TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9148:2012
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐÁ CHỨA NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT NƯỚC THÍ NGHIỆM TỪ CÁC LỖ KHOAN
Hydraulic structures - Method for determining water permeability coefficient of soil and rock saturated by pumping water test from boreholes
Lời nói đầu
TCVN 9148:2012 được chuyển đổi từ QT-TL-B-4-74 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn theo quy định tài khoản 1 điều 69 của Luật tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9148:2012 do Viện thuỷ điện và năng lượng tái tạo - Viện khoa học thuỷ lợi Việt Nam biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thầm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
CÔNG TRÌNH THỦY LỢI - XÁC ĐỊNH HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT ĐÁ CHỨA NƯỚC BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT NƯỚC THÍ NGHIỆM TỪ CÁC LỖ KHOAN
Hydraulic structures - Method for determining water permeability coefficient of soil and rock saturated by pumping water test from boreholes
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp thí nghiệm hút nước từ các lỗ khoan để xác định hệ số thấm của đất đá chứa nước có cấu trúc tự nhiên dùng trong xây dựng các công trình thủy lợi (bao gồm cả thủy điện).
2. Quy định chung
2.1. Thuật ngữ và định nghĩa
2.1.1
Hệ số thấm, K (Permeability coefficient)
Vận tốc thấm ứng với gradien thủy lực bằng đơn vị, được biểu diễn bằng centimet trên giây (cm/s) hoặc mét trên giây (m/s).
khi J = 1 thì K = V = Q/F trong đó
Q là lưu lượng dòng thấm;
F là diện tích tiết diện ngang của dòng chảy;
V là tốc độ thấm;
J là gradien cột nước;
2.1.2
Độ dẫn nước (Water transmissivity) hay hệ số dẫn nước (Water transmissivity coefficient)
Lưu lượng đơn vị (trên 1 m chiều dài) của dòng chảy ngầm khi gradien bằng 1 đơn vị, có trị số bằng tích số của hệ số thấm (K) với chiều dày tầng chứa nước (m), được biểu diễn bằng mét bình phương trên giây (m2/s) hay mét bình phương trên ngày đêm (m2/ngđ).
2.1.3
Hệ số dẫn áp (Piefoconductivity coefficient) a
Tỷ số giữa hệ số dẫn nước T và độ nhả nước (Water yield) m của tầng chứa nước Trong tầng chứa nước không áp, hệ số dẫn áp còn được gọi là hệ số dẫn mực nước. Khi đóchiều dày tầng chứa nước (m) là chiều dày trung bình của dòng thấm (m=h tb)
2.1.4
Tầng chứa nước (Aquifer)
Tập hợp các lớp đất đá chứa nước có thành phần nham thạch học - tướng đá và đặc điểm địa chất thủy văn đồng nhất hay gần gũi nhau, tương đối duy trì trong không gian (chiều dài phân bố so với chiều dày từ 1000 lần trở lên) có thể có thành phần hóa đồng nhất hay khác nhau. Nước trong một tầng chứa nước có thể có hoặc không có các tầng cách nước ngăn cách.
2.1.4.1
Tầng chứa nước không áp (Aquifer nonaresion)
Tầng chứa nước có đáy cách nước trải bên dưới và bề mặt thoáng tự do phía trên, áp lực thủy tĩnh bằng áp lực khí quyển, biểu hiện chủ yếu là dung lượng nước trọng lực.
2.1.4.2
Tầng chứa nước áp lực (có áp) (Aquifer artesion pressure)
Tầng chứa nước có đất đá cách nước phủ trên và trải dưới, áp lực thủy tĩnh lớn hơn áp lực khí quyển (bề mặt áp lực phân bố ở vị trí cao hơn nóc tầng chứa nước), biểu hiện chủ yếu là dung lượng nước đàn hồi.
2.1.5. Động thái chuyển động của dòng thấm (Regime of flow)
2.1.5.1
Động thái ổn định (Regime stability)
Động thái chuyển động (hay vận động) của dòng thấm khi tất cả các yếu tố của dòng thấm không thay đổi theo thời gian (lưu lượng, phương dòng, tốc độ, tiết diện ngang và góc dốc áp lực), có nhịp độ hạ thấp mực nước (áp lực) rất nhỏ gần như bằng không, đường cong hạ thấp không thay đổi theo thời gian dù thời gian hút nước kéo dài.
