Tiềm năng khai thác nước thấm từ sông vùng đồng bằng Bắc Bộ

- Tiềm năng khai thác nước thấm từ sông vùng đồng bằng Bắc Bộ.
- 4 Hội địa chất thủy văn Việt Nam.
- Tóm tắt: Giải pháp khai thác nước thấm từ sông có các ưu điểm: Thu được lượng nước mặt lớn do bổ cập trực tiếp từ sông.
- Nước thấm có thể khai thác từ các giếng thu nước thấm trực tiếp từ sông ở tầng Holocen (qh) hoặc thu nước tầng sâu Pleistocen (qp) được bổ cập nước từ sông thông qua các cửa số địa chất thủy văn.
- Lượng nước thấm được xác định theo phương pháp thủy động lực và phương pháp đồng vị.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể khai thác được lượng nước thấm dao động trong khoảng lớn từ 30 ở sông Đình Đào, đến 33.600 m 3 /ng.km đường bờ ở sông Hồng.
- Các vùng ven các sông được phân chia ra 4 vùng có tiềm năng khai thác thấm: lớn, trung bình, nhỏ và rất nhỏ, tương ứng lưu lượng khai thác của mỗi giếng khoan có thể đạt: >.
- Từ khóa: Tiềm năng khai thác nước thấm.
- Quan hệ thủy lực.
- Cửa sổ địa chất thủy văn;.
- Nước ngầm ở nhiều nơi đã bị khai thác quá mức, làm hạ mực nước, giảm chất lượng nước và gây hiện tượng sụt lún, như ở Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đồng bằng sông Cửu Long.
- Giải pháp công nghệ khai thác nước thấm từ sông đã được nghiên cứu và ứng dụng hiệu quả ở một số nước châu Âu và tại Mỹ với ưu điêm nổi trội của giải pháp là: 1) Dễ dàng thu được lượng nước mặt lớn do bổ cập trực tiếp từ sông, kể cả trong trường hợp nguồn nước mặt suy giảm.
- Gần đây các nghiên cứu áp dụng giải pháp khai thác nước thấm phục vụ cấp nước đã được thực hiện tại một số nước trên thế giới [1–2], nhưng hầu hết các nghiên cứu chỉ tập trung vào khả năng khai thác tại các vị trí cụ thể [3–5] và chủ yếu tập trung các nghiên cứu về chất lượng nước và khả năng xử lý nước của việc áp dụng giải pháp [6–9].
- Ở Việt Nam, giải pháp khai thác nước thấm chưa được áp dụng, nhưng từ thực tế khai thác nước dưới đất ven sông Hồng và một số kết quả nghiên cứu về mối quan hệ giữa nước sông và nước dưới đất vùng.
- Một số nghiên cứu đánh giá tiềm năng khai thác nước dưới đất vùng Hà Nội cũng có đề cập đến việc bổ cập nước mặt đối với tầng chứa nước qp [12–13]..
- Dựa trên kết quả điều tra nghiên cứu, khai thác nước dưới đất vùng thành phố Hà Nội đã được thực hiện kết hợp nghiên cứu các cấu trúc địa chất thủy văn và mặt cắt sông ở các vùng trong cả nước, cho thấy có nhiều cửa sổ địa chất thủy văn trên các sông thuộc vùng đồng bằng Bắc bộ, vì vậy tác giả đã chọn nghiên cứu đánh giá tiềm năng khai thác nước thấm tại vùng đồng bằng Bắc bộ.
- Phương pháp thủy động lực và phương pháp đồng vị đã được sử dụng để xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất trong một số nghiên cứu [11, 16].
- đã được tác giả lựa chọn để xác định tiềm năng khai thác nước thấm từ sông.
- Tiềm năng khai thác nước thấm từ sông vùng đồng bằng Bắc bộ được xác định sẽ góp phần cung cấp thêm một hình thức nguồn nước mới trong lựa chọn nguồn nước cấp cho sinh hoạt và sản xuất ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, bên cạnh nước mặt và nước ngầm..
