a) Áp suất khí quyển

Chương III: Tài nguyên nước ngầm



Δpa



Tầng có áp

Biên trên tầng

ngậm nước



Tầng ngậm nước



Δpω



Hạt cát



ΔSc



Hình 3.6. Minh họa tầng ngậm nước và các thông số tính toán

Tại giếng hút nước từ tầng ngậm nước có áp

pω = pa + γh



(3.16)



Cho áp suất khí quyển tăng thêm Δpa thì

pω + Δpω = pa + Δpa + γh



(3.17)



Ta thấy rằng Δpω < Δpa do đó h’ < h. Như vậy mực nước trong giếng hạ thấp xuống khi

áp suất khí quyển tăng lên.



Mặt đất



pa



Mực thủy áp

pa + Δpa



h



pω



h'



Tầng ngậm nước



pω + Δ pω



Hình 3.7. Độ chênh mực nước và áp suất khí quyển trong giếng nước

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



91



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



b) Mưa

Mưa không phải là một chỉ thị chính xác của lượng bổ sung nước ngầm do tổn thất trên

và dưới mặt đất cũng như thời gian vận chuyển của thấm thẳng đứng. Thời gian này có

thể biến đổi từ vài phút khi mực nước ngầm ở gần mặt đất hoặc đến vài tháng hay hàng

năm đối với mực nước ngầm nằm sâu và thấm sâu rất chậm. Mực nước ngầm có thể chỉ

ra sự biến động theo mùa do mưa nhưng thông thường bao gồm cả xuất lưu tự nhiên và

ảnh hưởng của bơm hút.

Ở vùng không bão hòa phía trên mực nước ngầm có độ ẩm nhỏ hơn hệ số giữ nước, nước

ngầm sẽ không nhận được lượng nước bổ sung cho đến khi độ ẩm hút được thỏa mãn.

c) Gió

Gió thổi trên mặt giếng gây ra ảnh hưởng thứ yếu đến mực nước ngầm và ảnh hưởng này

lại thông qua ảnh hưởng của áp suất không khí.



III.5.2. Ảnh hưởng của thủy triều

Trong những tầng ngậm nước tiếp giáp với biển, sự dao động của thủy triều cũng dẫn đến

sự biến động của nước ngầm. Đây là một vấn đề rất phức tạp nên trong phạm vi giáo

trình này chỉ trình bày một cách khái quát những phương trình tính toán dòng triều.

Xét trường hợp đơn giản đối với dòng chảy một phương trong tầng ngậm nước có áp,

phương trình vi phân mô tả chuyển động của nước ngầm:

(3.18)

Lấy mặt chuẩn là mực nước biển trung bình, giả thiết các điều kiện biên:

(3.19)

Ta có

trong đó



(3.20)

ω: vận tốc góc

t0: chu kỳ triều



Nghiệm của bài toán là:

(3.21)



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



92



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



Biên độ dao động tại mặt cắt x kể từ bờ biển:

(3.22)

Thời gian truyền sóng:

(3.23)

Tốc độ truyền sóng:

(3.24)

Chiều dài sóng:

(3.25)

Lượng dòng chảy vào tầng ngậm nước trong nửa chu kỳ:

(3.26)

Mức độ ảnh hưởng của thủy triều được biểu thị qua hệ số thủy triều C

C = 1–B



(3.27)



Như đã nói ở trên, sự thay đổi áp suất không khí dẫn đến sự biến đổi mực thủy áp. Sự dao

động thủy triều cũng dẫn đến sự thay đổi mực thủy áp trong tầng ngậm nước có áp.

Ngược lại với ảnh hưởng của áp suất khí quyển, dao động của thủy triều hạ thấp. Do đó

khi mực nước biển tăng thì mực nước ngầm cũng tăng.

III.5.3. Ảnh hưởng đô thị hóa

Quá trình đô thị hóa thường gây ra những sự thay đổi mực nước ngầm do kết quả của

việc làm giam lượng bổ sung nước ngầm và tăng cường việc khai thác nước ngầm. Ở

những vùng nông thôn nước dùng thường được lấy từ các giếng nông, trong khi đó hầu

hết nước thải của đô thị lại trở về đất thông qua các hồ chứa bẩn thỉu làm cho sự nhiễm

bẩn tăng lên. Nhiều giếng của các hộ dùng riêng phải bỏ đi. Sau này người ta phải xây

dựng các hệ thống xử lý nước cống, nước thải, nước mưa trong khu vực.

