Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp ảnh điện 1d khảo sát sự phân bố nước ngầm theo độ sâu tại khu dân cư mới (ở bờ đông) gần chân cầu thuận phước.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

------

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài:

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D

KHẢO SÁT SỰ PHÂN BỐ NƢỚC NGẦM THEO ĐỘ SÂU TẠI

KHU DÂN CƢ MỚI (Ở BỜ ĐÔNG) GẦN

CHÂN CẦU THUẬN PHƢỚC

Ngƣời thực hiện: NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM

Lớp : 11CVL

Khóa: 2011-2015 Ngành : VẬT LÝ HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

Đà Nẵng, 05/2015

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Thực hiện khóa luận tốt nghiệp nhằm mục đích giúp sinh viên hình thành ý tƣởng

về vấn đề nghiên cứu, biết cách tổng hợp và vận dụng lý thuyết để ứng dụng vào thực tế.

Sau hơn năm tháng nghiên cứu và tìm hiểu, đề tài khóa luận tốt nghiệp của tôi đã

cơ bản hoàn thành. Để đạt đƣợc kết quả này, tôi đã hết sức nỗ lực đồng thời cũng nhận

đƣợc rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ và ủng hộ của thầy cô, gia đình và bạn bè.

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tôi xin đƣợc bày tỏ lời cảm ơn chân thành

tới Ban giám hiệu, các thầy cô trong khoa Vật Lý Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Đà Nẵng đã

truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt bốn năm học tập và rèn luyện tại trƣờng.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự hƣớng dẫn tận tình của thầy giáo – Thạc sĩ Lƣơng

Văn Thọ, khoa Vật Lý trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Đà Nẵng. Trong suốt thời gian thực

hiện đề tài, mặc dù rất bận rộn trong công việc nhƣng thầy vẫn dành rất nhiều thời gian

trực tiếp hƣớng dẫn, định hƣớng chuyên môn, quan tâm giúp đỡ tận tình và tạo mọi điều

kiện thuận lợi nhất trong quá trình thực nghiệm cũng nhƣ thực hiện khóa luận tốt nghiệp.

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình đã luôn động viên, bạn bè đã luôn

giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài của mình.

Với vốn kiến thức hạn hẹp và thời gian tiến hành quá trình thực nghiệm có hạn

nên đề tài không tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng

góp, phê bình của quý thầy cô trong khoa. Đó sẽ là những hành trang quý giá giúp tôi

hoàn thiện vốn kiến thức của mình sau này.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 05/2015

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Cẩm Trâm

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN....................................................................................................................2

MỤC LỤC .........................................................................................................................3

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ.......................................................................5

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU ...........................................................................................7

A. MỞ ĐẦU.......................................................................................................................9

I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: ...............................................................................................9

II. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:..........................................................10

III. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: ..........................................................................10

IV. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: .......................................................11

V. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI: .............................12

VI. NỘI DUNG VÀ CẤU TRÚC CỦA ĐỀ TÀI: .......................................................12

B. NỘI DUNG .................................................................................................................13

CHƢƠNG 1:.....................................................................................................................13

CƠ SỞ VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÕ ĐIỆN..............13

1.1.TÍNH CHẤT DẪN ĐIỆN CỦA VẬT CHẤT DƢỚI MẶT ĐẤT: ............................................13

1.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN TÍNH DẪN ĐIỆN CỦA VẬT CHẤT DƢỚI MẶT ĐẤT: ......16

1.2.1 Thành phần khoáng vật: ...................................................................................16

1.2.2 Độ rỗng và độ nứt nẻ:.......................................................................................16

1.2.3 Độ ẩm:...............................................................................................................16

1.2.4 Độ khoáng hóa của nƣớc ngầm:.......................................................................16

1.2.5 Kiến trúc bên trong của đất đá:........................................................................17

1.2.6 Nhiệt độ và áp suất: ..........................................................................................17

1.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP THĂM DÒ ĐIỆN:...........................................22

CHƢƠNG II: ...................................................................................................................28

TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ẢNH ĐIỆN MỘT CHIỀU (1D).............................28

2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƢƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D: .............................................28

2.2 BÀI TOÁN THUẬN TRONG PHƢƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D:..........................................41

2.3 BÀI TOÁN NGƢỢC TRONG PHƢƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D: .........................................44

CHƢƠNG III:..................................................................................................................48

NGHIÊN CỨU ĐỘ NHẠY, CẤU HÌNH THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH ....................48

ĐO ĐẠC THỰC ĐỊA......................................................................................................48

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 4

3.1 MÔ HÌNH CHO MÔI TRƢỜNG NỬA KHÔNG GIAN ĐỒNG NHẤT:...................................48

3.2 HÀM ĐỘ NHẠY 1D:..................................................................................................51

3.3 ĐỘ NHẠY CỦA THIẾT BỊ WENNER- ALPHA: .............................................................55

3.4 QUY TRÌNH ĐO ĐẠC THỰC NGHIỆM CỦA CẤU HÌNH THIẾT BỊ WENNER- ALPHA

TRONG KHẢO SÁT ẢNH ĐIỆN 1D:....................................................................................57

3.4.1 Mô hình lý thuyết phân lớp ngang:...................................................................57

3.4.2. Điện cực và máy đo: ........................................................................................58

3.4.2.1 Điện cực:.....................................................................................................58

3.4.2.2 Máy đo:......................................................................................................58

3.4.3 Bảng các thiết bị đo:.........................................................................................60

3.4.4 Quy trình đo:.....................................................................................................62

