn áp dụng cho khảo sát ảnh điện, vấn đề còn lại là cần tìm ra cách thi công
hợp lý với các điều kiện về máy, thiết bị và hình thứ
c thi công mang tính thủ
công trong điều kiện hiện nay tại các cơ sở sản xuất địa chất.


I.2 Xác định vùng đo đạc thử nghiệm xây dựng các mô hình ảnh điện
Trên cơ sở tài liệu thu thập, tiến hành tổng hợp các tài liệu và chọn ra các
vùng đo đạc thực địa bổ sung nhằm xây dựng các mô hình ảnh điện như sau:
- Chọn vùng có dự án khu qui hoạch bãi chôn lấp, xử lý rác tại Tp. Pleiku,
tỉnh Gia Lai để xây dựng mô hình ĐCTV.

Vùng nghiên cứu nằm ở phía Đông Bắc Tp. Pleiku, thuộc khu vự
c xã
Biển Hồ, có vị trí nghiên cứu được thể hiện trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000.
Trong vùng dự án đã được tiến hành khảo sát địa vật lý (Liên đoàn ĐCTV -
ĐCCT MT thi công) ngoài số liệu tham khảo từ 4 tuyến đo (T1, T2, T3, T4), còn
tiến hành khối lượng đo lập mô hình là 50 điểm/tuyến - tuyến đo BS (Xem sơ đồ
bố trí tuyến đo vùng dự án quy hoạch bãi chôn lấp, xử lý rác, thành phố Pleiku,
tỉnh Gia Lai).
- Để lập mô hình ảnh điện phục vụ khảo sát địa chất công trình, ngoài các
số liệu tham khảo do Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT thi công trong hợp đồng
khảo sát ĐCCT giữa Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn tỉnh Đồng Nai với
Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT tại 2 vùng dự án xây dựng hồ chứa nước Long
giao và hồ chứa nước Cầu Dầu, thị xã Long Khánh, tỉnh Đồng Nai, còn có số

5
liệu từ một tuyến đo bổ sung khác của đề tài (T1 Cầu Dầu) với các lỗ khoan
khảo sát ĐCCT làm tham số đối chiếu (Xem sơ đồ bố trí tuyến đo địa vật lý
vùng dự án khảo sát ĐCCT hồ chứa nước Cầu Dầu, thị xã Long Khánh, tỉnh
Đồng Nai).
- Mô hình phục vụ nghiên cứu ĐCMT, được tiến hành thu thập số liệu
trên một đoạn tuyến ng
ắn ngoài khu vực có nước thải từ dây chuyền sản xuất bia,
đã qua xử lý, được đưa trở lại môi trường ngầm. Mục đích của khảo sát là nhằm
theo dõi sự lan toả của lượng nước thải này có được nhận dạng trên mặt cắt ảnh
điện để từ đó có thể sử dụng phương pháp như một công cụ khảo sát nhanh, sơ
bộ đánh giá tình hình ô nhiễ
m cũng như phạm vi phát triển của các chất thải
công nghiệp. Số liệu được đo cắt ngang mương dẫn nước thải, nằm phía ngoài
hàng rào công ty bia San Miguel, huyện Diên Khánh, tỉnh Khánh hoà.

Đối với mô hình ĐCTV, cần nghiên cứu khả năng khảo sát xuống các
tầng chứa nước sâu trong đá bazan, cũng như tìm hiểu khả năng thẩm lậu của
dòng điện phát nên hệ số giãn cách điện c
ực được sử dụng là n = 14. Hệ thiết bị
Wenner được sử dụng để thu thập số liệu. Khoảng cách ban đầu giữa các điện
cực a = 10m; khoảng cách AB lớn nhất 420m, tương ứng với khoảng mở của
thiết bị thu thế MN = 140m. Khối lượng đã thực hiện là 50 điểm đo sâu ảnh điện.
Quy trình đo ngoài thực địa được thực hiệ
n với sơ đồ 4 tời di động. Máy
đo là loại máy thăm dò điện dòng một chiều (GESKA). Sử dụng các điện cực
thu có độ phân cực tự nhiên bé (bằng chì). Kỹ thuật thi công thực địa được thực
hiện theo kiểu đo thứ 2 (đo theo từng lớp điểm dữ liệu), từ thiết bị AB lớn nhất
(AB = 420m) về thiết bị AB bé nhất (AB = 30m). Việc sử
dụng sơ đồ đo
Wenner cho thấy khả năng thu thế đảm bảo độ tin cậy, phần lớn các giá trị thế
đo đều lớn hơn 1mV, rất ít các giá trị thế đo ∆V nhỏ dưới 0.5mV.

- Mô hình phục vụ nghiên cứu ĐCCT được thử nghiệm với hệ thiết bị
lưỡng cực trục, với khoảng cách ban đầu của lưỡng cực a = 10m. Đo m
ở rộng
khoảng cách lưỡng cực thêm 2 lần, tương ứng với a = 20m và a = 30m. Số lần
đo tổng cộng 14 lần đo. Kỹ thuật thi công thực địa vẫn được thực hiện như cách
đo thứ 2, tức là vẫn thực hiện đo theo từng lớp điểm dữ liệu với hệ thống 4 tời di
động, bắt đầu từ các thiết bị có độ dài lưỡng c
ực lớn nhất (OO’ = 240m) về thiết
bị có độ dài nhỏ nhất (OO’ = 20m). Máy đo sử dụng vẫn là máy GESKA.
- Mô hình phục vụ nghiên cứu địa chất môi trường được thực hiện với hệ
thiết bị Wenner, với khoảng cách ban đầu giữa các điện cực nhỏ (a = 3m) để có
thể khảo sát chi tiết địa tầng ngầm giới hạn trong khoảng độ sâu nghiên cứu
không lớn. Số l

ần đo thực hiện là n= 14. Kỹ thuật thi công thực địa cũng như đối
với các mô hình khảo sát khác là kiểu đo thứ 2 (đo theo từng lớp điểm dữ liệu).
Số lượng điểm đo ở khoảng mở lớn nhất của thiết bị AB là 2 điểm, với tổng số
điểm dữ liệu là 334 điểm. Máy đo sử dụ
ng nhãn hiệu GESKA. Tuyến đo có
phương vuông góc với kênh dẫn nước thải của nhà máy bia. Máy đo cũng như
các dụng cụ trong hệ thống thiết bị đo vẫn được giữ nguyên như đối với các mô
hình trên đây.