Ba điều kiện làm cho mực nước ngầm giảm:

-



Giảm lượng bổ sung nước ngầm do lát bề mặt đất bằng những loại vật liệu không

thấm.



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



93



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



-



Lượng bơm hút nước tăng.



-



Giảm lượng bổ sung nước ngầm tự nhiên do hệ thống cống ngầm thu nhận nước từ

trên xuống.



Ngoài ra còn những ảnh hưởng khác như ảnh hưởng của động đất, ảnh hưởng của tải

trọng bên ngoài...



III.6. TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM Ở NƯỚC TA

III.6.1. Trữ lượng nước ngầm

Bên cạnh nguồn tài nguyên nước mặt như đã trình bày trong chương 2, Việt Nam cũng có

một tiềm năng trữ lượng lớn về nước ngầm, đặc biệt ở vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam

Bộ. Tổng trữ lượng có tiềm năng khai thác được trên cả nước của các tầng trữ nước trên

toàn lãnh thổ, chưa kể phần hải đảo, ước tính gần 2000m3/s, tương ứng khoảng 60 tỷ

m3/năm. Trữ lượng này thay đổi nhiều theo các vùng: dồi dào nhất ở Đồng bằng sông

Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long, Đông Nam Bộ; khá nhiều ở Tây Nguyên và ít hơn tại

các vùng núi Tây Bắc, Đông Bắc và duyên hải Bắc và Nam Trung Bộ.

Trữ lượng nước ngầm ở giai đoạn tìm kiếm và thăm dò sơ bộ mới đạt khoảng 8 tỷ m3

/năm tức khoảng 13% tổng trữ lượng. Theo kết quả điều tra, khảo sát và nghiên cứu đã có

đến năm 1999 thì trữ lượng nước ngầm thuộc loại có thể khai thác ngay với độ tin cậy

cao (cấp A) vào khoảng 736.205m3/ngày; thuộc loại có thể khai thác với độ tin cậy khá

(cấp B) vào khoảng 939.625m3/ngày; thuộc loại đã được dự báo là có khả năng khai thác

(cấp C1) 2.007.165 và (cấp C2) 10.848.451m3/ngày. Tổng lượng đã khai thác chỉ mới

vào khoảng 5% tổng trữ lượng. Trong các năm tới lượng khai thác có thể lên tới khoảng

12 tỷ m3/năm. Nếu so sánh với các nước trên thế giới thì trữ lượng nước ngầm của Việt

Nam ở vào mức trung bình.

Tuy nhiên, tại nhiều vùng ở Việt Nam với 6 tháng mùa khô thì việc khai thác, sử dụng và

quản lý nước ngầm lại gặp rất nhiều khó khăn. Sông ngòi, ao hồ… cạn kiệt vào mùa khô

đã gây ra những cạnh tranh trong vấn đề khai thác nước ngầm giữa các loại hình sử dụng

nước. Thêm vào đó việc phá rừng trên diện rộng đã ảnh hưởng đáng kể đến việc tái tạo

nguồn nước ngầm. Những vùng đất phải đối mặt trầm trọng với tình trạng thiếu cả nước

ngầm như vùng đồng bằng duyên hải miền Trung, khu vực Tây Nguyên, vùng Đông Nam

bộ, các tỉnh duyên hải Nam bộ. Một nghiên cứu của Nguyen Vo Chau Ngan (2006) cho

biết vào mùa khô tại Rừng đặc dụng Vồ Dơi (nay là Vườn quốc gia U Minh Hạ), Cà Mau

đã xảy ra hiện tượng giảm áp cục bộ của nguồn nước ngầm trong khu vực. Nguyên nhân

chính là do tình trạng bơm hút nước ngầm từ hai giếng khoan của Hạt Kiểm lâm với công

suất 150m3/giờ và 100m3/giờ. Việc hút nước diễn ra 24 giờ/ngày trung bình từ đầu tháng

12 dương lịch cho đến cuối tháng 5 năm sau (phụ thuộc vào mực nước trong kênh nội

đồng) khiến cho các giếng khoan của các hộ dân sống xung quanh Hạt Kiểm lâm không

thể bơm lấy nước sinh hoạt được.

