Bài giảng Thí nghiệm thấm

 1 
MỤC LỤC 
Mở ñầu 
Chương 1. Các dạng hút nước và mục ñích hút nước, ñặc ñiểm ñộng thái của nước dưới ñất 
khi tiến hành hút nước trong những ñiều kiện ñịa chất thuỷ văn khác nhau. 
 1) Các dạng hút nước và mục ñích của chúng. 
 2) ðộng thái vận ñộng của nước dưới ñất khi hút nước trong những ñiều kiện ñịa 
chất thuỷ văn khác nhau. 
Chương 2. Các thông số tính toán ñịa chất thuỷ văn và phương pháp xác ñịnh chúng theo số 
liệu hút nước. 
 1) ðặc ñiểm vắn tắt các thông số tính toán ñịa chất thuỷ văn. 
2) ðặc ñiểm chung của các phương pháp xác ñịnh thông số tính toán ñịa chất thuỷ văn. 
Chương 3. Chỉnh lý và giải thích các kết quả thí nghiệm trong ñiều kiện vỉa chứa nước áp lực 
ñồng nhất vô hạn. 
 1) Chính lý số liệu thí nghiệm khi lưu lượng của lỗ khoan không ñổi. 
2) Chỉnh lý kết quả thí nghiệm khi ñặc tính hút nước phức tạp trong giai ñoạn hạ 
thấp mực nước. 
3) Chỉnh lý kết quả thí nghiệm khi ñặc tính hút nước phức tạp trong giai ñoạn hồi 
phục mực nước. 
Chương 4. Chỉnh lý và giải thích kết quả thí nghiệm trong ñiều kiện vỉa chứa nước áp lực 
ñồng nhất hữu hạn trên mặt bằng ñể xác ñịnh các thông số, không tính ñến ảnh 
hưởng của các biên giới. 
 1) Tiêu chuẩn áp dụng phương pháp Jacob trong các vỉa hữu hạn. 
2) Những nguyên tắc cơ bản chỉnh lý và giải thích các kết quả thí nghiệm trong các 
vỉa chứa nước hữu hạn. 
Chương 5. ðặc ñiểm chỉnh lý và giải thích kết quả thí nghiệm trong ñiều kiện tầng chứa nước 
không áp. 
Chương 6. ðặc ñiểm chỉnh lý và giải thích kết quả thí nghiệm trong ñiều kiện tầng chứa nước 
khe nứt - cactơ. 
1) Một vài ñặc ñiểm thấm của chất lỏng trong ñá nứt nẻ. 
2) Tầng chứa nước trong ñá nứt nẻ với “ñộ lỗ hổng kép”. 
3) Tầng chứa nước trong ñất ñá nứt nẻ rất không ñồng ñều. 
4) Tầng chứa nước trong ñất ñá nứt nẻ dị hướng. 
Chương 7. ðặc ñiểm chỉnh lý và giải thích các kết quả thí nghiệm trong ñiều kiện tầng chứa 
nước phân lớp. 
nhieu.dcct@gmail.com
 2 
1) Thử nghiệm riêng biệt các lớp chứa nước. 
2) Nghiên cứu tổng hợp hệ tầng phân lớp. 
3) ðặc ñiểm chỉnh lý tài liệu thí nghiệm trong giai ñoạn hồi phục mực nước. 
Chương 8. Chỉnh lý và giải thích kết quả thí nghiệm khi có ảnh hưởng của biên giới. 
1) Những khu ñược giới hạn bởi các biên giới không thấm nước. 
2) Những khu vực có biên giới không ñồng nhất về tính thấm. 
3) Những khu gần nơi thoát nước dưới ñất cục bộ. 
4) Những khu vực trong vỉa có hình dạng biên giới phức tạp khác nhau. 
Chương 9. Những ñặc ñiểm của phương pháp chỉnh lý và giải thích kết quả thí nghiệm trong 
các vùng ven bờ. 
Chương 10. Xác ñịnh và phân loại các thông số tính toán cơ bản trong ñiều kiện vỉa có tính 
thấm không ñồng nhất hỗn tạp. 
1) ðánh giá ñặc tính không ñồng nhất hỗn tạp bằng phương pháp thống kê. 
2) ðánh giá ñặc tính không ñồng nhất hỗn tạp và mối liên hệ của các thông số ñịa 
chất thuỷ văn hữu hiệu với ñánh giá thống kê. 
3) ðặc ñiểm biến dạng các quy luật thí nghiệm thay ñổi mực nước trong vỉa 
không ñồng nhất hỗn tạp. 
4) ðặc ñiểm xác ñịnh các thông số trong vỉa không ñồng nhất hỗn tạp. 
5) Phân loại các thông số của vỉa không ñồng nhất hỗn tạp. 
Chương 11. Chỉnh lý kết quả hút nước thí nghiệm có xét ñến dao ñộng tự nhiên của mực nước 
dưới ñất. 
1) Dao ñộng mực nước dưới ảnh hưởng sự thay ñổi của áp suất khí quyển. 
2) Dao ñộng mực nước dưới ảnh hưởng của sự thay ñổi cường ñộ cung cấp của 
nước mưa cho tầng chứa nước. 
3) Dao ñộng mực nước dưới ảnh hưởng của sự dâng và hạ mực nước trong các 
dòng và khối nước mặt. 
Chương 12. Những vấn ñề cơ bản về phương pháp tiến hành và những khuyến nghị về bố trí 
thí nghiệm. 
1) Những vấn ñề cơ bản về phương pháp tiến hành thí nghiệm hút nước. 
