Bài giảng Thủy văn nước dưới đất (nước ngầm) | Trường Đại học Thủy Lợi
Bài giảng Thủy văn nước dưới đất (nước ngầm) của Trường Đại học Thủy Lợi. Tài liệu gồm 53 trang với 2 chương đầu giúp bạ củng cố kiến thức và đạt kết quả cao trong kỳ thi kết thúc học phần. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Thủy văn & tài nguyên nước 8 tài liệu
Trường: Đại học Thủy Lợi 464 tài liệu
Tác giả:
Preview text:
THỦY V Ă V N NƯỚ N C D ƯỚ D I Đ Ấ Đ T (NƯỚC NGẦM) TS. Nguyễn Mai Đăng
Bộ môn Thủy văn & Tài nguyên nước Viện Th ủy ă v n, Môi t rường & Bi ến đ ổi khí h ậu dang@wru.edu.vn CHƯƠ CH NG 1: GiỚ Gi I Ớ THIỆ THI U CHUNG • Giớ Gi i thiệu ệ môn học ọ
• Nước ngầm và các tầng ngậm nước – Thuật ngữ – Lịch sử • Tài Tà nguyên nguy nước toà to n à cầ c u ầ
– Chu trình nước toàn cầu • Các tầng ầ ngậm ậ nước – Edwards – Ogallala Og Mục đích môn họ h c
• Giới thiệu về thủy văn, thủy lực dòng chảy sát mặt, dòng chảy ầ ng m và những ứ ng dụng kỹ thuật ủ c a chúng, bao gồm:
– Nước ngầm trong chu trình thủy văn
– Các đặc tính trong môi trường ỗ l ỗ r ng (môi trường đất)
– Luật Darcy của dòng chảy chất lỏng trong môi trường lỗ rỗng
– Các nguyên lý liên tục
– Thủy lực giếng; tầng ngậm nước, lỗ khoan
– Các ứng dụng kỹ thuật của thủy lực nước ngầm
– Các đặc tính của nước trong vùng bão hòa; dòng chảy không bão hòa
– Thấm, phân bố lại, bốc hơi, và cân bằng nước 7
• Số tín chỉ : Tổng: 3 (3‐0‐0) • ố S ế
ti t : tổng : 45; LT:45; BT:0; TN....; ĐA: ....; BTL:.......; TQ,TT...........
• Chương trình đào tạo ngành bắt buộc cho ngành: V, G
• Đánh giá: Điểm quá trình: 30% – Tham gia họ h c trên lớp ớ
– Đóng góp xây dựng bài – Bài tập – Kiểm tra •
Điểm thi kết thúc: 70%
• Hình thức thi: Viết
Thời gian thi: 90 phút • Tài liệu tham khảo • [1] ùi B Công Quang, ũ V Minh Cát‐ iá G o ì tr nh h T ủy ă v n nước dưới ớ đất, NXB Xây dựng, Năm 2002
• [2] David Keith Todd, Ground Water Hydrology, New York. NƯỚ N C NG Ầ NG M & CÁ C CÁ T Ầ T NG NG Ậ NG M NƯỚC CÁC CÁ THU ẬT Ậ NGỮ NG • Hydr y ology
gy (ηδρολογια)
– ηδρο ‐ “water”; λογια ‐ “study of”
– Nghiên cứu về nước và các đặc tính, phân p bố,
ảnh hưởng của nước trên bề mặt trái đất, trong đất, và khí quyển • Q ả u n lý nước
– Sử dụng bền vững tài nguyên nước. – Thao á t c ớ v i h c u ì tr h n h t ủ h y ă v n
• Các công trình thủy lợi, cấp nước, xử lý nước sinh hoạt, xử lý
nước thải và xả thải, tưới, phát điện, kiểm soát lũ, v.v.
