Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC MÔ HÌNH

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC MÔ HÌNH

Tải bản đầy đủ - 0trang

2

Cơng trình được hồn thành tại: Viện Mơi trường và Tài nguyên,

Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh

Địa chỉ: 142 Tơ Hiến Thành, quận 10, TP. Hồ Chí Minh

Điện thoại: 08.8651132, Fax: 08.8655670.



Người hướng dẫn khoa học:

GS.TSKH Nguyễn Thị Kim Thoa, Viện Vật lý địa cầu.

TS. Đỗ Tiến Hùng, Trung tâm Qui hoạch và Điều tra tài nguyên nước.



Phản biện 1: PGS.TS Đoàn Văn Cánh, Trường ĐH Mỏ- Địa chất



Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ, Trường ĐH Bách Khoa,

Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh



Phản biện 3: PGS. TS. Vũ Chí Hiếu, Trường ĐH Khoa học tự nhiên,

Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh



Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Nhà nước tại

Viện Môi trường và Tài ngun

Vào hồi……..giờ, ngày………….tháng……….năm 2009

Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện của Viện Môi trường và Tài

nguyên, Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh và Thư viện Khoa học tổng

hợp TP. Hồ Chí Minh



3

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của luận án

Ba tỉnh ven biển Nam Trung Bộ: Khánh Hòa, Ninh Thuận và Bình

Thuận là những tỉnh khan hiếm nước nhất của đất nước, vào mùa khơ

tình trạng thiếu nước rất nghiêm trọng. Tại các vùng cửa sông và đụn

cát ven biển, nước mặn đã xâm nhập vào các tầng chứa nước trên một

diện rộng, biên mặn đang lấn dần vào phía đất liền. Sự hiện diện của các

chất nhiễm bẩn tự nhiên như floride, sắt, can xi, magne, cyanur và chỉ số

pH thấp... đã trở thành mối lo ngại thật sự cho cộng đồng. Để giải quyết

nguồn nước cung cấp đảm bảo về số lượng và chất lượng cho khu vực,

trong tương lai không thể không áp dụng biện pháp bổ sung nhân tạo

nước dưới đất (BSNT NDĐ).

Việc xây dựng một qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương pháp

bồn thấm là rất hữu ích và có tính thực tiễn cao. Đó là lý do nghiên cứu

sinh chọn và thực hiện đề tài “Xây dựng qui trình bổ nước dưới đất

bằng phương pháp bồn thấm tại các đồng bằng ven biển Nam Trung

Bộ”

Mục tiêu và nhiệm vụ của luận án

Mục tiêu: Nghiên cứu đề xuất một qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ

bằng phương pháp bồn thấm thích hợp với các đồng bằng ven biển Nam

Trung Bộ.

Nhiệm vụ: Nghiên cứu tổng quan về BSNT NDĐ; Đánh giá điều kiện tự

nhiên các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ để lựa chọn phương pháp

BSNT NDĐ thích hợp; Nghiên cứu đề xuất qui trình hướng dẫn BSNT

NDĐ bằng phương pháp bồn thấm; và áp dụng qui trình hướng dẫn

BSNT NDĐ bằng bồn thấm để nghiên cứu đề xuất các giải pháp quản



4

lý bổ sung tầng chứa nước tại các cồn cát bán khơ hạn huyện Bắc Bình,

tỉnh Bình Thuận.

Phương pháp nghiên cứu: Thu thập xử lý và tổng hợp tài liệu địa chất

thủy văn, khảo sát địa chất thủy văn, khảo sát địa vật lý, phương pháp

xây dựng mơ hình.

Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Phạm vi: các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ gồm các tỉnh Khánh

Hòa, Ninh Thuận và Bình Thuận. Đối tượng: nghiên cứu đề xuất một

qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương pháp bồn thấm.

Cơ sở tài liệu

Các tài liệu thuộc đề tài cấp nhà nước mã số ĐTĐL 2004/07, kết quả

điều tra ĐCTV khu vực, kết quả tìm kiếm thăm dò NDĐ của Liên đồn

ĐCTV-ĐCCT Miền Nam, Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT Miền Trung và các

cơ quan khác, các tài liệu từ internet, các báo cáo công bố trong các hội

nghị khoa học, các đề tài khoa học các cấp, các luận án tiến sĩ, thạc sĩ có

liên quan.

