Luận Văn Xác định lưu lượng tối ưu của hành lang khai thác ở Côn Đảo bằng phương pháp mô hình

TÓM TẮT: Để đơn giản hoá việc tính toán và thiết kế hành lang khai thác nước dưới
đất (NDĐ), thường người ta sẽ thiết kế các lỗ khoan có kết cấu và lưu lượng khai thác giống
nhau. Việc thiết kế và tính toán này chỉ phù hợp trong những tầng chứa nước vô hạn và giàu
nước. Trong trường hợp vùng mỏ có độ giàu nước kém, không đồng nhất và diện phân bố hẹp
có thể gây lãng phí vì không đạt được công suất khai thác lớn nhất. Bài báo sẽ xác định công
suất tối ưu từ một bãi giếng cụ thể ở Côn Đảo từ kết quả tính toán của một mô hình dòng chảy
NDĐ đã có.
Từ khóa: Lưu lượng tối ưu, hàng lang khai thác, mô hình, mực nước hạ thấp, công suất,
quan trắc động thái.
1. MỞ ĐẦU
Tính toán mực nước hạ thấp của một hành lang khai thác (HLKT) là bài toán thường gặp
trong đánh giá trữ lượng khai thác NDĐ theo phương pháp thuỷ động lực. Trong bài toán này
việc tính toán mực nước hạ thấp nhằm kiểm tra mực nước nước hạ thấp lớn nhất tại vị trí lỗ
khoan nào đó trong HLKT (thường lỗ khoan trung tâm) xem có lớn hơn mực nước cho phép
lớn nhất hay không. Để đơn giản hoá việc tính toán, thường người ta sẽ chọn các lỗ khoan có
cùng cấu trúc lỗ khoan và lưu lượng khai thác. Điều này chỉ phù hợp với những tầng giàu nước
như ở Đồng bằng Nam bộ, nhưng lại không phù hợp với những vùng mỏ có mức độ giàu nước
hạn chế, có bề dày và tính thấm không đồng nhất, ví dụ như các tầng chứa nước phân bố ở ven
rìa đá gốc lộ trên mặt hoặc vùng mỏ có trữ lượng hạn chế như ở Côn Đảo thì việc tính toán
như truyền thống càng không hợp lý vì khả năng khai thác nước tại các lỗ khoan trong bãi
giếng khác nhau mặc dù cấu trúc lỗ khoan giống nhau.
Tại một HLKT nếu tính toán theo truyền thống sẽ có tình trạng khác nhau về mực nước hạ
thấp tại các lỗ khoan, nhiều khi giá trị chênh lệch này khá lớn. Điều này dẫn đến suy nghĩ,
cùng HLKT này tại sao không thay đổi lưu lượng (tăng hoặc giảm) tại từng lỗ khoan cụ thể để
có được mực nước hạ thấp giống nhau? Làm được điều này chắc hẳn sẽ làm cho công suất sẽ
tăng thêm đáng kể dù kết cấu HLKT không thay đổi.
Trường hợp có một vài lỗ khoan trong HLKT không đạt mực nước hạ thấp cho phép thì
chỉ cần điều chỉnh lưu lượng của các lỗ khoan liên quan. Lúc đó công suất của bãi giếng sẽ
không giảm nhiều như giảm đồng loạt lưu lượng các lỗ khoan.
Mặt khác, trong vùng mỏ có bề dày và tính thấm không đồng nhất thì việc tính toán mực
nước hạ thấp sẽ rất khó khăn. Đặc biệt, trong những vùng này thường mức độ giàu nước hạn
chế cần phải tính toán khả năng khai thác tối ưu của từng vị trí nhằm đưa công suất HLKT lớn
nhất. Bài báo sẽ giải bài toán trong trường hợp này bằng một mô hình dòng chảy NDĐ để xác
định công suất tối ưu của HLKT đã có tại Côn Đảo.
Mô hình này được thực hiện trong dự án: “Điều tra bổ sung, xây dựng mạng quan trắc,
quy hoạch khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước vùng Côn Đảo” ([3]) và được trình
bày chi tiết trong chuyên đề khoa học “Mô hình dòng chảy nước dưới đất vùng đảo Côn Sơn”
([2]). Độ tin cậy của mô hình này đã được kiểm chứng qua số liệu quan trắc 12 trạm quan trắc
Science & Technology Development, Vol 11, No.11 - 2008
Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 34
động thái. Kết quả đã được thông qua Hội đồng khoa học và đã được chuyển giao cho Sở tài
nguyên và Môi trường tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu để sử dụng trong quản lý tài nguyên NDĐ ở
Côn Đảo.