Lịch sử khai thác nước ngầm
• Giếng cổ Qanats
– Là đường hầm dưới lòng đất được sử
dụng để khai thác và vận chuyển nước ngầm – Bắt ắ ngu ồ ngu n t ừ Persia – Dài hàng km
– Tới 3000 năm tuổi
– Nhiều giếng vẫn hoạt động Giếng cổ (Qnanat) Ba Tư
• Giếng Trung quốc cổ đại
– 1000 năm trước: Các giếng khoan – Sâu hơn 300 mét
– Dùng các óng tre để nhận nước
– Đến năm 1858: sâu 1000 meters – Ngày nay g ọ g i là là giế gi ng ế khoan
Giếng Trung Quốc cổ đại
CÁC LÝ THUYẾT TRUYỀN THÔNG y Homer (~1000 BC):
y “tất cả các con sông và toàn bộ biển cả t , ấ t t ấ cả các s uố su i ố ( mạ (m ch ạ phun) và các
giếng sâu đều có nước ngầm” y Seneca (3 BC -65 AD)
y “Có thể khẳng định rằng không chỉ có nướ n c m ư m a chả ch y ả v ào vào các c on con sông l ớ l n
mà có cả đóng góp của nước ngầm.” y DaVinci (1452-1519)
y Có sự mô tả chính xác chu trình thủy văn
y Descartes (1596-1650) and Becker (1635-1682):
y Hơi nước dược bắt nguồn từ trái đất và ngưng tụ lại… y Kircher(1615-1680):
y Nước từ đại dương được bốc hơi do hâm nóng c ủa ủ trái trái đất đấ , rồi ồ bay lên , và và
ngưng tụ trên các sườn núi
LÝ THUYẾT TRUYỀN THỐNG (Cont.) • Lý thuyế ấ t th m
– Vitruvius (~80-20 BC) Xuất bản cuốn sách
lần thứ 8 về nước và cống dẫn nước: Mưa và
tuyết trên đất thấm xuống và bổ sung cho các mạ m ch phun và con s ông sông
– Palissy (1509-1590) là nhà khoa học và cũng
là thợ gốm của Pháp có trình bày chính xác về chu trình thủy văn
– Perrault (1670): Có trình bày về cân bằng nước t rên trên sông Seine D . òng Dòng ch ảy t rong trong sông bắt nguồn từ mưa.
– Mariotte(1620-1684). Là nhà vật lý người
Pháp. Có đánh giá về bổ cập nước ngầm đầu
tiên: Tương tự như mái nhà bị rò rỉ. – Vallisnieri Ở
(1723): độ cao thấp trong dãy núi
Alps, giếng phun được phổ biến. Độ cao cao
hơn trong dãy núi Alps, suối giảm lượng nước
ngầm có nguồn gốc từ mưa.
CÁC LÝ THUYẾT HiỆN ĐẠI
• Lý thuyết hiện đại
– Henri Darcy (1856): Phát triển
quan hệ của dòng chảy trong môi trường cát. Sự S gi ữ gi nướ n c t rong trong các
tầng ngậm nước. Giải bài toán dòng không ổn định.
– Hazen, Slichter, O. E. Meinzer(1900s Meinzer ): ứng dụ d ng ụ thự th c
tiễn, trên cơ sở nguyên lý lý thuyết
của đại chất thủy văn Pháp Henri Darcy
– King (1899): Đưa ra các bản đồ nước ngầ g m, dòn , g ch g ảy nước ngầm, mặt cắt
– C.V. Theis(1930s): Lý thuyết về thủy lực giếng
– Hubbert(1940) “…thông g qua thí q
nghiệm để viết lý thuyết dòng chảy
nước ngầm bằng các thuật ngữ vật lý ”
– C. E. Jacob (1940) Phương trình vi phân từ ầ ng ph n ố đ i với dòng C.V. Theis chảy ngầm
TÀI NGUYÊN NƯỚC TOÀN CẦU CHU TRÌNH NƯỚ N C TOÀ TO N À CẦU Ầ Thời gian lưu giữ trong một tiểu hệ thống: = Thời gian di chuyển trung bình của nước qua một tiểu hệ thống của chu trình thủy ă v n: Tr = S / Q = Storage/flowrate Nguồn nước ngọt chính cho các hoạt động con người (44,800 km3/yr)