Các luận điểm bảo vệ

1. Phương pháp BSNT NDĐ bằng bồn thấm là một phương pháp tăng

cường trữ lượng NDĐ có hiệu quả đối với các đồng bằng ven biển Nam

Trung Bộ.

2. Qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương pháp bồn thấm tại các

đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ bao gồm 6 bước.

3. Bảy giải pháp quản lý bổ sung tầng chứa nước là những giải pháp hữu

hiệu để giải quyết vấn đề cung cấp nước cho khu vực cồn cát bán khơ

hạn huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận

Tính mới của luận án



5

Lần đầu tiên đề xuất một qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương

pháp bồn thấm thích hợp với các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ và

các đồng bằng ven biển khác có điều kiện tự nhiên tương tự trên toàn

quốc.

Ý nghĩa khoa học

1. Là hướng nghiên cứu mới tại Việt Nam, lần đầu tiên đã đề xuất một

qui trình hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương pháp bồn thấm đối với

các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ gồm 6 bước.

2. Khẳng định được vai trò của các cơng nghệ khảo sát trong nghiên cứu

quản lý bổ sung tầng chứa nước mang tính đa ngành.

3. Tạo lập được cơ sở dữ liệu gốc làm ví dụ điển hình trong nghiên cứu

về quản lý bổ sung tầng chứa nước. Đây là nguồn tài liệu tham khảo rất

cần thiết và hữu ích trong cơng tác giảng dạy tại các trường đại học, cao

đẳng trong lĩnh vực BSNT NDĐ và bảo vệ môi trường tại Việt Nam

theo xu thế chung của thế giới.

4. Có giá trị trong việc hoạch định về quản lý các tầng chứa nước và bảo

vệ môi trường, làm cầu nối cho hướng nghiên cứu về bảo vệ các tầng

chứa nước nhằm thích nghi với biến đổi khí hậu ở các vùng bán khơ hạn

ven biển miền Trung trong chương trình mục tiêu quốc gia về biến đổi

khí hậu tại Việt Nam.

Ý nghĩa thực tiễn

1. Có thể ứng dụng ngay vào thực tiễn để giải quyết vấn đề khan hiếm

nước trong mùa khô hạn tại các tỉnh Nam Trung Bộ và các địa phương

có đặc điểm tương tự khi mà việc sử dụng nước mặt chưa mang lại hiệu

quả kinh tế.

2. Định hướng, hướng dẫn các nhà địa chất thủy văn tiến hành các bước



6

cần thiết trong quá trình thực hiện BSNT NDĐ bằng phương pháp bồn

thấm.

3. Chỉ ra tiềm năng về nước ngầm của vùng cát ven biển huyện Bắc

Bình là phong phú. Giúp tỉnh Bình Thuận đưa ra quyết định đúng về

khai thác và bảo vệ nước hồ Bàu Trắng, Bàu Nổi.

4. Đề xuất và giới thiệu 7 giải pháp quản lý bổ sung tầng chứa nước tại

khu vực cồn cát bán khơ hạn huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận mang

tính thực tiễn cao.

5. Cung cấp nước 220 m3/ngày tại bãi giếng Bàu Nổi cho cư dân xã

Hồng Phong.

6. Giải pháp làm sạch nguồn gây ô nhiễm tại Bàu Nổi là một cách xử lý

bảo vệ mơi trường mới, có thể áp dụng khi triển khai các đề án tương tự.

Bố cục của luận án

Luận án gồm phần mở đầu, 4 chương và phần kết luận; với 200 trang

đánh máy khổ A4, 36 bảng, 67 hình vẽ và đồ thị và 79 tài liệu tham

khảo. Chương 1- Tổng quan về BSNT NDĐ; Chương 2- Các yếu tố ảnh

hưởng đến sự lựa chọn các phương pháp BSNT NDĐ tại các đồng bằng

ven biển Nam Trung Bộ; Chương 3- Nghiên cứu đề xuất qui trình

hướng dẫn BSNT NDĐ bằng phương pháp bồn thấm tại các đồng bằng

ven biển Nam Trung Bộ. Chương 4- Nghiên cứu đề xuất các giải pháp

quản lý bổ sung tầng chứa nước tại khu vực cồn cát huyện Bắc Bình,

tỉnh Bình Thuận.

