Nghiên cứu xác lập tiêu chí, phương pháp và quy trình đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất áp dụng thử nghiệm một số khu vực

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP TIÊU CHÍ, PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT. ÁP DỤNG THỬ NGIỆM CHO MỘT SỐ KHU VỰC Chủ nhiệm đề tài: VŨ THỊ MINH NGUYỆT Cơ quan chủ trì: VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN 8154 HÀ NỘI- 2009 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN Tập thể tác giả: TS. Vũ Thị Minh Nguyệt, PGS.TS Đoàn Văn Cánh KS. Nguyễn Thị Thanh Thảo, KS Cao Duy Giang TS. Đặng Đình Phúc, TS. Lê Cảnh Tuân, Th.S Nguyễn Văn Dũng BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP TIÊU CHÍ, PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT ÁP DỤNG THỬ NGIỆM CHO MỘT SỐ KHU VỰC VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Vũ Thị Minh Nguyệt HÀ NỘI- 2009 i MỤC LỤC MỞ ĐẦU 5 Mục tiêu của đề tài 6 Nội dung chính cần nghiên cứu 6 Phương pháp nghiên cứu 6 Các sản phẩm chủ yếu 6 Địa chỉ ứng dụng 7 Kinh phí và thời gian thực hiện 7 Tổ chức thực hiện 7 Lời cảm ơn 8 PHẦN I Chương 1 10 TỔNG QUAN VỀ TL NDĐ CÓ THỂ KHAI THÁC 10 1.1.Tổng quan về NDĐ và sự cần thiết đánh giá trữ lượng 10 1.2. Khái niệm về TL NDĐ có thể khai thác 12 1.3. Tổng quan về TL NDĐ có thể khai thác trên thế giới 13 1.3.1. Đánh giá TL NDĐ theo quan niệm của Liên Xô (cũ) 14 1.3.2. Đánh giá trữ lượng NDĐ theo quan niệm khác (châu Âu, Úc và Mỹ) 14 1.4. Tổng quan về TL NDĐ có thể khai thác tại Việt Nam 16 Chương 2 18 CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CÓ THỂ KHAI THÁC CHO CÔNG TRÌNH, TẦNG CHỨA NƯỚC VÀ VÙNG 18 2.1. Các tiêu chí chung 18 2.1.1. Tiêu chí về độ hạ thấp mực nước cho phép 18 2.1.2. Tiêu chí mức độ phức tạp của điều kiện ĐCTV 19 2.1.3. Tiêu chí về nguồn hình thành trữ lượng 19 2.1.4. Tiêu chí về chất lượng nước và tác động môi trường 20 2.1.5. Tiêu chí về hiện trạng khai thác sử dụng nước 20 ii 2.1.6. Tiêu chí về mức độ điều tra tài nguyên nước 20 2.1.7. Tiêu chí về chính sách quản lý tài nguyên nước dưới đất 21 2.1.8. Tiêu chí về quản lý lưu vực 21 2.2. Tiêu chí đánh giá trữ lượng NDĐ có thể khai thác cho công trình và nhóm mỏ22 2.3. Tiêu chí đánh giá trữ lượng NDĐ có thể khai thác cho tầng chứa nước 22 2.4. Tiêu chí đánh giá trữ lượng NDĐ có thể khai thác cho vùng 23 Chương 3 24 SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÙ HỢP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CÓ THỂ KHAI THÁC 24 3.1. Phương pháp đánh giá trữ lượng khai thác của công trình 24 3.1.1. Trình tự đánh giá 24 3.1.2. Đánh giá trữ lượng khai thác công trình trong điều kiện ĐCTV ít phức tạp 27 3.1.3. Đánh giá trữ lượng khai thác công trình trong điều kiện ĐCTV phức tạp hoặc rất phức tạp 30 3.2. Phương pháp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác cho tầng chứa nước 31 3.2.1. Trình tự đánh giá 31 3.2.2. Phương pháp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác cho tầng chứa nước trong điều kiện ĐCTV ít phức tạp. 32 3.2.3. Phương pháp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác cho tầng chứa nước trong điều kiện ĐCTV phức tạp hoặc rất phức tạp 32 3.3. Phương pháp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác khu vực (vùng) 35 3.3.1. Trình tự đánh giá 36 3.3.2. Phương pháp đánh giá 37 3.4. Phương pháp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác các dạng mỏ nước 37 3.4. 