Khoản 2. Yêu cầu kỹ thuật bơm
a) Yêu cầu chung trong tiến hành bơm nước thí nghiệm: - Bơm nước thí nghiệm sử dụng phương pháp kiểm soát lưu lượng và theo dõi diễn biến mực nước, chất lượng nước trong suốt quá trình bơm: + Khi bơm thí nghiệm với lưu lượng không đổi (ổn định), lưu lượng nước bơm được khống chế ổn định (nếu có thay đổi thì sự thay đổi đó nằm trong giới hạn cho phép). Với mỗi bậc hoặc cấp lưu lượng thí nghiệm, các công trình bơm nước phải có lưu lượng không đổi (ổn định), giá trị lưu lượng dao động tối đa không vượt quá 5%; + Khi bơm thí nghiệm với mực nước hạ thấp không đổi, lưu lượng nước bơm được điều chỉnh để khống chế mực nước là ổn định, sai số mực nước hạ thấp tối đa 5 - 10 cm. - Lưu lượng bơm phải có mức độ tác động vừa đủ, không quá nhỏ hay quá lớn so với độ giàu nước của tầng thí nghiệm và được quyết định dựa trên kết quả bơm nước thí nghiệm thử; - Trường hợp cần thiết phải bơm với nhiều bậc hạ thấp thì lưu lượng các bậc sau được lấy bằng 1,5 - 2 lần lưu lượng bậc trước, hoặc gia số lưu lượng giữa các bậc được lấy bằng trị số lưu lượng bậc đầu tiên; - Trị số hạ thấp mực nước phải phù hợp với dạng thí nghiệm và đặc điểm của tầng chứa nước: + Khi bơm nước thí nghiệm, trị số hạ thấp mực nước cần đạt được là 3 mét đối với tầng chứa nước không áp và 4 mét đối với tầng chứa nước áp lực. Đối với tầng chứa nước không áp có chiều dày nhỏ (4 - 5) mét, mực nước hạ thấp tối thiểu phải đạt 20% chiều dày nhưng không được nhỏ hơn 1 mét; + Trường hợp bơm nước thí nghiệm chùm, hiệu số giữa mực nước hạ thấp tại các công trình quan sát liên tiếp và mực nước hạ thấp tại công trình quan sát xa nhất tối thiểu phải đạt 0,2 mét; + Trường hợp nghiên cứu thấm xuyên khi mực nước cả hai tầng đều hạ thấp, hiệu trị số hạ thấp mực nước của cặp công trình tại 1 điểm tối thiểu phải đạt 0,2 mét; + Khi bơm nước ở công trình với ống lọc không ngập thì mực nước hạ thấp lớn nhất trong công trình không được lớn hơn 1/3 phần ống lọc ngập. - Yêu cầu về tính liên tục trong quá trình bơm nước thí nghiệm: + Trong một đợt bơm nước thí nghiệm, máy bơm phải đảm bảo vận hành liên tục. Nếu xảy ra trường hợp ngừng bơm (mất điện, hỏng máy...), thời gian ngừng máy tối đa không được vượt quá 5% tổng thời gian thí nghiệm, đồng thời phải đảm bảo khoảng thời gian để khôi phục lưu lượng (mực nước) tại công trình bơm về giá trị như trước khi gặp sự cố không vượt quá 15 - 30 phút; + Trường hợp có sự cố xảy ra khi mới tiến hành được 5 - 10% tổng thời gian thí nghiệm, công tác bơm phải được tiến hành lại từ đầu.
b) Trình tự thí nghiệm: - Trường hợp bơm nước thí nghiệm với nhiều bậc hạ thấp, trình tự tiến hành từ lớn nhất đến nhỏ nhất đối với các đất đá chứa nước hạt thô (cuội, sạn, cát thô lẫn sạn sỏi, đất đá nứt nẻ) hoặc ngược lại với đất đá chứa nước hạt mịn (cát, cát pha, sét pha). Kết thúc mỗi đợt, mực nước phải được đo đến hồi phục hoàn toàn trước khi chuyển sang đợt kế tiếp; - Trường hợp bơm nước thí nghiệm giật cấp, lưu lượng chuyển từ cấp nhỏ nhất đến lớn nhất, chuyển tiếp liên tục không ngừng từ cấp nọ sang cấp kia. Sau khi kết thúc cấp lưu lượng cuối cùng, mực nước phải được đo đến khi hồi phục hoàn toàn; - Trường hợp bơm nước thí nghiệm có thả chất chỉ thị, thí nghiệm được bắt đầu bằng việc đưa chất chỉ thị xuống vị trí ống lọc của lỗ khoan, trộn đều với nước, sau đó tiến hành bơm nước thí nghiệm, lấy mẫu, phân tích theo dõi nồng độ chất chỉ thị tại hiện trường, trong đó cần chú ý xác định nồng độ nền của chất chỉ thị.