6
I.3 Mua phần mềm chuyên môn RES2DINV & RES3DINV
Việc mua phần mềm chuyên môn được căn cứ vào số lượng phần mềm
được phê duyệt trong đề cương là 1 phần mềm, có tên gọi RES2DINV &
RES3DINV. Vì là một phần mềm có bản quyền nên được kèm theo một khoá
cứng.
Quy trình mua phần mềm được thực hiện giao dịch qua mạng internet.
Căn cứ vào các thông số kỹ thuật của phần mềm được đăng tải trên mạng, qua
đường thư
điện tử giao dịch với hãng GEOTOMO SOFTWARE, MALAYSIA.
Hãng cho phép tải về phiên bản demo của chương trình để chạy thử. Quá trình
cài đặt, chạy thử phiên bản demo diễn ra thông suốt, không gặp trở ngại. Có thể
chạy thử file số liệu với một số tính năng cơ bản của chương trình, thu được kết
quả là các mặt cắt mô hình dạng ảnh.
Bước tiếp theo, cũng thông qua đường thư đ
iện tử, giao dịch với hãng,
yêu cầu hãng đưa ra báo giá chính thức sản phẩm phần mềm, phí vận chuyển và
các thủ tục cần thiết tại Việt nam. Sau khi nhận được báo giá và một số hướng
dẫn liên quan đến thủ tục hải quan, phương thức vận chuyển, Liên đoàn ĐCTV -
ĐCCT MT đã làm thủ tục chuyển tiền (USD) qua Ngân hàng ngoại thương tại

Nha trang, Khánh hoà.
Phần mềm nhận đượ
c từ nhà sản xuất (hãng GEOTOMO SOFTWARE)
cùng các phụ kiện đi kèm, gồm có:
- 01 đĩa CD ROM chứa chương trình cài đặt chính RES2DINV &
RES3DINV lên máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay; các chương trình phụ
trợ để cài đặt khoá cứng và chương trình chính giúp cho chương trình có thể
tương thích được với những hệ điều hành khác nhau (Win95, 98SE,
Win2000,XP, NT); các chương trình tạo các file hỗ trợ, giúp chương trình chính
dung nạp được với các hệ thiết bị đo khác nhau; các ví dụ minh hoạ được nhà
sản xuất t
ổng hợp từ các công trình nghiên cứu của nhiều tác giả trên các vùng
khảo sát thuộc nhiều châu lục.
- 01 khoá cứng (dạng USB) giúp mở chương trình với đầy đủ các chức
năng của một phần mềm có bản quyền.
- 01 quyển sách hướng dẫn sử dụng bằng tiếng Anh và những mô tả về cơ
sở lý thuyết của chương trình, các hệ thiết bị đặc trưng, các ví dụ minh hoạ.
Sau khi hoàn thành việc mua sắm phần mềm RES2DINV & RES3DINV,
với nguồn kinh phí còn dư, Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT MT, căn cứ vào các nội
dung hướng dẫn trong Thông tư 145, đã có công văn số 220/ĐT-KHCN, ngày
29 tháng 7 năm 2005 gửi Bộ Tài nguyên và Môi trường, xin phép được sử dụng
phần kinh phí dôi dư vào việc mua sắm một số thiết bị văn phòng (máy tính
xách tay, máy in, sửa chữa hệ thống mạng LAN cơ quan liên đoàn) phục vụ xử
lý, lưu tr
ữ số liệu địa vật lý, hỗ trợ công tác in ấn, công tác vận hành mạng của
cơ quan và đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường cho phép tại Công văn số
3174/BTNMT-KHCN, ngày 8 tháng 8 năm 2005.

I.4 Cài đặt, khai thác các tính năng của phần mềm RES2DINV
Cài đặt phần mềm bằng cách chạy file nén “Setup.exe” của chương trình

RES2DINV. Quá trình cài đặt phần mềm diễn ra thông suốt, không gặp trở ngại.

7
Những tính năng bổ sung được nhà sản xuất phần mềm cập nhật cho đến
thời điểm mua phần mềm (tháng 12/2005), tương thích với các hệ điều hành
thông dụng hiện nay như Win98SE, ME, 2000, NT và XP nên có thể cài đặt trên
tất cả các máy tính có cài đặt các loại hệ điều hành tương tự. Chương trình cài
đặt khoá cứng, được tiến hành sau khi cài đặt chương trình chính và chạy
chương trình tạo các file hỗ trợ các cấ
u hình đo như Jacobwin.exe. Khoá cứng
dạng USB được nhận dạng ngay khi các drivers dành cho khoá cứng được cài
đặt. Như vậy việc cài đặt chương trình RES2DINV chạy độc lập với chương
trình cài đặt khoá cứng giúp cho việc cài đặt chương trình chính được dễ dàng
và thuận lợi cho việc sử dụng chương trình, được cài đặt trên các máy tính tính
khác nhau, bằng cách cắm khoá cứng vào cổng USB bất kỳ là chương trình sẽ tự
động nhận dạng khoá c
ứng và khi ấy có thể làm việc như một chương trình có
đầy đủ tính năng của một chương trình có bản quyền. Ngược lại, chương trình
vẫn có thể mở được và chạy dưới dạng của một chương trình demo. Việc này
khác với các loại phần mềm sử dụng mã cài đặt (số serial number), chương trình
chỉ chạy được khi có mã số cài đặt riêng đi kèm phần mềm được mua ho
ặc được
cung cấp qua mạng từ nhà sản xuất. Việc chạy chương trình như vậy cũng chỉ
thực hiện được trên một máy tính duy nhất, người sử dụng thứ hai muốn làm
việc được với phần mềm loại này chỉ có cách sao chép toàn bộ hệ điều hành
chứa chương trình cài đặt thông qua việc sử dụng chương trình “GHOST.EXE”,
rất phiền toái.
Sau khi cài đặt xong chương trình, để
tìm hiểu các tính năng của phần
mềm RES2DINV, những người thực hiện đã tiến hành dịch trọn bộ sách hướng

dẫn sử dụng từ tiếng Anh sang tiếng Việt. Tuy việc đăng ký của đề tài chỉ đề cập
đến việc ứng dụng phần mềm RES2DINV song để tiện lợi cho việc sử dụng
sách được liên tục và có hệ thống thì phần RES3DINV cũng được dị
ch luôn và
được đóng kèm phần bản dịch RES2DINV. Toàn bộ tài liệu sách hướng dẫn sử
dụng phần mềm RES2DINV & RES3DINV gồm 167 trang, được đóng thành
một tập riêng với tên gọi “RES2DINV & RES3DINV, chương trình chuyển đảo
nhanh dữ liệu đo sâu điện trở suất và đo sâu phân cực trong môi trường 2D và
3D”.

Các tính năng chương trình được khai thác thông qua bản dịch, đồng thời
cũng là sách hướng dẫn sử dụng chung cho hai phiên bản RES2DINV &
RES3DINV.
I.5 Nghiên cứu chạy thử chương trình RES2DINV với số liệu đã có tại Liên
đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung
Trên cơ sở khai thác các tính năng chương trình từ bản dịch sách hướng
dẫn sử dụng, với số liệu đo thực tế từ một công trình khảo sát địa v
ật lý xác định
vị trí triển vọng để bố trí lỗ khoan cấp nước, được thực hiện theo hợp đồng đã ký
giữa Trung tâm nghiên cứu giống thuỷ sản miền Trung, có cơ sở tại xã Phước
Đồng - Thành phố Nha Trang, với Liên đoàn ĐCTV - ĐCCT miền Trung, nhóm
thực hiện đề tài đã tiến hành tạo file số liệu theo định dạng dành cho hệ thiết bị
áp dụng. Đối tượ
ng khảo sát là đá xâm nhập granit, có lớp mặt bị phong hoá
thành cát hạt thô, lẫn sạn sỏi. Bề dày của đới phong hoá không đồng đều, dao
động từ một vài mét tới trên mười mét. Nhiều chỗ có mặt của các tảng lăn đá

