Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Cùng với sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước thì vấn để sử dụng nước cả về chất và lượng đòi hỏi ngày càng cao, do đó tài nguyên nước nói chung cũng như nước dưới đất nói riêng càng có vị trí đặc biệt. Nó là nhân tố không thể thiếu đối với cuộc sống con người và là cơ sở nền tảng phát triển nền kinh tế xã hội. Sau 5 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chúng tôi đã được trang bị những kiến thức rất cơ bản về khoa học Địa chất và chuyên ngành Địa chất thuỷ văn . Thực hiện chương trình đào rạo của nhà trường, Bộ môn địa chất thuỷ văn đã giao cho chúng tôi thực tập tại công ty CPĐT phát triển ngành nước và môi trường Hà Nội trong khoảng thời gian từ ngày 17/1/2008 đến ngày và hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn vùng La Hiên – Thái Nguyên. Lập phương án thăm dò Địa chất thuỷ văn bổ sung nâng công suất phục vụ cấp nước cho nhà máy xi măng Thái Nguyên lên them 1000 m 3 /ngày. Thời gian thi công phương án là 12 tháng.” Đồ án là kết quả tổng hợp của các tài liệu vùng nghiên cứu cùng với những tài liệu mà sinh viên thu thập được trong quá trình thi công tại công trình. Toàn bộ nội dung đồ án được trình bày với 105 trang đánh máy cùng với 70 biểu bảng và bản vẽ. Bố cục của đồ án bao gồm 3 phần, phần I gồm 5 chương, phần II gồm 8 chương và phầm III gồm 2 chương, khônng kể phần mở đầu và kết luận. Phần I: Phần chung và chuyên môn Chương 1: Điều kiện địa lý tự nhiên vùng nghiên cứu Chương 2: Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất thuỷ văn Chương 3: Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Chương 4: Đặc điểm địa chất thuỷ văn vùng nghiên cứu Chương 5: Đánh giá trữ lượng, chất lượng nước dưới đất Phần II: Phần thiết kế Chương 1: Thu thập tài liệu Chương 2: Công tác địa vật lý Chương 3: Công tác khoan Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 1 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Chương 4: Công tác hút nước Chương 5: Công tác quan trắc động thái nước dưới đất Chương 6: Công tác lấy mẫu Chương 7: Công tác trắc địa Chương 8: Công tác chỉnh lý tà liệu va viết báo cáo Đồ án được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất thuỷ văn, khoa địa chất, trường Đại học Mỏ - Địa chất duới sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Đoàn văn Cánh. Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi luôn được sự quan tâm vaàtạo điều kiện thuận lợi của thầy giáo huớng dẫn, thầy cô trong bộ môn và các bạn sinh viên trong lớp. Nhân đây, tôi xin bày tỏ long biết ơn tới các thầy cô trong bộ môn địa chất thuỷ văn và các bạn. Đặc biệt tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Đoàn Văn Cánh đã giành nhiều thời gian hướng dẫn, góp ý khi biên soạn đề cương và hiệu chỉnh, bổ sung cho toàn bộ nôi dung đồ án. