Nghiên cứu địa chất thủy văn công trình: Phần 2

Phần 2 của cuốn sách "Địa chất thủy văn công trình" tiếp tục để cập đến những nội dung về: dòng thấm tới công trình khai thác nước dưới đất; dòng thảm tới công trình hạ thấp mực nước ngầm và tháo khô hố móng; dòng thấm trong vùng tưới; các mô hình nước dưới đất;... Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu địa chất thủy văn công trình: Phần 2 Chương 4 DÒNG THẤM TỚI CÔNG TRÌNH KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT §1. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH KHAI THÁC NUỚC DUỚI ĐẤT N guyên tắc chung để chọn loại công trình khai thác nước dưới đất là làm sao khai thác được lượng nước nhiều nhất mà khôn s gây tác hại tới môi trường (lún sụt m ặt đất,...) với chi phí nhỏ nhất cho thi công và vận hành trong điều kiện kỹ thuật cho phép. Thông thường có loại c ô n s trình khai thác nằm ngang và thẳng đứng. I. C ông trình khai thác nước nằm ngang Các công trình khai thác nước nằm ngang như các hành lang ngầm , hào thu nước kín, bể thu nưóe mạch, thường được sử dụng để khai thác nước ở vùng có các nón phóng vật, vùng có tầng chứa nước m ỏng, các dải cáL, đảo cát ven biển. Ở các vùng này, do đặc điểm hình thành đất đá chứa nước có chiều dày m ỏng, thường là nước ngầm có chiều sâu thế nằm khòng lớn hoặc do đặc điểm thuỷ địa hoá chỉ cho phép khai thác nước dưới đất ở phần trên cùns cùa m ặt cắt (các dải cát, đụn cát ven biển, các đảo cát,...). Do trữ lượng tĩnh không đáng kể hoặc không được xâm phạm (gây nhiễm m ặn) nên chỉ có thể khai thác phần trữ lượne động tự nhiên hoặc nhân tạo. Còng trình thu nước nằm nganơ thường gồm có: 1. bộ phận thu nước; 2. bộ phận dẫn nước 3. bể tập trung nước và 4. máy bơm để bơm nước vào các ống dẫn chính hoặc tới nhà máy xử lý nước. Bộ phận thu nước có nhiệm vụ tăng diện tích thu nước dưới đất trong m ột khoảng chiều sâu không lớn. Với m ột trị số hạ thấp mực nước không lớn phải thu được m ột lượng nước đủ lớn theo thiết kế. Khi khai thác trữ lượng động tự nhiên hay nhân tạo, công suất của bộ phận thu nước tính theo công thức: Q = a Bq (4.1) Trong đó: B - chiều dài bộ phận thu nước; q - lưu lượng đơn vị dòng ngầm; a - hệ số sử dụng trữ lượng động dòng ngầm ( a < 1). Các cống trình thu nước thấm ven bò sông hoặc cắt qua sông thì tính toán lượng nước chảy đến theo các sơ đồ thấm khác nhau bằng các công thức thủy động lực tương ứng. Việc thi công các bộ phận thu nước có thể bằng phương pháp hở hay phương pháp ngầm. Khi bề dày tầng chứa nước mỏng, nước dưới đất nằm không sâu (< 10m), đất đá bở 89 rời, không ổn định thì nên thi công bằng phương pháp hở. Tiến hành đào m ột hào vuông góc với hướns chả) của nước dưới đất với kích thước và chiều sâu tính toán, càng sâu dưới mực nước tĩnh (vào m ùa kiệt nhất) càng tốt, sau đó đổ sỏi sạn để tạo tầng lọc ngược, rôi đặt ÒI12 lọc kiêm óng dẫn nước vào giữa lớp sạn sỏi và lấp đi cho phẳng như địa hình cũ (hình 4.1). Do nước tự cháy từ bộ phận thu nước