8
granit, có kích thước lớn. Vị trí khảo sát thuộc đới đổ lở của dãy núi đá, có mặt
ở phía Tây - Nam của Thành phố Nha Trang, gồm chủ yếu đá xâm nhập granit,

granodiorit, có màu trắng lẫn khoáng vật biotit màu đen. Ngoài ra, trên vùng
sườn cao của núi đá, có gặp cả đá phun trào riodacite. Theo tài liệu địa chất, tại
đây rất có thể có mặt của đứt gãy kiến tạo dọc theo dãy núi, gây ra sự đổ lở của
các tảng đá trên vùng sườ
n. Một đặc điểm cũng cần lưu ý là vị trí khảo sát lại
nằm sát biển, cách mép bờ biển khoảng 60 - 100m.
Tuyến khảo sát được bố trí chéo góc với bờ biển, đầu tuyến bắt đầu từ
phía địa hình sườn cao, kết thúc tuyến đo cách mép biển khoảng 30m. Sử dụng
sơ đồ đo Wenner, với khoảng cách ban đầu giữa các điện cực là 10m, bước đi
được thực hiện d = 10m, bằng với khoảng cách điện cực ban đầu. Do chiều dài
tuyến khảo sát ngắn, hơn nữa vị trí khảo sát lại nằm sát biển nên số lần đo lớn
nhất được thực hiện là n = 10 lần, ứng với khoảng mở lớn nhất của thiết bị khảo
sát A100M100N100B (ABmax = 300m); chiều sâu khảo sát khoảng 50m. Số
lượng điểm đo v
ới ABmax là 15 điểm. File dữ liệu có dạng như sau:

GROUNDWATER SURVEY - TTNCTS3
10
1
284
1
0
15 10 816.4
25 10 596.6
35 10 656.2
45 10 378.2
55 10 219.8
65 10 249.6
75 10 175.8
85 10 200.9

95 10 276.3
.
.
.
270 100 282.6
280 100 175.8
290 100 167.4
0
0
0
0
0

File số liệu được nhập theo định dạng trên, có cấu trúc vị trí các điểm dữ
liệu, được thể hiện như trong hình dưới đây. Các dấu “×” là vị trí của điểm dữ
liệu trên mặt cắt, ứng với các độ mở khác nhau của thiết bị AB, còn giá trị điện
trở suất tại vị trí điểm dữ liệu được chương trình ẩ
n đi (mặc định của chương
trình). Việc hiển thị các khối mô hình và vị trí điểm dữ liệu được hiển thị hoàn

9
toàn tự động thông qua sử dụng tuỳ chọn “Display model block” từ thực đơn
“Inversion” trên thanh công cụ chính ở đỉnh màn hình.


H.2 - Bố trí tự động các điểm dữ liệu trên mặt cắt file dữ liệu thử nghiệm

Sau khi hoàn tất việc nhập file dữ liệu và kiểm tra mặt cắt điểm dữ liệu
được thể hiện như hình trên có nghĩa là file dữ liệu đã được nhập đúng, không
có những sai sót về vị trí thể hiện điểm dữ trên tuyến đo, tiến hành chạy chươ

ng
trình với những cài đặt cơ bản như sau:
- Convergence limit (giới hạn hồi quy): Đặt bằng 5%;
- Number of iterations (số lần tính lặp): Đặt bằng 5;
- RMS Convergence limit (giới hạn hồi quy đối với sai số RMS): Đặt bằng
2%;
- Use extended mode (sử dụng mô hình nở rộng): Đặt “No”’
- Allow number of model blocks to exceed datum points: Đặt “cannot
exceed the number of data points”;
- Make Sure model blocks have same width: Đặt “All model blocks have
the equal width”;
- Reduce effect of side block: Đặt “Severe”;
- Đặt “Leave contour lines in display” từ thực đơn “Change display
settings”.
Các cài đặt khác giữ nguyên như mặc định của chương trình. Sau khi chạy
chương trình, lần lượt thu được các mặt cắt như trong hình 3 dưới đây:
Mặt cắt trên cùng (Measured Apparent Resistivity Pseudosection) là mặt
cắt ảo điện trở suất biểu kiến, được nội suy trực tiếp từ các giá trị điện trở suất
biểu kiến theo các tâm đo sâu đã thực hiện như hình 2 trên đây.
Mặt cắt thứ 2 (Calculated Apparent Resistivity Pseudosection), nằm giữa,
là mặt cắt được chương trình tự động tính chuyển các giá trị điện trở suất tại các
vị trí ảo về vị trí thực trên tuyến.


10
MẶT CẮT KẾT QUẢ MÔ HÌNH ẢNH ĐIỆN TUYẾN 3
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU GIỐNG THUỶ SẢN MT, XÃ PHƯỚC ĐỒNG - NHA TRANG

H.3 - Kết quả chạy thử chương trình với file dữ liệu có sẵn

Mặt cắt thứ 3 (Inverse Model Resistivity Section) là mặt cắt mô hình
chuyển đảo trên cơ sở mặt cắt ảo điện trở suất tính chuyển, theo các cài đặt chạy
chương trình trên đây.
Quan sát các mặt cắt trên đây cho thấy có sự khác biệt khá rõ sự phân bố
các vùng dị thường trên mặt cắt: Trên mặt cắt ảo, các vùng dị th
ường tương ứng
với các giá trị điện trở suất biểu kiến, thể hiện mức độ phân tán, nhưng khi
chuyển sang mặt cắt tính chuyển, các vùng màu giới hạn giữa các đường đẳng
trị điện trở suất tỏ ra trơn tru hơn. Sự khoanh định giữa các vùng màu trong mặt
cắt này, tuy chưa thật sự rõ nét nhưng trông gọn hơn. Sang đến mặt cắt chuyển
đả
o, các vùng dị thường điện trở suất cao, thấp được khu trú ra một cách rõ nét.
Đối với mặt cắt chuyển đảo trên đã khu trú ra được hai đới dị thường điện trở
suất cao, nằm ở phần đáy trái và phần trên bên phải của mặt cắt mô hình. Những
vùng dị thường này tương ứng với điện trở suất của đá xâm nhập nằm dưới mực
Điểm dị thường3
(Cọc 150m)
Điểm dị thường 1 (Cọc 290m)
Điểm dị thường 2 (Cọc 85m)
-Mặtcắt ảo điệnt
r
ở
suấtbiểukiến đo tạithực địa
LKTD
- Mặt cắt điện trở suất biểu kiến, tính chuyển từ mặt cắt ảo về mặt cắt thực
Mặt cắt mô hình điện trở suất chuyển đảo
Thang phân mức các giá trị điện trở suất trên mô hình
theo màu, Ωm
Khoảng cách ban đầu
giữa các điện cực là 10m