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Thảo Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 2 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1.vị trí địa lý Vùng La Hiên nằm cách trung tâm thành phố Thái Nguyên khoảng 15km về phía Đông Bắc, là vùng giáp ranh giữa huyện Võ Nhai và huyện Đồng Hỷ thuộc tỉnh Thái Nguyên. Vùng nghiên cứu có diện tích khoảng 24km 2 , được giới hạn toạ độ địa lý sau: Từ 21 0 40 ’ 58 ” đến 21 0 43 ’ 09 ” vĩ độ Bắc. Từ 105 0 51 ’ 01 ” đến 105 0 54 ’ 30 ” kinh độ Đông. 1.2. Địa hình địa mạo Vùng nghiên cứu chủ yếu phát triển địa hình đồi núi thấp đến trung bình. Trong đó phát triển cả địa hình bóc mòn, địa hình tích tụ và địa hình Karst. Địa hình vùng nghiên cứu có xu hướng thấp dần từ Đông sang Tây và từ Bắc xuống Nam. Hướng phát triển của địa hình trùng với hướng phát triển của dòng chảy nước mặt trong vùng như suối Đồng Thu (từ Bắc xuống Nam) và suối Khe Mo (từ Đông sang Tây). Cao độ địa hình dao động trong khoảng từ 36m đến 64m. Dựa vào hình thái và nguồn gốc trong vùng nghiên cứu có các địa hình sau: Kiểu địa hình bóc mòn: Phát triển rộng rãi ở phía Đông Bắc và phía Nam vùng nghiên cứu. Thành tạo nên dạng địa hình này là các trầm tích lục nguyên, lục nguyên - cacbonat tuổi Cambri và Trias với các dải đồi núi thấp cấu tạo dạng vòm, đỉnh tròn, sườn thoải, cao từ vài chục mét đến 300m. Kiểu địa hình tích tụ: Phát triển trong các thung lũng suối, thung lũng giữa núi và có diện phân bố nhỏ. Đây là địa hình tích tụ đa nguồn gốc, cấu tạo bởi các trầm tích Đệ Tứ với thành phần sét, bột lẫn sạn sỏi, bề mặt tương đối bằng phẳng hoặc hơi nghiêng, cao độ tuyệt đối từ 36m đến 45m. Kiểu địa hình Karst: Phân bố chủ yếu phía Bắc vùng nghiên cứu, kéo dài theo hướng Đông Tây nhưng không liên tục, có vách dựng đứng, đỉnh nhọn. Kiểu Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 3 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Bản đồ hành chính ví trí vùng nghiên cứu Vùng nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 4 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất địa hình này phát triển trên loại đá vôi của trầm tích Cacbon – Pecmi hệ tầng Bắc Sơn. Độ cao thường từ 250m đến 300m. 1.3. Khí tượng, thuỷ văn 1.3.1.Khí hậu, khí tượng Vùng nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm. Hàng năm có hai mùa rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 10 mùa khô từ 11 đến tháng 3 năm sau. Theo tài liệu quan trắc nhiều năm (1995 – 2007) của trạm khí tượng thuỷ văn Võ Nhai (xem bảng 1.1)cho thấy: - Nhiệt độ trung bình năm của vùng nghiên cứu là 22,4 0 C, thời gian nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1(trung bình là 13,1 0 ) và cao nhất vào tháng 7 (trung bình là 32,8 0 C) hàng năm. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 39,5 0 C (tháng 6 - 1998), nhiệt độ thấp nhất tuyệt đối là 3,0 0 C (tháng 1- 1995). - Độ ẩm không khí tương đối ổn định trong năm, có giá trị trung bình là 82%. Độ ẩm trung bình tháng cao nhất là 88% (tháng 3), độ ẩm trung bình tháng thấp nhất là 56% (tháng 11). - Hàng năm lượng mưa tập trung chủ yếu vào mùa lũ chiếm khoảng 83,5% tổng lượng mưa của cả năm. Tháng có lượng mưa trung bình lớn nhất là tháng 8, lượng mưa gần bằng 20% lượng mưa trung bình của cả năm. Ngược lại vào mùa khô rất ít mưa, đặc biệt là tháng 12, lượng mưa chỉ chiếm 1,0% lượng mưa cả năm. Tổng lượng mưa trung bình cả năm lớn, lượng mưa năm cao nhất là 2201mm (năm 2001), lượng mưa năm nhỏ nhất là 864mm (năm 1997) và lượng mưa trung bình nhiều năm là 1941,5mm. Lượng bốc hơi thay đổi theo mùa, vào mùa mưa lượng bốc hơi cao thay đổi từ 78 mm đến 99 mm, vào mùa khô lượng bốc hơi thấp hơn thay đổi từ 62 mm đến 75 mm. Tháng có lượng bốc hơi cao nhất là tháng 5 (trung bình là 99,9 mm), tháng có lượng bốc hơi thấp nhất là tháng 3 (trung bình là 62,7 mm). Tổng lượng bốc hơi trung bình năm là 1941,5 mm. Tốc độ gió trung năm là 1,6 m/s. Từ tháng 12 đến tháng 3 có gió Bắc và giú Đông Bắc với tốc độ gió thay đổi từ 1,5 m/s đến 1,6 m/s. Tháng có tốc độ gió lớn nhất là tháng 5 (trung bình là 1,8m/s), tháng có tốc độ gió thấp nhất là tháng 11 (trung bình là 1,4 m/s). Đặc điểm các yếu tố khí hậu của vùng được trình bày chi tiết trong bảng 1.1. Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 5 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Bảng 1.1. Bảng tổng hợp khí tượng thuỷ văn (các năm 1995 – 2007) tại trạm khí tượng thuỷ văn STT Các yếu tố khí tượng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cả năm 1 Nhiệt độ T ( 0 C) 14.9 16.3 19.6 23.2 26.5 27.5 27.8 27.3 26.1 23.4 19.6 16.5 22.4 2 Độ ẩm R (%) 80 82 85 86 82 83 83 86 83 81 79 78 82 3 Lượng mưa X (mm) 25.1 35.0 61.2 145. 8 208. 1 331. 4 359. 1 372. 2 250. 2 98.5 35.4 19.5 1941.5 4 Lượng bốc hơi M (mm) 75.0 64.1 62.7 66.4 99.9 94.6 93.5 77.8 84.2 94.2 88.1 85.0 985.5 5 Tốc độ gió V (m/s) 1.5 1.6 1.6 1.7 1.8 1.5 1.6 1.4 1.4 1.5 1.4 1.6 1.6 Nguồn cung cấp tài liệu: Công ty CP đầu tư phát triển ngành nước và môi trường Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 6 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hình I.1.3. Biểu đồ lượng bốc hơi, lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm trạm khí tượng Võ Nhai – Thái Nguyên (1995 – 2007) Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 7 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất 1.3.2. Đặc điểm mạng lưới thuỷ văn Mật độ sông suối trong vùng không lớn. Trong vùng nghiên cứu có suối Đồng Thu, suối Khe Mo là đáng chú ý, còn lại là một số dòng chảy nhỏ và một số ao hồ dân sinh phân bố rải rác với diện tích mặt nước từ 50m 2 đến 500m 2 . trong vùng suối Đồng Thu là có ý nghĩa nhất về mặt địa chất thuỷ văn. Dòng chảy chính của suối được bắt nguồn từ các dãy núi cao ở khu vực phía Bắc chảy qua vùng nghiên cứu và hợp lưu với suối Khe Mo ở Làng Cháy – nông trường Sông Cầu. Suối có chế độ dòng chảy không ổn định theo mùa, uốn lượn quanh co theo bề mặt địa hình, dòng chảy theo hướng từ Bắc xuống Nam. Mùa mưa nước suối đục, dòng chảy mạnh, bề rộng dòng chảy từ 3 ÷ 4m, chiều cao cột nước 2,5m. Vào mùa khô nước suối trong dòng chảy nhỏ, bề rộng dòng chảy có nơi đạt 0,5 ÷ 1m, cột nước nhiều nơi chỉ còn 0,3m và có thể đi lại dễ dàng. Suối Khe Mo chảy ở phía Nam vùng nghiên cứu. Dòng chảy chính của suối bắt nguồn ở khu vực dãy núi cao phía Đông Bắc của huyện Võ Nhai, đến khu vực dòng chảy xã La Hiên dòng chảy suối chuyển sang hướng Đông Tây rồi hợp lưu với suối Đồng Thu chảy ra sông Cầu ở phía Nam. Suối Khe Mo có chế độ dòng chảy tương đối ổn định hơn, lưu lượng dòng chảy thường lớn gấp 2 lần lưu lượng của suối Đồng Thu. Nhìn chung chế độ dòng chảy không ổn định, phụ thuộc vào chế độ mưa. ở phía Bắc các suối chảy từ các dải núi đồi về phía thung lũng uốn lượn quanh co theo bề mặt địa hình, còn ở phía Nam có dòng chảy theo hướng Đông – Tây, có chế độ dòng chảy tương đối ổn định. Khả năng hấp thụ của dòng mặt trong khối đất đá nhìn chung đồng đều. Nếu ở phía Bắc, nơi phân bố các trầm tích cacbonat và trầm tích lục