Báo cáo khoa học: Tổng quan về địa hệ tự nhiên – kỹ thuật

Bài báo nêu khái niệm tổng quan về Địa hệ tự nhiên-kỹ thuật, định nghĩa và tính chất của địa hệ tự nhiên- kỹ thuật. Trên cơ sở đó nêu lên quan điểm phân loại các đẳng cấp của địa hệ tự nhiên-kỹ thuật và trình bày sơ đồ tính toán, nguyên tắc tối ưu hóa và dự báo sự vận động của chúng. 1. ĐỊNH NGHĨA, TÍNH CHẤT VÀ ĐẲNG CẤP CỦA ĐỊA HỆ TỰ NHIÊN - KỸ THUẬT (ĐHTNKT) 1.1. Định nghĩa Từ lịch sử xa xưa khi xã hội loài người chưa phát triển thì...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo khoa học: Tổng quan về địa hệ tự nhiên – kỹ thuật TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 09 - 2008 TỔNG QUAN VỀ ĐỊA HỆ TỰ NHIÊN – KỸ THUẬT Đậu Văn Ngọ Trường Đại học Bách khoa, ĐHQG-HCM TÓM TẮT: Bài báo nêu khái niệm tổng quan về Địa hệ tự nhiên-kỹ thuật, định nghĩa vàtính chất của địa hệ tự nhiên- kỹ thuật. Trên cơ sở đó nêu lên quan điểm phân loại các đẳngcấp của địa hệ tự nhiên-kỹ thuật và trình bày sơ đồ tính toán, nguyên tắc tối ưu hóa và dự báosự vận động của chúng.1. ĐỊNH NGHĨA, TÍNH CHẤT VÀ ĐẲNG CẤP CỦA ĐỊA HỆ TỰ NHIÊN - KỸTHUẬT (ĐHTNKT) 1.1. Định nghĩa Từ lịch sử xa xưa khi xã hội loài người chưa phát triển thì yếu tố thiên nhiên (tự nhiên) lànhân tố quyết định và điều phối mọi sự phát triển cũng như tồn tại của tất cả các qui luật trongtrái đất và vũ trụ. Dần theo ngày tháng xã hội loài người ngày một phát triển, con người dầndần khám phá ra những qui luật của thiên nhiên và can thiệp vào mọi hoạt động của nó. Trongnhững thập kỷ gần đây và nhất là khi thành công của cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật, và sựbùng nổ dân số trên toàn cầu thì con người đã can thiệp khá sâu vào các qui luật phát trển tựnhiên điều phối chúng và do vậy xảy ra một quá trình tương tác giữa hai yếu tố tự nhiên và kỹthuật. Cho nên ta có thể nói rằng tự nhiên và kỹ thuật là một hệ thống gồm hai hợp phần chínhtự nhiên và kỹ thuật hay còn gọi là ĐHTNKT. Ta có thể định nghĩa: “ĐHTNKT là cấu trúc không gian thời gian của các hợp phần tươngtác bao gồm các hợp phần nhân tạo có thể là các hoạt động sản xuất và các hợp phần tự nhiênhoặc tự nhiên bị biến đổi do hoạt động của con người”. Địa hệ tự nhiên kỹ thuật bao gồm rất nhiều yếu tố tự nhiên thuộc các quyển của trái đất: sựphân bố của các lớp đất đá, thành phần, kiến trúc, cấu tạo và các tính chất của chúng, sự phânbố của các tầng chứa nước dưới đất, qui luật vận động, và các tính chất của chúng; các điềukiện về khí tượng thủy văn; sự có mặt của hệ thống sông suối hồ biển và những biến động củachúng.v.v... Khi con người tác động vào môi trường địa chất; nếu đứng ở góc độ Địa ChấtCông Trình (ĐCCT), chúng ta nghiên cứu tương tác giữa môi trường Địa Chất với các thểnhân tạo, trong trường hợp đó ĐHTNKT gồm hai hợp phần: - Các thể địa chất tự nhiên. - Hệ thống kỹ thuật. Trong hợp phần tự nhiên này chủ yếu là nền địa chất (sự sắp xếp của các lớp đất đá, kiếntrúc, cấu tạo, thành phần và các tính chất của chúng...). Sự vận động của địa hệ tự nhiên kỹthuật chủ yếu là do tương tác giữa thể nhân tạo và tự nhiên, thể hiện ra ở các quá trình ĐCCT(trượt lở, xói ngầm, xâm thực, lún, lật .v.v...) Có thể nói rằng ĐHTNKT là một hệ thống tương tác giữa công trình và nền địa chất, kháinệm ĐHTNKT hình thành do nảy sinh các vấn đề nghiêm trọng về môi trường, giải quyếtchúng không chỉ bằng các phương pháp truyền thống, mà đòi hỏi về nguyên tắc phải có nhữngphương pháp mới, dựa trên cơ sở phân tích, tổng hợp các tác động qua lại giữa các yếu tố củacông trình, môi trường địa chất và môi trường xung quanh (khí quyển, thủy quyển, sinhquyển). Trang 119Science & Technology Development, Vol 11, No.09 - 2008 1.2.Tính chất của địa hệ tự nhiên kỹ thuật Địa hệ tự nhiên kỹ thuật là một hệ thống và là một hệ thống mở: nghĩa là một hệ thốngluôn sẵn sàng đón nhận mọi sự hoạt động tương tác của các yếu tố tự nhiên và kỹ thuật. Trạngthái của ĐHTNKT thay đổi theo thời gian vật lý và phải nói rằng yếu tố kỹ thuật ngày một lớnvà ngày một chi phối đáng kể vào hệ thống. Động thái của Địa hệ tự nhiên kỹ thuật không cân bằng hoặc giả ổn định phụ thuộc vàoquá trình tương tác. Ví dụ như xây dựng một đập chứa nước vào giai đoạn đầu quá trình thấmcó thể được coi là kết thúc nhờ các giải pháp công trình, nhưng qua một thời gian vận hành cácquá trình thấm tăng dần, nhiều trường hợp còn phát sinh cả hiện tượng xói ngầm và dẫn đếnđịa hệ mất trạng thái cân bằng ổn định và không ít các trường hợp bị phá hủy hoàn toàn.2. ĐẲNG CẤP CỦA ĐỊA HỆ TỰ NHIÊN KỸ THUẬT Tùy theo qui mô và tính chất phức tạp của hệ thống mà Địa hệ tự nhiên kỹ thuật được chiara: 2.1.Địa hệ tự nhiên kỹ thuật đơn vị Là một hệ thống gồm các hợp phần (phụ hệ): về kỹ thuật là một công trình riêng le, còn vềtự nhiên là quyển tương tác của môi trường Địa Chất với công trình (trong vùng ảnh hưởngcủa công trình này). Ví dụ khi xây dựng công trình đập thủy điện Trị An, thì về yếu tố nhântạo là các hạng mục công trình của đập. Nhưng về yếu tố tự nhiên thì đấy là cả một loạt yếu tốliên quan khi công trình này xuất hiện như: các lớp đất đá phân bố trong đới ảnh hưởng củađập (đới ảnh hưởng này được xét dưới góc độ tác động của đập đến môi trường địa chất chonên không chỉ đơn thuần là các lớp đất phân bố dưới đáy ...