Nghiên cứu tính toán cân bằng nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số ứng dụng ở đồng bằng Bắc Bộ

Nghĩa là tìm hiểu mối quan hệ, quy luật biến đổi theo không gian và thời gian giữa hệ thống nước mặt với hệ thống NDĐ, giữa NDĐ trong các tầng chứa nước và mối quan hệ của c

bộ tài nguyên và môi trường cục địa chất và khoáng sản việt nam

liên đoàn địa chất thuỷ văn-địa chất công trình miền bắc

nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ

Đề tài: Nghiên cứu tính toán cân bằng nước dưới đất

bằng phương pháp mô hình số, ứng dụng ở vùng đồng bằng Bắc Bộ

6428

19/7/2007

Mục Lục

Chương 1: Tổng quan điều kiện địa lý tự nhiờn và tài nguyờn nước vựng đồng

bằng Bắc Bộ

9

I Phân vùng tính toán cân bằng nước dưới đất theo khu hành chính cấp tỉnh, thành

Chương 4: Kết quả xây dựng và chỉnh lý mô hình để tính toán cân bằng nước

dưới đất

73

Chương 5: Kết quả tính toán cân bằng nước dưới đất bằng phương pháp mô

Chương 6: Đề xuất việc khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước

I Dự báo nhu cầu sử dụng tài nguyên nước dưới đất đến năm 2020 vùng đồng

bằng Bắc bộ trên cơ sở chiến lược chung quốc gia

183

II Đề xuất phương hướng khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước dưới

đất trên quan điểm cân bằng và phát triển bền vững

186

Danh sách những người tham gia thực hiện đề tài

TT

Thạc sỹ ĐCTV

Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Bắc

Lêi nãi ®Çu

Trong những năm gần đây vấn đề sử dụng hợp lý, bền vững tài nguyên nước cũng như bảo vệ chúng đã trở nên cấp thiết đối với từng khu vực, từng vùng lãnh thổ hay từng quốc gia Vấn đề này có liên quan mật thiết đến việc khai thác nước dưới đất (NDĐ) phục vụ cho các hoạt động kinh tế của con người, phát triển, mở rộng các đô thị, thành phố, các khu công nghiệp, vùng canh tác nông nghiệp và nuôi trồng thuỷ sản điều đó đã tác động đến môi trường địa chất nói chung, trong đó có tài nguyên nước dưới đất

Vùng đồng bằng Bắc thuộc các tỉnh thành phố Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phúc, Hưng Yên, Hải Dương, Bắc Ninh, Hà Nam, Nam Định, Thái Bình, TP Hải Phòng và Ninh Bình Đây là địa bàn chiến lược quan trọng của cả nước, nơi có thủ đô Hà Nội là trung tâm chính trị, kinh tế và xã hội Hiện nay, sự gia tăng khai thác nước để cung cấp cho sinh hoạt và phát triển kinh tế ở các đô thị, cụm dân cư, phục vụ tưới nông nghiệp, sản xuất công nghiệp và các hoạt động kinh tế khác trong vùng, đã ảnh hưởng đến cân bằng nước nói chung và cân bằng nước dưới đất nói riêng Tình trạng mất cân đối về nguồn nước dưới đất đã và đang sảy ra khá nghiêm trọng trong những khu vực có hoạt động khai thác nước lớn Đặc biệt là vùng nam thành phố Hà Nội, các tỉnh lân cận như Vĩnh Phúc, Hà Tây, Bắc Ninh, Hưng Yên, các khu vực ven biển nơi phân bố thấu kính nước nhạt như Kiến An, An Hải-Hải Phòng, Quỳnh Phụ, Diêm Điền-Thái Bình, Hải Hậu-Nghĩa Hưng-Nam Định Điều này được thể hiện qua kết quả theo dõi động thái NDĐ trên mạng lưới quan trắc quốc gia vùng đồng bằng Bắc Bộ từ năm 1995 đến nay

Các vấn đề bức thiết trên đòi hỏi phải có quy hoạch, sử dụng hợp lý tài nguyên nước nói chung và NDĐ nói riêng cùng với quy hoạch phát triển kinh tế của vùng Để

có cơ sở cho việc quy hoạch, sử dụng hợp lí tài nguyên NDĐ cần thiết phải tiến hành nghiên cứu đánh giá cân bằng NDĐ

Trong địa chất thủy văn nghiên cứu cân bằng NDĐ bao hàm nhiều nội dung: nghiên cứu cân bằng về lượng nước, nghiên cứu cân bằng về chất lượng nước dưới đất (trong đó có nghiên cứu cân bằng muối), nghiên cứu cân bằng nhiệt Trong nội dung nghiên cứu của đề tài này chỉ giới hạn nghiên cứu cân bằng về lượng nước Nghĩa là tìm hiểu mối quan hệ, quy luật biến đổi theo không gian và thời gian giữa hệ thống nước mặt với hệ thống NDĐ, giữa NDĐ trong các tầng chứa nước và mối quan hệ của chúng trong các khu vực tính toán cân bằng