Chu trình thủy văn (Local view) Độ Đ ẩm ẩ không không khí Tuyết Mưa Bố B c ố hơi Đọng trên lá cây Rơi xuống đất và
Chảy trên thân và cành cây Bă B ng tuyết ngư ng ng tụ Tuyết tan Biên lưu vực Thấm Bề mặt Không thấm Môn h ọ h c ọ Thấm bề mặt này tập trung Độ ẩm đất Bốc thoát hơi vào các Thấm tầng sâu
Chảy tràn trên bề mặt ặ vấn đề Nước ngầm này Dòng chảy ngầm Bốc hơi Sông suối ố nh nhỏ và ao h ồ
Dòng chảy trong sông kênh lớn
Dòng chảy cửa ra lưu vực Ogallala Edwards Major Aquifers of Texas Formation of Edwards Aquifer Edwards Aquifer • Primary geologic unit is Edwards Limestone • One of the most permeable and productive aquifers in the U.S. • The aquifer occurs in 3 distinct segments: • Contributing zone • Re R charge zone n • Artesianzone
Contributing Zone of Edwards Aquifer • Located north and west of the aquif e aquif r e in the reg re i g on referred to as the Edwards Plateau or Texas Hill Country
• Largest part of the aquifer spanning 4400 sq. miles
• Water in this region travels to recharge zone
Recharge Zone of Edwards Aquifer • Geologically known as the Balcones fault zone • It co nsi s s i t s s of an abundance of Edwards Limestone that is exposed at the surface ‐provides pr path pa for wate r to reach the artesian zone
Artesian Zone of Edwards Aquifer
• The artesian zone is a complex
system of interconnected voids varyin i g fr om fr micr osc micr o osc pic pore por s to open caverns
• Located between two relatively less permeable lay la e y rs r that tha confine and pressurize the system
• Underlies 2100 square miles of land The Edwards Group Flowpaths o f of t he the Edwards Aquifer Th O e gallllal A a quif ifer
•Approximately 170,000 wells draw water wate fr om fr the aquif e aquif r e . •Wat Wa e t r e le v le e v l e declines of 2 3 ‐ fe e fe t e per year in some regions .
•Only 10% is restored by rainfall. Example O gallala Ogallala W ell W Hydrograph The Ogallala Aquifer
Water Level Change up to 1980
Water Level Change 1980 - 1994 Tóm Tó t ắ t t • Giớ Gi i thiệu ệ môn học ọ và
• Các tầng chứa nước ngầm – Thuật ngữ – Lịch sử • Tài Tà nguyên nguy nước toà to n à cầ c u ầ
– Chu trình nước toàn cầu • Ví dụ về các cá tầng ầ nước ngầm ầ củ c a ủ bang Tex Te a x s a – Edwards – Ogallala Og CHƯƠNG 2:
CÁC TÍNH CHẤT VẬT Ý L CỦA CÁC Ầ T NG CHỨA NƯỚC
(Physical Properties of Aquifers) TS. Nguyễn Mai Đăng
Bộ môn Thủy văn & Tài nguyên nước Viện Thủy ă v n, ô M i trường & Biến đ ổi khí h ậu dang@wru.vn Tóm Tó t ắ t t các đ ề mục c ủa chươ ch ng 2
• Sự xuất hiện nước ngầm
– Phân bố nước trong tầng sát mặt
• Môi trường lỗ rỗng (Porous Medium) – Độ rỗng (Porosity) – à H m lượng ẩm đất ( Moisture Content)
– Kích thước hạt (Particle Size)
– Áp suất mao dẫn (Capillary Pressure) – Đường co ng đ ặc ặ tính độ ẩm ẩ đất ấ (Soil Moistur Mois e tur Charact Char e act rist ris ic Curves) v