nguyên có sự đan xen dọc theo dòng chảy và chịu sự chi phối của các yếu tố kiến tạo cũng như phân cắt địa hình ở phía Nam, dọc theo dòng chảy thường có ít sự thay đổi về đặc điểm địa hình và thành phần đất đá. Có thể nhận định khát quát rằng khả năng hấp thu nước mặt của đất đá ở phía Bắc có phần lớn hơn ở phía Nam, nơi phân bố chủ yếu các trầm tích thấm nước yếu. Các dòng chảy này là nguồn bổ sung cho nước ngầm trong quá trình khai thác. 1.4. Giao thông Quốc lộ 1B là mạch máu giao thông quan trọng trong vùng, chỉ cách thành phố Thái Nguyên 15 km nên việc giao thông và chuyên chở hang hoá bằng các phương tiện đường bộ tương đối thuận lợi. Từ đây, có thể theo quốc lộ 1B đi Bắc Sơn, Lạng Sơn hoặc xuôi về Thái Nguyên để theo quốc lộ 3 đi Bắc Cạn, Cao Bằng, Hà Nội. Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 8 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất 1.5. Kinh tế nhân văn Dân cư phân bố không đồng đều, tập trung chủ yếu theo quốc lộ 1B và vùng thung lũng giữa núi. Các dân tộc gồm người Kinh, người Tày, người Nùng, người Mông… sống chủ yếu bằng nghề nông và buôn bán nhỏ. Đồng bào địa phương có thể huy động tham gia các công tác dẫn đường thi công các dạng công tác phổ thông trong quá trình điều tra. Nhìn chung với sự phát triển của tỉnh Thái Nguyên, kinh tế La Hiên đang ngày một phát triển. Hiện tại trong vùng đang có các cơ sở kinh tế nhà nước hoạt động là: Nông trường chè Đồng Mỏ, công ty chè Sông Cầu, nhà máy xi măng La HIên và xí nghiệp khai thác đá vôi La Hiên. Ngoài ra còn có các công trình phục vụ đời sống, văn hoá, xã hội: Như trường học, bệnh viện… đang được quan tâm, phát triển. Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 9 Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Hình I.1.4. Bản đồ mạng lưới giao thông vùng thăm dò Vùng thăm dò Đồ án tốt nghiệp Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Thảo 10 [...]...Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT - ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN Cấu trúc địa chất và điều kiện địa chất thuỷ văn vùng nghiên cứu đã được nghiên cứu từ lâu liên quan đến việc nghiên cứu Mỏ than Đông Bắc và Mỏ sắt ở Trại Cau – Thái Nguyên Lịch sử địa chất vùng nghiên cứu chúng tôi phân ra làm hai thời kỳ: 2.1 Thời kỳ trước năm 1975 Vùng nghiên cứu đã được... Đông Bắc – Tây Nam, kéo dài từ xóm Xuân Quang tới phía Tây Nam xóm Đồng Thu, cắt gần vuông góc với đứt gãy F1, F2, F3 Đồ án tốt nghiệp Thảo 15 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN VÙNG NGHIÊN CỨU Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu địa chất thuỷ văn, các tài liệu thu thập được, chúng tôi thấy vùng có đặc điểm địa chất thuỷ văn khá... việc đánh giá chất lượng chỉ có giá trị tại thời điểm lấy mẫu Đồ án tốt nghiệp Thảo 28 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất 5.2 Đánh giá trữ lượng nước dưới đất 5.2.1 Đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng Qua việc phân tích đặc điểm địa chất thuỷ văn vùng La Hiên – Thái Nguyên, có thể thấy rằng tầng chứa nước khe nứt, khe nứt – karst trong thành tạo cacbonat... dụng các kết quả nghiên cứu trước đây chỉ mang tính định hướng cho các dạng công tác điều tra trong giai đoạn thăm dò địa chất thuỷ văn Đồ án tốt nghiệp Thảo 12 