Wenner Arrangement for Groundwater Survey

11
nước ngầm, có cấu tạo rắn chắc không nứt nẻ và phần vỏ phong hoá lẫn tảng lăn
nằm trên mực nước ngầm. Vùng dị thường điện trở suất cao, có các giá trị thay
đổi trong khoảng 335 ÷ 3187Ωm, thể hiện mức độ cứng chắc, nứt nẻ rất yếu đến
không nứt nẻ của đá xâm nhập.
Các dị thường điện trở
suất thấp, được khu trú khá gọn trên mặt cắt và có
mặt trên các khoảng cọc, theo thứ tự, từ 60 ÷ 90m, 120 ÷ 160m và 240 ÷ 340m
nhưng phân bố ở các độ sâu khác nhau. Hai đới dị thường gần nhau, nằm ở phần
đầu tuyến, có chiều sâu phân bố đến khoảng 22 ÷ 36m thuộc về đới phong hoá,
phong hoá dở dang của đá xâm nhập song nằm ở miền địa hình cao. Ở độ sâu có
mặt của t
ầng đá cứng, có biểu hiện của sự nứt nẻ song bề dày của đới này không
lớn nên khả năng chứa nước có thể sẽ không cao.
Đới dị thường điện trở suất thấp chính nằm ở phần đáy dưới phía phải của
mặt cắt, có các giá trị điện trở suất, ở vị trí trung tâm vùng dị thường, dao động
trong khoảng 16,7 ÷ 74,8Ω
m. Lúc đầu, đới dị thường này được giải đoán liên
quan đến sự nhiễm mặn sâu của đá cứng do sự xâm nhập của nước biển, nên
việc bố trí lỗ khoan khảo sát tại vị trí này có thể không đem lại kết quả mong
muốn. Tuy nhiên, sau khi tham khảo tài liệu địa chất và qua kết quả chạy
chương trình thể hiện như trên mặt cắt chuyển đảo thì việc dự ki
ến sự có mặt
của của đứt gãy trong đá xâm nhập là có cơ sở. Đặc biệt là được sự quan tâm
của Bên A (Trung tâm quốc gia giống hải sản miền Trung), lỗ khoan khảo sát đã
được triển khai vào vị trí dị thường này. Song để có hệ số an toàn cao hơn, vị trí
lỗ khoan đã được lùi trở lại so với vị trí trung tâm 30m, tức là vào cọc 260m trên
tuyến đo. Vị trí này thuộc về phần rìa củ

a vùng dị thường.
Địa tầng ngầm bên dưới điểm dị thường, theo kết quả giải đoán tài liệu
ảnh điện được dự kiến như sau:
- Từ 0 ÷ 25m là vỏ phong hoá của đá gốc, nằm trên mực nước ngầm và
một phần đới phong hoá dở dang của đá gốc.
- Từ 25 ÷ 45m là tầng đá gốc, phía trên cứng chắc, không nứt nẻ; phía
dưới có nứt nẻ nhưng rất yếu. Điện trở suất của đới này dao động trong khoảng
158 ÷ 710Ωm.
- Từ 45m trở xuống dự báo là đới nứt nẻ mạnh của đá gốc, có điện trở
suất từ 16,7 ÷ 74,8Ωm.
Địa tầng khoan thực tế tại cọc 260m như sau:
- Từ 0 ÷ 15m: Sét bột lẫn cuội, dăm, kết c
ấu rời rạc. Không có khả năng
chứa nước.
- Từ 15 ÷ 19m: Lớp sét dẻo màu xám, nâu vàng, lẫn ít sạn. Không có khả
năng chứa nước.
- Từ 19 ÷ 21m: Granit biotit, phong hoá dở dang. Khả năng chứa nước
kém.
- Từ 21 ÷ 44m: Granit syenit - biotit màu xám đen, cứng chắc, không nứt
nẻ, không chứa nước.
- Từ 44 ÷ 55m: Granit syenit màu xám đen, nứt nẻ mạnh, có khả năng
chứa nước.

12
- Từ 55 ÷ 60m: Granosyenit màu xám đen, không nứt nẻ, không có khả
năng chứa nước.
Như vậy kết quả dự báo độ sâu có mặt của tầng đá cứng, nứt nẻ gần như
phù hợp với kết quả khoan thực tế. Khi khoan vào tầng 44 - 55m, mực nước
trong lỗ khoan dâng lên gần bề mặt địa hình và cao hơn mực nước biển. Lỗ
khoan sau đó được bơm thí nghiệm, đạ

t lưu lượng 2,5l/s là một kết quả khá bất
ngờ vì sự có mặt của tầng chứa nước nhạt, có áp lực nhẹ chứa trong đới nứt nẻ
của đá xâm nhập nằm ngay sát biển. Sự có mặt của đới nứt nẻ, chứa nước nhạt
với áp lực nhẹ này có thể giải thích liên quan đến sự có mặt của đứt gãy kiến tạo
dưới sâu gây ra sự r
ạn nứt của tầng đá xung yếu phía trên hoặc sự có mặt của
một pha đá mạch, có tính chất cơ lý khác với đá vây quanh, dễ bị nứt nẻ. Bằng
chứng là mẫu khoan thu thập ở đoạn địa tầng này, ngoài đặc tính nứt nẻ còn có
màu xám khác hẳn với loại đá tảng trên mặt cũng như trong lỗ khoan ở những
độ sâu khác. Đới nứt nẻ này tạo thành
đường dẫn nước nhạt từ nơi có địa hình
cao xuống chứa trong các khe nứt của đới dập vỡ và là tầng chứa nước chính
trong lỗ khoan.
Như vậy, với file số liệu thử nghiệm, chương trình RES2DINV chạy
thông suốt, cho ra kết quả có thể ứng dụng ngay vào trong thực tế, không gặp
một trục trặc nào. Ở bước tiếp theo sẽ tiến hành thu thập tài liệu ĐCTV - ĐCCT
phục vụ cho việc đo đạc thử nghiệm theo các mô hình đặt ra.

I.6 Thu thập tài liệu ĐC, ĐCTV - ĐCCT phục vụ cho việc đo đạc, xử lý số
liệu theo các mô hình
Để giúp việc giải đoán các mô hình ảnh điện, các tài liệu sau đây đã được
thu thập:
1. Mô hình Địa chất thuỷ văn:
- Các phiếu lỗ khoan ĐCTV, ĐCCT vùng dự kiến quy hoạch bãi chôn lấp,
x
ử lý rác thải tại thành phố Pleiku.
- Bản đồ số hoá khu vực nghiên cứu.
- Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng Pleiku - Biển hồ.
- Tài liệu khảo sát địa vật lý bằng phương pháp ảnh điện vùng dự án.

2. Mô hình Địa chất công trình:
- Các phiếu lỗ khoan ĐCCT vùng dự án xây dựng hồ chứa nước Long
Giao, huyện Cẩm Mỹ, thị xã Long khánh, tỉnh Đồng Nai.
- Bản đồ số hoá vùng hồ chứa nướ
c Long giao.
- Báo cáo tìm kiếm nước dưới đất vùng Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai
- Các phiếu lỗ khoan ĐCCT vùng dự án xây dựng hồ chứa nước Cầu Dầu,
thị xã Long khánh, tỉnh Đồng Nai.
- Bản đồ số hoá vùng hồ chứa nước cầu Dầu.
- Tài liệu khảo sát Địa vật lý trên 2 vùng dự án.