– Hệ số thoát nước (nhả nước) và giữ nước đơn vị (Specific Yield and Retention) • Các Các loại ạ itầng ầ chứa nước c (Aquife (Aquif r Typ Ty es)
– Lượng trữ trong các tầng ngậm nước (Aqufier Storage)
• Mực nước thủy áp (Piezometric head)
Sự xuất hiện nước ngầ g m
Occurrence of Groundwater
• Nước ngầm xuất hiện khi nước xâm nhập vào tầ t ng át s ặ m t thô thông qua
các khe nứt và lỗ hổng trong đất v à và đá
• Mực nước ngầm tầng nông (Shallow wa t wa e t r level is called the water table) 3
Phân bố nước trong tầng sát mặt • Phân chia thà h n á c c ù v ng Biểu đồ phân bố đất khác nhau Biểu đồ phân bố ẩm
– Phụ thuộc vào % không (Soil Profile) Mô tả (Description) (Moisture Profile)
gian lỗ rỗng thay thế bởi nước • Unsaturated Zone
– Nước được lưu giữ bởi
các lực hút mao dẫn, độ
ẩm vùng này xấp xỉ độ ẩm đồng ruộng (field capacit i y t ) y tr t ừ r khi đang trong quá trình thấm • Soil zone
– Nước chuyển động xuống trong khi thấm và lên trong tr khi bố b c h ơ h i • Capillary fringe
– Lớp này đạt bão hòa ẩm ở đáy (Saturated at base)
– Đạt độ ẩm đồng ruộng ở đỉ h n (Fi l e d ld capacity t a t ) op • Saturated Zone
– Các lỗ rỗng bão hòa hoàn toàn (Fully saturated pores)
Độ ẩm đồng ruông (Field capacity): ‐ Là lượng nước còn giữ lại được sau khi thấm trọng lực (Water
remaining after gravity drainage)
Độ ẩm cây héo (Wilting point): ‐ Là lượng nước còn giữ lại được sau khi thấm trọng lực & bốc hơi (Water
remaining after gravity drainage & evapotranspiration)
Môi trường lỗ rỗng (Porous Medium)
Mặt cắt ngang của lớp đất • Groundw Gr a oundw t a er t
– Là tất cả các lượng nước bên
dưới bề mặt đất (All waters found beneath the ground surface)
– Xâm chiếm các lỗ rỗng (Occupies pores) • Porous media
– Vô số các lỗ rỗng có kích thước
nhỏ (Numerous pores of small size)
– Các lỗ rỗng chứa chất lỏng như Có kí ch t h thước đề ) u Có kí ch t h thước khô đề ng )
Các lỗ rỗng chứa chất lỏng nh u)
nước và không khí (Pores contain fluids e.g., water and air)
– Các lỗ rỗng đóng vai trò như một
đường ống để dẫn nước (Pores act as c o c nduits o fo r fo flow of fluids) • Type of rocks
– Số lượng, kích thước, và sự sắp xếp
của các lỗ rỗng ảnh hưởng đến sức
chứa nước và dòng chảy trong địa tầng. •
Pores shapes are irregular
– Sự khác biệt trong khoáng chất
hình thành nên các loại đá
– Quá trình địa chất hình thành nên
Đá tinh thể khe nứt (đá
Đá có thể hòa tan (đá vôi) các hình d ạng ạ lỗ rỗng ỗ . granite)
Mặt cắt ngang của lớp đá
Kích thước hạt của các loại đất
(Particle Size of Some Soils) 6 Độ rỗng (Por (P osity) or Soil volume V •
Là sự chiếm giữ của khoảng trống (Saturated) Pore
trong môi trường xốp (Property of with
the voids of the porous medium) water •
Nó = % của tổng dung tích bị chiếm
giữ bởi các khoảng trống (% of total l vo ume occupi d e by id vo ) s lid so Độ rỗng (Por (P osity) or
