Bài giảng Địa chất thủy văn đại cương - Chương 7: Sự tàng trữ của nuớc duới đất

Nội dung text: Bài giảng Địa chất thủy văn đại cương - Chương 7: Sự tàng trữ của nuớc duới đất

1. CHUONG 6 SỰ TÀNG TRỮ CỦA NUỚC DUỚI ÐẤT
2. A. PHÂN LOẠI NƯỚC DƯỚI ĐẤT THEO CÁC ĐIỀU KIỆN TÀNG TRỮ
3. Tiêu chuẩn của sự phân chia này là các đặc điểm về thủy lực của nước dưới đất. • Nước thượng tầng là nước nằm trong đới không bão hòa nước (đới thông khí), đới chứa nước này có lớp đá cách thủy (sét) lót phía dưới với diện phân bố hẹp. • Dưới nước thượng tầng là nước ngầm. • Nước ngầm là vĩa nước bão hòa gần mặt đất nhất và có mặt thoáng, đới chứa nước này có lớp đá cách thủy (sét) lót phía dưới với diện phân bố rộng rãi. • . Nước ngầm (cũng là nước thượng tầng) là nước không áp lực. • Nước tự lưu là vỉa nước bị kẹp giữa 2 lớp đá cách thủy (sét không thấm) và có áp lực (có mặt áp lực).
4. CÁC ĐIỀU KIỆN TÀNG TRỮ CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT (NƯỚC THỔ NHƯỠNG) (ĐỚI THƠNG KHÍ, THIẾU BẢO HỒ)Ø (GƯƠNG NƯỚC NGẦM) (SƠNG HOẶC HỒ) (ĐỚI BẢO HỒ)
5. Trong các loại cơ bản, Ôpsinicôp còn phân ra 2 phụ loại; tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo của tầng chứa nước - Nước lỗ hổng • - Nước khe nứt. • Nước lỗ hổng tồn tại trong các lỗ hổng có kích thước và hình dạng khác nhau của đá chứa nước. • Nước khe nứt tồn tại trong các khe nứt có nguồn gốc khác nhau của đá chứa nước.
6. B. ĐẶC ĐIỂM CỦA TỪNG LOẠI NƯỚC DƯỚI ĐẤT:
7. I. NƯỚC THƯỢNG TẦNG: Nước thượng tầng nằm trên thấu kính không thấm nước có diện phân bố giới hạn • Do điều kiện tàng trữ của mình, nước thượng tầng có những đặc điểm sau: • - Diện phân bố bị hạn chế của mặt nước, thành phần, trữ lượng của nó phụ thuộc bởi khí hậu. • - Rất dễ bị nhiễm bẩn bởi các loại nước khác như nước thổ nhưỡng, nước lầy • - Trong đa số trường hợp, nước thuộc loại này không thể làm nguồn cung cấp nước thường xuyên được. • Nguồn cung cấp cho nước thượng tầng là nước khí quyển (nước mưa, nước tuyết tan).
8. 2. Nước thổ nhưỡng: • Nước thổ nhưỡng là nước nằm trong lớp thổ nhưỡng. Lớp thổ nhưỡng là phần trên cùng của vỏ phong hóa, trong đó thường chứa ít nhiều mùn do cây cỏ bị phân giải thành. Loại nước này tồn tại dưới dạng: nước liên kết, nước mao dẫn, hơi nước. Tất cả chúng đều tạo nên độ ẩm của lớp thổ nhưỡng, song chỉ có nước mao dẫn là giúp cho thực vật phát triển.
9. • Khi khu vực ở vào giai đoạn mưa, trong lớp thổ nhưỡng còn có nước thấm lọc và nước chảy rò. Chính các loại nước này gây ra hiện tượngg rửa lửa thổ nhưỡng. Kết quả của các quá trình rửa lửa là một số cation như K+, Na+, Ca++, Fe++, bị mang xuống sâu, khỏi lớp thổ nhưỡng. • Trong những vùng mà mặt thoáng nước ngầm gần mặt đất thì lớp thổ nhưỡng có thể nằm trùng với đới mao dẫn .