2.1.5.2
Động thái không ổn định (Regime nonstability)
Động thái chuyển động của dòng thấm mà lưu lượng, phương, tốc độ và góc dốc của dòng thấm thay đổi theo thời gian.
2.1.6
Độ hạ thấp mực nước (Lowering of water level)
Hiệu số của giá trị mực nước động với mực nước tĩnh.
Mực nước hạ thấp trung bình là giá trị trung bình 8 giờ cuối cùng trước khi ngừng hút.
2.2. Các dạng hút nước
2.2.1
Hút thử
Dạng hút nước được tiến hành nhằm đánh giá sơ bộ tính chất chứa và thấm nước, độ giàu nước của đất đá chứa nước, chất lượng nước dưới đất, cho ta đặc trưng so sánh các khoảnh khác nhau của tầng chứa nước. Hút thử cũng còn dùng để rửa sạch các hạt sét ra khỏi khe nứt và lỗ hổng của đá cứng.
2.2.2
Hút nước thí nghiệm
Dạng công tác được thực hiện chủ yếu ở giai đoạn dự án đầu tư và thiết kế kỹ thuật, nhằm giải quyết hàng loạt nhiệm vụ địa chất thủy văn: xác định các thông số địa chất thủy văn, điều kiện biên của tầng chứa nước (quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất và nước mặt, giữa các dòng chứa nước), quan hệ giữa lưu lượng và độ hạ thấp mực nước...
2.2.2.1
Hút nước thí nghiệm đơn
Hút nước không có lỗ khoan quan sát.
2.2.2.2
Hút nước thí nghiệm chùm
Hút nước có lỗ khoan quan sát (bao gồm cả hút nước thí nghiệm có thả chất chỉ thị).
2.2.2.3
Hút nước thí nghiệm nhóm
Hút nước thí nghiệm đồng thời từ hai lỗ khoan hút nước trở lên (trong miền ảnh hưởng của nhau).
2.2.2.4
Hút nước thí nghiệm với 1 bậc lưu lượng (hạ thấp)
Hút nước mà suốt thời gian thí nghiệm chỉ có một giá trị lưu lượng (hay mực nước hạ thấp).
2.3. Các loại lỗ khoan hút nước
2.3.1
Lỗ khoan hút nước
Lỗ khoan được đặt thiết bị để lấy nước từ dưới lên.
2.3.1.1
Lỗ khoan trung tâm
Lỗ khoan hút nước của chùm thí nghiệm.
2.3.1.2
Lỗ khoan hút nước hoàn chỉnh
Lỗ khoan khoan hết chiều dày tầng chứa nước nghiên cứu và ống lọc có kết cấu hết chiều dày chứa nước, được tiến hành ở các tầng chứa nước có chiều dày không lớn (10-12m) và đặc trưng cho tính thấm nước của toàn tầng.
2.3.1.3
Lỗ khoan hút nước không hoàn chỉnh
Lỗ khoan không khoan hết chiều dày tầng chứa nước hoặc khoan hết nhưng ống lọc chỉ được bố trí một phần chiều dày tầng chứa nước.
2.3.2
Lỗ khoan quan sát
Lỗ khoan chỉ dùng để đo mực nước trong quá trình thí nghiệm.
2.3.2.1
Lỗ khoan quan sát hoàn chỉnh
Lỗ khoan được bố trí cách lỗ khoan trung tâm trên khoảng cách bằng hay lớn hơn chiều dày tầng chứa nước.
2.3.2.2
Lỗ khoan quan sát không hoàn chỉnh
Lỗ khoan được bố trí cách lỗ khoan trung tâm trên khoảng cách nhỏ hơn chiều dày tầng chứa nước. Trong thực tế những lỗ khoan quan sát bố trí cách lỗ khoan trung tâm từ bảy phần mười chiều dày tầng chứa nước trở lên được coi là hoàn chỉnh, ngược lại là không hoàn chỉnh.
2.3.3
Lỗ khoan thả chất chỉ thị
Lỗ khoan quan sát của chùm thí nghiệm dùng để nạp chất chỉ thị.