c) Yêu cầu bố trí thiết bị bơm trong công trình thí nghiệm: - Khi sử dụng máy bơm ly tâm trục ngang, trục đứng, bơm điện chìm, chiều sâu bố trí máy bơm phải căn cứ vào chiều sâu mực nước tĩnh, mực nước động để đáp ứng được yêu cầu thí nghiệm. Dựa vào kết cấu công trình bơm nước để lựa chọn loại máy bơm thích hợp; - Khi sử dụng máy bơm nén khí: + Đặt ống dẫn khí căn cứ vào chiều sâu mực nước động, đảm bảo chiều sâu từ 1,4 đến 2,5 lần chiều sâu mực nước động đối với tầng chứa nước trung bình và 4 - 5 lần chiều sâu mực nước động đối với tầng giàu và rất giàu nước; + Trường hợp thiết kế bơm nước thí nghiệm theo sơ đồ đồng tâm, vị trí thiết kế đặt bộ phận hỗn hợp khí của ống dẫn khí phải cao hơn mút dưới của ống nâng nước trong khoảng 3 - 5 mét. Đường kính ống dẫn khí phải căn cứ vào khối lượng khí, đường kính ống nâng nước; + Khi ống nâng nước ngập vào ống lọc thì đường kính ống nâng nước thiết kế phải nhỏ hơn đường kính ống lọc tối thiểu 2 cấp; + Chiều sâu thiết kế ống đo phải lớn hơn chiều sâu thiết kế ống nâng nước từ 3 - 5 mét.
d) Yêu cầu về thời gian bơm nước thí nghiệm: - Bơm nước thí nghiệm phải được tiến hành với thời gian đảm bảo đạt được các thông tin, số liệu phản ánh đặc trưng của đối tượng nghiên cứu, giải quyết được mục tiêu nhiệm vụ điều tra. Thời gian thực tế thí nghiệm có thể giảm hoặc tăng so với thời gian thiết kế; - Đối với các công trình có lưu lượng nhỏ hơn 1 lít/giây, thời gian bơm nước thí nghiệm không kéo dài quá 3 ca; - Đối với các công trình có lưu lượng từ 1 lít/giây trở lên, thời gian bơm quy định cho các dạng thí nghiệm được kết thúc khi đạt đến các tiêu chuẩn ngừng bơm sau đây: + Động thái mực nước đạt đến vận động gần ổn định; + Xuất hiện đoạn giảm nhịp độ hạ thấp mực áp lực trên đồ thị theo dõi thời gian, đặc trưng cho giai đoạn giả ổn định đối với tầng chứa nước áp lực đồng nhất vô hạn hoặc đất đá nứt nẻ, nứt nẻ - karst; + Xuất hiện đoạn có nhịp độ hạ thấp mực nước tăng trở lại sau thời gian chậm trên đồ thị theo dõi thời gian, đặc trưng cho hệ số nhả nước tổng hợp của tầng đối với các tầng chứa nước còn lại (không áp, hai lớp, hai vỉa....); + Trường hợp bơm nước thí nghiệm có các công trình quan sát thì trên đồ thị theo dõi kết hợp phải phát hiện được đường tiệm cận chung hay song song với nhau. - Trường hợp bơm nước thí nghiệm với mục đích xác định thông số địa chất thủy văn cơ bản trong tầng chứa nước có biên thì thời gian thí nghiệm cần lớn hơn 5 lần giá trị thời gian tính toán để vận động của nước đạt đến động thái gần ổn định, ngoài ra, công trình phải nằm trong đới không có nhiễu của lưới thủy động lực; - Trường hợp nghiên cứu sự thay đổi chất lượng nước thì thí nghiệm chỉ được dừng khi có đủ tài liệu thực tế khẳng định tính ổn định của các chỉ tiêu đánh giá hoặc xác lập được quy luật thay đổi của chúng theo không gian hay thời gian.