Để chủ động khai thác nguồn tài nguyên nước ngầm phục vụ cho nhiều nhu cầu sử dụng

nước khác nhau, Nhà nước đã đầu tư nhiều khoản kinh phí lớn cho công tác thăm dò,

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



94



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



điều tra, quản lý nguồn nước ngầm tại nhiều địa phương trên cả nước. Hội nghị giao ban

vùng Nam Trung bộ về công tác quản lý nhà nước trong lĩnh vực tài nguyên và môi

trường ngày 28/11/2008 ghi nhận trong giai đoạn 2002 ÷ 2010, ngân sách trung ương đầu

tư cho các địa phương là 9.396 triệu đồng để thực hiện các nhiệm vụ về quản lý tài

nguyên nước. Nổi bật là các dự án điều tra nguồn nước ngầm vùng núi Trung bộ và Tây

Nguyên (giai đoạn 3 với 2.355 triệu đồng), điều tra nguồn nước ngầm một số vùng đặc

biệt thiếu nước sinh hoạt thuộc các tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuân (3.600 triệu đồng),

lập bản đồ địa chất thủy văn tỷ lệ 1/50.000 tỉnh Ninh Thuận và Bình Thuận (1.500 triệu

đồng), điều tra đánh giá tài nguyên nước ngầm và lập bản đồ nước dưới đất tỷ lệ 1/50.000

vùng Ba Tơ - Hoài Nhơn tỉnh Quảng Ngãi và Bình Định (1.055 triệu đồng)…

Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong công tác quản lý nguồn tài nguyên nước ngầm, thực

trạng hiện nay là các tài liệu điều tra cơ bản, đánh giá nguồn nước ngầm còn thiếu và có

nhiều hạn chế. Tài liệu tập bản đồ địa chất thủy văn, đánh giá nguồn nước ngầm chủ yếu

ở tỷ lệ nhỏ và mới lập được cho các khu vực đô thị, khu tập trung phát triển kinh tế. Các

bản đồ trước đây đều lập theo mảnh khu vực, chưa lập theo lưu vực sông và theo địa

phương nên hầu hết các địa phương chưa có bản đồ nước ngầm.

Bên cạnh đó việc chưa có quy hoạch khai thác, sử dụng, bảo vệ nước ngầm cũng là tình

trạng chung hiện nay của hầu hết các địa phương. Tình hình nhiễm bẩn, ô nhiễm, cạn kiệt

nguồn nước ngầm; xu hướng diễn biến tài nguyên nước ngầm và trữ lượng khai thác của

nước ngầm ở các vùng vẫn chưa được điều tra, đánh giá đầy đủ. Hệ thống pháp luật về tài

nguyên nước vẫn chưa hoàn chỉnh, chưa đủ mạnh (còn thiếu nhiều nội dung về cơ chế

chính sách, nhất là chính sách tài chính, chế tài xử phạt chưa đủ mạnh, trách nhiệm chưa

rõ ràng…). Hầu hết các lưu vực sông, các địa phương chưa xây dựng được quy hoạch, kế

hoạch khai thác sử dụng, bảo vệ, phát triển nguồn nước. Mặt khác, đội ngũ cán bộ làm

công tác quản lý tài nguyên nước ở hầu hết các tỉnh còn thiếu về số lượng, yếu về nghiệp

vụ, chuyên môn và thiếu các trang thiết bị cần thiết cho công tác quản lý, giám sát. Việc

nắm bắt và thực hiện pháp luật về tài nguyên nước của các cấp, các ngành và nhân dân

còn hạn chế. Vì vậy rất khó khăn trong quá trình cấp phép khai thác sử dụng hay định

hướng cho việc bảo vệ nguồn nước ngầm.