2) Khuyến nghị về bố trí công tác thí nghiệm. 
Mục lục 
nhieu.dcct@gmail.com
 3 
MỞ ðẦU 
Thí nghiệm thấm là một trong những công tác chủ yếu của ñiều tra ñịa chất thuỷ văn, ñược 
tiến hành nhằm giải quyết nhiều vấn ñề kinh tế quốc dân khác nhau. Dạng công tác này có ý 
nghĩa ñặc biệt khi tìm kiếm và thăm dò nước dưới ñất phục vụ cho cung cấp nước và tưới; 
trong hệ thống của Bộ ñịa chất Liên Xô mặt công tác tìm kiếm và thăm dò này thường chiếm 
khoảng 50 - 60% tổng ñầu tư hàng năm của ngân sách quốc gia vào lĩnh vực “ðịa chất thủy 
văn và ñịa chất công trình”. 
Vì vậy, việc hoàn thiện phương pháp thí nghiệm thấm và chỉnh lý các tài liệu thí nghiệm có 
tầm quan trọng ñặc biệt và có ý nghĩa quan trọng hàng ñầu trong toàn bộ công tác tìm kiếm - 
thăm dò nước dưới ñất. 
Phương pháp tiến hành thí nghiệm và chỉnh lý kết quả thí nghiệm ñã ñược ñề cập trong nhiều 
tài liệu, sách báo. Nhưng trong những tài liệu xuất bản trước những năm sáu mươi không xét 
ñến thành tựu mới về ñộng lực học nước dưới ñất và những thay ñổi quan trọng trong phương 
pháp tiến hành thí nghiệm do tác ñộng của những thành tựu ñó. Trong những công trình 
nghiên cứu xuất bản muộn hơn, tuy phương pháp tiến hành thí nghiệm và chỉnh lý số liệu thí 
nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết thủy ñộng lực hiện ñại, nhưng thực tế chỉ là ñề cập ñến kỹ 
thuật chỉnh lý số liệu hút nước áp dụng cho những ñiều kiện tương ñối lý tưởng mà không xét 
ñến ñặc ñiểm tự nhiên của mỏ nước dưới ñất. Trong khi ñó, sự ña dạng của ñiều kiện ñịa chất 
thuỷ văn, mà trong ñó tiến hành thí nghiệm thấm, ñặc tính phức tạp của sự hình thành ñộng 
thái nước dưới ñất khi hút nước thí nghiệm, khi cùng một quy luật biến ñổi lưu lượng và mực 
nước nhưng có thể do ảnh hưởng của các yếu tố rất khác nhau, tất cả ñiều ñó ñòi hỏi phải 
phân tích và giải thích số liệu thí nghiệm ñể xác ñịnh các thông số ñịa chất thuỷ văn. Mặc dù 
những cách giải quyết ñó có cơ sở lý thuyết chắc chắn, nhưng không phải tất cả các phương 
pháp ñó ñều có giá trị áp dụng như nhau trong các ñiều kiện tự nhiên cụ thể. 
Các tác giả cuốn sách này ñặt cho mình nhiệm vụ phân tích cơ sở phương pháp chỉnh lý và 
giải thích số liệu thí nghiệm, có xét ñến những ñặc ñiểm riêng của tầng chứa nước trong 
những ñiều kiện ñịa chất thuỷ văn khác nhau, cũng như giới thiệu phương pháp bố trí và tiến 
hành thí nghiệm trong quá trình tìm kiếm và thăm dò nước dưới ñất phục vụ cho cung cấp nước. 
ở ñây khác với những tài liệu hiện có, phần lớn phương pháp chỉnh lý và giải thích số liệu hút 
nước thí nghiệm và thí nghiệm tự chảy ñã trình bày trong các tài liệu nghiên cứu ñịa chất thuỷ 
văn cụ thể ñược tiến hành trong khi tìm kiếm và thăm dò nước dưới ñất trong những ñiều kiện 
ñịa chất thuỷ văn khác nhau. 
Khi biên soạn cuốn sách này ñã sử dụng nhiều tài liệu thực tế về thí nghiệm thấm do các cơ 
quan sản xuất khác nhau thuộc Bộ ñịa chất Liên Xô tiến hành trong các ñối tượng thấm cụ thể. 
Không nên coi cuốn sách này như một tài liệu tổng hợp mà trong ñó có nêu ñầy ñủ ñặc ñiểm 
của tất cả các phương pháp chỉnh lý và giải thích số liệu thí nghiệm thấm. Nhiệm vụ chủ yếu 
của cuốn sách này là phân tích phương pháp tiến hành thí nghiệm và chỉnh lý kết quả thí 
nghiệm thấm trong ñiều tra cung cấp nước. Trong cuốn sách chỉ phân tích những phương 
pháp nào theo quan ñiểm của các tác giả là phù hợp nhất trong các ñiều kiện tự nhiên cụ thể. 
