Hút nước thí nghiệm tầng chứa nước thấm xuyên: Yêu cầu sơ đồ & kết quả thực tế tại Phố Nối

17/7/2026

admin

Đây là bài giới thiệu về bài báo đăng trên Tạp chí Khoa học của Trường Đại học Mỏ – Địa chất của TS. Phạm Qúy Nhân — “Bàn về hút nước thí nghiệm tầng chứa nước thấm xuyên” (cùng các đồng tác giả: Nguyễn Văn Hoàn, Nguyễn Bách Thảo, Phạm Hoàng Anh, Lê Minh Lợi, Triệu Đức Huy).

Hút nước thí nghiệm là nhiệm vụ quan trọng trong điều tra, thăm dò nước dưới đất nhằm đánh giá mức độ phong phú của tầng chứa nước, xác định các thông số địa chất thủy văn và lấy mẫu phân tích chất lượng nguồn nước. Đối với tầng chứa nước thấm xuyên (leaky aquifer) — nơi nước chuyển động qua cả tầng chứa nước chính và lớp thấm nước yếu bên trên — việc lựa chọn phương pháp chỉnh lý và sơ đồ bố trí thí nghiệm cần được tính toán kỹ lưỡng ngay từ khâu thiết kế.

Bài viết dưới đây tóm tắt các phương pháp chỉnh lý thông số địa chất thủy văn phổ biến và minh chứng qua kết quả hút nước thí nghiệm thực tế tại Khu công nghiệp Dệt may Phố Nối (Hưng Yên), theo nội dung nghiên cứu nêu trên.

Tầng chứa nước thấm xuyên là gì?

Tầng chứa nước thấm xuyên là tầng chứa nước có dòng nước không chỉ nằm trong tầng chứa chính mà còn thẩm thấu qua lớp thấm nước yếu ở bên trên/bên cạnh. Hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đến hạ thấp mực nước, lưu lượng khai thác và thông số thủy lực khi tính toán trữ lượng.

Để xây dựng các phương pháp giải đoán thông số, người ta thường đặt các giả thiết sau:

Tầng chứa nước và lớp thấm nước yếu phân bố vô hạn, đồng nhất, đẳng hướng.
Mực nước ban đầu nằm ngang.
Lưu lượng hút nước không đổi.
Dòng thấm qua lớp thấm nước yếu chủ yếu theo phương thẳng đứng.

Các phương pháp chỉnh lý thông số địa chất thủy văn

Tùy trạng thái vận động của nước dưới đất tới giếng, có các nhóm phương pháp chính:

1. Phương pháp chỉnh lý theo vận động ổn định

Áp dụng khi dòng thấm đến lỗ khoan đã đạt trạng thái ổn định (L > 3M). Có hai phương pháp thường dùng:

Phương pháp De Glee (1930, 1951)

Dựa trên công thức vận động ổn định có thấm xuyên, sử dụng hàm Bessel loại 2 bậc 0 (hàm Hankel K₀).
Yêu cầu: ít nhất 3 lỗ khoan quan sát trong chùm thí nghiệm để xây dựng đường cong thực nghiệm khách quan.

Phương pháp Hantush (1956, 1964)

Phương pháp gần đúng khi r/L ≤ 0.05, sử dụng đồ thị bán logarit s – log(r).
Yêu cầu: ít nhất 3 lỗ khoan quan sát để phản ánh khách quan phương trình đường thẳng thực nghiệm.

Công thức De Glee và Hantush cho tầng chứa nước thấm xuyên vận động ổn định — Hình: Công thức De Glee và Hantush cho tầng chứa nước thấm xuyên — vận động ổn định.

2. Phương pháp chỉnh lý theo vận động không ổn định

Phương pháp Walton (1962)

Phát triển từ phương pháp đường cong chuẩn của Theis, thay vì sử dụng 1 đường cong, Walton sử dụng họ đường cong với các giá trị r/L khác nhau để xác định thông số theo các công thức vận động không ổn định (Hantush – Jacob, 1955).

Ít nhất 1 lỗ khoan quan sát trong chùm thí nghiệm.
Bỏ qua ảnh hưởng nhả nước từ lớp thấm nước yếu.

Công thức Walton cho tầng chứa nước thấm xuyên vận động không ổn định — Hình: Công thức Walton (Hantush-Jacob) — vận động không ổn định.

Phương pháp họ đường cong chuẩn của Hantush (1960)

Hantush đã xây dựng một phương pháp phân tích tính đến sự biến đổi mực nước trong lớp thấm nước yếu do quá trình thấm xuyên gây ra. Phương pháp này cho phép xác định thêm hệ số nhả nước của lớp thấm nước yếu (µ’).

Ít nhất 1 lỗ khoan quan sát trong tầng chứa nước và 1 lỗ khoan quan sát trong lớp thấm nước yếu để xác nhận quá trình nhả nước đã xảy ra.
Điều kiện thời gian: t < µ’M’/10K’.

Công thức Hantush 1960 có tính đến nhả nước từ tầng thấm nước yếu — Hình: Công thức Hantush (1960) — có tính đến nhả nước từ tầng thấm nước yếu.

3. Phương pháp hồi phục mực nước (Theis)

Sau khi dừng bơm, theo dõi hồi phục mực nước. Phương pháp này cho phép xác định KM (tích hệ số thấm và chiều dày tầng chứa nước) khi các điều kiện xấp xỉ được thỏa mãn (u, u’ ≤ 0.01 và thời gian hút + hồi phục đủ ngắn).

Hình: Công thức hồi phục mực nước của Theis cho tầng thấm xuyên.