đến bể chứa theo ống dẫn kiêm ống lọc nên cần thiết kê bộ phân lliu nước hơi nghiêng vể phía bể chứa. Bè tập trung nước hoặc giếng đứng có kích thước khác nhau tuỳ theo yêu cầu thiết k ế nhưng phải có chiều sâu lớn hơn vị trí nước chảy từ ống dẫn nước vào bể. Bè chứa cần có nắp đậy và ống thông hơi. Trường hợp nước dưới đất ở độ sâu lớn (> 10m) thì dùne phưứng pháp ngầm: đào hành lang ngầm như kiểu dào lò ngang. Trong trường hợp do đất đá không ổn định, thi công tốn kém, người ta đào giếng đến độ H ìn h 4.1: Công trình thu nước sâu cần thiết rồi đóng các ống lọc cấm nằm ngang vào nằm ngang tầng chứa nước đê tăng diộn tích thu nước của giếng. 1. Đ ất sạn thấm nước; 2. M ực nước ngầm; 3. Ông dẫn nước Các ông lọc cắm có thể dài 6 -r 7m dược đóng vào thành giếng theo các hướng khác nhau. Với kỹ thuật hiện nay, có thê khoan các lỗ khoan nghiêng 5° - 15°, sau đó chuyển sang khoan nằm ngang hoặc dốc lên. Các lỗ khoan ngang có thể dài tới .1,5km , ở độ sâu 10 -r 30m với đường kính tới l,4m . Các lồ khoan này dùng để lắp đặt ống dẫn nước, dầu khí, nước thài qua sông, cảng, đường phố. II. Công trình khai thác nước thẳng đúng Công trình khai thác nươc thẳng đứng thường là các lỏ khoan khai thác nước, chúng có thể là các giếng đơn hoạt động độc lập để cấp nước cho m ột cụm dân cư nhỏ hoặc tập trung một số giếng trên diện tích nhất định tạo thành bãi giếng của nhà m áy nước, lúc này các giếng hoạt đòng tương hỗ lẫn nhau. Một lỗ khoan khai thác nước gồm có: ống chống, ống lọc và ống lắng (hình 4.2). Khi thiết kế lỗ khoan khai thác nước phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Đủ lớn và đủ sâu để máy bơm hoạt động bình thường. - Khả năng thu nhận nước của Ông lọc phải lớn hơn công suất m áy bơm. - Cấu tạo lỗ khoan bảo đảm có thể đặt m áy bơm ở dưới mực nước động ít nhất từ 2 đến 3 mét. - Không cho nước trên m ặt đất chảy xuống tầng chứa nước qua m iệng lỗ khoan và qua khe hở giữa thành lỗ khoan và thành ngoài ống chống. - Đảm bảo lỗ khoan không bị hỏng trong thời gian sử dụng. 90 H ìn h 4.2: Côm> trình thu nước thẳng dứng 1. GiếrnỊ khôrnỊ hoàn chinh thấm quư vách; a) Ong lọc không ngập; b) Ong lọc ngập, 2. G iếng khòn g hoàn chinh thám qua vách và đáy; 3. G iêng không hoàn chinh thấm qua đáy. Ở các m ạch lộ, người ta xây dựng các còng trình thu nước dạng điểm để khai thác nước dưới đất. Trước tiên cần khơi nguón dọn sạch vị trí lộ nước để nước thoát ra dễ dàng hơn. Sau đó xây tầng lọc ngược và bê thu nước. Phía trên tầng lọc ngược phải có lớp đất sét chống thấm để nước m ặt không ngấm xuống làm nhiễm bẩn m ạch nước. Ở nòng thôn có thể dùng giếng và lỗ khoan nhỏ kèm bơm tay để khai thác dưới đất. Các lỗ khoan này có đường kính 50 - 60m m . sâu từ 15 đến 120m. Phần trên của lỗ khoan là ống câm bằng nhựa cứng - dẻo, phần dưới 3 - 6m là ống lọc đục lỗ dạng khe. Dòng thấm tới công trình khai thác nước nằm ngang sẽ được trình bày mục §2 chương 5 (Dòng thấm tới công trình hạ thấp mực nước ngầm nằm ngang) ...