- Phương pháp nghiên cứu và số liệu thu thập 2.1.
- Giới thiệu khu vực nghiên cứu.
- Trữ lượng nước dưới đất của một vùng nào đó bao gồm một số thành phần được xác định theo công thức sau:.
- Trong đó Q kt là trữ lượng khai thác nước dưới đất (m 3 /ng).
- t là thời gian khai thác tính toán, thường lấy bằng 104 ngày..
- Phương pháp nghiên cứu.
- Để đánh giá, xác định tiềm năng khai thác nước thấm cần phải xác định các vấn đề sau:.
- cấu trúc và các cửa sổ địa chất thủy văn, quan hệ thủy lực giữa nước mặt sông với nước dưới đất, nguồn bổ cập từ sông và công suất giếng khai thác..
- Xác định các cửa sổ địa chất thủy văn.
- “Cửa sổ địa chất thủy văn” là một dạng đặc biệt của cấu trúc địa chất thủy văn.
- Xác định mối quan hệ thủy lực nước sông và nước dưới đất.
- Quan hệ thuỷ lực là sự tương tác qua lại giữa nước dưới đất và nước sông, trong các điều kiện tự nhiên cũng như có sự tác động của con người.
- Xác định rõ quan hệ thuỷ lực góp phần xác định rõ điều kiện hình thành động thái nước dưới đất phục vụ tốt cho việc đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất.
- Xác định rõ quan hệ thuỷ lực có ý nghĩa to lớn đối với luận chứng lựa chọn phương pháp xây dựng các công trình khai thác thấm ven bờ.
- Quan hệ thủy lực được nghiên cứu xác định bằng các phương pháp: thí nghiệm địa chất thủy văn, đo thủy văn, quan trắc, kỹ thuật đồng vị, phương pháp thủy hóa....
- Xác định lượng nước thấm từ sông a) Xác định theo phương pháp thủy động lực.
- được xác định theo công thức sau:.
- H 1 là chiều cao mực nước trong tầng chứa nước (m).
- b) Xác định bằng phương pháp đồng vị.
- Trong khu vực nghiên cứu dựa trên số liệu phân tích đồng vị bền (18O) và deuterium (2H) để xác định giá trị cung cấp thấm và mối quan hệ giữa các tầng chứa nước..
- X 2 , Y 2 lần lượt là tỷ lệ đóng góp của nước dưới đất bổ cấp cho nước sông vào mùa khô tính theo đồng vị ( 18 O) và deuterium ( 2 H).
- Các cửa sổ địa chất thủy văn.
- Kết quả nghiên cứu xác định cửa sổ địa chất thủy văn ở đồng bằng Bắc Bộ đã thành lập được hàng loạt các mặt cắt, trên cơ sở đó xác định được 3 dạng cửa sổ địa chất thủy văn như sau: sông cắt vào tầng chứa nước qh.
- sông cắt vào tầng chứa nước qp.
- sông cắt vào cả tầng chứa nước qh và qp..
- a) Cửa sổ địa chất thủy văn dạng 1: Sông cắt vào tầng chứa nước qh.
- Dạng cửa sổ địa chất thủy văn này phổ biến ở tất cả các sông của khu vực nghiên cứu.
- Mặt cắt địa chất thủy văn ngang các sông Văn Úc và sông Đuống..
- b) Cửa sổ địa chất thủy văn dạng 2: Sông cắt vào tầng chứa nước qp.
- Dạng cửa sổ địa chất thủy văn này phổ biến ở các sông Cà Lồ, sông Cầu và các sông thuộc vùng rìa đồng bằng.
- Mặt cắt địa chất thủy văn ngang sông Cà Lồ và sông Cầu..
- c) Cửa sổ địa chất thủy văn dạng 3: Sông cắt vào cả tầng chứa nước qh và qp.
- Mặt cắt địa chất thủy văn ngang sông Hồng và sông Đuống..