Dựa vào mức độ thăm dò, chất lượng nước và điều kiện khai thác, trữ lượng khai thác

nước dưới đất phân làm 4 cấp:

-



Trữ lượng cấp A là trữ lượng được nghiên cứu đến mức cho phép dự đoán chính xác

số lượng, chất lượng và điều kiện khai thác nước dưới đất

Trữ lượng cấp B là trữ lượng được nghiên cứu đến mức độ cho phép đánh giá một

cách tin cậy về số lượng và dự đoán gần đúng sự thay đổi chất lượng của nước hoặc

điều kiện khai thác

Trữ lượng cấp C1 là trữ lượng được nghiên cứu đến mức độ cho phép đánh giá gần

đúng số lượng, chất lượng và điều kiện khai thác nước dưới đất trong thời gian tính

toán dùng nước

Trữ lượng cấp C2 là trữ lượng xác định trên cơ sở các tài liệu địa chất, địa chất thủy

văn một cách sơ bộ về số lượng và chất lượng, chưa có luận chứng về hệ thống khai

thác cụ thể. Ở cấp trữ lượng C1, C2 có thể có những sai lệch nhất định về số lượng

của nước dưới đất. Khi tính toán ở cấp trữ lượng C1, C2 người ta cần nêu định hướng

để nâng cấp trữ lượng (lên B hoặc A).



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



95



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



Bảng 3.1. Trữ lượng nước ngầm nhạt ở một số vùng đến năm 1995

Trữ lượng theo các cấp (m3/ngày)

Vùng

A



B



C1



C2



Đông Bắc bộ



80.923



82.061



460.057



582.803



Đồng bằng Bắc bộ



379.377



429.769



1.004.460



2.520.143



Ven biển Trung bộ



26.280



24.596



266.200



1.568.614



Đông Nam bộ



12.000



150.800



232.211



1.417.830



Tây Nguyên



8.281



26.820



137.242



2.532.263



506.861



714.946



2.108.188



8.721.653



Tổng



[Nguồn: Nguyễn Kim Ngọc, Nguyễn Thượng Hùng. Trích từ Lê Quý An và CSV (2004)]



III.6.2. Động thái tầng nước ngầm 3

a) Đồng bằng Bắc bộ

Mực nước bình quân (tính bằng độ cao tuyệt đối) của hai tầng chứa nước Holocen 4 (qh)

và Pleistocen 5 (qp) năm 2007 được thống kê trong bảng 3.2.



3



Chi tiết tham khảo: Liên đoàn Địa chất Thủy văn - Địa chất Công trình miền Bắc.

Tầng chứa nước Holocen là lớp trầm tích được hình thành trong thế Toàn Tân bắt đầu vào khoảng 11.550 năm

trước và tiếp tục cho đến ngày nay.

5

Tầng chứa nước Pleistocen là lớp trầm tích được hình thành trong thế Canh Tân kéo dài từ khoảng 1.806.000 đến

11.550 năm trước.

4



Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



96



Chương III: Tài nguyên nước ngầm



Bảng 3.2. Độ cao tuyệt đối mực nước bình quân tháng năm 2007 đồng bằng Bắc bộ

Đơn vị: m

Tháng



1



2



3



4



5



6



7



8



9



10



11



12



TB



Tầng chứa nước Holocen (qh)

Năm 2007 2.60 2.57 2.63 2.57 2.85 3.17 3.71 3.87 3.81 3.69 3.03 2.69 3.10

Lệch 2006 -0.23 -0.19 -0.11 -0.13 0.05 0.01 0.02 -0.16 0.24 0.34 0.01 -0.09 -0.02

Tầng chứa nước Pleistocen (qp)

Năm 2007 -0.23 -0.18 -0.08 -0.15 -0.03 0.04 0.34 0.50 0.51 0.51 -0.01 -0.29 0.08

Lệch 2006 -0.41 -0.37 -0.23 -0.19 -0.09 -0.15 -0.20 -0.39 -0.10 0.17 -0.02 -0.18 -0.18

Tại các vùng khai thác mạnh, mực nước dưới đất tiếp tục giảm dần. Tại Hà Nội, mực

nước sâu nhất cách mặt đất tại lỗ khoan quan trắc P.41a ở trung tâm bãi giếng Hạ Đình là

- 34,9m. Dự báo mực nước tháng 6 năm 2008 là - 35,02m.



-26



Độ sâu mực nước,m



-28

-30

-32

-34

-36

-38

01/1996 01/1998 01/2000 01/2002 01/2004 01/2006 01/2008



Thời gian



Hình 3.8. Dao động mực nước lỗ khoan quan trắc P.41a, tầng chứa nước Pleistocen

Giáo trình TÀI NGUYÊN NƯỚC LỤC ĐỊA



97