1. Nguyên tắc phân chia các dạng mỏ nước 37 3.4.2. Đánh giá TL NDĐ có thể khai thác nhóm mỏ có điều kiện ĐCTV ít phức tạp 38 iii 3.4.3. Đánh giá TL NDĐ có thể khai thác nhóm mỏ có điều kiện ĐCTV phức tạp và rất phức tạp 38 Chương 4 40 PHÂN CẤP VÀ XÉT DUYỆT TRỮ LƯỢNG 40 4.1. Tiêu chí phân cấp TL NDĐ 40 4.1.1. Tiêu chí về mức độ thăm dò mỏ 40 4.1.2. Tiêu chí về độ tin cậy của con số trữ lượng 43 4.1.3. Tiêu chí về độ chính xác xác định các nguồn hình thành trữ lượng có thể khai thác 46 4.1.4. Tiêu chí về độ tin cậy xác định chất lượng nước và dự báo biến đổi chất lượng nước 47 4.1. 5. Tiêu chí về các chỉ tiêu kinh tế - xã hội - môi trường 47 4.2. Phân cấp TL NDĐ 48 PHẦN II Chương 1 55 ĐÁNH GIÁ TL NDĐ CÓ THỂ KHAI THÁC TRONG CÁC THÀNH TẠO BỞ RỜI 55 1.1. Đặc điểm địa chất, địa mao 55 1.2. Đặc điểm địa chất thủy văn 56 1.3. Hiện trạng khai thác nước dưới đất 59 1.4. Đánh giá TL NDĐ có thể khai thác của tầng chứa nước 60 1.4.1. Cơ sở của phương pháp 60 1.4.2. Kết quả tính toán 60 1.5. Trữ lượng công trình 61 1.5.1.Tính toán thông số địa chất thủy văn 62 1.5.2.Tính trữ lượng khai thác công trình 62 Chương 2 64 ĐÁNH GIÁ TL NDĐ CÓ THỂ KHAI THÁC TRONG CÁC THÀNH TẠO NỨT NẺ - KARST 64 iv 2.1. Đặc điểm địa chất, địa mạo 64 2.2. Đặc điểm địa chất thủy văn 65 2.3. Hiện trạng khai thác nước 66 2.4. Kết quả đánh giá TL NDĐ có thể khai thác 67 2.4.1.Cơ sở của phương pháp 67 2.4.2. Kết quả tính toán trữ lượng tĩnh tự nhiên 68 2.4.3.Kết quả tính toán trữ lượng động tự nhiên 68 Chương 3 70 ĐÁNH GIÁ TL NDĐ CÓ THỂ KHAI THÁC TRONG CÁC THÀNH TẠO ĐÁ CỨNG 70 3.1. Đặc điểm địa chất, địa mạo 70 3.2. Đặc điểm địa chất thủy văn 71 3.3. Hiện trạng khai thác nước 71 3.4. Kết quả đánh giá TL NDĐ có thể khai thác 72 3.4.1. Cơ sở của phương pháp 72 3.4.1.Kết quả tính toán 73 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 1. Tổng quan về TL NDĐ có thể khai thác 76 2. Các tiêu chí và phương pháp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác 77 3. Đánh giá TL NDĐ tại các vùng thử nghiệm 77 4. Phân cấp và xét duyệt trữ lượng 78 5. Một số kiến nghị 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 5 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Nước dưới đất là một tài nguyên quý giá từ thiên nhiên, là nguồn cung cấp quan trọng cho ăn uống, sinh hoạt và phát triển kinh tế - xã hội của từng địa phương và của mọi quốc gia. Việc đánh giá trữ lượng nước dưới đất (TLNDĐ) có thể khai thác là cần thiết góp phần sử dụng hiệu quả, hợp lý và bảo vệ nguồn tài nguyên quý giá này. Tuy nhiên, đánh giá trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác là một vấn đề rất phức tạp và có nhiều quan điểm khác nhau trên thế giới. Ngay khái niệm về TLNDĐ có thể khai thác đã rất khác nhau giữa các vùng, miền, địa phương và các quốc gia dẫn đến sự nhầm lẫn, khó phân biết rõ ràng giữa các khái niệm khác nhau đó. Phương pháp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác lại càng phong phú đa dạng, không thống nhất giữa các quốc gia và thậm chí từng địa phương trong một quố c gia. Trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác đơn giản chỉ là lượng nước có trong công trình khai thác có thể sử dụng hoặc khai thác, nhưng việc xác định lượng nước có là bao nhiêu lại rất