đ) Yêu cầu về xác định mực nước tĩnh khi thí nghiệm: - Trước khi bơm nước thí nghiệm chính thức, mực nước tĩnh phải được đo với thời gian một ca khi mực nước ổn định hoặc ba ca khi mực nước dao động; - Khi tầng chứa nước có động thái tự nhiên ổn định trong thời kỳ thí nghiệm thì mực nước hồi phục hoàn toàn được lấy làm giá trị mực nước tĩnh; - Khi tầng chứa nước có động thái tự nhiên không ổn định trong thời kỳ thí nghiệm thì mực nước hồi phục đợt trước được lấy làm giá trị mực nước tĩnh (quy ước) của đợt thí nghiệm sau.
e) Yêu cầu về xác định trị số hạ thấp mực nước: - Khi động thái tự nhiên của nước dưới đất là ổn định, trị số hạ thấp mực nước phải xác định bằng hiệu số của giá trị mực nước động với mực nước tĩnh; trị số hạ thấp mực nước trung bình của công trình thí nghiệm phải được xác định bằng giá trị trung bình 8 giờ cuối cùng trước khi ngừng bơm; - Trường hợp động thái tự nhiên nước dưới đất không ổn định, mực nước động thực tế đo được tại công trình phải được hiệu chỉnh giá trị bằng cách sử dụng tài liệu quan trắc động thái mực nước của công trình nằm ngoài phạm vi ảnh hưởng của bơm nước và có điều kiện địa chất thủy văn tương tự.
g) Kỹ thuật đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ nước và không khí - Đo mực nước: + Đo chiều sâu mực nước tại công trình bơm nước được sử dụng dụng cụ đo điện hoặc đầu đo tự động; + Đo chiều sâu mực nước tại công trình quan sát được sử dụng dụng cụ đo điện, ống dội âm hoặc đầu đo tự động tùy theo mực nước, kết cấu công trình; + Đối với công trình có nước nóng, khí hóa cao, khi đo mực nước phải sử dụng thêm ống hỗ trợ và thiết bị tách khí; + Chiều sâu mực nước đo bằng phương pháp thủ công phải lấy giá trị trung bình của ít nhất 3 lần đo. - Đo lưu lượng: + Đo lưu lượng tại công trình bơm nước được sử dụng các dụng cụ, thiết bị đo phù hợp với lưu lượng thực tế, bao gồm thùng định lượng, ván đo, lưu lượng kế hoặc đo qua dụng cụ đo áp lực. Khi lưu lượng nước không lớn hơn 10 lít/giây, có thể đo bằng thùng định lượng hoặc ván đo hình thang hay hình tam giác; Khi lưu lượng nước từ 10 lít/giây trở lên, có thể đo bằng ván hình chữ nhật với b thông dụng 320, 420; 640 và 1200mm. Ngoài ra, việc đo thiết kế lưu lượng có thể được chọn sử dụng lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo lưu lượng qua áp lực nước; Khi xác định lưu lượng bằng thùng định lượng, giá trị đo phải được lấy trung bình của ít nhất ba lần đo, sai số ba lần đo không được lớn hơn 5%, thùng đo phải có dung tích phù hợp để đảm bảo thời gian đầy thùng không nhỏ hơn ba mươi giây; Khi xác định lưu lượng bằng ván đo, chiều cao cột nước tràn qua ván phải đảm bảo được đo với độ chính xác tới mm và phải lấy giá trị trung bình của ít nhất 3 lần đo làm giá trị tính toán. Lưu lượng đo theo ván được tính theo công thức phù hợp như sau: Q = 0,014h2 (đối với ván tam giác) Q = 0,018.b.h (đối với ván hình chữ nhật) Q = 0,0186.b.h (đối với ván hình thang) Trong đó: Q - Lưu lượng đo theo ván (l/s) h - Chiều cao mực nước trước mép ván (cm) b - Chiều rộng mép ván dưới (cm) - Kỹ thuật bố trí ván đo phải tuân thủ các điều kiện: + Khoảng cách từ ngưỡng ván đến đáy ván cũng như khoảng cách từ mép ván đến thành ngoài của ván không nhỏ hơn 10 - 20cm; + Dòng chảy trước ván phải tương đối đều đặn, nước chảy qua ván phải là dòng chảy tự do; + Ván không bị ngập dưới nước; không có nước thấm qua hoặc chảy qua thành ván và đáy ván; ván