13
I.7 Nghiên cứu, cải tiến cách thi công phương pháp đo sâu điện sang thi
công phương pháp ảnh điện bằng các máy đo hiện có
Ở những nước công nghiệp phát triển việc thi công thực địa phương pháp
đo ảnh điện được thực hiện theo một chu trình tự động khép kín. Căn cứ vào số
lượng điểm đo cần thực hiện, người ta đóng sẵn các điệ
n cực trên tuyến và kết
nối các sơ đồ đo thông qua hệ thống cáp liên kết nhiều lõi. Việc quản lý các sơ
đồ đo được thực hiện bởi các phần mềm máy tính, thông qua hệ thống chuyển
mạch, được điều khiển thống nhất bằng phần mềm, như được minh hoạ trong
hình 1. Các số liệu đo đạc được lưu giữ và quản lý trên máy tính theo các định
dạng file d
ữ liệu phù hợp với các cấu hình thiết bị đo đã sử dụng. Kết thúc một
đoạn tuyến đo tương ứng với số lượng điểm đo sâu đã thực hiện, có thể chạy
ngay chương trình RES2DINV tại thực địa và bức tranh về cấu trúc địa chất của
môi trường ngầm dưới mặt đất tại nơi đặt tuyến khả

o sát sẽ ngay lập tức được
biết tới. Việc đo đạc với hệ thống máy đo đa cực như vậy sẽ rút ngắn được thời
gian thi công và xử lý số liệu, có kết quả khảo sát ngay tại thực địa để có những
điều chỉnh cần thiết.
Tuy nhiên, trong điều kiện còn nhiều khó khăn của ngành địa chất Việt
Nam, hiện chúng ta vẫn còn
đang sử dụng các máy thăm dò điện dòng một chiều
thuộc thế hệ cổ điển, các máy đo hiện đại ứng dụng công nghệ số chưa có nhiều.
Những máy đo này chỉ làm nhiệm vụ duy nhất là xác định các giá trị thế thứ cấp
∆V (mV) giữa các điện cực thu M, N và dòng điện I (mA). Ở một mức độ chính
xác nào đó, được cho phép bởi cơ quan ch
ức năng về kiểm định máy địa vật lý
của ngành địa chất, khi chỉ cần quan tâm đến các giá trị điện thế đo được (∆V)
và cường độ dòng phát (I) để tính toán ra các giá trị điện trở suất biểu kiến của
đất đá (ρ
K
) thì các máy đo hiện có ở Việt nam vẫn đáp ứng tốt các yêu cầu đặt ra.
Vấn đề còn lại là khi tiến hành thi công một cách thủ công các cấu hình điện cực
như ở hình 1, trong điều kiện không có hệ thống cáp liên kết nhiều lõi và không
có hàng loạt các điện cực cắm sẵn với chuyển mạch tự động cho các sơ đồ đo,
chúng ta vẫn phải đảm bảo việc thu th
ập số liệu, để tạo ra file dữ liệu, chạy được
với chương trình cài đặt, tạo ra được các mặt cắt mô hình ảnh điện trở suất.
Sau khi xem xét cách thức bố trí các điểm dữ liệu một cách tự động từ
một file dữ liệu được soạn thảo trước, cho thấy, chúng ta có thể đưa ra các giải
pháp khác nhau để thi công các điểm đo sâu ảnh điệ
n ngoài thực địa như sau:
- Có thể thi công lần lượt các cấu hình đo của một điểm đo sâu ảnh điện
như một điểm đo sâu điện thông thường, theo số lần đo được ấn định trước. Các
số liệu điện trở suất biểu kiến tính toán, được ghi chép một cách thủ công vào

trong các biểu mẫu tương ứng. Sau khi kết thúc một
điểm đo sâu ảnh điện, sẽ
thực hiện công việc chuyển điểm đo, với bước đi tương ứng với khoảng cách
ban đầu giữa các điện cực (còn được gọi là khoảng cách điện cực đơn vị, a). Kết
thúc toàn bộ các điểm đo sâu ảnh điện trên một đoạn tuyến với khoảng m
ở AB
lớn nhất, đảm bảo khảo sát tới độ sâu yêu cầu thì sẽ thực hiện công việc đo rút
gọn, tạo các mặt cắt vát, phù hợp với các hệ thiết bị áp dụng.
- Kiểu đo thứ 2 là tiến hành đo theo từng lớp điểm dữ liệu. Kiểu đo này
hoàn toàn giống với cách đo mặt cắt theo các hệ thiết bị khác nhau, trong đó
người thi công chỉ c
ần bố trí cấu hình đo tương ứng lần lượt với số lần đo sẽ áp

14
dụng, lúc đầu ở cấu hình điện cực tương ứng với lần đo thứ nhất. Tiếp theo, lại
tiến hành đo ở chiều trở về, từ cuối tuyến về đầu tuyến với cấu hình điện cực
tương ứng với lần đo thứ 2. Cứ thế cho đến khi nào đo hết các lớp điểm dữ liệu
theo các cấu hình điện cực tương ứng với số lần đo đã ấn định trước thì dừng lại.
Trên cơ sở các giá trị thế và dòng phát ghi nhận sẽ tính được các giá trị điện trở
suất theo công thức (1) tại tất cả các vị trí, với bước dịch chuyển đều, từ đầu
tuyến đến cuối tuyến cho toàn bộ các lớp dữ liệu.
C
ả hai kiểu đo này có thể thực hiện với sơ đồ 4 đường dây (2 tời phát và
2 tời thu) hoặc có thể sử dụng với sơ đồ bó dây gồm nhiều sợi dây điện mềm có
vỏ bọc cách điện, được bó lại và liên kết với bộ chuyển mạch thủ công theo các
cấu hình thiết bị khác nhau để đi tới máy thu. Tuy nhiên, việc thực hiện đo với
sơ
đồ bó dây và chuyển mạch thủ công gặp phải hạn chế là dễ xảy ra rò điện và
khó có thể kiểm soát được do số lượng nhiều các sợi dây có mặt trong bó dây,
dẫn đến trọng lượng cáp dẫn lớn, khả năng chịu tải kém của cáp có thể dẫn đến

đứt ngầm các ruột cáp là vấn đề rất nan giải khi thi công thực địa. Nhưng ưu
điểm của sơ
đồ đo này là rút ngắn nhiều thời gian thi công, kỹ thuật viên đo
máy có thể chủ động kết nối các sơ đồ đo một cách thủ công và chỉ cần liên hệ
với những người chạy cực khi cần thiết nên giảm tải được thời gian phát đối với
máy bộ đàm.
Khi so sánh giữa hai kiểu đo với sơ đồ đo theo hệ thống 2 tời phát và 2 tời
thu người ta th
ấy rằng: Ở kiểu đo thứ 2, với việc dịch chuyển các điện cực trên
tuyến đúng bằng bước đi chọn trước nên sẽ ít xảy ra nhầm lẫn. Tuy nhiên, việc
tiến hành đo từ đầu tuyến đến cuối tuyến trong trường hợp tuyến có chiều dài
lớn, sẽ đòi hỏi phương tiện liên lạc (máy bộ đàm) phải có công suất phát đủ l
ớn
mới đảm bảo khả năng thông tin chính xác giữa kỹ thuật viên đo máy và những
người chạy cực. Ở kiểu đo đầu tiên, có nhược điểm là dễ xảy ra nhầm lẫn trong
quá trình mở rộng các khoảng cách giữa các điện cực theo số lần đo tăng lên,
song có ưu điểm là dễ đảm bảo được thông tin giữa người đo máy và những
người ch
ạy cực (A, M, N, B) vì khoảng mở lớn nhất của thiết bị AB được biết từ
trước để có thể bố trí nơi đặt trạm máy phù hợp, thuận lợi cho việc thu nhận
thông tin. Khi những nhược điểm của các kiểu đo được khắc phục (gia công
được hệ thống cáp đo nhiều lõi, có trọng lượng cáp bé, có độ bền cơ học cao và
đặc biệt là khả năng cách ly tố
t giữa các sợi cáp) và những ưu điểm của mỗi kiểu
đo được phát huy thì việc sử dụng hệ thống cáp đo đa cực với bộ chuyển mạch
thủ công cũng sẽ phát huy được nhiều tính năng nổi trội cơ bản so với hệ thống
máy đo đa cực của các nước phát triển.
Việc thiết kế cụ thể các tuyến đ
o, bố trí các cấu hình điện cực và các kiểu
đo được mô tả chi tiết tại các điều 17, 18 và 20 trong Phụ lục B của Quy trình đo