- Mối quan hệ thủy lực nước sông và nước dưới đất.
- Trong điều kiện tự nhiên phần lớn thời gian trong năm, nước sông được nước dưới đất cung cấp, dòng chảy dưới đất có hướng ra phía sông.
- Chỉ trong mùa lũ hoặc các thời kỳ lũ, nước dưới đất mới tạm thời được nước sông cung cấp.
- Sự cung cấp này chỉ xảy ra ở đới ven bờ làm cho dòng chảy dưới đất có phương từ sông.
- Khi có công trình khai thác ven sông thì nước sông quanh năm cung cấp cho công trình khai thác.
- Ở đó nước mặt quanh năm cung cấp cho nước dưới đất..
- Ở đó, nước dưới đất quanh năm cung cấp cho sông, tuy nhiên độ nghiêng thủy lực không lớn, nên khi có công trình khai thác ven bờ nước sông vẫn có thể cung cấp cho công trình khai thác.
- Bản đồ phân vùng quan hệ thủy lực giữa nước sông và nước dưới đất..
- Dựa vào các kết quả điều tra, đánh giá tài nguyên nước đã thực hiện [13], tiến hành tính toán, xác định đại lượng thấm của các sông vùng nghiên cứu và thể hiện ở Bảng 1..
- Kết quả xác định đại lượng thấm từ các sông ở đồng bằng Bắc Bộ..
- 1 Sông Hồng .
- Kết quả nghiên cứu khai thác nước thấm từ sông trong khuôn khổ đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ khai thác nước thấm từ sông ở Việt Nam phục vụ sinh hoạt và sản xuất” [17] được thực hiện đã xác định được tỷ lệ đóng góp của nước sông cho nước dưới đất có kết quả thống kê ở Bảng 2 và Bảng 3.
- Kết quả thống kê cho thấy các sông lớn có quan hệ khá chặt chẽ với nước dưới đất..
- Kết quả tính toán lượng bổ cập giữa nước sông và nước dưới đất vào mùa khô và mùa mưa bằng đồng vị bền (18O)..
- Sông Hồng đoạn 1.
- Kết quả tính toán lượng bổ cập giữa nước sông và nước dưới đất vào mùa khô và mùa mưa bằng đồng vị bền deuterium (2H)..
- Xác định tiềm năng khai thác thấm.
- Tiềm năng khai thác thấm được xác định dựa vào công xuất khai thác có thể nhận được từ mỗi một công trình khai thác thấm.
- Vùng đồng bằng Bắc Bộ, công trình khai thác nói chung và khai thác thấm nói riêng hiện nay đều là các giếng khoan thẳng đứng.
- Dựa vào kết quả khai thác thực tế của các công trình hiện có, cũng như bằng cách tính toán lưu lượng khai thác của các giếng khoan vùng ven sông, có thể phân chia ra các vùng có tiềm năng khai thác nước thấm (Hình 7)..
- Vùng có tiềm năng khai thác thấm lớn, phân bố vùng ven bờ của sông Hồng đoạn từ Việt Trì đến khu vực nhà máy nước Nam Dư của thành phố Hà Nội.
- Nơi đây tồn tại cửa sổ địa chất thủy văn dạng 3: sông Hồng cắt cả vào tầng chứa nước q h lẫn q p .
- Quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất thuộc kiểu 1, lượng bổ cập từ sông Hồng rất lớn, lớn nhất trong số các sông ở đồng bằng Bắc Bộ.
- Vùng có tiềm năng khai thác trung bình, phân bố vùng ven sông Cà Lồ và sông Cầu, một đoạn ở đầu sông Đuống, sông Hồng từ bãi giếng Nam Dư đến Hưng Yên.
- Nơi đây tồn tại cửa sổ địa chất thủy văn có dạng như sau: sông Cầu và sông Cà Lồ cắt vào tầng chứa nước qp, sông Đuống cắt vào cả tầng chứa nước q h và q p , còn sông Hồng cắt vào tầng chứa nước q h , có quan hệ thủy lực yếu với tầng qp.
- Quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất thuộc kiểu 3 đối với sông Cầu và sông Cà Lồ, kiểu 2 và 4 đối với sông Đuống và sông Hồng.
- Vùng có tiềm năng khai thác nhỏ, phân bố vùng ven sông Đuống, phần thượng lưu sông Thái Bình và một đoạn sông Hồng từ Hưng Yên đến Nam Định.
- Nơi đây tồn tại cửa sổ địa chất thủy văn ở dạng 1 , tức là sông chỉ cắt vào tầng chứa nước qh.
- Quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất thuộc kiểu 4.
- Vùng có tiềm năng khai thác rất nhỏ, phân bố vùng ven các sông còn lại.
- Nơi đây tồn tại cửa sổ địa chất thủy văn ở dạng 1, tức là sông chỉ cắt vào tầng chứa nước qh.
- Những kết quả đạt được trong nghiên cứu này được chỉ ra sau đây:.
- Vùng đồng bằng Bắc Bộ, ven các sông, có 3 dạng cửa sổ địa chất thủy văn: sông cắt vào tầng chứa nước qh, cắt vào tầng chứa nước qp và cắt cả vào tầng chứa nước qh lẫn qp..
- Vùng đồng bằng Bắc Bộ có đủ 4 kiểu quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất và nước sông..
- Lượng bổ cập từ sông cho nước dưới đất dao động trong khoảng lớn từ 30 ở sông Đình Đào đến 33.600 m 3 /ng.km đường bờ ở sông Hồng..
- Ven các sông được chia ra 4 vùng có tiềm năng khai thác thấm: lớn, trung bình, nhỏ và rất nhỏ, tương ứng lưu lượng khai thác của mỗi giếng khoan có thể đạt: >.
- Kết quả nghiên cứu đã cho thấy tiềm năng khai thác nước thấm ở vùng đồng bằng Bắc bộ, đồng thời chứng minh một giải pháp nguồn nước mới là nguồn nước thấm từ sông, còn có thể gọi là nước bán thấm, phục vụ cung cấp nước cho sinh hoạt và nông thôn, có ý nghĩa quan trọng, đặc biệt trong điều kiện nguồn nước khan hiếm, cạn kiệt và ô nhiễm như hiện nay..
- Đóng góp cho nghiên cứu: Xây dựng ý tưởng nghiên cứu: Đ.T.H..
- Lựa chọn phương pháp nghiên cứu: N.V.Đ., T.T.T..
- Lời cảm ơn: Bài báo này được hoàn thành trong khuôn khổ thực hiện Đề tài nghiên cứu theo Nghị định thư giữa Bộ Khoa học Công nghệ Việt Nam và Bộ Nghiên cứu và giáo dục Cộng hòa liên bang Đức, mã số đề tài 60.GER–19: “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ khai thác nước thấm từ sông ở Việt Nam phục vụ sinh hoạt và sản xuất”..
- Quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất trong các trầm tích Đệ tứ với nước sông Hồng ở Đồng bằng Bắc Bộ.
- Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông và nước dưới đất, đề xuất hệ phương pháp xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất vùng ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên.
- Tài nguyên nước dưới đất vùng thành phố Hà Nội và định hướng điều tra nghiên cứu, khai thác sử dụng.
- Báo cáo thăm dò nước dưới đất vùng Hà Nội mở rộng.
- Báo cáo thăm dò nước dưới đất vùng Bãi Bằng, Lâm Thao tỉnh Phú Thọ.
- Khả năng xây dựng các bãi giếng khai thác nước dưới đất công suất lớn cung cấp cho Thủ đô Hà Nội.
- Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ khai thác nước thấm từ sông ở Việt Nam phục vụ sinh hoạt và sản xuất”.
- Đề tài nghiên cứu khoa học mã số 60.GER–19, Bộ Khoa học công nghệ, 2020.

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt