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

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA VẬT LÝ

--------

Đề tài:

“ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D

KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI PHÂN BỐ NƯỚC NGẦM

THEO HƯỚNG NAM – BẮC TẠI KHU DÂN CƯ MỚI

(Ở BỜ ĐÔNG GẦN CHÂN CẦU THUẬN PHƯỚC)”

Sinh viên thực hiện : TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN

Lớp : 11CVL

Khóa : 2011-2015

Ngành : VẬT LÝ HỌC

Giáo viên hướng dẫn : ThS. LƯƠNG VĂN THỌ

Đà Nẵng, 05/2015

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LƯƠNG VĂN THỌ

SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN - LỚP 11CVL Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành khóa luận này, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường,

Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý và các Thầy, Cô giáo trong khoa đã tận tình hướng dẫn,

giảng dạy em trong suốt quá trình học tập.

Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến Thầy giáo Thạc sĩ Lương

Văn Thọ đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu và

thực hiện đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn quan tâm động viên, giúp

đỡ và là chỗ dựa vững chắc cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Với điều kiện nghiên cứu còn nghiên cứu còn hạn chế, em đã cố gắng tận dụng

mọi khả năng và điều kiện để thực hiện đề tài của mình một cách hoàn chỉnh nhất. Song

do buổi đầu mới làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp xúc với khảo sát thực

tế cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không tránh khỏi được những

thiếu sót nhất định trong quá trình thực hiện và trình bày khóa luận. Em rất mong nhận

được ý kiến đóng góp của quý Thầy, Cô giáo và toàn thể các bạn để đề của em hoàn

thiện hơn.

Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầy, Cô giáo trong Ban giám hiệu nhà trường,

Ban chủ nhiệm khoa Vật Lý và các Thầy, Cô giáo trong khoa thật dồi dào sức khỏe, tràn

đầy niềm tin để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho

thế hệ mai sau.

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, tháng 05 năm 2015

Sinh viên thực hiện

TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LƯƠNG VĂN THỌ

SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN - LỚP 11CVL Trang 2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................1

MỤC LỤC ......................................................................................................................2

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH......................................................................4

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU ........................................................................................5

A. MỞ ĐẦU....................................................................................................................5

1. Lý do chọn đề tài .....................................................................................................6

2. Đối tượng và phạm vi nguyên cứu ..........................................................................7

3. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................7

4. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu...........................................................................7

5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài..........................................................8

6. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................................8

7. Nội dung và cấu trúc của đề tài................................................................................8

B. NỘI DUNG ................................................................................................................9

CHƯƠNG 1:CƠ SỞ VẬT LÝ – ĐỊA CHẤT CỦA PHƯƠNG PHÁP THĂM DÒ

ĐIỆN ...............................................................................................................................9

1.1.Tính chất dẫn điện của vật chất dưới mặt đất ........................................................9

1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẫn điện của vật chất dưới mặt đất ....................10

1.2.1 Thành phần khoáng vật .................................................................................10

1.2.2 Độ rỗng và độ nứt vỏ ....................................................................................11

1.2.3 Độ ẩm............................................................................................................11

1.2.4 Độ khoáng hóa của nước ngầm.....................................................................11

1.2.5 Kiến trúc bên trong của đất đá ......................................................................11

1.2.6 Nhiệt độ và áp suất........................................................................................12

1.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp thăm dò điện .................................................16

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT ẢNH ĐIỆN MỘT CHIỀU (1D)..21

2.1 Cơ sở lý thuyết của phương pháp ảnh điện 1D...................................................21

2.2. Bài toán thuận trong phương pháp ảnh điện 1D.................................................31

2.3. Bài toán ngược trong phương pháp ảnh điện 1D................................................33

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỘ NHẠY, CẤU HÌNH THIẾT BỊ VÀ QUY TRÌNH

ĐO ĐẠC SỬ DỤNG CẤU HÌNH THIẾT BỊ WENNER- ALPHA.........................36

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LƯƠNG VĂN THỌ

SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN - LỚP 11CVL Trang 3

3.1 Mô hình cho môi trường nửa không gian đồng chất ...........................................36

3.2 Hàm độ nhạy 1D..................................................................................................38

3.3 Độ nhạy của thiết bị Wenner- Alpha ...................................................................41

3.4 Quy trình đo đạc thực nghiệm của cấu hình thiết bị Wenner- Alpha trong khảo sát

ảnh điện 1D................................................................................................................43

3.4.1 Mô hình lý thuyết phân lớp ngang ................................................................43

3.4.2. Điện cực và máy đo......................................................................................44

3.4.2.1 Điện cực..................................................................................................44