ảnh điện.







15
Chương II
KẾT QUẢ ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN TRONG TÌM KIẾM CÁC
NGUỒN NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ ĐIỀU TRA ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH,
ĐỊA CHẤT MÔI TRƯỜNG TRÊN VÙNG BAZAN

II.1 Mô hình ảnh điện nghiên cứu Địa chất thuỷ văn
Mô hình ảnh điện kết quả phục vụ nghiên cứu ĐCTV, được chọn với các số liệu
đo đạc trên vùng dự án xây dựng bãi chôn lấp, xử lý rác tại thành phố Pleiku, tỉnh Gia
Lai.
Cơ sở lựa chọn vùng này vì đây là vùng có chiều dày bazan phong hoá khá lớn
(khoảng 30 - 40m) rồi mới tới tầng bazan tươi, cấu tạo đặc sít, xen lỗ hổng, nứt nẻ. Độ
tương phản về đi
ện trở suất giữa tầng bazan khô phong hoá phía trên và tầng bazan
tươi phía dưới đủ lớn để có thể nhận dạng chiều dày tầng phong hoá trên mô hình mặt
cắt ảnh điện sau này. Ngoài ra, vùng nghiên cứu còn nằm trong vùng Phương án
Pleiku - Biển Hồ, đã được Liên đoàn Địa chất thuỷ văn miền Nam trước đây thi công,
có hai lỗ khoan sâu địa chất thuỷ văn (lỗ khoan 111 và 124), thuộc loại giàu nước, nằm
gần vùng dự án, có th
ể cung cấp các thông tin về địa tầng cũng như về điều kiện thuỷ
hoá giúp cho việc giải đoán địa chất mô hình ảnh điện có thêm cơ sở. Trong vùng dự
án, nơi có tuyến đo địa vật lý bổ sung, có rất nhiều lỗ khoan địa chất công trình được

thu thập, làm tham số cho mô hình khi tiến hành luận giải địa chất mô hình kết quả.
Tuyến đo bổ sung (BS), có phương vị
TTB - ĐĐN, nằm trên vùng sườn đồi
bazan, có độ dốc không quá lớn, cắt qua đường phương nối 2 đỉnh đồi bazan có độ
cao 782, và 748m trên mực nước biển. Mục đích của việc bố trí tuyến đo như vậy là
nhằm theo dõi sự thay đổi các giá trị điện trở suất trên mặt cắt ảnh điện ở về hai phía
tuyến so với các vị trị nằm gần đường ph
ương nối 2 đỉnh độ cao trên đây, được dự báo
là đường phân thuỷ trong đá bazan. File dữ liệu, có tên GL.dat, được lập với các số
liệu đo theo sơ đồ Wenner. Số điểm đo theo khoảng mở lớn nhất của thiết bị AB
(420m) là 50 điểm, tương ứng với số điểm dữ liệu trên mặt cắt là 973 điểm. Sự phân
bố các điể
m dữ liệu được hiển thị tự động bởi chương trình thành các khối mô hình có
dạng như hình 4 dưới đây.
Để thể hiện mặt cắt theo địa hình, trong file dữ liệu được nạp các giá trị độ cao
tuyệt đối (6 giá trị), đồ giải theo bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 tại các khoảng cách
nhất định của tuyến đo (50m, 250m, 480m, 640m và 910m).
H.4 - Bố trí tự động các điểm dữ liệu trong file GL.DAT


16
Cấu trúc của file dữ liệu GL.dat, được nhập theo định dạng dành cho cấu
hình thiết bị Wenner có phần mở đầu và phần kết thúc file như sau:
WENNER ARRANGEMENT FOR GROUNDWATER SURVEY
10 Khoảng cách ban đầu giữa các điện cực (a)
1 Mã chỉ định hệ thiết bị sử dụng (Wenner)
973 Tổng số điểm dữ liệu
1 Kiểu vị trí điểm dữ liệu (điểm giữa thiết bị)

0 Mã nhận dạng phương pháp điện trở suất

15 10 733.6 Các giá trị điện trở suất ứng với AB nhỏ
25 10 697.7
35 10 825.2
…………
…………
…………
680 140 63.4 Các giá trị
điện trở suất ứng với AB lớn
690 140 52.1
700 140 50.1
2 Mã chỉ định trong file chứa dữ liệu địa hình
6 Tổng số điểm dữ liệu địa hình
0 735 Vị trí và các giá trị độ cao địa hình, m
50 740
250 760
480 770
640 765
910 767
0 Những giá trị số được thêm vào giúp chương
0 trình nhận dạng file dữ liệu.
0
0
0


File dữ liệu được chạy với những cài đặt chương trình như sau:
- Convergence limit (giới hạn hồi quy): Đặt bằng 5%;
- Number of iterations (số lần tính lặp): Đặt bằng 5;
- RMS Convergence limit (giới hạn hồi quy đối với sai số RMS): Đặt bằng
2%;

- Use extended mode (sử dụng mô hình nở rộng): Đặt “No”’
- Allow number of model blocks to exceed datum points: Đặt “cannot
exceed the number of data points”;
- Make Sure model blocks have same width: Đặt All model blocks have
the equal width;
- Reduce effect of side block: Đặt “Severe”;
- Đặt “Leave contour lines in display” từ
thực đơn “Change display
settings”.