10. 3. Nước lầy • Vùng lầy là một vùng mặt đất có phần đất đá trên cùng thừa ẩm với sự tạo thành một lớp than bùn dầy(>30cm) và hệ thống rễ cây phát triển chỉ trong lớp than bùn ấy, không đạt đến nền đá gốc phía dưới. • Cần phân biệt vùng lầy và vùng đất bị lầy hóa. Vùng đất lầy hóa là vùng có lớp than bùn mỏng (< 30 cm) và hệ thống rễ cây đạt đến tầng đá gốc phía dưới. • Tuy nhiên, cách phân chia như vậy là chỉ ước lẹ, vì lầy hóa chỉ là giai đoạn đầu của lầy.
11. • Hiện tượng lầy hóa có thể xuất hiện trong những vùng sau đây: • - Tại những vùng có lớp cách thủy (sét) nằm gần mặt đất. Lớp cách thủy này ngăn không cho nước ngầm hoặc nước khí quyển thấm sâu xuống phía dưới, làm cho phần đất trên cách thủy này luôn luôn thừa ẩm, gây ra lầy hóa mặt đất ở đây. • - Tại những chỗ lộ nước (nguồn nước) có điều kiện thuận lợi phát triển lầy hóa phần bề mặt quanh nguồn nước. • - Tại phần cuối của nón phóng vật
12. MỘT ĐIỂM LỘ NƯỚC (HÀM THUẬN NAM-BÌNH THUẬN)
13. Nước trong các dải cát, đụn cát ở bờ biển:
14. • Trong các dãi cát, đụn cát ven biển thường có những tầng nước ngọt. Bề mặt thoáng của tầng nước lượn theo bề mặt của đụn cát • Nguồn cung cấp của nước ngọt là nước khí quyển, một phần ít hơn thì được thấm từ những vùng cao lân cận. • Các nghiên cứu đã xác định rằng, trong những đụn cát và đảo cát như vậy, nước ngọt sẽ dần dần được thay thế bằng nước mặn ở độ sâu nào đấy. Ta có thể xác định được độ dày của lớp nước ngọt này
15. • Giả sử lớp nước ngọt phân bổ đến độ sâu H so với mực nước biển và phần dâng lên của nước ngọt là h. Khi đó, do tỷ trọng của nước biển trung bình bằng 1,024, còn nước ngọt bằng 1, nên ta có thể viết phương trình sau: • 1(h1 + h2) = 1,024H. H • Từ đó rút ra: • h1 = 0,024H 1/42 H. • Nước này có độ khoáng hóa tăng theo chiều sâu. Khi khai thác nước ngọt, không nên lấy với lưu lượng lớn, nếu không độ khoáng hóa của nó sẽ tăng lên.
16. II. NƯỚC NGẦM: • Nước ngầm là lớp nước đầu tiên kể từ mặt đất xuống. Nó tàng trữ trong lớp đá chứa nước (cát, cát kết), mà phía dưới là lớp đá không chứa nước (sét, phiến sét). Phía trên của lớp nước ngầm không bị phủ bởi lớp cách thủy, do đó bề mặt của nước ngầm thì thoáng, không có áp lực. Nước ngầm thường không phân bố trong toàn bộ lớp chứa nước • • Bề mặt của nước ngầm gọi là gương hoặc là mặt thoáng của nước ngầm. Lớp đất (hoặc đá) chứa nước ngầm gọi là lớp chứa nước hay tầng chứa nước. Lớp không thấm nước phía dưới tầng chứa nước gọi là lớp cách thủy (lớp sét, đá nguyên khối).
17. 2. Các loại nước ngầm chủ yếu: • Người ta quan sát thấy có những loại nước ngầm chủ yếu sau: • - Nước ngầm bồi tích • - Nước ngầm trầm tích băng hà • - Nước ngầm ở vùng đồng cỏ, bán sa mạc và sa mạc • - Nước ngầm ở miền núi.