Trong tác phẩm không ñề cập ñến vấn ñề về kỹ thuật tiến hành thí nghiệm (cấu trúc lỗ khoan, 
thiết bị ống lọc, thiết bị bơm, các dụng cụ ño lưu lượng và mực nước...) mà ñã giới thiệu khá 
ñầy ñủ trong các tài liệu khác. Cũng với lý do này, ở ñây không giới thiệu phương pháp lập 
ñường cong lưu lượng, phương pháp tính sức kháng dọc theo lỗ khoan và ống lọc, cũng như 
những yếu tố khác (ñộ nhiệt, yếu tố khí v.v..) thể hiện rất rõ ở những lỗ khoan sâu. ở ñây cũng 
không xét ñến việc xác ñịnh các thông số theo tài liệu khai thác. 
nhieu.dcct@gmail.com
 4 
Cuốn sách này viết cho các kỹ sư ñịa chất thuỷ văn chuyên tìm kiếm và thăm dò nước dưới 
ñất cho cung cấp nước. Nó cũng có thể dùng ñể chỉnh lý số liệu thí nghiệm thấm ñược tiến 
hành nhằm giải quyết những nhiệm vụ khác nhau (khai thác các mỏ khoáng sản, tưới, xây 
dựng các công trình thủy công) nó sẽ bổ ích cho các sinh viên ngành ñịa chất thuỷ văn khi 
học giáo trình “Phương pháp nghiên cứu ñịa chất thuỷ văn” và “Tìm kiếm thăm dò nước dưới ñất”. 
Khi biên soạn cuốn sách, các tác giả phân công như sau: tiết 1 của chương 2, chương 6, 7 và 
11 do B. V. Borevxki viết (tiết 2 chương 6 có sự tham gia của B. G. Xamxonov); các chương 
3, 4, 5, tiết 2 và 3 của chương 7, tiết 1, 3 và 4 của chương 10 do B. G. Xamxonov ; lời mở 
ñầu, các chương 1 và 9 do L. X. Iazvin viết ; tiết 2 của chương 2, tiết 1 chương 7, tiết 2 và 5 
của chương 10 và chương 12 do B. G. Xamxonov và L. X. Iazvin cùng viết. Tổng biên tập là 
L. X. Iazvin. 
Các thành phần tính toán chủ yếu do O. I. Buñracova và L. I. Crivoseera hoàn thành. Các 
phần ñồ thị do L. I. Crivoseera. 
nhieu.dcct@gmail.com
 5 
Chương 1 
CÁC DẠNG HÚT NƯỚC VÀ MỤC ðÍCH HÚT NƯỚC. 
ðẶC ðIỂM ðỘNG THÁI CỦA NƯỚC DƯỚI ðẤT KHI TIẾN HÀNH 
HÚT NƯỚC TRONG NHỮNG ðIỀU KIỆN 
ðỊA CHẤT THUỶ VĂN KHÁC NHAU 
1. CÁC DẠNG HÚT NƯỚC VÀ MỤC ðÍCH CỦA CHÚNG 
Hiện nay tất cả các dạng hút nước tiến hành khi tìm kiếm và thăm dò các kiểu mỏ nước dưới 
ñất khác nhau có thể chia thành ba dạng sau: hút nước thử, hút nước thí nghiệm và hút nước 
khai thác thí nghiệm. Sự khác nhau về mục ñích của ba dạng hút nước ñó quyết ñịnh phương 
pháp tiến hành thí nghiệm thể hiện chủ yếu ở thời gian kéo dài thí nghiệm và kết cấu của 
chùm thí nghiệm. Vì vậy, ñể tiến hành công tác thí nghiệm, trước tiên cần xác ñịnh những 
nhiệm vụ mà việc nghiên cứu thí nghiệm thấm cần giải quyết. 
Hút nước thử là dạng phổ biến nhất khi tìm kiếm và thăm dò nước dưới ñất, trong thực tế 
ñược tiến hành ở tất cả các lỗ khoan trong quá trình khảo sát ñịa chất thủy văn (lỗ khoan tìm 
kiếm, thăm dò và quan sát). Hút nước thử (hoặc tháo nước) ñược thực hiện ñể ñánh giá sơ bộ 
các tính chất thấm của ñất ñá chứa nước và chất lượng của nước dưới ñất ñối với các khoảnh 
và ñới khác nhau. 
Hút nước thí nghiệm là dạng công tác ñịa chất thủy văn chủ yếu ñược tiến hành trong các giai 
ñoạn thăm dò sơ bộ và thăm dò tỷ mỷ. 
Hút nước thí nghiệm ñược tiến hành ñể giải quyết những vấn ñề sau ñây: 
1) Xác ñịnh các thông số ñịa chất thủy văn chủ yếu của các tầng chứa nước (hệ số thấm, ñộ 
dẫn nước, ñộ truyền áp và ñộ truyền mực nước, ñộ nhả nước, sự chảy xuyên tầng, bán kính 
ảnh hưởng dẫn dùng, sức cản chung của trầm tích lòng sông). 
2) Nghiên cứu ñiều kiện biên của các tầng chứa nước trên bình ñồ và trên mặt cắt (quan hệ 
giữa nước dưới ñất và nước mặt, quan hệ giữa các tầng chứa nước lân cận...). 
3) Xác ñịnh quan hệ giữa lưu lượng và mực nước hạ thấp trong lỗ khoan. 
4) Xác ñịnh trị số hao hụt mực nước trong khu vực bố trí công trình lấy nước khi các lỗ 
khoan khai thác làm việc ñồng thời. 
Tùy theo có hay không có các lỗ khoan quan sát, hút nước thí nghiệm ñược chia thành hút 
nước chùm và hút nước ñơn. Hút nước thí nghiệm ñơn ñược tiến hành ñể xác ñịnh quan hệ 
giữa lưu lượng và trị số mực nước hạ thấp. Khác với hút nước thử, hút nước thí nghiệm ñược 
tiến hành với hai - ba cấp lưu lượng. Hút nước chùm là dạng chủ yếu của công tác hút nước 
thí nghiệm, khi nghiên cứu các ñiều kiện biên, xác ñịnh thí nghiệm trị số hao hụt mực nước. 