2.4. Quy định chung
2.4.1. Hút thử và hút thí nghiệm (đơn, chùm, nhóm) cần đảm bảo tính liên tục của thínghiệm, khống chế lưu lượng (hay mực nước) ổn định ngay từ đầu đợt hút, công suất thí nghiệm phải phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn cụ thể, đảm bảo giải quyết tốt và hiệu quả mục tiêu nhiệm vụ đặt ra.
2.4.1.1. Việc hút nước thử được tiến hành trước khi hút thí nghiệm là để thu được các đặc trưng gần đúng tính thấm nước của tầng chứa nước. Trong điều kiện khảo sát để xây dựng công trình thủy công, việc hút nước thử thường là thời gian ngắn (từ 30 min đến 1 h) Nếu Q lớn hơn thì hút thử hết công suất máy bơm. Nếu Q nhỏ thì hút thử với mực nước hạ thấp s tối đa theo quy định thí nghiệm hút nước chính thức với độ hạ thấp mực nước lớn nhất. Dựa trên kết quả hút thử tiến hành hiệu chỉnh lại sơ đồ hút nước: Các trị số lưu lượng và độ hạ thấp mực nước, khoảng cách có lỗ khoan quan sát.
2.4.1.2. Thời gian hút nước thí nghiệm trong một lần hạ thấp mực nước khi chỉ cần xác định hệ số thấm của đất đá đồng nhất với nước áp lực và không áp.
Trong quá trình hút thí nghiệm thời gian ngừng do mất điện, hỏng máy tối đa không được quá 5 % đến 10 % tổng thời gian thí nghiệm, đồng thời cần đảm bảo trong thời gian ngắn nhất (15 min đến 30 min) lưu lượng (mực nước) lỗ khoan phải đạt được như giá trị trước khi gặp sự cố. Trường hợp mới tiến hành được 5 % đến 10 % tổng thời gian thí nghiệm mà có sự cố thì phải tiến hành thí nghiệm lại từ đầu.
2.4.2. Việc lựa chọn vị trí lỗ khoan và khoảnh thí nghiệm phải xuất phát từ mục đích hút nước và độ chi tiết của nghiên cứu, có tính đến đặc điểm địa hình, tránh bố trí ở nơi chiều dày tầng chứa nước thay đổi.
2.4.3. Số lượng và hướng các tia khi hút chùm
2.4.3.1. Khi tầng đá không đồng nhất theo phương nằm ngang và khi chỗ chứa nước nằm xa thì đặt một tia các lỗ khoan quan sát.
Khi cấu trúc của tầng không đồng nhất theo hướng nằm ngang thì đặt 2 đến 3 tia.
Khi gần chỗ chứa nước (sông, hồ...) các lỗ khoan quan sát được bố trí dọc theo chỗ chứa nước và thẳng góc với nó. Nếu nghiên cứu mối quan hệ giữa nước ngầm với nước mặt, nên bố trí thêm một lỗ khoan quan sát nằm sát mép sông và một lỗ khoan quan sát ở bờ đối diện, nếu sông có chiều rộng không lớn hơn 50 m đến 70 m.
2.4.3.2. Trong đá cứng, các lỗ khoan quan sát được bố trí theo hướng chủ yếu của các khe nứt và thẳng góc với nó. Điều đó cho phép xác định tính dị hướng của tầng chứa nước theo phương nằm ngang.
2.4.4. Số lượng lỗ khoan quan sát trên mỗi tia
Trong đất đá đồng nhất: 1 đến 2 lỗ khoan quan sát
Khi tầng chứa nước có cấu trúc không đồng nhất hoặc không đẳng hướng thì số lỗ khoan quan sát trên tia có thể tăng đến 4 và nhiều hơn.
2.4.5. Khoảng cách từ lỗ khoan quan sát đến lỗ khoan trung tâm (hút nước)
Lỗ khoan quan sát gần nhất phải đặt cách lỗ khoan trung tâm khoảng cách từ 0,7 đến 1 lần chiều dày tầng chứa nước.