18. III. NƯỚC TỰ LƯU (NƯỚC ACTÊZI): • Nước tự lưu là nước dưới đất có áp lực và tàng trữ giữa 2 lớp vật liệu không thấm nước Khi có lỗ khoan được đặt vào tầng nước tự lưu, thì nước này dưới áp lực của mình sẽ dâng cao lên khỏi mái tầng chứa nước, có khi dâng lên khỏi mặt đất dưới dạng giếng phun. •
19. IV. NƯỚC KHE NỨT: • Nước khe nứt là nước tàng trữ trong các đá mácma, biến chất và trầm tích nứt nẻ. • Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh người ta chia ra 3 loại khe nứt chính: • - Khe nứt kiến tạo liên quan với sự thành tạo các cấu tạo. • - Khe nứt nguyên sinh liên quan với sự thành tạo đất đá. • - Khe nứt phong hóa được tạo nên trong quá trình phá hủy đá khi phong hóa. • Thường chúng ta gặp sự tổ hợp của 3 loại khe nứt trên. Mức độ nước chứa của đá nứt nẻ phụ thuộc rất lớn vào loại khe nứt và sự liên hệ giữa chúng với nhau.
20. IV. NƯỚC KHE NỨT (tt.) • Nước trong 3 loại khe nứt trên có mối liên hệ thủy lực với nhau, vì vậy mà trong nhiều trường hợp thành phần hóa học của chúng nhiều màu sắc. • Nguồn bổ sung của nước khe nứt chủ yếu là nước khí quyển. Điều kiện bổ sung phụ thuộc vào địa hình và đặc điểm của lớp phủ đệ tứ. Nước khí quyển ngấm xuống mạnh nhất tại các vùng phân thủy, nơi các nứt nẻ lộ ra ngoài. • Khi thăm dò nước khe nứt nhất thiết phải nhớ rằng có thể giếng hay lỗ khoan xuyên qua bên cạnh các khe nứt chứa nước
21. V. NƯỚC CASTƠ: • 1. Các điều kiện thành tạo nước Castơ: • Nước Castơ là nước tàng trữ trong các hốc rãnh và hang động, được tạo nên trong các quá trình rửa lửa và hòa tan đá vôi đôlômit, thạch cao, anhydric, và các loại muối (muối ăn ). • Người ta đã xác định được các nhân tố chính gây ra các quá trình castơ như sau: • 1. Sự có mặt các đá hòa tan như: đá vôi, đôlômit, thạch cao, anhydric, các loại muối. • 2. Độ nứt nẻ, độ lỗ hổng, độ thấm nước cả các loại đá ấy, tạo điều kiện để nước khí quyển, nước bề mặt ngấm vào đá. • 3. Các chuyển động thăng trầm của vỏ trái đất xác định sự phát triển hoặc ngừng phát triển castơ. • 4. Sự có mặt của các dòng nước chuyển động gây ra sự rửa lửa của đất đá. • 5. Cấu tạo địa chất chung, địa hình và khí hậu vùng phát triển castơ, làm tăng hoặc giảm quá trình castơ hóa.
22. • Nước ăn mòn đá vôi diễn ra theo phương trình sau đây: 2+ - • CaO3 + H2O + CO2 Ca + 2HCO3 • Quá trình này sẽ không tiếp tục nữa nếu trạng thái cân bằng của phương trình không bị phá hủy. Muốn cho quá trình tiếp tục diễn ra theo chiều từ trái sang phải, nghĩa là theo chiều nước tiếp tục ăn mòn đá vôi, thì những sản phẩm ăn mòn phải được mang đi. Điều này được thực hiện bởi dòng nước trong đó có castơ. Nếu nước không ở trạng thái chuyển động thì quá trình cũng sẽ bị “ngưng đọng” lại.