Dạng khác của thí nghiệm hút nước chùm là thí nghiệm hút nước nhóm, nó ñược tiến hành ñể 
nghiên cứu quan hệ giữa các tầng chứa nước và xác ñịnh các thông số ñịa chất thủy văn cơ 
bản trong những trường hợp khi lấy nước từ lỗ khoan ñơn không thể ñảm bảo ñộ chính xác 
cần thiết của tính toán vì trị số hạ thấp mực nước tuyệt ñối không lớn. 
Hút nước khai thác thí nghiệm từ một hoặc một số lỗ khoan chỉ ñược tiến hành trong giai 
ñoạn thăm dò tỷ mỷ trong ñiều kiện ñịa chất thủy văn và thủy hóa phức tạp không thể biểu 
diễn ở dạng sơ ñồ tính toán. 
nhieu.dcct@gmail.com
 6 
Mục ñích của hút nước khai thác thí nghiệm là xác ñịnh quy luật thay ñổi mực nước dưới ñất 
hoặc chất lượng của nước dưới ñất khi lấy một lượng nước nhất ñịnh. 
Khi thiết kế hút nước khai thác thí nghiệm trong ñiều kiện thủy hóa phức tạp, cần chú ý rằng 
chỉ nên tiến hành hút nước khai thác thí nghiệm ñể xác ñịnh bằng thực nghiệm sự thay ñổi 
chất lượng của nước khi nguy cơ kéo nước không ñạt tiêu chuẩn sử dụng trong mặt cắt thẳng 
ñứng hoặc trong trường hợp công trình lấy nước bố trí gần (vài chục mét) ranh giới phân bố 
nước dưới ñất có thành phần không ñạt tiêu chuẩn sử dụng xâm nhập vào. Khi khoảng cách 
lớn, thời gian dịch chuyển của ranh giới kéo dài hàng năm và sự thay ñổi chất lượng không 
thể ñánh giá trong quá trình hút nước. 
Tuỳ theo giai ñoạn ñiều tra ñịa chất thủy văn, ñiều kiện ñịa chất thủy văn và phương pháp áp 
dụng ñánh giá trữ lượng khai thác nước dưới ñất theo tài liệu hút nước có thể giải quyết một 
trong những nhiệm vụ kể trên hoặc giải quyết ñồng thời một số nhiệm vụ. 
Trong ña số các trường hợp công tác thí nghiệm thấm ñược tiến hành chủ yếu ñể xác ñịnh các 
thông số ñịa chất thủy văn, nhưng nhiều khi còn tiến hành hút nước ñể giải quyết nhiều nhiệm 
vụ khác nữa (ví dụ, khi áp dụng phương pháp thủy lực ñể ñánh giá trữ lượng khai thác nước 
dưới ñất). Do mục ñích cuối cùng của công tác thí nghiệm thấm là thu thập các số liệu cần 
thiết ñể ñánh giá ñịnh lượng các nguồn chủ yếu hình thành trữ lượng khai thác nước dưới ñất, 
nên khi chọn phương pháp công tác cần tính ñến khả năng thực tế xác ñịnh một số nguồn 
trong quá trình hút nước thí nghiệm. Ngoài ra, khi thiết kế hút nước thì mục ñích chính là xác 
ñịnh các thông số ñịa chất thủy văn, ñánh giá sự ảnh hưởng các ranh giới khác nhau của vỉa 
(trên bình ñồ và trong mặt cắt) và các ñặc ñiểm ñặc biệt về cấu trúc của ñá chứa nước ñối với 
quy luật hạ thấp mực nước dưới ñất. ðiều ñó cần thiết ñể xét ảnh hưởng của các yếu tố khi 
tính các thông số. ðể phân tích các vấn ñề ñó chúng ta sẽ xem xét quy luật thay ñổi mực nước 
theo thời gian (quy luật ñộng thái khi hút nước) trong những ñiều kiện ñịa chất thủy văn 
khác nhau. 
2. VẬN ðỘNG CỦA NƯỚC DƯỚI ðẤT KHI HÚT NƯỚC TRONG NHỮNG ðIỀU KIỆN 
ðỊA CHẤT THUỶ VĂN KHÁC NHAU 
Quá trình phát triển hình phễu hạ thấp theo thời gian hút nước rất phức tạp, vì sự hình thành 
bề mặt mực nước xảy ra dưới tác dụng của nhiều yếu tố, trong ñó ở giai ñoạn ñầu của sự tháo 
khô vỉa (trong tầng chứa nước không áp) hoặc ảnh hưởng của ñộng thái ñàn hồi (trong tầng áp 
lực) là những yếu tố quan trọng nhất. Khi tăng thời gian hút nước, kích thước của hình phễu 
hạ thấp rất lớn, nên trong một số trường hợp, quá trình chảy xuyên từ những tầng chứa nước 
nằm dưới và nằm trên thu nước dưới ñất thoát ñi trong những ñiều kiện tự nhiên, cũng như 
các ranh giới khác nhau của vỉa trên bình ñồ và trong mặt cắt bắt ñầu có ảnh hưởng ñến sự 
hình thành phễu hạ thấp mực nước. Trong nhiều trường hợp sự dao ñộng tự nhiên mực nước 
trùng hợp với quy luật thay ñổi mực nước theo thời gian do hút nước gây ra. Ngoài ra ñặc tính 
thay ñổi mực nước có thể phức tạp do yếu tố kỹ thuật gây ra (ví dụ, do sự dao ñộng lưu lượng 
trong quá trình hút nước). 