3.4.5 Một vài chú ý trong quá trình đo thực nghiệm:................................................63

CHƢƠNG IV: ..................................................................................................................65

ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D KHẢO SÁT.....................................65

SỰ PHÂN BỐ NƢỚC NGẦM THEO ĐỘ SÂU TẠI KHU DÂN CƢ MỚI..............65

(Ở BỜ ĐÔNG) GẦN CHÂN CẦU THUẬN PHƢỚC .................................................65

4.1. VỊ TRÍ VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC KHẢO SÁT:.......................................................65

4.1.1 Vị trí địa lý:.......................................................................................................65

4.1.2 Địa hình: ...........................................................................................................66

4.1.3 Khí hậu:.............................................................................................................66

4.1.3.1 Mƣa :...........................................................................................................66

4.1.3.2 Bốc hơi nƣớc : ............................................................................................67

4.1.3.3 Nhiệt độ : ....................................................................................................67

4.1.3.4 Gió: .............................................................................................................67

4.1.3.5 Độ mặn: ......................................................................................................67

4.2. XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ GIẢI ĐOÁN KẾT QUẢ: .................................................................68

4.2.1. Xử lý số liệu: ....................................................................................................68

4.1.2 Giải đoán kết quả và nhận xét:.........................................................................69

TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................74

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 5

DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

Bảng 1.1: Phân loại vật chất theo cách dẫn điện của chúng

Bảng 1.2: Phân loại khoáng vật theo điện trở suất

Bảng 1.3: Điện trở suất của một số đất, đá, khoáng vật và hóa chất phổ biến

Hình 1.4: Dòng điện chạy từ nguồn dòng điểm và sƣ phân bố điện thế

Hình 1.5: Sự phân bố điện thế gây ra bởi một cặp điện cực dòng đặt cách nhau 1m với

dòng điện 1A trong môi trƣờng nửa không gian đồng chất có điện trở suất 1Ωm

Hình 1.6: Mô hình thiết bị truyền thống với 4 điện cực sử dụng trong thăm dò điện

Hình 1.7: Các mô hình thiết bị đƣợc sử dụng trong thăm dò điện trở suất và các tham số

hình học của chúng

Hình 1.8: Hệ thiết bị bốn cực đối xứng

Hình 2.1: Mô hình phân lớp ngang của môi trƣờng đồng nhất bất đẳng hƣớng

Hình 2.2: Dáng điệu của hàm J0(mr) và Y0(mr)

Hình 2.3: Dáng điệu của hai hàm thx và cthx

Hình 3.1: Thiết bị Pole- pole với điện cực dòng ở điểm gốc và điện cực thế cách nó một

khoảng a(m) trên mặt môi trƣờng

Hình 3.2: Đồ thị hàm độ nhạy 1D

a, Hàm độ nhạy cho thiết bị pole- pole

b, Hàm độ nhạy của thiết bị Wenner

Bảng 3.1: Chiều sâu khảo sát trung bình (Ze) cho các thiết bị khác nhau (Ater Adward,

1977)

Bảng 3.2: Bảng ghi số liệu đo thực địa (cấu hình Wenner-alpha)

Hình 3.3: Các mặt cắt độ nhạy 2D của thiết bị Wenner, cho các cấu hình thiết bị:

Wenner alpha, wenner beta và wenner gamma

Hình 3.4: Mô hình thực tế phân lớp ngang

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 6

Hình 3.5: Hệ máy thăm dò điện một chiều Diapir 10R của Hungari, nguồn 160V, các

điện cực và cuộn cáp

Hình 3.6: Vị trí tuyến khảo sát nhìn từ Google map.

Hình 3.7: Sơ đồ về quy trình đo cho cấu hình thiết bị Wenner – Alpha

Hình 3.8: Một buổi đo đạc ngoại thực địa tại khu vực khảo sát.

Hình 4.1: Họa đồ phƣờng Nại Hiên Đông khu vực cầu Thuận Phƣớc

Bảng 4.1: Nhiệt độ phân bố trong năm tại khu vực khảo sát

Bảng 4.2: Bảng số liệu tuyến khảo sát

Hình 4.3: Kết quả ảnh điện 1D tại khu vực địa chất (nằm gần phía bờ Đông) gần chân

Cầu Thuận Phƣớc, xử lý bằng phần mềm Res1dinv, với sai số 7.53%

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA VẬT LÝ_LỚP 11CVL

GVHD: ThS. LƢƠNG VĂN THỌ

SVTH : NGUYỄN THỊ CẨM TRÂM Trang 7

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU

+ (Ωm) : Điện trở suất theo phƣơng thẳng góc với lớp.

(Ωm) : Điện trở suất theo phƣơng chân lớp.

+t (

oC) : Nhiệt độ

: Điện trở suất ở 180C

+α : Hệ số nhiệt

(Ωm) : Điện trở suất của vật chất

+

app

( Ωm) : Điện trở suất biểu kiến đƣợc đo từ thực nghiệm

+ε(F/m) : Độ điện thẩm

+μ(H/m) : Độ từ thẩm

+η : Độ phân cực

+ζ : Độ dẫn điện

+λ : Hệ số bất đẳng hƣớng (hệ số thẩm)

+a, m : Tham số thực nghiệm

+J(A/

) : Mật độ dòng điện

+δ : Hàm Delta Dirac

+E(V/m) : Cƣờng độ điện trƣờng

+I(A) : Dòng phát

+U(V) : Điện thế

+ Grad U = ∆U : Tốc độ biến thiên của điện thế theo các trục tọa độ

+ : Đạo hàm của điện thế theo tọa độ