Lời cảm ơn

Luận án được hồn thành dưới sự hướng dẫn của GS.TSKH. Nguyễn

Thị Kim Thoa và TS. Đỗ Tiến Hùng. Trong q trình hồn thành luận

án NCS nhận được sự quan tâm giúp đỡ của cố PGS.TS Huỳnh Thị



7

Minh Hằng, TS. Peter Dillon; GS.TS Paolo Bono; TS. Giuseppe

Arduino, PGS. TS. Nguyễn Việt Kỳ, PGS.TS Đoàn Văn Cánh, PGS.TS.

Nguyễn Văn Giảng. TS. Phan Thị Kim Văn, KS. Nguyễn Văn Hòa, lãnh

đạo của Viện Mơi trường và Tài ngun và phòng quản ngành (phòng

GeoInfomatics – Viện Mơi trường và Tài nguyên, đại học Quốc gia TP.

Hồ Chí Minh). Tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành đối với

các cơ quan, các nhà khoa học và các đồng nghiệp nói trên.

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO

NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Chương này trình bày tổng quan về BSNT NDĐ và lịch sử nghiên cứu

triển khai qui trình BSNT NDĐ trên thế giới và ở Việt Nam.

1.1. Bổ sung nhân tạo nước dưới đất

BSNT NDĐ là các hoạt động của con người làm nước mặt từ sông, suối,

hồ thấm vào lòng đất với tốc độ thường lớn hơn nhiều lần bổ sung tự

nhiên, tạo ra một sự gia tăng tương ứng về mức độ an toàn khi khai thác

NDĐ.

1.2. Mục đích của bổ sung nhân tạo nước dưới đất

Trong lĩnh vực cấp nước, các mục đích quan trọng nhất của BSNT NDĐ

là: Gia tăng lượng nước dưới đất cho cấp nước; Cải thiện chất lượng

nước; Chứa nước nhạt tại các tầng chứa nước; Ngăn cản sự xâm nhập

của nước mặn; Duy trì mực nước dưới đất.

1.3. Nguồn và chất lượng nước để bổ sung

1.3.1. Nước mặt là nguồn nước quan trọng để BSNT. Nước sơng thường

có các chất lơ lửng với hàm lượng từ vài chục đến vài trăm g/m3, có thể

gây tắc nghẽn nếu sử dụng trực tiếp trong các cơng trình BSNT. Nước



8

hồ thường khơng có hoặc có rất ít các chất lơ lửng. Khi khơng bị nhiễm

có thể dùng để bổ sung trực tiếp khơng cần tiền xử lý.

1.3.2. Dòng chảy mặt từ nước mưa phổ biến ở các trung tâm đô thị tuy

nhiên chúng thường chứa các chất nhiễm bẩn từ rất nhiều nguồn khác

nhau. Ở các vùng nơng thơn, mưa lớn có thể tạo ra các dòng chảy mặt

trên các cánh đồng nơng nghiệp, các chất nhiễm bẩn thường gồm: thuốc

trừ sâu, phân bón, phân động vật, con người và các nguồn khác.

1.3.3. Nước thải đã xử lý do thể tích có thể biết trước và có thành phần

ổn định là một nguồn bổ sung rất hấp dẫn. Tuy nhiên nước thải đòi hỏi

hai lần xử lý và một lần khử trùng trước khi sử dụng để bổ sung.

1.3.4. Nước uống là nguồn nước bổ sung trong các sơ đồ Chứa và Khai

thác. Các sơ đồ này thường được xây dựng bên cạnh các cơng trình xử

lý để tiết kiệm chi phí và tận dụng khả năng xử lý dư thừa.

1.4. Các phương pháp BSNT NDĐ

Các phương pháp BSNT NDĐ có thể chia thành 2 nhóm: trực tiếp và

gián tiếp:

1.4.1. Nhóm các phương pháp bổ sung trực tiếp gồm:

- Các phương pháp thấm: bao gồm hồ thấm hoặc bồn thấm; tận dụng đất

đá của tầng chứa nước để xử lý nước thải; làm lụt có kiểm sốt; thấm

giữa các đụn cát.

- Các phương pháp điều tiết dòng chảy: bao gồm các hồ thấm đằng sau

các đập; các đập cát; các đập ngầm; các đập thấm xuyên.

- Các phương pháp ép nước qua các lỗ khoan, hầm mỏ: bao gồm lỗ

khoan và hầm mỏ lộ thiên; các lỗ khoan ép nước (các sơ đồ ASR và

ASTR).

- Thu gom nước mưa: gồm có các đập đất ngồi đồng; thu gom nước



9

mưa từ mái nhà.

1.4.2. Nhóm các phương pháp bổ sung gián tiếp: gồm các phương pháp

thấm qua đáy sông, đáy hồ.

1.5. Hiện trạng BSNT NDĐ.

1.5.1. BSNT nước dưới đất trên thế giới: Trên thế giới BSNT NDĐ đã

được áp dụng rộng rãi tại Canada, Tiệp Khắc, Đan Mạch, Pháp, Đức,

Anh, Hà Lan, Thụy Điển, Mỹ, Úc, Trung Quốc, Brazil, Sri Lanka,

Uganda, Thailand …

1.5.2. BSNT NDĐ tại Việt Nam: Hội thảo khoa học “BSNT trữ lượng

NDĐ tại Việt Nam” vào tháng 7/2003 do Cục Địa chất và Khoáng sản

tổ chức tại Hà Nội. Đề tài khoa học công nghệ độc lập cấp nhà nước:

“Nghiên cứu cơ sở khoa học BSNT NDĐ để bảo đảm khai thác bền

vững tài nguyên nước tại Việt Nam” mã số ĐTĐL2004/07 do GS.TSKH

Nguyễn Thị Kim Thoa và các đồng nghiệp đã triển khai thực hiện từ

năm 2004-2007. Năm 2007, PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ đang triển khai

đề tài thử nghiệm bổ sung nước mưa vào tầng chứa nước tại khuôn viên

của Đại học Khoa học tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh ở Thủ Đức.

Công ty Haskoning B.V, Hà Lan, phối hợp với Sở Nông nghiệp và Phát

triển Nông thôn tỉnh Ninh Thuận đang tiến hành dự án thử nghiệm “Rehydrating the earth of Phuoc Nam area”, dự án bắt đầu vào năm 2007 và

sẽ kết thúc vào cuối năm 2008. PGS.TS. Đoàn Văn Cánh và các đồng

nghiệp đang tiến hành đề tài độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu cơ sở

khoa học và xây dựng các giải pháp lưu giữ nước mưa vào lòng đất

phục vụ chống hạn và bảo vệ tài nguyên NDĐ vùng Tây Nguyên”.

1.5.3. Quản lý bổ sung tầng chứa nước: công nghệ BSNT NDĐ không

chỉ là công nghệ mà còn phải tính đến các yếu tố mơi trường tự nhiên,



10

các yếu tố kinh tế - xã hội; việc bổ sung nước vào tầng chứa đòi hỏi có

sự tham gia của các cộng đồng dân cư vào việc quản lý nguồn nước

được bổ sung thì mới bảo đảm khai thác bền vững. Hội Địa chất thủy

văn quốc tế đã quyết định sử dụng tên gọi “quản lý bổ sung tầng chứa

nước” (tiếng Anh là Management of Aquifer Recharge, viết tắt là MAR)

thay cho tên gọi BSNT NDĐ. Tên gọi MAR tại Việt Nam được thông

qua tại Hội nghị nghiệm thu cấp Nhà nước đề tài mã số ĐTĐL2004/07

vào ngày 30 tháng 7 năm 2007. Tuy luận án vẫn giữ tên gọi BSNT

NDĐ, nhưng các bước tiến hành, phương pháp triển khai nghiên cứu

đều thực hiện theo quan điểm MAR.

1.5.4. Hiện trạng nghiên cứu và triển khai qui trình BSNT NDĐ bằng

phương pháp bồn thấm: Trên thế giới đã có rất nhiều tác giả tổng kết và

xây dựng qui trình mang tính hướng dẫn các bước cần thiết, các yếu tố

cần quan tâm khi bắt đầu xây dựng một cơng trình BSNT NDD. Nghiên

cứu sinh đã giơi thiệu tóm tắt một số qui trình hướng dẫn liên quan đến

luận án. Tại Việt Nam, việc xây dựng những qui trình tương tự chưa

được tiến hành, còn là lĩnh vực bỏ ngỏ.

CHƯƠNG 2 – CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LỰA CHỌN

CÁC PHƯƠNG PHÁP BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT

TẠI CÁC ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN NAM TRUNG BỘ

Chương này sẽ trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến sự lựa chọn các

phương pháp BSNT NDĐ ở các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ.