Khi có từ 2 lỗ khoan quan sát trở lên thì khoảng cách bố trí lỗ khoan quan sát được xác định theo công thức:
rn=r1.an-1 (2)
trong đó:
r1, là khoảng cách từ lỗ khoan trung tâm đến lỗ khoan quan sát thứ nhất, tính bằng mét (m);
n là số thứ tự lỗ khoan quan sát (n = 2, 3, 4...);
a là hệ số kinh nghiệm; (a = 1,5 đối với tầng chứa nước không áp, a = 2,5 đối với tầngchứa nước áp lực).
Ngoài các lỗ khoan quan sát thuộc chùm thí nghiệm, cố gắng quan trắc một lỗ khoan nằm ngoài đới ảnh hưởng của hút nước, nhưng có đặc điểm địa chất thủy văn tương tự (trường hợp này là bắt buộc khi có ảnh hưởng của thủy triều, nước mặt hoặc dao động mực nước ngầm trong trạng thái tự nhiên với biên độ lớn).
Các lỗ khoan quan sát chỉ được bố trí chính thức (được khoan) khi có tài liệu hút thử ở các lỗ khoan trung tâm, bố trí thẳng góc với hướng dòng chảy, cố gắng tận dụng các lỗkhoan cũ làm lỗ khoan quan sát.
2.4.6. Hút nước thí nghiệm nhóm đơn các lỗ khoan bố trí cách nhau 5 m đến 10 m. Trường hợp hút thí nghiệm nhóm chùm thì khoảng cách giữa các lỗ khoan hút nước (l) được bố trí như sau: đối với tầng chứa nước không áp (l £ 0,3r1; có áp l £ 0,5r1 (r1 - khoảng cách đến lỗ khoan quan sát gần nhất).
2.4.7. Trị số (độ) hạ thấp mực nước
2.4.7.1. Trị số (độ) hạ thấp mực nước tiêu chuẩn là 3 m (đối với tầng không áp) và 4 m (đối với tầng áp lực), trừ trường hợp tầng không áp có chiều dày nhỏ (4 m đến 5 m) mức nước hạ thấp tối thiểu là 0,2 chiều dày, nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 1 m.
2.4.7.2. Trường hợp hút chùm, hiệu số mực nước hạ thấp các lỗ khoan quan sát liên tiếp và mực nước hạ thấp lỗ khoan quan sát xa nhất tối thiểu phải đạt 0,2 m đến 0,3 m.
2.4.7.3. Khi hút nước ở các lỗ khoan với ống lọc không ngập thì mực nước hạ thấp lớn nhất trong lỗ khoan không được lớn hơn 1/3 phần ống lọc ngập.
2.4.8. Số lần (bậc) hạ thấp mực nước
Để xác định quan hệ giữa lưu lượng (Q) và độ hạ thấp mực nước (S) chỉ cần 2 bậc hạ thấp mực nước; Khi thật cần thiết (đặc biệt trong đá nứt nẻ) số bậc có thể là 3 nhưng với số lượng lỗ khoan hạn chế. Các trường hợp còn lại chỉ hút với 1 bậc hạ thấp
2.4.9. Phương pháp hút nước chủ yếu là giữ ổn định suốt quá trình thí nghiệm (sai số lưu lượng tối đa không vượt quá 5 %).
Trường hợp xả nước giữ ổn định mực nước hạ thấp suốt thời gian thí nghiệm (sai số hạ thấp mực nước tối đa là 5 cm đến 10 cm).
Lưu lượng hút nước không được quá nhỏ hay quá lớn so với độ giàu nước của tầng thí nghiệm.
Khi hút nước trong cát trước Đệ tứ, cát kết không cứng chắc, đá nứt nẻ không kart hoá ... với độ dẫn nước của tầng thí nghiệm dao động trong khoảng 50 m2/ng đến 500 m2/ng, chọn lưu lượng hút nước là 5 l/s đến 25 l/s.
Khi hút nước trong cát bồi Đệ tứ, các trầm tích cát sạn bồi tích - lũ tích, đất đá nứt nẻ - lỗ hổng rải rác có hang kart, với mật độ dẫn nước từ 500 m2/ng đến 1000 m2/ng, chọn lưu lượng hút nước là 25 l/s đến 50 l/s.