Như vậy, ñộng thái nước dưới ñất khi hút nước thí nghiệm do ba yếu tố quyết ñịnh: 
1) Các ñiều kiện ñịa chất thủy văn (cấu trúc của hệ tầng chứa nư ...  và nước dưới ñất ảnh hưởng quyết ñịnh ñến việc lựa chọn 
sơ ñồ trình lấy nước và vị trí của nó ñối với sông, việc hút nước thí nghiệm ñể giải quyết 
trước tiên vấn ñề ñó, cần phải tiến hành ngay ở giai ñoạn thăm dò sơ bộ. ðể rút ngắn thời gian 
kéo dài thí nghiệm trong giai ñoạn ñó, nên tiến hành hút nước ở vị trí không cách xa sông lắm 
(ñến 20- 30 m), vì khi bố trí lỗ khoan hút nước như thế có thể ñạt ñược sự ổn ñịnh của ñộng 
thái trong khoảng 10 - 15 ngày. Hút nước ñể làm chính xác hóa hệ số sức kháng trầm tích 
lòng ñược tiến hành ở giai ñoạn thăm dò tỉ mỉ với sự bố trí các lỗ khoan thí nghiệm theo tuyến 
của công trình lấy nước dự kiến. Trong trường hợp ñó, thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm 
(cũng cần ñạt tới ñộng thái ổn ñịnh) ñược xác ñịnh bởi kết quả tính toán thông số ở giai ñoạn 
thăm dò sơ bộ và ñược làm chính xác hóa trong quá trình thí nghiệm. 
Thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm ñể ñánh giá tác dụng qua lại giữa các tầng chứa 
nước trong hệ tầng hai lớp và nhiều lớp 
Thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm trong hệ tầng hai lớp ñược xác ñịnh bởi thời gian có 
thể hình thành hạ thấp mực nước khá lớn trong lớp cung cấp ở phía trên. Thông thường trong 
hệ tầng hai lớp, lớp trên là cát có ñộ nhả nước khá cao (0,1 - 0,15) và hoàn toàn thấm nước 
(hệ số thấm 0,1 - 1,0 m/ngày). Trong trường hợp này, thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm 
khoảng 10 - 15 ngày là hoàn toàn ñủ ñể ñánh giá ñịnh tính mức ñộ quan hệ giữa các tầng chứa 
nước. Với ñộ kéo dài hút nước như vậy, bằng phương pháp như ñã nêu trong chương 7, có thể 
xác ñịnh tất cả các thông số cần thiết cả khi có và không có ñoạn cuối của quy luật thay ñổi 
mực nước. Trong trường hợp không thuận lợi, khi ñộ thấm nước của tầng trên nhỏ (10-2 - 10-
m
3/ngày), thời gian kéo dài hút nước phải tăng lên ñến 20 - 30 ngày. 
Việc ñánh giá mức ñộ tác dụng qua lại giữa lớp chứa nước, trong hệ tầng nhiều lớp có lớp 
thấm nước yếu liên tục chỉ cần tiến hành khi hệ số thấm của lớp phân cách lớn hơn 10-4 
m/ngày và chiều dày của nó không quá 20 - 30 m. Khi ñó, ñể xác ñịnh sự có mặt của dòng 
chảy xuyên, phải tiến hành thí nghiệm hút nước kéo dài 30 - 40 ngày. Hút nước như vậy nên 
tiến hành với mực nước hạ thấp lớn. Vì vậy, khi ñộ dẫn nước của tầng chứa nước lớn thì nên 
tiến hành hút nước từ một số lỗ khoan. Vì hút nước như vậy rất tốn kém cho nên chỉ tiến hành 
thí nghiệm khi có những tiền ñề ñịa chất rõ ràng về hiện tượng chảy xuyên. 
Chúng ta sẽ tập trung phân tích thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm ñã ñược áp dụng trong 
thực tế. Muốn vậy, ta dùng một tập hợp 50 chùm thí nghiệm. ðặc trưng của mẫu chọn ñã cho 
trước. Mẫu ñược phân tích ñể thể hiện phạm vi biến ñổi rộng của các ñiều kiện tự nhiên : môi 
trường thấm lỗ hổng và khe nứt có và không có biểu hiện chậm v.v. ðối với tất cả trường hợp 
ñó, ñã tiến hành chỉnh lý lại các số liệu thí nghiệm theo nguyên tắc ñã trình bày ở trên. Trong 
45 trường hợp nhận ñược kết quả tốt, còn 5 trường hợp - xấu, hơn nữa kết quả chỉnh lý không 
quan với thời gian kéo dài hút nước. Phân tích từng trường hợp riêng biệt cho thấy rằng, thời 
gian kéo dài hút nước thí nghiệm thực tế không phụ thuộc vào mức ñộ phức tạp của ñiều kiện 
tự nhiên, quyết ñịnh sự phân tích thông tin thí nghiệm và càng không phụ thuộc vào phương 
pháp tính toán dự ñoán. ở ñây chỉ ghi nhận ñược mối quan hệ nhất ñịnh giữa thời gian kéo dài 
thí nghiệm với giai ñoạn ñiều tra. Tất cả những ñiều ñó cho phép kết luận rằng, thời gian kéo 
dài hút nước thí nghiệm có thể chọn tùy ý trong phạm vi rộng. Phân tích thống kê mẫu chọn 
bằng ñồ thị xác suất ñã phát hiện ra rằng sự phân bố thời gian kéo dài hút nước trong thực tế 
không mẫu thuẫn với quy luật chuẩn loga (xem hình 78,a). Trị số trung bình hình học của mẫu 
chọn 17=C~ , tích số chuẩn 62,=ε , sai số trung bình 32,x =σ . Xác suất lớn hơn cả là trị số 
trung bình hình học của thời gian kéo dài hút nước trong thực tế, có tính ñến sự hạn chế của 
mẫu chọn, nghĩa là thời gian kéo dài khoảng 20 ngày. Do kết quả chỉnh lý tốt cho nên thời 
nhieu.dcct@gmail.com
 190 
gian kéo dài hút nước ñược áp dụng trong thực tế khẳng ñịnh tính hiện thực của thời gian kéo 
dài hút nước ñề nghị sử dụng. 