Độ rỗng: tổng dung tích của Soil volume V đất ấ có th ể th được lấp ấ đ ầy ầ bở b i (Saturated) Saturated Por Po e nước V V − V with i φ = s φ = water V V V = T ổng dung tí h c ủ c a kh ố kh i ố đất đá xem xét solid
Vi = Dung tích khoảng trống
Vs = Dung tích phần chất rắn ρ ρ − ρ ρ m d d
m = mật độ hạt (grain density) φ = = 1−
ρ = mật độ khoảng trống (bulk ρ ρ m m
d = mật độ khoảng trống (bulk density)
Tỷ lệ khoảng trống V φ e = i = = (Void Ratio): V 1−φ s
Các giá trị tiêu biểu của độ xốp Typ Ty i p c i a c l a Va l Va u l es of Po ros o i s t i y t Material Poro Por sity (%)
Peat Soil (đất pha than bùn) 60-80 Soils 50-60 Clay 45-55 Silt (phù sa) 40-50
Med. to Coarse Sand (TB đến thô) 35-40 Uniform Sand (cát đều) 30-40 Fine to Med Sand 30-35 Gravel 30- 30 40 Gravel and Sand 30-35 Sandstone (sa thạch) 10-20 Shale (đá p ế hi n sét) 1-10 Limestone 1-10 9
Độ ẩm đất (Moist (Mois ur t e ur Cont Con en t t) en Soil volume V
Độ ẩm đất: = tỷ lệ phần dung (Unsaturated) Unsaturated tích nước trên ổ t ng dung tích khối đất đá xem xét: V Pore W θ = with V V air
V = Tổng dung tích khối đất đá V Dung tích nước w = Dung tích nướ
Vi = Dung tích lỗ rỗng
Vs = Dung tích phần chất rắn
Độ bão hòa của đất V θ (S ( atu at r u at r i at on, n % wate r wate co nten nte t n ) t : ) S = W = = 0% < S < 100% V φ i
Phân bố kích thước hạt (Particle (P Siz e Siz Dis t Dis ribution) Sand 49% Clay 40% Cá đặ c tí c h n đấ t của
một mẫu đất lấy ở đảo Síp (Cyprus) 11 Sưc căng mặt ngoài
(Surface Tension)
• Bên dưới bề mặt giao diện (interface)
– Lực tác động cân bằng lên tất cả các hướng
• Tại bề mặt giao diện
Bề mặt giao diện (interface) Không khí – Một ộ số lực ự bị triệt ệ tiêu
– Các lực cùng kéo các phân tử xuống
– Giống như màng tế bào kéo căng bề mặt Nước Lực tổng ề ặ ệ ị ố hợ h p h ướ h ng •
Bề mặt giao diện bị uốn cong vào bên
– Áp suất cao hơn về phía lõm trong
• Sự tăng lên của áp suất được cân bằng bởi s ức ứ c ă c ng bề mặ m t ặ Không có l ự l c tổ t ng ổ
– σ = 0.073 N/m (tại 20oC) hợp (bị triệt tiêu) • Áp suất mão dẫn
– Liên quan đến áp suất trên cả 2 phía của mặt giao di ệ di n
Áp suất mao dẫn (Capillary Pressure ‐ Pc) Cách 1: tính Pc Air P
Bên trong ống áp suất âm
nên nước bị hút lên Solid Solid (Negativ i e v ψ Pressure) Water
Tại mặt nước ap suất = 0 P Càng xuống sâu r dưới nước áp suất càng lớn (Positive pressure) ψ: cột nước mao dẫn
γ: trọng lượng riêng của nước σ: sức căng bề mặt Áp suất p = 0 không khí air p = p − p = γψ c air w Áp suất p = γψ − w nướ n c 2σ 2 2σ 2 p = γψ = γ = c rγ r
Áp suất mao dẫn (Capillary Pressure) Cách 2: tính Pc Air θ Negative Solid Solid pressure Wate t r e Positive r pressure
Chất lỏng dâng lên trong ống do lực hút của lỗ (áp suất mao dẫn) cho đến khi
cân bằng với trọng lực σ cosθ ( π 2 r π ) = γπr γπ ψ 2 )
(trọng lực nước trong lỗ) (lực hút mao dẫn) σ ψ 2 = rγ σ 2 σ 2 p = γψ = γ = c rγ r
Phân bố áp suất tầng sát mặt