Khi hút nước trong tầng cuội sỏi lấp đầy cát - sạn, khối nứt nẻ kart, với độ dẫn nước 1000 m2/ng đến 3000 m2/ng, chọn lưu lượng hút nước là 50 l/s đến 150 l/s.
Đối với đất đá có độ dẫn nước dưới 50 m2/ng, cần hút nước với lưu lượng lớn nhất có thể của lỗ khoan. Khi lưu lượng lỗ khoan nhỏ hơn 0,5 l/s chỉ nên hút thử.
Trường hợp cần thiết phải hút với vài bậc hạ thấp thì lưu lượng các bậc sau lấy bằng 1,5 đến 2 lần lưu lượng bậc trước hoặc gia số lưu lượng giữa các bậc lấy bằng trị số lưu lượng bậc đầu tiên.
2.4.10. Lưu lượng thực tế được coi là đã ổn định khi trị số lưu lượng trong khoảng 2 h đến 4 h tiến hành hút nước thay đổi không quá 10% so với trị số trung bình. Ngoài ra không quan sát thấy sự giảm lưu lượng một cách hệ thống.
2.4.11. Mực nước thực tế được coi là ổn định khi lưu lượng các lỗ khoan không đổi thì mực nước chỉ thay đổi không quá 1 cm đến 2 cm trong khoảng 2 h đến 4 h. Ngoài ra cần chú ý là mực nước này phải dao động ở xung quanh một cao độ nào đó, mà không lên cao hoặc xuống thấp một cách có quy luật và liên tục.
2.4.12. Khi hút nước cần tổ chức quan trắc mực nước sông, hồ, giếng đào, các lỗ khoan cũ trong phạm vi ảnh hưởng của hút nước, thu thập tài liệu để nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước mặt với nước ngầm và hiệu chỉnh số liệu đo mực nước thực tế trong lỗ khoan.
2.4.13. Trong quá trình hút nước, nếu có xảy ra các hiện tượng đột biến như nhiễm bẩn, nhiễm mặn, nước vẩn đục, bùn cát chảy vào lỗ khoan thì thường xuyên phải theo dõi ghi chép đầy đủ và báo cáo cho chủ nhiệm đề án. Trường hợp xét thấy nguy cơ bị phá hủy hoặc có hại cho sản xuất phải báo cáo kịp thời cho cấp có thẩm quyền xem xét, giải quyết.
2.4.14. Nước hút lên cần tránh không cho chảy trở lại lỗ khoan, ảnh hưởng xấu đến chất lượng tài liệu, đảm bảo độ thoát tự nhiên tốt, không gây ứ ngập.
Đối với tầng chứa nước không áp phải dùng ống dẫn xả nước ra ngoài vùng ảnh hưởng trực tiếp. Đối với tầng chứa nước có áp có thể dùng mương máng được gia cố tốt.
2.4.15. Thời kỳ tiến hành hút nước
Hút nước thử, thí nghiệm nên tiến hành vào mùa khô kiệt nhất (đối với giai đoạn lập bản đó hoặc nghiên cứu tầng chứa nước áp lực có thể tiến hành vào đầu hoặc cuối mùa mưa nhưng phải có tài liệu minh chứng rằng các yếu tố khí tượng, thủy văn ảnh hưởng rất nhỏ đến tài liệu thí nghiệm).
Khi nghiên cứu tháo khô hố móng, hút nước nên tiến hành vào mùa mà ảnh hưởng khi tượng thủy văn biểu hiện lớn nhất.
3. Thiết bị và dụng cụ dùng trong thí nghiệm hút nước
3.1. Máy bơm
Là thiết bị được dùng để lấy nước lên khỏi mặt đất khi mực nước ngầm ở chiều sâu nhỏ hơn 5 m đến 7 m, để hút nước dùng các máy bơm trên mặt. Để đảm bảo chiều sâu lớn hơn đôi khi các máy bơm được đặt trong hố đào.
Nếu mực nước động nằm ở chiều sâu lớn hơn chiều cao hút thì dùng máy bơm sâu.
Năng suất của máy bơm cần phải lớn hơn lượng hút dự kiến ở độ hạ thấp mực nước lớn nhất (lưu lượng dự kiến được xác định sơ bộ bằng hút thử).