Tất cả những ñiều nói về thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm cần và ñủ buộc phải xem xét 
cả hai mặt của một vấn ñề. Mặt thứ nhất có ñụng chạm ñến việc xác ñịnh mục tiêu cuối cùng 
của hút nước thí nghiệm và thời ñiểm dừng thí nghiệm ñể ñạt ñược mục tiêu ñó. Mặt thứ hai 
là xác ñịnh thời gian kéo dài hút nước dự ñịnh. Rõ ràng là, sự chú ý ñặc biệt khi giải quyết 
vấn ñề ñó cần tập trung vào mặt thứ nhất, vì nó quyết ñịnh mức ñộ chi phí thực tế cho công 
tác thí nghiệm. Như trên ñã nói, mục ñích cuối cùng của hút nước thí nghiệm là những quy 
luật nhận ñược ứng với ñộng thái thấm ổn ñịnh và gần ổn ñịnh. ðộng thái thấm ổn ñịnh có 
những dấu hiệu hoàn toàn xác ñịnh, cho nên có thể phán ñoán ñược khi chỉnh lý số liệu thí 
nghiệm. Thời gian hút nước dự ñịnh có thể chỉ có tính chất ñịnh hướng và cần phải ñược làm 
chính xác hóa trong quá trình tiến hành thí nghiệm. ðể dự tính thời gian kéo dài thí nghiệm có 
thể dùng những ñề nghị nêu ở trên. 
Việc thu thập và chỉnh lý tài liệu thực tế về thí nghiệm ñịa chất thủy văn bao gồm : a) ño kịp 
thời lưu lượng và mực nước ñộng và ghi vào biểu bảng và ñồ thị (theo tỷ lệ ñường thẳng) ; b) 
lập ñồ thị theo dõi mực nước theo thời gian, khi cần thiết thì cả ñồ thị diện tích và tổng hợp, 
ñồng thời lập ñồ thị theo dõi lưu lượng theo thời gian. 
ðặc ñiểm tiến hành hút nước (tháo nước) khai thác thí nghiệm 
Hút nước khai thác - thí nghiệm ñược tiến hành trong những ñiều kiện ñịa chất thủy văn phức 
tạp, khi ñiều kiện biên của mỏ nước và ñặc ñiểm không ñồng nhất không thể xác ñịnh ñược 
một cách rõ ràng bằng công tác thăm dò thông thường và sau ñó ñược thể hiện bằng một sơ 
ñồ thấm nào ñó có thể ñược tính toán bằng giải tích, trên máy tính ñiện tử hoặc mô phỏng trên 
mô hình. 
Hút nước như vậy phải ñược coi là một nhiệm vụ ñặc biệt. 
Lưu lượng hút nước khai thác - thí nghiệm cố gắng chọn gần bằng lưu lượng dự kiến của 
công trình khai thác nước, nó thường ñạt ñược ở các mỏ nước dưới ñất nhỏ với tính thấm của 
ñất ñá chứa nước cao. Khi thực hiện yêu cầu ñó, ñòi hỏi phải tiêu hao nhiều nguyên vật liệu 
(cần hút ñồng thời ở một số lỗ khoan), lưu lượng hút nước khai thác - thí nghiệm ñược chọn 
có tính ñến trị số hạ thấp mực nước và nhịp ñộ thay ñổi của nó theo thời gian. Trong trường 
hợp này, lưu lượng không nên nhỏ hơn 30 - 50% lưu lượng của công trình khai thác nước 
tương lai. Hút nước khai thác - thí nghiệm thường ñược tiến hành hút với hai bậc lưu lượng 
chênh lệch nhau khoảng 2 - 2,5 lần, nhưng lưu lượng của ñợt hút thứ nhất nên chọn gần bằng 
hoặc lớn hơn trữ lượng thiên nhiên. Hút nước với vài lần thay ñổi lưu lượng như thế cho phép 
xác ñịnh trị số nguồn cung cấp (theo phương pháp ñã trình bày ở chương 8). Khi hút nước với 
một bậc cũng như hai bậc, cố gắng giữ lưu lượng không ñổi trong suốt thời gian kéo dài mỗi 
bậc. 
Khi hút nước từ nhóm lỗ khoan, việc thay ñổi các bậc lưu lượng dễ ñạt ñược bằng cách ñưa lỗ 
khoan bơm vào làm việc theo các thời gian khác nhau. Các lỗ khoan thăm dò và thăm dò - 
khai thác cần bố trí ở những ñiểm sẽ bố trí những lỗ khoan khai thác trong tương lai. Khoảng 
cách các lỗ khoan hút nước phải chọn như thế nào ñể chúng có khả năng can nhiễu lẫn nhau. 
Khi hút nước với mức ñộ cố ñịnh thì không cần tuân theo ñiều kiện ñó. Vấn ñề về ñiều kiện 
tác dụng can nhiễu lẫn nhau của từng cặp lỗ khoan thường ñược giải quyết khi thử nghiệm sơ 
bộ ở lỗ khoan ñơn. 