3.4.2.2 Máy đo...................................................................................................44

3.4.3 Bảng các thiết bị đo.......................................................................................45

3.4.4 Quy trình đo ..................................................................................................47

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ẢNH ĐIỆN 1D KHẢO SÁT SỰ

THAY ĐỔI PHÂN BỐ NƯỚC NGẦM THEO HƯỚNG NAM-BẮC TẠI KHU

DÂN CƯ MỚI (BỜ ĐÔNG CHÂN CẦU THUẬN PHƯỚC)..................................49

4.1 Vị trí và đặc điểm của khu vực khảo sát..............................................................49

4.1.1 Vị trí địa lý ....................................................................................................49

4.1.2. Đặc điểm khu vực khảo sát ..........................................................................50

4.1.2.1. Địa hình .................................................................................................50

4.1.2.2. Khí hậu ..................................................................................................50

4.1.3. Vị trí tuyến khảo sát nhìn từ Google map:...................................................51

4.2. Xử lý số liệu và giải đoán kết quả ......................................................................52

4.2.1. Vị trí (1)........................................................................................................52

4.2.2. Vị trí (2)........................................................................................................54

4.2.3. Đánh giá tổng hợp 2 vị trí ............................................................................57

C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................59

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................60

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LƯƠNG VĂN THỌ

SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN - LỚP 11CVL Trang 4

DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH ẢNH



 DANH MỤC BẢNG

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 sản và hóa chất phổ biến

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 khu vực 1

Bảng 3.3: Bảng ghi số liệu đo thực địa khu vực 2

Bảng 4.1: Các thiết bị đo khu vực 1

Bảng 4.2: Các thiết bị đo khu vực 2

 DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Dòng điện chạy từ nguồn dòng điểm và sư phân bố điện thế

Hình 1.2: Sự phân bố điện thế gây ra bởi một cặp điện cực dòng đặt cách nhau 1m với

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

Hình 1.3: Mô hình thiết bị truyền thống với 4 điện cực sử dụng trong thăm dò điện

Hình 1.4: Các mô hình thiết bị được sử dụng trong thăm dò điện trở suất và các tham

số hình học của chúng

Hình 1.5: Hệ thiết bị bốn cực đối xứng

Hình 2.1: Mô hình phân lớp ngang của môi trường đồng nhất bất đẳng hướng

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” trên mặt môi trường

Hình 3.2: Đồ thị hàm độ nhạy 1D

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

Hình 3.5: Hệ máy thăm dò điện một chiều Diapir 10R của Hungari

Hình 3.6: Hình ảnh về quy trình đo cho cấu hình thiết bị Wenner-Alpha

Hình 3.7: Một buổi đo đạc ngoại thực địa tại khu vực khảo sát.

Hình 4.1: Họa đồ phường Nại Hiên Đông khu vực cầu Thuận Phước

Hình 4.2: Vị trí tuyến khảo sát từ cái nhìn tổng quát

Hình 4.3:Kết quả ảnh điện 1D tại vị trí (1), với sai số 8.75%

Hình 4.4: Kết quả ảnh điện 1D tại vị trí(2), với sai số 7.53%.

Hình 4.5: Biểu diễn kết quả hai vị trí trên cùng một hệ trục Oyz.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.S LƯƠNG VĂN THỌ

SVTH: TRƯƠNG THỊ THANH NHÂN - LỚP 11CVL Trang 5

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU



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

+ρt

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

+t (oC) : Nhiệt độ

+������ : Điện trở suất ở 180C

+α : Hệ số nhiệt

+ρ(Ωm) : Điện trở suất của vật chất

+

 app

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

+ε(F/m) : Độ điện thẩm

+μ(H/m) : Độ từ thẩm

+η : Độ phân cực

+σ : Độ dẫn điện

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

+a, m : Tham số thực nghiệm

+J(A/m2

) : Mật độ dòng điện

+δ : Hàm Delta Dirac

+E(V/m) : Cường độ điện trường

+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

+����������= ��������(m) : Khoảng cách giữa điện cực dòng thứ nhất và điện cực thế thứ nhất

+����������= ��������(m) : Khoảng cách giữa điện cực dòng thứ nhất và điện cực dòng thứ

hai

+����������= ��������(m) : Khoảng cách giữa điện cực dòng thứ hai và điện cực thế thứ nhất

+����������= ��������(m) : Khoảng cách giữa điện cực dòng thứ hai và điện cực thế thứ hai

+k : Tham số hình học

+R(Ω) : Điện trở

+������������������ : Đạo hàm Frechet hay hàm độ nhạy 3D, 2D, 1D

+”a (m)” : Khoảng cách giữa hai điện cực liên tiếp

+”L (m)” : Chiều dài tối đa của thiết bị

+”n” : Thừa số độ sâu của thiết bị