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÙNG NGHIÊN CỨU 3.1 Mô tả đặc điểm địa tầng địa chất Dựa vào tài liệu những nghiên cứu đã biết về mô tả địa tầng vùng ghiên cứu có mặt các... trầm tích lục nguyên, lục nguyên cacbonat hệ tầng Mỏ Đồng có mức độ chứa nước từ trung bình đến giàu, song mang tính chất cục bộ và chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng để có thể đạt mục tiêu cấp nước cho nhà máy xi măng Thái Nguyên Đồ án tốt nghiệp Thảo 21 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 5 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT 5.1 Đánh giá chất lượng... tích lục nguyên, lục nguyên phun trào hệ tầng Sông Hiến (t1sh) Đồ án tốt nghiệp Thảo 30 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất + Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt – karst trong trầm tích cacbonat hệ tầng Bắc Sơn(c-p1bs) + Tầng chứa khe nứt trong các trầm tích lục nguyên, lục nguyên cacbonat hệ tầng Mỏ Đồng (ε2mđ) Dựa vào kết quả đánh giá đặc điểm địa chất thuỷ văn của... các địa tầng, làm rõ đặc điểm kiến tạo trên diện tích điều tra khá rộng lớn, bao quát cả vùng nghiên cứu Song ở tỷ lệ này kết quả nghiên cứu còn khá sơ lược 2.2 Thời kỳ từ năm 1975 cho đến nay Từ năm 1976 – 1980, Đoàn địa chất 54 (nay là Đoàn Quy hoạch và điều tra tài nguyên nước 54) đã thi công phương án “ Tìm kiếm nước dưới đất vùng La Hiên - Bắc Thái ” Đây là công trình chuyên nghiên cứu về địa chất. .. tiêu hao nhiên liệu Người ta đã xác định rằng nếu váng dày 1mm làm tăng lượng tiêu hao nhiên liệu gần 1,5 ÷ 2,0% Ngoài ra váng còn làm cho thành nồi hơi nóng quá, điều đó đôi khi có thể làm chảy kim loại và nổ nồi hơi Váng được tích tụ trong nồi hơi gồm váng cứng và bùn bởi rời Để đánh giá được chỉ tiêu lắng đọng của váng ta đánh giá qua chất lượng tạo thành váng cứng (Kh) Chất lượng tạo thành váng cứng... Bắc Sơn (c – p1bs) Đồ án tốt nghiệp Thảo 18 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt – karst trong các thành tạo cacbonat hệ tầng Bắc Sơn (c – p1bs) có diện phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, chạy dọc rìa phía Bắc quốc lộ 1B kéo dài tới tận La Hiên, Đình Cả, ngoài ra, chúng con lộ ra ở Đồng Chuỗng, Xuân Quang xã Quang Sơn Địa hình đá... lượng của ion Mg2+ là 9,7 mg/l do đó nước trong tầng nghiên cứu không có tính ăn mòn magie Đồ án tốt nghiệp Thảo 27 Sinh viên: Nguyễn Thị Thanh Bộ môn: Địa chất thuỷ văn Trường ĐH Mỏ - Địa chất 5.1.3 Nước mặt Đánh giá chất lượng nước mặt vùng nghiên cứu trong giai đoạn này tiến hành lấy mẫu nước tại suối Khe Mo và mẫu nước suối Đồng Thu tại cầu Đồng Thu được trình bày trong bảng I.5.5 Bảng I.5.5 Kết . 1: Điều kiện địa lý tự nhiên vùng nghiên cứu Chương 2: Lịch sử nghiên cứu địa chất, địa chất thuỷ văn Chương 3: Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu Chương 4: Đặc điểm địa chất thuỷ văn vùng nghiên. ĐH Mỏ - Địa chất CHƯƠNG 2 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT - ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN Cấu trúc địa chất và điều kiện địa chất thuỷ văn vùng nghiên cứu đã được nghiên cứu từ lâu liên quan đến việc nghiên. đề tài: Đánh giá điều kiện địa chất thuỷ văn vùng La Hiên – Thái Nguyên. Lập phương án thăm dò Địa chất thuỷ văn bổ sung nâng công suất phục vụ cấp nước cho nhà máy xi măng Thái Nguyên lên