Khi dùng máy nén khí: máy nén khí phải chọn loại có công suất đảm bảo thực hiện được nhiệm vụ thổi rửa lỗ khoan, hút nước liên tục cho một đợt hạ thấp và đủ khả năng điềuchỉnh các bậc lưu lượng khác nhau.
Ống dẫn khí, nâng nước, đo mực nước cần đảm bảo độ bền, chịu áp lực khí nén và hoạt động lâu dài liên tục.
Bố trí ống dẫn khí và ống nâng nước có thể song song hay đồng tâm. Ống nâng nước cần đảm bảo nhận được lưu lượng cần thiết và quan sát địa chất thủy văn dễ dàng. Trong khảo sát, việc bố trí đồng tâm là thuận lợi hơn cả vì nó cho phép tiến hành hút nước từ các lỗ khoan đường kính nhỏ.
Hệ số ngập k được biểu thị bằng tỷ số:
(3)
trong đó:
H là độ sâu ngập trong nước của các ống dẫn khí tính từ mực nước động đến buồng trộn, tính bằng mét (m);
h là chiều cao nâng nước từ mực nước động đến lỗ xả nước trị số H và h được xác định trong Phụ lục A, Hình A.1.
Trị số nhỏ nhất của k = 1,4 và lớn nhất là k = 3,0 chỉ cho phép Airlift làm việc trong thời gian ngắn (thí dụ khi hút thử).
Chiều sâu đặt ống dẫn khí được chọn căn cứ vào chiều sâu mực nước động. Thông thường chiều sâu đặt ống dẫn khí có thể thay đổi từ 1,4 đến 2,5 lần chiều sâu mực nước động (đối với tầng giàu nước trung bình) và 4 - 5 lần (đối với tầng giàu nước và rất giàu nước).
Ống dẫn khí cần đặt cao hơn mút dưới của ống nâng nước tối thiểu 3 m đến 5 m. Chọn đường kính ống dẫn khí căn cứ vào khối lượng khí, đường kính ống ngập nước (Bảng A.1 và A.2). Áp suất khí nén khởi động, làm việc được chọn căn cứ vào chiều cao cột nước phải đẩy và tổn thất áp lực.
Ống đo mực nước có đường kính càng nhỏ càng tốt, nhưng đảm bảo dụng cụ hoạt động bình thường. Trong thực tế đường kính ống đo có từ f15 mm đến f 27 mm.
Ống nâng nước có thể tận dụng phần ống chống nằm bên trên ống lọc của lỗ khoan nếu thỏa mãn yêu cầu. Trường hợp phải thả ống nâng nước ngập vào ống lọc thì ống nâng nước phải nhỏ hơn ống lọc tối thiểu 2 cấp đường kính.
Khi dùng máy bơm ly tâm trục ngang, trục đứng, điện chìm: Dựa vào kết cấu lỗ khoan để chọn máy bơm thích hợp, chiều sâu đặt máy bơm phải đáp ứng được yêu cầu thí nghiệm. Riêng máy bơm ly tâm trục ngang phải căn cứ vào chiều sâu mực nước tĩnh, mực nước động để lựa chọn.
Chiều sâu mực nước đo qua khoảng cách giữa đường kính ống chống lỗ khoan và ống nâng nước hoặc ống đo bố trí song song với ống dẫn khí. Chiều sâu ống đo đặt sâu hơn ống dưới ống dẫn khí 3 m đến 5 m.
3.2. Dụng cụ đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ nước và không khí
3.2.1. Việc đo chính xác mực nước trong lỗ khoan khi hút nước khi thí nghiệm có ý nghĩa quyết định, bởi vì chiều sâu mực nước (độ hạ thấp, độ dâng mực nước) đều đưa vào các công thức tính toán để xác định hệ số thấm.
Dụng cụ đo mực nước gồm máy đo điện và máy tự ghi. Trong trường hợp nước ngầm nằm nông thì có thể dùng thước thẳng xách tay, ống dội âm hay thước cuộn thủy lực có thước dội âm để đo mực nước,
Không dùng các dụng cụ sau đây để đo mực nước:
+ Thước cuộn bằng vải gai không được dệt bằng các sợi nhỏ
+ Dây bện
+ Dây đồng không có lõi sắt
+ Dây sợi dễ bị thay đổi chiều dài do bị ẩm, bị thấm ướt hay bị kéo căng.