2.1. Khí hậu, thuỷ văn

Các điều kiện khí hậu và thủy văn ảnh hưởng tới khả năng ứng dụng các

phương pháp BSNT.

2.1.1. Đặc điểm khí hậu: Nhiệt độ trung bình năm từ 26,5 đến 27,5oC.



11

Tổng lượng mưa trung bình năm từ 1150-1950mm; Tổng lượng bốc hơi

trung bình hàng năm đạt từ 1120-1920mm, phân bố khơng đều trong các

tháng.

2.1.2. Đặc điểm thủy văn: Các sông đều ngắn và dốc. Mùa kiệt thường

khơng có nước, nhưng vào mùa lũ vùng hạ lưu bị ngập úng dài ngày.

Lượng dòng chảy 4 tháng mùa lũ (tháng 9-12) chiếm khoảng 65-75%

lượng dòng chảy cả năm. Xâm nhập mặn và ơ nhiễm nước sơng ngày

càng trầm trọng.

2.2. Địa hình

Có các dạng địa hình: Địa hình núi trung bình; Địa hình đồng bằng bóc

mòn - tích tụ; Địa hình đồng bằng và cồn cát ven biển. Điểm nổi bật về

địa hình ở đây là có các cồn cát dài từ vài chục đến hàng trăm km, rộng

từ 5 đến 10km, xen kẹp nhiều trũng lòng chảo rộng rất thuận lợi để làm

những bồn thấm tự nhiên.

2.3. Địa chất - Địachất thủy văn

2.3.1. Địa chất

Có thể chia đồng các các đồng bằng ven

biển Nam Trung Bộ thành các vùng địa

chất có thành phần thạch học khác nhau

ảnh hưởng sâu sắc đến sự lựa chọn các

phương pháp BSNT NDĐ: i) vùng đá

gốc nứt nẻ, ii) vùng đồng bằng ven sông

và vùng các dải cát ven biển (Hình 2-3).

Hình 2- 3. Sơ đồ phân vùng BSNT NDĐ

2.3.2. Địa chất thủy văn

Các tầng chứa nước lỗ hổng gồm có: tầng Holocen (qh), và tầng



12

Pleistocen (qp). Các tầng chứa nước khe nứt gồm có: tầng Neogen (n2),

tầng Creta (k) và tầng Jura (j).

2.3.3. Thành phần hóa học của nước dưới đất

NDĐ ở Bình Thuận, Khánh Hồ có loại

hình Cl-Na, ở Ninh Thuận có loại hình

chủ yếu là Cl-Na, một số mẫu có loại

hình HCO3-Na.



Hình 2-4. Thành phần hóa học của NDĐ

2.4. Các yếu tố khác

2.4.1. Khai thác NDĐ: Tại Bình Thuận: Nhà máy nước Hồ Phú khai

thác khoảng 500m3/ngày, cơng ty Lâm sản Bình Thuận khai thác trên

500m3/ngày, cơng ty TNHH Minh Thành khai thác trên 400m3/ngày,

ngồi ra có trên 3.000 giếng khoan, mỗi giếng khai thác khoảng

15m3/ngày. Tại Ninh Thuận: nhà máy nước ngầm Phan Rang khai thác

1.200m3/ngày; khoảng 50 giếng với công suất mỗi giếng 15m3/ngày đã

được khoan trong chương trình chống hạn năm 2005. Nhà máy nước ở

Nha Trang khai thác 7000m3/ngày, ở Cam Ranh khai thác 500m3/ngày.

ngồi ra có khoảng 335 giếng khoan máy, 625 giếng khoan tay, tổng

lượng khai thác khoảng 19.000 m3/ngày.

2.4.2. Sử dụng đất: Đầm hồ nuôi tôm đặc biệt tăng nhanh trong vòng 10

năm gần đây làm gia tăng nguy cơ nước mặn lấn sâu vào đất liền làm

mặn hóa các tầng chứa nước ven biển, muối hóa đất. Tại nhiều khu khu

đô thị, khu công nghiệp đã xuất hiện ô nhiễm các nguyên tố vi lượng.

2.5. Lựa chọn các phương pháp BSNT NDĐ cho các đồng bằng ven



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC MÔ HÌNH

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×