phức tạp. Trữ lượng NDĐ có thể khai thác được đánh giá ngoài việc dựa trên cở sở khoa học của địa chất thủy văn còn phụ thuộc vào các quy định về chính sách (bảo vệ môi trường) củ a địa phương và của quốc gia. Chính vì vậy, tại cùng một tầng chứa nước trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác có thể thay đổi từ giá trị nhỏ nhất đến giá trị lớn nhất. Ở Việt Nam ngay sau khi hòa bình lập lại ở miền Bắc Việt Nam việc tìm kiếm thăm dò nước dưới đất được đẩy mạnh để phục vụ nhu cầu nước phát triể n kinh tế xã hội, vấn đề đánh giá trữ lượng là nhiệm vụ trọng tâm. Đồng thời với những công tác điều tra đánh giá NDĐ, công tác nghiên cứu địa chất thuỷ văn, nghiên cứu sự hình thành trữ lượng, nghiên cứu các phương pháp đánh giá trữ lượng cũng được đẩy mạnh, đặc biệt sau ngày đất nước hoàn toàn giải phóng. Hàng loạt các công trình nghiên cứu đã đươc công bố dưới dạng sách tham khảo ho ặc bài giảng giáo trình. Các đề tài luận án tiến sỹ, luận văn thạc sỹ liên quan đến TLNDĐ trong các vùng khác nhau, trong các thành tạo khác nhau đã được nghiên cứu. Mặc dù vậy cho đến nay nhiều vấn đề còn cần được nghiên cứu, làm sáng tỏ và đi đến thống nhất. Nhằm sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên NDĐ, hợp đồng nghiên cứu khoa học và công nghệ số 02-ĐC-08/HĐKHCN ngày 10 tháng 4 năm 2008 giữa Bộ Tài nguyên và Môi trường và Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản về việc thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ “Nghiên cứu xác lập tiêu chí, phương pháp và quy trình đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất. Áp dụng thử nghiệm tại một số khu vực” đã được triển khai. 6 Mục tiêu của đề tài • Xác lập tiêu chí, phương pháp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác của công trình, tầng chứa nước và vùng. • Đề xuất dự thảo quy trình đánh giá TLNDĐ có thể khai thác. Nội dung chính cần nghiên cứu • Nghiên cứu tổng quan về khái niệm và phương pháp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác trên thế giới và Việt Nam. • Đề xuất cơ sở khoa học xác lập các tiêu chí đánh giá TL NDĐ có thể khai thác cho công trình, tầng chứa nước và vùng. • Nghiên cứu đề xuất sử dụng phương pháp phù hợp đánh giá TL NDĐ có thể khai thác cho công trình, tầng chứa nước và vùng. • Áp dụng thử nghiệm tại một số vùng cụ thể . • Xây dựng dự thảo quy trình đánh giá TL NDĐ có thể khai thác. Phương pháp nghiên cứu • Phương pháp nghiên cứu truyền thống: thu thập, phân tích thống kê, tổng hợp tài liệu liên quan đến xác định trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác trong nước và trên thế giới. Phân tích, đánh giá tổng quan và nghiên cứu cơ sở khoa học của các phương phương pháp từ đó lựa chọn phương pháp phù hợp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác cho tầng chứa nước, công trình và vùng. • Phương pháp chuyên gia. Mời các cán bộ khoa học có chuyên môn cao, am hiểu về lĩnh vực đánh giá TLNDĐ có thể khai thác cùng hợp tác tham gia nghiên cứu và lấy ý kiến góp ý để nâng cao chất lượng của đề tài. Các sản phẩm chủ yếu • Báo cáo thuyết minh kết quả nghiên cứu của đề tài. • Báo cáo áp dụng thử nghiệm tại các khu vực. • Dự thảo quy trình đánh giá TL NDĐ có thể khai thác cho công trình, tầng chứa nước và vùng. 7 Địa chỉ ứng dụng • Kết quả và sản phẩm của đề tài được chuyển giao cho các