Chuong 3 su van dong cua NDD

CHƯƠNG 3: SỰ VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT

1. Định luật thấm cơ bản của NDĐ
2. Xác định hướng và tốc độ thấm
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến động thái NDĐ


I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN
Sự vận động của NDĐ trong môi trường
lỗ rỗng hoặc khe nứt của đất đá dưới tác dụng
của trọng lực gọi là thấm.
Nước thấm từ vị trí có mực nước (hoặc
mực áp lực) cao tới vị trí có mực nước (hoặc
mực áp lực) thấp.
Định luật thấm cơ bản của NDĐ gồm:
- Định luật Darcy (thấm tuyến tính)
- Định luật thấm không tuyến tính


1. Định luật Darcy

I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN
Lưu lượng thấm (Q, m3/s) tỷ lệ thuận
với tiết diện (F, m2), chênh lệch cột nước giữa
đầu vào – đầu ra và tỷ lệ nghịch với chiều dài
đường thấm (L, m):
QK

h
F  K .I .F
L

h
h

Q
 K .I
F

L

h2

v  K .I

h1

L

Q


1. Định luật Darcy

I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN

Từ biểu thức v = K.I cho thấy tốc độ
thấm (v) và gradient thủy lực (I) có quan hệ
tuyến tính nên định luật Darcy còn có thể
phát biểu như sau:
Khi NDĐ vận động chảy tầng, tốc độ

thấm tỷ lệ thuận với gradient thủy lực của
dòng thấm.


1. Định luật Darcy

I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN
Lưu lượng thấm (Q, m3/s): là lượng nước
thấm qua một tiết diện nào đó trong một đơn
vị thời gian.
Tốc độ thấm (v, cm/s): là lưu lượng (Q,
m3/s) của dòng nước dưới đất chảy qua tiết
diện (F, m2):
Q
v
F
Tốc độ thấm thực tế:

Q
v
u

F .n n


1. Định luật Darcy

I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN
Hệ số thấm (K, cm/s): chính là tốc độ
thấm khi gradient thủy lực I = 1, nó thể hiện

khả năng cho nước thấm qua của đất đá.
Gradient thủy lực (I): là tỷ số giữa độ
chênh cột áp (h, m) và chiều dài đường
thấm (L, m).
h
I
L


2. Định luật thấm
không tuyến tính

I. ĐỊNH LUẬT THẤM CƠ BẢN
Trường hợp NDĐ vận động chảy rối,
định luật Darcy không còn phù hợp nữa, quan
hệ giữa tốc độ thấm và gradient thủy lực là
quan hệ căn bậc hai:

vK I
Trường hợp NDĐ vận động chảy hỗn
hợp, quan hệ giữa tốc độ thấm và gradient
thủy lực sẽ là quan hệ căn bậc m, với m nằm
giữa 1 và 2:
m

vK I


BÀ I TẬP ÁP DỤNG
Bài 1: Biết cao độ miệng lỗ khoan là 5m, chiều

sâu mực nước đo được là 10m. Xác định cao độ của
mực nước trong lỗ khoan

Bài 2: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2
lần lượt là 0.5m và -1m; khoảng cách giữa 2 lỗ khoan
là 1m. Xác định gradient thủy lực của dòng thấm.


BÀ I TẬP ÁP DỤNG
Bài 3: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2
lần lượt là 0.5m và -1m; khoảng cách giữa 2 lỗ khoan
là 1m, hệ số thấm của tầng chứa là 0.05cm/s. Xác
định tốc độ thấm của nước dưới đất trong điều kiện
vận động chảy tầng.
Bài 4: Biết cao độ mực nước tại 2 lỗ khoan G1, G2
lần lượt là 1m và -1.5m, khoảng cách giữa 2 lỗ khoan
là 2m, hệ số thấm của tầng chứa là 0.10cm/s. Xác
định tốc độ thấm của nước dưới đất trong điều kiện
vận động chảy rối.


BÀ I TẬP ÁP DỤNG
Bài 5: Để xác định hệ số thấm của tầng chứa
nước có đáy cách nước nằm ngang, dòng chảy phẳng
ổn định, người ta bố trí 2 hố khoan HK1 và HK2,
trùng với chiều dài đường thấm. Biết chiều dày tầng
chứa nước tại HK1 là 20m, tại HK2 là 18.5m, khoảng
cách giữa hai hố khoan là 15m. Dùng chất chỉ thị
màu thả vào hố khoan HK1 và thấy xuất hiện ở hố
khoan HK2 sau thời gian 48 giờ. Hãy xác định hệ số

thấm của tầng chứa (biết hệ số rỗng e = 0.68).


1. Xác định hướng nước chảy

II. XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ
THẤM
Trong thực tế có những trường hợp ta
cần biết hướng vận động của NDĐ tại một vị
trí nào đó.
Nếu có bản đồ thủy đẳng cao thì việc
đó giải quyết rất dễ dàng.

Nếu không có bản đồ thủy đẳng cao, ta
có thể khoan 3 lỗ khoan theo hình tam giác
và thực hiện các bước tiếp sau:


1. Xác định hướng nước chảy

II. XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ
THẤM
1- Xác định độ cao tuyệt đối của mực
nước trong 3 lỗ khoan;

2- Vẽ các đường đẳng thủy cao (hoặc
thủy đẳng áp);
3- Hướng nước chảy vuông góc với các
đường đẳng thủy cao (hoặc thủy đẳng áp)
theo chiều từ cao xuống thấp.

1. Xác định hướng nước chảy

II. XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ
THẤM
LK1 (20,05, 3.55) Xác

định hướng vận động của NDĐ

16.0
15.5
15.0
14.5

LK3 (19.50,5.00)
LK2 (19.01, 4.01)


2. Xác định tốc độ thấm

II. XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ
THẤM
Để xác định tốc độ thực của dòng
thấm, theo hướng nước chảy, người ta khoan 2
lỗ khoan vào tầng chứa nước
Cho chất chỉ thị vào LK1 (cao độ mực
nước lớn) và theo dõi sự xuất hiện của chất
chỉ thị ở LK4 (cao độ mực nước nhỏ).
Nếu sau thời gian (t) thấy xuất hiện ở

LK4 thì tốc độ thực của dòng thấm sẽ là:

l
u  (Với l- Khoảng cách giữa 2 LK)
t


II. XÁC ĐỊNH HƯỚNG VÀ TỐC ĐỘ
THẤM

2. Xác định tốc độ thấm

LK1 (16.5)

Cho chất chỉ thị (NaCl, Sapranin,
Vert malachit, Blue methylen..)
16.0

L = 345m

15.5

Ghi nhận chất chỉ thị ở LK4
(So màu, đo độ dẫn điện..)

Thời gian 1g30’

LK4
15.0
14.5

LK3 (14.0)
LK2 (15.0)


III. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN
ĐỘNG THÁI MỰC NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Các yếu tố khí tượng (mưa, bốc hơi…)

Thủy triều
Đô thị hóa
SV THAM KHẢO TÀI LIỆU ĐỂ PHÂN TÍCH