Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 8

Thuỷ văn nước ngầm8.1Mở đầuMục đích của thuỷ văn học là tập trung nghiên cứu các hiện tượng nước mặt bao gồm mưa rơi, dòng chảy tràn, thấm, bốc hơi, dòng chảy sông ngòi và trữ lượng nước trong hồ và hồ chứa. Một kỹ sư thuỷ văn cũng phải biết dến các hiện tượng nước ngầm và dồng chảy ngầm. Chương này xem xét một số ảnh hưởng của nước ngầm gồm thuỷ lực nước ngầm và kỹ thuật mô hình nước ngầm. Điều này không thuộc phạm vi xem xét của thuỷ văn học ngoài một vài quyển...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thủy văn học và phân tích vùng ngập lụt ( ĐH Quốc Gia Hà Nội ) - Chương 8Ch−¬ng 8. Thuû v¨n n−íc ngÇm8.1Më ®Çu Môc ®Ých cña thuû v¨n häc lµ tËp trung nghiªn cøu c¸c hiÖn t−îng n−íc mÆt baogåm m−a r¬i, dßng ch¶y trµn, thÊm, bèc h¬i, dßng ch¶y s«ng ngßi vµ tr÷ l−îng n−íctrong hå vµ hå chøa. Mét kü s− thuû v¨n còng ph¶i biÕt dÕn c¸c hiÖn t−îng n−íc ngÇmvµ dång ch¶y ngÇm. Ch−¬ng nµy xem xÐt mét sè ¶nh h−ëng cña n−íc ngÇm gåm thuûlùc n−íc ngÇm vµ kü thuËt m« h×nh n−íc ngÇm. §iÒu nµy kh«ng thuéc ph¹m vi xem xÐtcña thuû v¨n häc ngoµi mét vµi quyÓn s¸ch gi¸o khoa tæng quan ®Õn sù ®a d¹ng cñan−íc ngÇm vµ ¶nh h−ëng cña nã (Bear, 1979, Dewiest, 1965, Fetter, 1988, Freeze vµCherry, 1979, Todd, 1980). Thuû v¨n n−íc ngÇm rÊt quan träng bëi viÖc cung cÊp n−íc sö dông ë tÇng chøan−íc vµ bëi nguy c¬ « nhiÔm t¹i bÒ mÆt ®Êt hoÆc bªn d−íi bÒ mÆt ®Êt. C¸c ®Æc tr−ng cñam«i tr−êng rçng vµ bÒ mÆt ®Þa chÊt ®Òu ¶nh h−ëng ®Õn c−êng ®é vµ h−íng dßng ch¶yngÇm trong tÇng chøa n−íc hoÆc khi b¬m n−íc cã thÓ thay ®æi thuû lùc m« h×nh dßngch¶y tù nhiªn. Mét nhµ thuû v¨n ph¶i hiÓu biÕt vÒ c¸c ph−¬ng ph¸p ®· ®−îc ®−a ra ®Ódù b¸o c−êng ®é dßng ch¶y vµ c¸c h−íng chuyÓn ®éng trong c¸c hÖ thèng n−íc ngÇm. 481 H×nh 8.1 Xu h−íng sö dông n−íc ngÇm ë Mü (1950-1985) H×nh 8.2. PhÇn tr¨m ng−íc ngÇm trong tæng n−íc sö dông, 1985482 N−íc ngÇm lµ mét nguån quan träng cung cÊp n−íc cho sinh ho¹t, n«ng nghiÖp vµc«ng nghiÖp. H×nh 8.1 chØ ra phÇn tr¨m n−íc sö dông n−íc ngÇm trong c¸c lÜnh vùc ëMü, vµ h×nh 8.2 miªu t¶ l−îng sö dông n−íc ngÇm quan hÖ sö dông n−íc t¹i mçi bang ë®ã. Nh×n nh÷ng con sè ®· chØ ra, nh×n chung c¸c vïng phÝa t©y vµ gi÷a miÒn t©y phôthuéc vµo n−íc ngÇm lín h¬n rÊt nhiÒu. ThiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp n−íc b»ng viÖc södông n−íc ngÇm trong tÇng chøa n−íc lµ mét phÇn quan träng cña thuû v¨n c«ngtr×nh. Côc ®Þa chÊt Mü (USGS) cã tr¸ch nhiÖm chñ yÕu trong viÖc thu thËp sè liÖu n−ícngÇm vµ ®¸nh gi¸ sè liÖu nµy trong ®iÒu kiÖn t¸c ®éng ®Õn viÖc cung cÊp n−íc, l−îngn−íc th¸o vµ sù « nhiÔm n−íc. Theo ®iÒu tra, USGS cung cÊp th«ng tin vÒ sè liÖu mùcn−íc ngÇm vµ l−îng n−íc ë Mü. C¸c nguån th«ng tin c¬ b¶n kh¸c tõ c¸c c¬ quan tµinguyªn n−íc lµ HiÖp héi ®Þa chÊt Mü vµ HiÖp héi c¸c tµi nguyªn n−íc quèc gia. C¸c c¬cÊu nh− lµ : n−íc ngÇm, nghiªn cøu tµi nguyªn n−íc vµ nghiªn cøu ®Þa chÊt hµng ngµylµ c¸c th«ng tin kü thuËt chÝnh ®Ó c¸c c¬ quan trao ®æi.8.2nh÷ng tµi nguyªn n−íc ngÇmSù ph©n bè theo chiÒu th¼ng ®øng cña n−íc ngÇm N¨m 1980 Todd ®· chØ ra r»ng, n−íc ngÇm cã thÓ ®−îc m« t¶ phï hîp víi sù ph©nbè theo chiÒu th¼ng ®øng. H×nh 8.3. CÊu tróc th¼ng ®øng cña c¸c t»ng chøa n−íc 483 H×nh 8.3 chØ ra sù ph©n bè líp n−íc theo mÆt c¾t. §íi thæ nh−ìng lµ ®èi më réngtõ bÒ mÆt ®Êt xuèng qua vïng rÔ c©y, nã thay ®æi tuú thuéc vµo lo¹i ®Êt vµ thùc vËt.Tæng l−îng n−íc cã trong ®íi thæ nh−ìng phô thuéc c¬ b¶n vµo ®Þa chÊt m−a r¬i vµthÊm. N−íc liªn kÕt chñ yÕu b¸m vµo bÒ mÆt h¹t ®Êt, trong khi n−íc träng lùc ch¶y qua®Êt d−íi t¸c ®éng cña träng lùc. N−íc mao dÉn ®−îc duy tr× bëi søc c¨ng bÒ mÆt bªntrªn mÆt tÇng n−íc ngÇm. MÆt tÇng n−íc ngÇm ®−îc ®Þnh nghÜa nh− lµ ®é cao t¹i ®ãn−íc sÏ d©ng lªn trong mét c¸i giÕng ®−îc khoan s©u vµo ®íi b·o hoµ. §íi th«ng khÝ më réng tõ giíi h¹n d−íi cña ®íi thæ nh−ìng ®Õn giíi h¹n trªn cña®íi mao dÉn (xem h×nh 8.3). ChiÒu dµy ®íi cã thÓ thay ®æi tõ 0, nh÷ng n¬i mÆt tÇngn−íc ngÇm cao, ®Õn h¬n 100 m ë nh÷ng vïng kh« nh− lµ Arizona hoÆc New Mexico. C¸clùc liªn kÕt vµ lùc mao dÉn gi÷ n−íc trong ®íi th«ng khÝ vµ c¸c lùc nµy còng lµm chËmsù vËn chuyÓn cña dßng thÊm vµ dßng ch¶y träng lùc xuèng mÆt tÇng n−íc ngÇm. H×nh 8.4 C¸c ®Æc tr−ng ®é Èm ®Êt Vïng mao dÉn hoÆc ®íi mao dÉn më réng tõ mÆt tÇng n−íc ngÇm lªn phÝa trªntíi giíi h¹n cña ®é cao mao dÉn. §é cao nµy tû lÖ nghÞch víi cì lç hæng cña ®Êt vµ tû lÖthuËn víi søc c¨ng bÒ mÆt. §é cao mao ®Én cã thÓ n»m trong ph¹m vi 2.5 cm, víi sáimÞn ®Õn h¬n 200 cm, víi bïn (Lohman, 1972). Bªn trªn mÆt tÇng n−íc ngÇm hÇu hÕtc¸c lç hæng ®Òu chøa n−íc mao dÉn vµ ®é cao n−íc mao ®Én phô thuéc vµo lo¹i ®Êt.H×nh 8.4 chØ ra ®−êng cong Èm cña mét lo¹i ®Êt ®iÓn h×nh. §íi b·o hoµ n»m bªn d−íi mÆt tÇng n−íc ngÇm. §é rçng lµ mét phÐp ®o trùc tiÕpl−îng n−íc chøa trong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch, ®ã lµ tû sè cña thÓ tÝch lç hæng víi tæng thÓtÝch. ChØ mét phÇn n−íc trong ®êi b·o hoµ cã thÓ chuyÓn ®éng b»ng hÖ thèng tiªu n−íchoÆc b»ng sù phun tõ mét c¸i giÕng. L−u l−îng riªng ®−îc ®Þnh nghÜa lµ thÓ tÝch n−ícnh¶ ra tõ mét tÇng chøa n−íc kh«ng ¸p trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch bÒ mÆt víi mét ®¬n vÞh¹ thÊp mÆt n−íc ngÇm ban ®Çu. H¹t mÞn s¶n ra l−îng n−íc nhá, ng−îc l¹i h¹t th«cung cÊp l−îng n−íc kh¸ lín vµ ®¸p øng cho tÇng chøa n−íc. Nh×n ...