Sơ ñồ bố trí các lỗ khoan quan sát ñược lựa chọn theo từng trường hợp cụ thể, có xét ñến số 
lượng và sự bố trí các lỗ khoan hút nước và ñiều kiện ñịa chất thủy văn trong phạm vi khu 
nhieu.dcct@gmail.com
 191 
vực thử nghiệm. Nói chung, nên có lỗ khoan quan sát bên cạnh mỗi lỗ khoan hút nước và ở 
giữa những lỗ khoan ñó. Các tia gồm có từ 2 - 4 lỗ khoan quan sát nên hướng vào phía các 
biên giới ñã xác ñịnh hoặc giả ñịnh của khu vực thí nghiệm. Khi trên mái vỉa nghiên cứu có 
mặt trầm tích chứa nước hoặc thấm nước yếu phải bố trí 2 - 3 lỗ khoan quan sát trong ñó. 
Phức tạp hơn cả là việc chọn thời gian kéo dài hút nước khai thác - thí nghiệm. Trong thực tế 
ñiều tra ñịa chất thủy văn, hút nước khai thác - thí nghiệm thường kéo dài 1 - 3 tháng, có khi 
5 - 7 tháng và lâu hơn. 
Khi xác ñịnh thời gian kéo dài thí nghiệm phải xuất phát từ những yêu cầu cơ bản dưới ñây: 
1. Trong tất cả các lỗ khoan hút nước và lỗ khoan quan sát, phải ñạt ñộng thái gần ổn ñịnh 
của sự thay ñổi mực nước từ các lỗ khoan quan sát ở xa lỗ khoan trung tâm. 
2. Phải ñạt ñộng thái gần ổn ñịnh, có xét ñến tác dụng can nhiễu của tất cả các lỗ khoan hút 
nước. ðiều kiện này phải ñược thỏa mãn khi các ñồ thị thay ñổi mực nước theo thời gian 
của tất cả các lỗ khoan trong ñới trung tâm của chùm thí nghiệm lập trong tọa ñộ S - lgt 
hoặc trong các tọa ñộ khác là những ñường thẳng song song. 
3. Trong quá trình hút nước, tất cả các biên giới ở gần chùm thí nghiệm ñã phát hiện hoặc 
giả ñịnh phải ñược phản ánh trong quy luật thay ñổi mực nước. 
Những yêu cầu ñó cũng cần phải xét ñến khi xác ñịnh thời gian kéo dài hút nước trong các vỉa 
dạng dải hoặc có hình tròn. Thời gian kéo dài hút nước khai thác - thí nghiệm thường không 
quá 3 - 4 tháng. ðiều ñó nên xét ñến khi chọn sơ ñồ chùm thí nghiệm. Hút nước khai thác - thí 
nghiệm phải tiến hành vào thời kỳ của vị trí mực nước dưới ñất thấp nhất. 
Nếu giả thiếu rằng trong quá trình khai thác có phần nào ñó của tầng chứa nước bị tháo khô, 
khi thí nghiệm ñoạn ñó ñược gia cố bằng ống chống. 
Kết cấu lỗ khoan hút nước và lỗ khoan quan sát 
Phương pháp Jacob ñược dùng ñể chỉnh lý số liệu thí nghiệm ñối với các lỗ khoan hoàn 
chỉnh. Do ñó, tính không hoàn chỉnh của lỗ khoan hút nước và lỗ khoan quan sát có thể là một 
yếu tố dị thường của quy luật thí nghiệm thay ñổi mực nước. Vì thế, khi bố trí chùm thí 
nghiệm, cần phải ñặt ống lọc của lỗ khoan trong mặt cắt tầng chứa nước như thế nào ñó ñể có 
thể hạn chế ñến mức tối thiểu khả năng biến dạng của quy luật thí nghiệm thay ñổi mực nước 
do tính không hoàn chỉnh của lỗ khoan gây nên. Rõ ràng là việc bố trí chùm thí nghiệm hoàn 
chỉnh, bao gồm các lỗ khoan quan sát và lỗ khoan hút nước có ñộ rỗng của ống lọc 10 - 20% 
xuyên qua suốt chiều dày tầng chứa nước là ñúng ñắn nhất [169]. Nhưng ñiều kiện ñó chỉ có 
thể thực hiện khi thử nghiệm các tầng chứa nước có chiều dày nhỏ. Trong thực tế khi thử 
nghiệm các tầng chứa nước khá dày, yêu cầu này không thể thực hiện, và nói chung, không 
nhất thiết phải làm như vậy. Sự ảnh hưởng biến dạng của tính không hoàn chỉnh trong chừng 
mực nhất ñịnh có thể loại trừ bằng cách bố trí các lỗ khoan quan sát ở vị trí nhất ñịnh trên 
bình ñồ và ống lọc của chúng trên mặt cắt tương ứng với ống lọc của lỗ khoan hút nước. Ví 
dụ, tính không hoàn chỉnh của lỗ khoan hút nước có thể ảnh hưởng không lớn lắm ñến quy 
luật thay ñổi mực nước thí nghiệm trong lỗ khoan quan sát bố trí cách lỗ khoan hút nước bằng 
hoặc nhỏ hơn chiều dày tầng thử nghiệm nếu ống lọc trong lỗ khoan quan sát ñược bố trí ñối 
diện với ống lọc của lỗ khoan hút nước. Khi lỗ khoan quan sát bố trí gần hơn, sự ảnh hưởng 
của tính chất không hoàn chỉnh có thể loại trừ bằng cách ñưa vào một số hiệu chỉnh theo N. 