17
Các cài đặt khác giữ nguyên như mặc định của chương trình. Sau khi chạy
chương trình, lần lượt thu được các mặt cắt như trong hình 5 dưới đây:

H.5 - Bộ 3 mặt cắt không chứa dữ liệu địa hình (mô hình nghiên cứu ĐCTV)

Khi đưa dữ liệu địa hình vào file dữ liệu, mặt cắt mô hình có dạng như sau (H.6):

H.6 - Mặt cắt mô hình ảnh điện nghiên cứu ĐCTV chứa dữ liệu địa hình

18
Với kết quả chạy chương trình giải bài toán ngược file dữ liệu GL.dat trên
đây, các mặt cắt mô hình kết quả ảnh điện trở suất (có và không có dữ liệu địa
hình) cho phép khai thác được những thông tin sau:
- Đới có điện trở suất cao ở phần trên của mặt cắt mô hình với các giá trị
điện trở suất thay đổi trong khoảng 401 ÷ 1323Ωm, có màu từ vàng, nâu vàng
tới màu đỏ, đỏ sậ
m (theo thang phân mức trên mặt cắt) đặc trưng cho đới phong
hoá triệt để của đá bazan thành sét, nằm trên mực nước ngầm.
- Đới tiếp theo có điện trở suất từ 66.9 ÷ 221Ωm vẫn thuộc về đới phong

hoá của đá bazan thành sét lẫn dăm sạn, nằm dưới mực nước ngầm. Đới này
được đặc trưng bởi tông màu từ xanh nước biển đến màu rêu đậm trên thang
phân màu theo các khoảng giá tr
ị điện trở suất. Bề dày tổng cộng của đới phong
hoá dao động trong khoảng 35m (cọc 480m) đến 40m (cọc 160m).
- Tầng có điện trở suất dao động trong khoảng 20.3 9 ÷ 36.8Ωm, đặc
trưng qua các ký hiệu màu từ xanh đậm đến xanh nhạt, với bề dày dao động
trong khoảng 20 ÷ 35m (cọc 350m), là tầng bazan có cấu tạo lỗ hổng, có chỗ nứt
nẻ, chứa nước. Tầng bazan này, nhìn v
ề tổng thể, phát triển tương đối liên tục từ
đầu tuyến đến cuối tuyến. Tuy nhiên, trên mặt cắt mô hình, có thể nhận ra một
cách khá rõ, các đới có điện trở suất nhỏ hơn (từ 20.3 ÷ 36.8Ωm) nằm trong đới
có điện trở suất trung bình 66.9 Ωm. Những đới này nằm trong các khoảng cọc
60 ÷ 230m, 310 ÷ 460m, 520 ÷ 590m và 720 ÷ 820m, được dự báo liên quan
đến đá bazan cấu t
ạo dạng bọt, bazan lỗ hổng, nứt nẻ mạnh với khả năng chứa
nước tốt. Các vị trí còn lại của tầng này, có thể vẫn là đá bazan cấu tạo lỗ hổng,
nứt nẻ song với mức độ yếu hơn.
Như vậy, mặt cắt mô hình giải bài toán ngược đã hiển thị ra được các
vùng dị thường điện trở suất thấ
p đặc trưng cho đá bazan cấu tạo lỗ hổng, nứt nẻ,
với khả năng chứa nước được dự báo là tốt hơn các vị trí có điện trở suất phân ở
mức cao hơn. Nếu không có mô hình chuyển đảo, chỉ căn cứ vào các mặt cắt ảo
và ngay cả mặt cắt tính chuyển thì rất khó có thể xác định được đâu là vị trí
triển vọng: Chẳng h
ạn, khi không có thông tin từ mặt cắt này, nếu ta bố trí lỗ
khoan vào cọc 280m trên mặt cắt tính chuyển (calculated resistivity
pseudosection) rất có thể sẽ gặp tầng bazan cấu tạo lỗ hổng, nứt nẻ có chiều dày
bé hơn các vị trí khác và khả năng gặp đá gốc sẽ sớm hơn, vì trên mặt cắt mô
hình tại vị trí này cho thấy có sự nhô lên của tầng điện trở suất cao hơn (121Ωm),

r
ất có thể là điện trở suất của nền đá xâm nhập granit.
- Tầng có điện trở suất trung bình 66.9 Ωm, nằm phía dưới mặt cắt mô
hình được dự báo liên quan đến đới phong hoá chuyển tiếp của đá gốc (ở đây là
đá granit) thành cát, sạn, sỏi.
Đối chiếu với kết quả khoan khảo sát địa chất công trình trong vùng dự án
cho thấy: Các lỗ khoan có chiều sâu khảo sát từ 13.5 ÷
25.7m vẫn chưa hết chiều
dày tầng bazan phong hoá. Có một sự hạn chế là trong phạm vi khảo sát địa vật
lý không có lỗ khoan sâu ĐCTV để đối chứng. Tuy nhiên, lỗ khoan ĐCTV số
111, nằm phía Tây Bắc vùng nghiên cứu (thuộc Phương án thăm dò nước dưới
đất vùng Pleiku - Biển Hồ), phía bờ Bắc suối Ia Rơmak, có thể cung cấp thông
tin về địa tầng đối chứng với kết quả thu được theo tài li
ệu ảnh điện. Địa tầng
thực tế của lỗ khoan như sau:

19
- Từ 0 ÷ 7m: Bazan phong hoá thành đất có màu xám nâu; chứa nước kém.
- Từ 7 ÷ 30.7m: Bazan phong hoá thành đất, có màu xám, xám trắng,
xám vàng; chứa nước kém.
- Từ 30.7 ÷ 49.7m: Bazan phong hoá thành bột và sét có màu xám, xám
trắng; chứa nước kém.
- Từ 49.7 ÷ 56.5m: Bazan lỗ hổng màu xám trắng. Đá nứt nẻ mạnh, chứa
nước tốt.
- Từ 56.5 ÷ 68m: Granit phong hoá thành cát hạt trung, thô, có màu xám
trắng; chứa nước tốt.
Như vậy khi đối chiếu giữa kết quả giải đoán theo m
ặt cắt mô hình ảnh
điện và kết quả khoan thực tế cho thấy có sự phù hợp về kết quả xác định chiều
dày vỏ phong hoá bazan cũng như của tầng bazan tươi và chiều dày kết thúc

bazan. Ngoài ra, các dị thường triển vọng trên mặt cắt mô hình ảnh điện có khả
năng là những vị trí có địa tầng triển vọng chứa nước tốt vì kết quả bơm thí
nghiệ
m tại lỗ khoan số 111 cho thấy lỗ khoan thuộc loại giàu nước (Q = 5.8l/s).
Còn lỗ khoan 124 nằm phía Tây - Nam vùng nghiên cứu có chiều dày bazan lớn
hơn, có kết quả bơm nước thí nghiệm đạt 9.25l/s.

II.2 Lập mô hình ảnh điện phục phụ nghiên cứu ĐCCT
Cơ sở lựa chọn vùng Cầu Dầu để xây dựng mô hình vì tại đây có dự án
khảo sát ĐCCT phục vụ cho xây dựng hồ chứa nướ
c Cầu Dầu, có các lỗ khoan
khảo sát ĐCCT làm tham số cho mô hình ảnh điện. Đối tượng khảo sát chính là
phun trào bazan với lớp mặt là bazan phong hoá. Ngoài ra, ở phía địa hình thấp
có mặt của các sản phẩm trầm tích đa nguồn: Cát, sạn lẫn sét và lớp mỏng than
bùn. Đới bazan cứng chắc nằm dưới lớp bở rời phía trên, được dự báo có cấu
trúc đặc sít, xen cấu trúc lỗ hổng với mức độ nứ
t nẻ khác nhau. Trên đối tượng
khảo sát như vậy dự kiến thu được mặt cắt mô hình ảnh điện với các vùng dị
thường đa dạng, tạo cơ sở cho việc giải đoán địa chất mô hình được thuận lợi.
Nhiệm vụ đặt ra ở đây là cần xác định bề dày đới phong hoá triệt để,
phong hoá dở dang của đá bazan, chiều dày đới bazan tươi có cấu t
ạo nứt nẻ, các
đới dập vỡ do các đứt gãy kiến tạo dưới sâu (nếu có) dễ tạo thành các đường dẫn
gây nên sự thấm, thoát nước của hồ chứa nước.
Tuyến đo ảnh điện được thực hiện trên tuyến đập chính, phía hạ lưu hồ
chứa nước dự kiến. Tuyến đo có phương vị TTB - ĐĐN, cắt qua hai vùng sườn
đồi bazan nằm ở phía
Đông và phía Tây của vùng nghiên cứu, qua suối cạn là
đoạn cuối của Suối Râm phía trên.
Để tìm hiểu độ phân giải của các hệ thiết bị đo ảnh điện, sơ đồ đo với hệ