(Subsurface Pressure Distribution) y z Cột nước do áp suất Ground surface mão dẫn bên trên mực Pressure is nước ng ầ ng m ầ là: nega neg tive a abov abo e v water table ψ =ψ (θ ) ψ Unsaturated zone
y Phân bố áp suất thủy tĩnh bên dưới mực Water table z = ; 0 p = 0 nước ngầ g m (n ( ơi p = 0) Pressure is ) positive b l e ow là: 1 d water table ∂p Saturated zone = γ − P = d γ 0 1 > ∂z p < 0 p = 0 p > 0
Đường cong đặc tính của nước trong đất
(Soil Water Characteristic Curves) Vùng thấm Porosity (Vadose Zone) Đường cong đặc tính của ủ n ướ n c trong trong đất đấ Capillary Zone
• Cột nước áp suất mao dẫn: ψ =ψ (θ ) • Và phụ thuộc vào:
– Phân bố kích thước của lỗ – Độ ẩm đất
Độ dâng cao mao dẫn trong đất
(Capillary Rise in Soils)
Độ dâng mao dẫn trong các mẫu vật liệu tự nhiên (không đầm chặt) - Sỏi mịn - Cát rấ hô t t - Cát thô - Cát trung bình - Cát m ị m n
Very fine sand - cát rất mịn Clay - sét (sau 72 ngày)
(vẫn còn dâng lên sau 72 ngày) Đô dâng cao m ao mao d ẫn đ o đượ c s au sau 72 ngày; t ấ t t cả các m ẫu h ầu
như đều cố cũng độ rỗng 41%
Hệ số thoát nước & giữ nước
(Specific Yield & Retention)
• Hệ số thoát nước đơn vị (Specific Yield ‐ SY) – Sy Là ỷ t ố
s giữa lượng nước thu được (
bởi thoát trọng lực khi mực nước
ngầm hạ thấp 1 khoảng ∆h) so với tổng dung tích: drainage gravity volume S = y total volume
– Sy cũng được xem là độ rỗng hữu hiệu ( f e t ec i tive poprosit ) y
• Hệ số giữ nước đơn vị (Specific Retention ‐ Sr)
– Là lượng nước còn lại sau khi thoát do trọng lực (độ ẩm đồng ruộng ‐ field ca c pacity) S = φ − S r y volume drained = S hA ∆ y
Quan hệ giữa độ rỗng, hệ số thoát nước và giữ nước đơn vị (Porosity (P , Specific Yiel
e d, & Specific Re R t e e t n e t n ion) t S = φ − r S y
Các loại tầng ngậm nước (Aquifer Types)
Vùng bổ cập nước ngầm Giếng • Aquif q er phun
– Chứa & chuyển nước
– Phù sa tự nhiên, cát, sỏi, đá cát. • Aquiclude – Chứ Ch a, nh ư nh ng không chuyển nước
– Đất sét and pha đá phiến sét
– Các biên không thấm của các t ầ t ng ầ ng ậm ậ n ướ n c • Aquitard
– Chuyển nước, nhưng ko giữ nước
– Đá phiến sét và pha sét – Các lớp có áp ấ th m nước yếu •
Tầng chứa nước có áp •
Tầng ngậm nước không áp (Confined aquifer) (Unconfined aquifer) – Có áp su ấ su t ấ lớ l n h ơ h n áp su ấ su t ấ – ó C ồ t n tại mực nước ngầ khí quyển m
– Có biên bởi các lớp không
– Có biên bởi mực nước ngầm thấm Aquifer Types
Áp lực từ bên ngoài ép nén tầng ngậm nước nước b ị phun ra do chênh lệch áp suất (lớp không thấm) (lớp không thấ th m) ấ • Aquifer • Confined aq if u er if – Store & transmit water – Under pressure – Unconsolidated deposits
– Bounded by impervious layers sand and gravel, sandstones etc. • Aquitard • Unconfined aquife aquif r q er
– Transmit don’t store water – Phreatic or water table – Shales and less clay – Bounded by a water table – Leaky confining layers of aquifers Hệ ố s chứ h a ướ n c (A if qu er Storage)