phải đặt nằm ngang, xác định bằng thủy chuẩn; + Trường hợp dùng thùng có ván đo, thước đo milimét phải được gắn chặt cách ván 0,8 - 1,0 mét. Điểm 0 của thang phải trùng với mực của ngưỡng ván. Chiều dài thùng tùy thuộc lưu lượng nước phải đạt 1,5 - 2 mét đến 3 - 4 mét, chiều rộng thùng quy định 1,5 mét, chiều cao thùng trong khoảng 0,5 - 0,75 mét. - Khi xác định lưu lượng bằng lưu lượng kế hoặc dụng cụ đo áp lực nước, có thể thực hiện theo hướng dẫn tại Phụ lục 1 kèm theo Thông tư này; - Đo nhiệt độ nước và không khí + Đo nhiệt độ nước được tiến hành ở tất cả các công trình bơm nước, các công trình quan sát, hố đào, giếng, hồ hay sông (nếu có yêu cầu): Tại các công trình bơm nước, nhiệt độ nước được đo ngay ở vòi xả, nơi dòng nước thoát ra; Tại các điểm quan sát, nhiệt độ nước được đo tại phạm vi ống lọc và giữ trong khoảng một vài phút; Khi đo tất cả các điểm cần đo nhiệt độ nước, phải ngăn ngừa tác động của nhiệt độ không khí, đặc biệt đối với nước ngầm và khi nhiệt độ không khí chênh lớn so với phông bình thường; Nhiệt độ nước được đo bằng nhiệt kế chậm bách phân với thang chia 0,1 - 0,2oC và có bao kim loại, nhiệt độ không khí được đo bằng nhiệt kế bách phân bình thường với độ chính xác 0,1oC. Đọc nhiệt độ với độ chính xác 0,1oC. - Yêu cầu các số đọc: + Đo mực nước trong lỗ khoan, yêu cầu đọc đến cm; + Đo mực nước để tính lưu lượng (chiều cao ván hay chiều cao thùng định lượng), yêu cầu số đọc phải đến mm; + Đo nhiệt độ nước và không khí, yêu câu số đọc đến nửa 0,5 độ (oC); + Đo thời gian, yêu cầu số đọc đến giây.
h) Tần suất đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ Tần suất đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ phải đáp ứng yêu cầu số liệu phục vụ chỉnh lý. Tần suất đo tối thiểu quy định tại bảng 1. Bảng 1: Tần suất đo mực nước, lưu lượng, nhiệt độ Thời gian Đo mực nước Đo lưu lượng Đo nhiệt độ 20 phút đầu 1 phút đo 1 lần 5 phút đo 1 lần đo 1 lần 20 phút tiếp theo 2 phút đo 1 lần 4 phút đo 1 lần đo 1 lần Hết giờ đầu 5 phút đo 1 lần 5 phút đo 1 lần đo 1 lần Hết giờ thứ 2 10 phút đo 1 lần 10 phút đo 1 lần đo 1 lần Hết giờ thứ 5 20 phút đo 1 lần 20 phút đo 1 lần 1 giờ đo 1 lần Hết giờ thứ 10 30 phút đo 1 lần 30 phút đo 1 lần 1 giờ đo 1 lần Từ giờ thứ 11 đến khi kết thúc 1 giờ đo 1 lần 1 giờ đo 1 lần 1 giờ đo 1 lần
i) Lấy mẫu nghiên cứu chất lượng nước trong bơm nước thí nghiệm: - Lấy mẫu nghiên cứu chất lượng nước tại các lỗ khoan, giếng, bơm nước thí nghiệm phải được tiến hành vào cuối kỳ bơm; - Trường hợp bơm nước thí nghiệm trong điều kiện thủy hóa phức tạp, có nguy cơ nhiễm bẩn hoặc khi có các yêu cầu đặc biệt, tối thiểu phải lấy một mẫu với mỗi khoảng thời gian 3 - 5 ca thí nghiệm; - Cách lấy, bảo quản, vận chuyển mẫu thực hiện theo quy định tại Thông tư số 13/2014/TT-BTNMT ngày 17 tháng 02 năm 2014 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định kỹ thuật điều tra, đánh giá tài nguyên nước dưới đất.
k) Đo đạc các yếu tố ảnh hưởng Khi bơm nước thí nghiệm trong các khu vực có ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng, thủy văn hoặc các hoạt động khai thác, sử dụng nước, mực nước sông hồ, các giếng đào, các lỗ khoan trong phạm vi ảnh hưởng của bơm nước phải được quan trắc, thu thập tài liệu đầy đủ để nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước mặt với nước dưới đất của nguồn nước thí nghiệm và hiệu chỉnh số liệu đo mực nước thực tế trong lỗ khoan, giếng.