thiết bị lưỡng cực trục đều đã được chọn thi công. Sử dụng các lưỡng cực với
các khoảng mở AB = MN = 10m, 20m và 30m với bước đi trên tuyến
d = 10m/điể
m. Số lượng điểm đo sâu điện, tương ứng với khoảng cách lớn nhất
của chiều dài lưỡng cực (OO’ = 240m) là 25 điểm. Đối với lưỡng cực ban đầu
có kích thước bé (AB = MN = 10m), tiến hành đo với số lần đo là 7 lần với bước
đi đã chọn (d =10m). Đối với lưỡng cực mở rộng (AB = MN = 20m), tiến hành
với cùng bước đi song các giá trị đ
iện trở suất ghi nhận ứng với các lần đo thứ 4,
5, 6 và 7; còn đối với lưỡng cực mở rộng tiếp theo (AB = MN = 30m), các giá

20
trị điện trở suất ghi nhận ứng với các lần đo 5, 6 và 7. Như vậy số lần đo tổng
cộng đối với một điểm đo sâu ảnh điện với hệ thiết bị lưỡng cực trục trong
trường hợp này là 14 lần đo. Quy trình đo thực địa được thực hiện với sơ đồ 4
tời (thu - phát) di chuyển trên tuyế
n. Cách thức di chuyển các điện cực trên
tuyến đo, tương ứng với số lần đo, vị trí ghi điểm dữ liệu trên mặt cắt được thể
hiện trong bảng ghi chép dưới đây.

Hệ số K = n(n + 1)(n + 2) Lưỡng cực ban đầu AB = MN = 10m
Điểm đặt
cực phát
Điểm đặt
cực thu
∆V
( mV)
I
( mA)

STT
( n)
A B M N


K
ρ
K

(Ω m)
Vị trí
điểm
ghi dữ
liệu
1 0 10 20 30 188,4 15
2 0 10 30 40 753,6 20
3 0 10 40 50 1884,0 25
4 0 10 50 60 3768,0 30
5 0 10 60 70 6594,0 35
6 0 10 70 80 10550,4 40
7 0 10 80 90 15825,6 45
8(4) 0 20 100 120 7536,0 60
9(5) 0 20 120 140 13.188,0 70
10(6) 0 20 140 160 21.100,8 80
11(7) 0 20 160 180 31.651,2 90
12(5) 0 30 180 210 19.782,0 105
13(6) 0 30 210 240 31.651,2 120
14(7) 0 30 240 270 47.476,8 135

File dữ liệu (được đặt tên là CAUDAU.DAT) có dung lượng 554 điểm dữ

liệu và được nạp các giá trị độ cao địa hình từ các số liệu đo mặt cắt địa hình.
Cấu trúc của file dữ liệu, nhập theo định dạng dành cho sơ đồ đo sâu lưỡng cực
trục, có dạng như sau:

DIPOL ARRANGEMENT FOR ENGINEERING GEOLOGY SURVEY
10 Khoảng cách lưỡng cực ban đầu
3 Mã chỉ định phương pháp LC trục
554 Số lượng điểm dữ liệu trong file
1 Kiểu vị trí của điểm dữ liệu (điểm giữa thiết bị)
0 Mã nhận dạng phương pháp điện trở suất

15 10 1 60.9 Các giá trị điện trở suất ứng với AB, MN nhỏ
25 10 1 84.4
.
.

21
20 10 2 50.2
30 10 2 137.7
.
.
25 10 3 28.5
35 10 3 84.4
.
.
30 10 4 23.5
40 10 4 58.4
.
.
35 10 5 24

45 10 5 32.9
.
.
40 10 6 25.5
50 10 6 20.2
.
.

45 10 7 13.1
55 10 7 13.1
.
.
60 20 4 25.9
70 20 4 21.1
.
.
100 20 5 41.2
110 20 5 40.8
.
.
80 20 6 31.9
90 20 6 25.9
.
.
90 20 7 46.5
100 20 7 19.9
.
.
105 30 5 25.9
115 30 5 32.9

.
.

22

120 30 6 33.9
130 30 6 42.2
.
.
.
355 30 7 55.8 Các giá trị điện trở suất ứng với AB, MN lớn
365 30 7 66.7
375 30 7 60.1
2 Mã chỉ định file có chứa dữ liệu địa hình
49 Số lượng điểm dữ liệu địa hình
0 216.05 Vị trí và giá trị độ cao địa hình tại cọc đo đầu tiên
10 215.5
.
.
.
460 209
470 210.3
480 211.05 Vị trí và giá trị độ cao địa hình tại cọc đo cuối
0 Các giá trị số được thêm giúp chương trình nhận
0 d
ạng file số liệu
0
0
0

Vị trí các điểm dữ liệu trên mặt cắt, được chương trình thể hiện tự động
trong các khối mô hình, có dạng như hình dưới đây (H.7)


H.7 - Bố trí tự động các điểm dữ liệu trong file CAUDAU.DAT

23
Các cài đặt chạy chương trình file dữ liệu CAUDAU.DAT, về cơ bản được
thực hiện như như đối với file dữ liệu GL.DAT trên đây. Tuy nhiên, đây là file
dữ liệu được lập theo kết quả đo với hệ thiết bị đo sâu lưỡng cực trục đều, có độ
phân giải cao đối với các bất đồng nhất theo phương tuyến đo nên trong file dữ
liệu có th
ể hiện các thăng giáng mạnh của những giá trị điện trở suất, nhất là đối
với những lớp gần bề mặt. Chính vì vậy, khi mở file số liệu, chương trình tự
nhận dạng tình trạng phân tán của file dữ liệu và đề xuất hướng xử lý với tuỳ
chọn “Use model refinement - chia nhỏ các khối mô hình với bề rộng bằng một
nửa kích thước ban đầ
u của các lưỡng cực, đại lượng a”. Như vậy, các khối mô
hình đối với file dữ liệu này được giảm kích thước xuống còn 5m so với lúc đầu
là 10m. Việc chạy chương trình với cài đặt bổ sung như vậy, ngoài việc giảm sai
số RMS, còn làm cho các vùng dị thường trên mặt cắt được khu trú rõ nét hơn.
Kết quả chạy chương trình thu được các mặt cắt hiển thị như hình dưới đây
(H.8).



H.8 - Bộ 3 mặt cắt không chứa dữ liệu địa hình (mô hình nghiên cứu ĐCCT)