N. Verighin. 
Như vậy, các lỗ khoan hút nước và lỗ khoan quan sát của chùm thí nghiệm có thể không hoàn 
chỉnh, nhưng ñiều kiện cần thiết là phải bố trí ống lọc như thế nào ñể trục tiết diện của các 
nhieu.dcct@gmail.com
 192 
ống lọc ở tất cả các lỗ khoan của chùm cũng nằm trên một mặt phẳng. Khi thử nghiệm tầng 
chứa nước có áp và không áp có thể nằm ngang hoặc nghiêng thoải, mặt phẳng ñó phải nằm 
ngang, còn trong các tầng dốc nếu có thể thì mặt ñó trùng với mặt phân lớp. Cố gắng ñể cho 
mặt trục của ống lọc trùng với mặt trục của tầng chứa nước. Trong các vỉa ñẳng hướng, có thể 
không cần tuân theo yêu cầu ñó, nhưng trong nhiều trường hợp, việc xét ñoán về mức ñộ dị 
hướng theo phương thẳng ñứng thường khó khăn, vì vậy trong mọi trường hợp phải cố gắng 
bố trí ống lọc trong mặt cắt theo cách trình bày ở trên. Khi không tuân theo yêu cầu ñó thì ñối 
với tầng chứa nước dị hướng ñối khi dẫn ñến những sai lầm nghiêm trọng trong việc xác ñịnh 
những thông số cơ bản bằng các phương pháp theo dõi thời gian và theo dõi diện tích. Sai số 
sẽ tăng lên khi ống lọc của lỗ khoan quan sát cách xa ñầu tận cùng của ống lọc trong lỗ khoan 
hút nước, nhiều khi gấp 2 - 3 lần giá trị thực. Trong ví dụ nêu ở hình 43, sai số trong việc xác 
ñịnh km bằng phương pháp theo dõi diện tích ở thời ñiểm t = 24 giờ khi ống ño áp cách xa 
mép trên của ống lọc 30 m, khoảng 100%. Cần ñặc biệt chú ý ñến việc bố trí chùm thử 
nghiệm tổng hợp hệ tầng nhiều lớp phức tạp (xem hình 51) có ñặc tính dị hướng theo phương 
ñứng rất mạnh. ðể nhận ñược các thông số tổng hợp của các yếu tố thấm trong mặt cắt dị 
hướng, các lỗ khoan hút nước và quan sát nhất thiết phải khoan qua toàn bộ mặt cắt. Khi ñiều 
kiện không cho phép thì cố gắng bố trí ống lọc ở những ñoạn thấm nước chủ yếu nhất trong 
mặt cắt, hoặc lấp ñầy cuội sỏi toàn bộ phần ngoài ống lọc nằm dưới mực nước dưới ñất. Việc 
bố trí tùy tiện ống lọc của các lỗ khoan quan sát so với lỗ khoan hút nước trong mặt cắt của hệ 
tầng phân lớp phức tạp tạo nên sự phân tán của các ñiểm trên ñồ thị diện tích, và chính sự 
phân tán ñó có thể dùng làm tiêu chuẩn cho phép sử dụng những thông tin của chùm thí 
nghiệm không hoàn chỉnh. Nếu việc bố trí ống lọc trong các lỗ khoan quan sát một cách 
nghiêm chỉnh khi khoan qua một phần các yếu tố thấm nước của mặt cắt, sẽ xuất hiện dị 
thường dương trên các ñồ thị theo dõi thời gian và theo dõi tổng hợp. 
ðường kính ống lọc của lỗ khoan hút nước phụ thuộc vào ñường kính của thiết bị máy bơm 
nước ñược dùng ñể ñảm bảo mức ñộ bơm cần thiết. Vì trong thực tế thường dùng máy bơm 
hơi ép cho nên tùy theo ñộ dẫn nước của tầng chứa nước thử nghiệm mà ñường kính ống lọc 
thay ñổi trong khoảng từ 146 mm ñến 14’’. Khi vị trí ống lọc ở khá sâu, ống lọc ñồng thời 
cũng là ống nâng nước. Khi xác ñịnh chiều sâu lỗ khoan hút nước, ngoài mức ñộ cần thiết 
phải khoan qua vào ñoạn ñặt ống lọc trong tầng chứa nước, còn phải ñảm bảo ñộ ngập của bộ 
phận hỗn hợp 1 : 1,5. Khi xác ñịnh ñường kính lỗ khoan quan sát cần phải xuất phát từ ñường 
kính của dụng cụ ño và các thiết bị bơm rửa và hút thử. Nhiệm vụ chủ yếu của lỗ khoan hút 
nước là tạo thành một grañien áp lực trong phạm vi nhất ñịnh, 
Trong chương này chỉ nêu lên một số ñề nghị khái quát nhất về phương pháp tiến hành công 
tác thí nghiệm. Nhân ñây, cũng cần nhấn mạnh một lần nữa rằng, trong bất kỳ ñiều kiện tự 
nhiên nào, khi dự ñịnh thời gian kéo dài hút nước thí nghiệm, các cấp lưu lượng, số lượng và 
ñặc ñiểm bố trí các lỗ khoan quan sát v.v. ñều phải xuất phát từ mục ñích hút nước và tùy khả 
năng tiến hành các tính toán chuyên môn, có sử dụng giá trị gần ñúng của các thông số. 
nhieu.dcct@gmail.com