3.2.2. Dụng cụ đo lưu lượng
3.2.2.1. Thùng định lượng được dùng khi lưu lượng không lớn hơn 10 l/s. Để đảm bảo việc đo được chính xác, thể tích thùng đo phải để thời gian nước chảy đầy thùng không nhanh hơn 30 s. Thùng đo nên có diện tích đáy bằng một đơn vị đo đường (ví dụ 1 m2; 1 dm2). Trong trường hợp này, chiều cao mực nước chính là trị số thể tích nước.
Khi lưu lượng lớn (lớn hơn 1 l/s) nên dùng thùng có dung tích 1 m3 đến 2 m3 có lỗ lắp khóa vòi ở dưới để có thể tháo hết nước ra mà không cần quay ngược thùng.
Thời gian nước chảy đầy thùng đo được bằng đồng hồ đếm giây. Khi thời gian nước chảy đầy thùng lớn hơn 1 min thì cho phép tiến hành đo bằng đồng hồ kim giây.
3.2.2.2. Tùy mức độ lớn của lưu lượng nước hút ra mà sử dụng các loại ván đo tam giác, chữ nhật hay hình thang. Chiều cao cột nước tràn qua ván được đo với độ chính xác tới milimet.
3.2.2.3. Lưu lượng kế đo tốc độ chuyển động của nước để từ đó tính ra lưu lượng.
3.2.3. Dụng cụ đo nhiệt độ
3.2.3.1. Nhiệt độ nước được đo bằng nhiệt kế chậm bách phân với thang chia 0,1 °C đến 0,2 °C và có bao kim loại.
3.2.3.2. Nhiệt độ không khí được đo bằng nhiệt kế bách phân bình thường với độ chính xác 0,1 °C.
3.3. Ống lọc
3.3.1. Ống lọc dùng để giữ cho thành lỗ khoan khỏi bị sụp lở, đồng thời đảm bảo một lượng nước đầy đủ, không chứa những hạt đất đá chảy vào lỗ khoan.
Các ống lọc được đặt trong đất vụn rời (cát, cuội sỏi) và đá cứng, nửa cứng không ổn định, thỏa mãn yêu cầu sau:
- Nước lọt qua ống lọc phải ở mức độ gần giống điều kiện thấm nước trong cấu trúc tự nhiên của tầng chứa nước.
- Ống lọc phải có sức cản chuyển động của nước từ đất đá vào lỗ khoan bé nhất, nghĩa là phải có độ rỗng lớn nhất. Lỗ khoan hút nước (trung tâm) phải có độ rỗng không nhỏ hơn 20 %, còn với các lỗ khoan quan sát độ rỗng của ống lọc khoảng 5 % đến 10 %.
- Vật liệu làm ống lọc phải bền và có khả năng chống lại tác dụng hóa học và điện hóa của nước ngầm.
- Sự đùn cát vào lỗ khoan chỉ được xảy ra trong thời kỳ bắt đầu hút hay khi hút thử lỗ khoan.
3.3.2. Ống lọc gồm ống lắng cát, phần làm việc và ống trên đoạn lọc.
Ống lắng cát là một ống kín, có đầu dưới bịt kín dùng để lắng đọng các hạt còn ở trong ống lọc.
Chiều dài ống lắng cát khi hút nước thí nghiệm thường bằng 1 m đến 2 m.
Kích thước phần làm việc của ống lọc phụ thuộc vào chiều dày và độ phong phú nước của tầng chứa nước, vào công suất máy bơm, chiều sâu đoạn thí nghiệm và vị trí mực nước ngầm, thông thường thay đổi từ 3 m đến 10 m, còn đường kính của nó từ 100 mm đến 250 mm.
Đối với những tầng chứa nước có chiều dày dưới 5 m, chiều dài phần làm việc của ống lọc phải bằng chiều dày của tầng. Đối với những tầng chứa nước dày hơn thì chiều dài làm việc của ống lọc lo (bằng mét) được tính theo công thức:
Đăng nhận xét