• Khả năng nén của chất lỏng ‐ Fluid Compressibility (β) V ∆ = β g φρ
• Khả năng nén của môi trường xốp ‐ Porous Medium Compressibility (α) ∆V = αρg
• Hệ số chứa nước đơn vị ‐ Specific Storage (Ss)
– Là lượng nước thoát ra được từ 1 thể tích đơn vị của tầng ngậm nước sau khi i
g ảm 1 đơn vị cột n ớ ư c ( ô m tả next sli ) ce
• Tầng chứa nước có áp ‐ Confined Aquifer
S = ρg(α + φβ ) s
– Nước được lấy ra theo 2 cơ chế (mô tả slice trước): 1. Do tầng ầ chứa
ứ nước bị ép nén bởi t ă t ng áp l ực ự từ bên ng oài ng
2. Nước bị đẩy ra do áp suất giảm
• Tầng không áp ‐ Unconfined aquifer S = S s y
– Nước được lấy ra do bơm hút từ các lỗ rỗng •
Hệ số chứa nước ‐ storage coefficient (S) hay còn gọi là sức chứa (storativity): là
tổng lượng nước có thể thoát ra được từ 1 tầng ngậm nước khi hạ thâp 1 đơn vị cột nước: S = S b s
Chỉ đối với tầng có áp, có bề dày b
Quan hệ lượng trữ trong các tầng nước ngầm
(Storage Relations in Aquifers) Unconfined Aquifer Confined Aquifer S = S s y
S = ρg(α + nβ ) s
Cao trình và cột nước áp suất
(Pressure and Elevation Heads)
• Mực thủy áp – là năng lượng
trên một đơn vị trọng lượng của chất lỏng: p h = + z γ Cao trình (Elevation Cột nước áp suất ψ head) (Pressure head) h = mực thủy áp p = áp suất chất lỏng γ = ρg = Trọng lư ấ c riêng ch t lỏng
ρ = Khối lượng riêng chất lỏng Mặt chuẩn (MSL) (nước: 1000 kg/m3)
g = gia tốc trọng trường (9.81 m/s2) z = cao trình Mực thủy áp (Piezometric d) Hea • Mực thủy áp (Piezometric head) p h = + z γ • Tầng k o á p (U nc fi on ned aquifer) – piezometric head = elev ele a v t a ion t p p h = + z γ γ Pressure p = 0 head = 0 h = z z
Hai tầng ngậm nước có áp với các cột nước khác nhau
(Two Confined Aquifers with Different Heads)
‐Nước ngầm có xu thế chảy từ
tậng ngậm nước phía trên (có
cột nước lớn) xuống tầng ngậm
nước phía dưới (cột nước nhỏ). ‐ Hình ẽ
v này không có thông tin
nào liên quan đến chênh lệch Tầng thấm nước yếu
cột nước (gradient) theo phương ngang ng , mà chỉ có
gradient theo phương thẳng đứng.
Do chênh lệch gradient cột nước nên nước
sẽ chảy từ tầng trên xuống tầng dưới
Gradient cột nước thẳng đứng và nằm ngang
(Horizontal and Vertical Head Gradients) (Mực nước ngầm) (Mự (M c thủ th y ủ áp) Tóm Tó l ạ l i chươ ch ng 2 đã họ h c • Sự xuất ấ hi ện ệ n ước ng ầm ầ
– Phân bố nước trong tầng sát mặt
• Môi trường lỗ rỗng (Porous Medium) – Độ rỗ r ng ỗ (Por (P osity) or
– Hàm lượng ẩm đất (Moisture Content)
– Kích thước hạt (Particle Size)
– Áp suất mao dẫn (Capillary Pressure)
– Đường cong đặc tính độ ẩm đất (Soil Moisture Characteristic Curves)
– Hệ số thoát nước (nhả nước) và giữ nước đơn vị (Specific Yield and Retention) • Các l o i ạ t ầng h c ứa nước (A quifer T ypes)
– Lượng trữ trong các tầng ngậm nước (Aqufier Storage)
• Mực nước thủy áp (Piezometric head)
Document Outline
- 1 - Gioi thieu chung
- 2 - Các dac trung nuoc ngam