Khi các điều kiện gần đúng Theis-Jacob được thỏa mãn, công thức được đơn giản hóa:

Hình: Phương trình gần đúng Theis-Jacob cho hồi phục mực nước.

Nhận xét: Theo tài liệu hồi phục mực nước, đối với tầng chứa nước có thấm xuyên, chỉ có thể xác định được giá trị KM mà thôi.

Yêu cầu bố trí lỗ khoan quan sát

Một nhận định quan trọng từ nghiên cứu: sơ đồ bố trí hút nước thí nghiệm cần phù hợp với phương pháp chỉnh lý dự kiến sử dụng.

Phương pháp	Số lỗ khoan quan sát tối thiểu	Yêu cầu bổ sung
De Glee	3 lỗ khoan trong tầng thấm xuyên	—
Hantush (ổn định)	3 lỗ khoan trong tầng thấm xuyên	—
Walton	1 lỗ khoan	—
Hantush (1960)	1 lỗ trong tầng chứa + 1 lỗ trong lớp thấm nước yếu	Đảm bảo ghi nhận quá trình nhả nước
Hồi phục Theis	1 lỗ khoan	Theo dõi hồi phục sau dừng bơm

Đối với tất cả các phương pháp, cần bố trí lỗ khoan quan sát tầng trên để xác nhận quá trình thấm xuyên đã xảy ra hay chưa.

Case study: Hút nước thí nghiệm tại KCN Dệt may Phố Nối

Phương án thăm dò đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất cho Trung tâm Dệt may Phố Nối (công suất 5000 m³/ng) đã tiến hành khoan và hút nước thí nghiệm tại 2 lỗ khoan:

Chùm DK1: gồm lỗ khoan trung tâm DK1 + 2 lỗ quan sát QS1, QS2. Bơm chìm 72 giờ, lưu lượng ổn định 144 m³/h.
Lỗ khoan đơn DK2: bơm chìm 56 giờ, lưu lượng 130 m³/h.

Hình 1 Vị trí các lỗ khoan thăm dò khai thác trên bình đồ KCN Dệt may Phố Nối — Hình 1. Vị trí các lỗ khoan thăm dò khai thác trên bình đồ.

Hình 2 Sơ đồ bố trí chùm lỗ khoan hút nước thí nghiệm DK1 trên mặt cắt — Hình 2. Sơ đồ bố trí chùm lỗ khoan hút nước thí nghiệm DK1 trên mặt cắt.

Kết quả chỉnh lý thông số

Kết quả chỉnh lý theo các phương pháp khác nhau được tổng hợp trong Bảng 1:

Bảng 1 cho thấy KM dao động 2.450 – 4.320 m²/ng, hiệu ứng thấm xuyên vẫn tồn tại trong suốt quá trình thí nghiệm. Thông số đại diện được chọn làm trung bình theo các phương pháp có tính đến thấm xuyên (ổn định + không ổn định):

KM = 2.538 m²/ng
µ* = 4,84 × 10⁻³
a = 5,24 × 10⁵ m²/ng
L = 190 m
C = 109,8 ngày

Kết luận

Trên cơ sở lý thuyết và thực tế tại KCN Dệt may Phố Nối, nghiên cứu chỉ ra rằng:

Sơ đồ bố trí hút nước thí nghiệm tầng chứa nước thấm xuyên cần được thiết kế phù hợp với phương pháp chỉnh lý dự kiến.
Cần bố trí lỗ khoan quan sát tầng trên để xác nhận quá trình thấm xuyên; bố trí đủ lỗ khoan quan sát trong tầng thấm xuyên với phương pháp ổn định, và bổ sung lỗ quan sát trong lớp thấm nước yếu với phương pháp không ổn định.
Tầng chứa nước Pleistoxen tại Phố Nối là tầng thấm xuyên, có thể chỉnh lý theo nhiều phương pháp, cho kết quả đại diện đáng tin cậy phục vụ thiết kế khai thác.

HTC — Đối tác tin cậy trong khảo sát & khai thác nước dưới đất

Công ty TNHH Tài nguyên và Môi trường HTC cung cấp dịch vụ trọn gói từ khảo sát, thăm dò, hút nước thí nghiệm đến lập hồ sơ xin giấy phép khai thác nước dưới đất, xả thải vào nguồn nước cho doanh nghiệp. Đội ngũ chuyên gia của HTC có kinh nghiệm thực tế trong điều tra địa chất thủy văn và áp dụng các phương pháp chỉnh lý chuẩn quốc tế (De Glee, Hantush, Walton, Theis) cho các dự án tại Việt Nam.

Liên hệ ngay để được tư vấn miễn phí:

📞 Hotline: 0965.151.040
💬 Zalo: Chat ngay

Nguồn / trích dẫn:
Đây là bài giới thiệu theo bài báo đăng trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Mỏ – Địa chất của TS. Phạm Qúy Nhân (và các đồng tác giả): Bàn về hút nước thí nghiệm tầng chứa nước thấm xuyên.
Đồng tác giả: Nguyễn Văn Hoàn (Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân); Nguyễn Bách Thảo (ĐH Mỏ – Địa chất); Phạm Hoàng Anh (Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Địa chất); Lê Minh Lợi (Công ty TNHH nhà nước MTV Khảo sát và Xây dựng – Bộ Xây dựng); Triệu Đức Huy (Liên đoàn Địa chất thủy văn – Địa chất công trình miền Bắc).
Tài liệu tham khảo trong bài gốc: Kruseman & de Ridder (1994), Analysis and Evaluation of Pumping Test Data, ILRI, Netherlands.