cơ quan quản lý Nhà nước về hoạt động Khoa học Công nghệ theo quy định (Bộ Khoa học Công nghệ và Bộ Tài nguyên và Môi trường). • Chuyển giao cơ quan quản lý Nhà nước về Tài nguyên nước để tiếp tục hoàn thiện và ban hành quy trình đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất. Kinh phí và thời gian thực hiện Trong đó Tổng số (triệu đồng) Công lao động N guyên vật liệu, năng lượng Thiết bị, máy móc Xây dựng, sửa chữa nhỏ Chi khác Tổng kinh phí 672.5 419.5 26 36 0 191 Năm thứ nhất: 151.4 87.0 10.0 54.4 Năm thứ hai: 521.1 332.5 16.0 36.0 136.6 Thời gian thực hiện: 24 tháng (từ tháng 1/2008 đến hết tháng 12/2009) Tổ chức thực hiện Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Chủ nhiệm đề tài: TS. Vũ Thị Minh Nguyệt Cán bộ tham gia nghiên cứu: (Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản) KS. Nguyễn Thị Thanh Thảo KS. Cao Duy Giang ThS. Nguyễn Văn Dũng KS. Nguyễn Quốc Khánh TS. Lê Cảnh Tuân 8 Cơ quan phối hợp chính: • Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội: PGS.TS. Đoàn Văn Cánh • Hội Địa chất Thủy văn Việt Nam: TS. Đặng Đình Phúc; TS. Trần Minh Lời cảm ơn Trong quá trình thực hiện, đề tài luôn nhận được sự hợp tác khoa học tích cực, thiện chí của các chuyên gia và cộng tác viên có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực TLNDĐ. Tập thể tác giả cũng đã nhận được sự ủng hộ, động viên khuyến khích của lãnh đạo, các phòng quản lý của Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản, các chuyên viên Vụ Khoa học và Công nghệ, Bộ Tài nguyên và Môi trường, các chuyên viên Cục Quản lý Tài nguyên nước. Tậ p thể tác giả xin cảm ơn chân thành tới quý vị và rất mong nhận được sự góp ý để báo cáo được hoàn thiện hơn. [...]... Không áp, có áp phần Phương pháp cân bằng a) Phương trình cân bằng nguồn nước được biểu thị như sau: Lượng nước mặt đến + Lượng nước dưới đất đến + Lượng nước mưa + Lượng nước nhận vào từ lưu vực khác + Sự giảm lượng trữ bề mặt + Sự giảm lượng trữ nước dưới đất = Lượng nước mặt thoát đi + Lượng nước dưới đất thoát đi + Lượng nước khai thác + Lượng nước chuyển sang lưu vực khác + Sự tăng lượng trữ nước. .. khi sử dụng các phương pháp trên trong đánh giá trữ lượng nước có thể khai thác trong điều kiện ĐCTV phức tạp và rất phức tạp sẽ được trình bày sau đây Bảng 3.1 Các phương pháp đánh giá trữ lượng động tự nhiên của NDĐ (Theo Đặng Hữu Ơn, 2003) Nhóm phương pháp Tên phương pháp Những dạng tầng chứa nước có khả năng áp dung phương pháp 1) Phương pháp dựa trên kết quả nghiên cứu ĐCTV • Phương pháp sai phân... trong khu n khổ một báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ, chúng tôi mạnh dạn đưa ra các tiêu chí đánh giá trữ lượng có thể khai thác nước dưới đất Nội dung các vấn đề đó sẽ được trình bày trong cụ thể tại chương 2 17 Chương 2 CÁC TIÊU CHÍ ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CÓ THỂ KHAI THÁC CHO CÔNG TRÌNH, TẦNG CHỨA NƯỚC VÀ VÙNG 2.1 Các tiêu chí chung Để đánh giá trữ lượng nước dưới đất có thể khai thác. .. nghĩa trữ lượng có thể khai thác và trữ lượng khai thác NDĐ của công trình như sau: g) Trữ lượng khai thác tiềm năng hoặc trữ lượng có thể khai thác của một vùng là lượng nước có thể khai thác từ các tầng chứa nước và chứa nước yếu trong vùng đó mà không làm suy thoái, cạn kiệt nguồn nước và biến đổi môi trường vượt quá mức cho phép h) Trữ lượng khai thác NDĐ của công trình là lượng nước có thể khai thác. .. hạn Phương pháp thủy động lực • Phương pháp tính giá trị cung cấp của Có áp và không áp nước ngầm theo dao động mực nước ở lỗ khoan • Phương pháp dựa vào lời giải của phương trình vi phân chuyển động không ổn định 2) Phương pháp tính lưu lượng dòng ngầm theo các công thức động lực học NDĐ Có áp và không áp 3) Phương pháp tính lượng thấm xuyên qua lớp thấm nước yếu Có áp và không áp 32 1) Phương pháp. .. dựa vào lời giải của phương trình cân bằng nước trong một khu vực Cân bằng • Đối với mặt đất • Đối với đới thông khí • Đối với các lớp chứa nước Nước không áp Nước không áp Nước không áp, có áp 2) Phương pháp cân bằng nước trung bình nhiều năm Nước có áp 1) Phương pháp dựa vào kết quả xác định hiệu số lưu lượng của sông qua hai mặt cắt Nước không áp, có áp thủy văn Thủy văn 2) Phương pháp dựa vào kết... thấp mực nước cho phép • Mức độ phức tạp của điều kiện địa chất thủy văn • Hiện trạng khai thác sử dụng nước • Nguồn hình thành trữ lượng • Chất lượng nước và tác động môi trường • Mức độ điều tra tài nguyên nước • Chính sách quản lý lưu vực và quản lý tài nguyên nước 23 Chương 3 SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÙ HỢP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CÓ THỂ KHAI THÁC 3.1 Phương pháp đánh giá trữ lượng khai thác. .. vậy, đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất cần phải thỏa mãn 3 vấn đề: • Xác lập được mối quan hệ giữa lưu lượng khai thác và hạ thấp mực nước trong công trình • Xác lập được xu hướng biến đổi chất lượng nước trong thời gian tính toán • Xác lập được sự thay đổi có thể giữa công trình khai thác và môi trường xung quanh trong quá trình khai thác 2.1.5 Tiêu chí về hiện trạng khai thác sử dụng nước. .. Phương pháp đánh giá TLNDĐ có thể khai thác ở Việt Nam được áp dụng theo các phương pháp đánh giá TL NDĐ truyền thống của ĐCTV Liên Xô (cũ) Cụ thể là sử dụng các nhóm phương pháp như phương pháp thủy động lực, phương pháp thủy lực, phương pháp cân bằng, phương pháp phối hợp và phương pháp tương tự ĐCTV Các công thức tính toán đề cập đến trong từng phương pháp rất cụ thể, trong đó tùy thuộc vào điều kiện... chứa nước khỏi bị cạn kiệt và ô nhiễm Từ đây nảy sinh một vấn đề quan trọng nhất của ĐCTV khu vực là đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới dất 1.2 Khái niệm về TL NDĐ có thể khai thác a) Trữ lượng an toàn và khai thác bền vững Trữ lượng an toàn (safe yield) là lượng nước có thể khai thác để đạt tới cân bằng và duy trì lâu dài sự cân bằng giữa lượng nước khai thác và lượng cung cấp hàng năm Lượng nước . lập tiêu chí, phương pháp và quy trình đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất. Áp dụng thử nghiệm tại một số khu vực đã được triển khai. 6 Mục tiêu của đề tài • Xác lập tiêu chí, phương. HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP TIÊU CHÍ, PHƯƠNG PHÁP VÀ QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT ÁP DỤNG THỬ NGIỆM CHO MỘT SỐ KHU VỰC VIỆN KHOA HỌC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN. NDĐ có thể khai thác cho vùng 23 Chương 3 24 SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHÙ HỢP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT CÓ THỂ KHAI THÁC 24 3.1. Phương pháp đánh giá trữ lượng khai thác của công trình 24