Ngày nay sự bùng nổ của công nghệ thông tin đặc biệt trong lĩnh vực các khoa học

về trái đất như ứng dụng trong lĩnh vực thu thập và sử lý dữ liệu, thành lập các tài liệu địa chất nói chung và động thái nước nói riêng Cuộc cách mạng này đã tạo ra môi trường và động lực mới để ứng dụng tính toán cân bằng tổng hợp NDĐ phục vụ con

người và xã hội Trong đó ứng dụng công nghệ GIS và các phần mềm mô hình dòng chảy (Modflow) để dự tính toán cân bằng NDĐ được xem là công nghệ tiên tiến nhất hiện nay và có khả năng ứng dụng trong thực tiễn ở Việt Nam

Thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu KHCN trong năm kế hoạch 2005-2006, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam đã giao cho Liên đoàn

Địa chất thuỷ văn-Điạ chất công trình miền Bắc đề tài “Nghiên cứu tính toán cân

bằng nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số, ứng dụng ở vùng đồng bằng Bắc Bộ”

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Nghiên cứu ứng dụng bộ phần mềm Visual Modflow-Modul tính toán cân bằng nước Xây dựng và chỉnh lý mô hình số mô phỏng dòng chảy và cân bằng nước dưới đất của hệ thống các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ tứ ở vùng đồng bằng Bắc Bộ

- Nghiên cứu tính toán cân bằng NDĐ bằng phương pháp mô hình số, trên cơ

sở đó xác định các nguồn hình thành trữ lượng NDĐ trong trầm tích đệ tứ vùng đồng bằng Bắc Bộ Đề xuất các giải pháp quy hoạch và sử dụng hợp lý trên quan điểm cân bằng và bền vững tài nguyên NDĐ

Để thực hiện đề tài, Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Bắc, chủ nhiệm đề tài và tập thể tác giả đã phối hợp với các cơ quan chức năng, cơ quan chuyên môn và các nhà khoa học có liên quan thực hiện các hạng mục công việc chủ yếu sau

• Thu thập số liệu để xây dựng mô hình

Bản đồ và dữ liệu địa hình dạng số khu vực nghiên cứu Tài liệu khí tượng và thuỷ văn khu vực nghiên cứu

Các tài liệu Địa chất-Địa chất thuỷ văn khu vực nghiên cứu

Các tài liệu về mạng lưới và số liệu quan trắc trên mạng lưới quan trắc Quốc gia và mạng chuyên thuộc khu vực nghiên cứu

Tài liệu về hiện trạng khai thác và sử dụng nước khu vực nghiên cứu

• Nghiên cứu ứng dụng phần mềm VisualModflow-Modul Zone Budget để xây dựng và mô phỏng bằng kỹ thuật số dòng chảy và các thành phần tham gia vào cân bằng NDĐ các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng Bắc Bộ

• Nghiên cứu xây dựng và chỉnh lý mô hình

Thiết lập và cập nhật hệ thống các đầu vào cho mô hình số bao gồm:

- Lựa chọn và tạo lưới sai phân thích hợp cho mô hình

- Cập nhật dữ liệu về hiện trạng khai thác, hệ thống tài liệu kiểm định

mô hình bằng tài liệu quan trắc về mực nước theo thời gian

- Xây dựng và cập nhật các thông số ĐCTV của các tầng chứa nước theo không gian 3 chiều cho mô hình

- Xây dựng và cập nhật điều kiện biên và mô phỏng các thành phần tham gia vào cân bằng NDĐ theo không gian và thời gian cho mô hình

Nghiên cứu, chỉnh lý mô hình bằng việc giải bài toán nghịch ổn định

và không ổn định Kiểm định tính chính xác của mô hình trên cơ sở cân bằng NDĐ, làm cơ sở tính toán cân bằng NDĐ cho khu vực nghiên cứu

• Nghiên cứu tính toán cân bằng nước dưới đất

Nghiên cứu tính toán cân bằng NDĐ theo phân khu hành chính Nghiên cứu tính toán cân bằng NDĐ theo phân vùng động thái NDĐ Nghiên cứu tính toán cân bằng NDĐ theo lưu vực dòng mặt và dòng ngầm

Nghiên cứu tính toán cân bằng NDĐ tổng hợp cho tầng qh và qp trên toàn bộ diện tích nghiên cứu

• Nghiên cứu đề xuất việc quy hoạch khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên NDĐ trên quan điểm cân bằng và bền vững

Sau khi tiến hành các nghiên cứu trong khuôn khổ đề tài, chúng tôi đã tiến hành lập báo cáo tổng kết Báo cáo ngoài phần mở đầu và kết luận có nội dung chính như sau:

Chương I Tổng quan điều kiện địa lý tự nhiên và tài nguyên nước vùng đồng

bằng Bắc Bộ

Chương II Những nhân tố cơ bản ảnh hưởng đến động thái và cân bằng nước

dưới đất

Chương III Phân vùng tính toán cân bằng nước dưới đất

Chương IV Kết quả xây dựng và chỉnh mô hình để tính toán cân bằng NDĐ Chương V Kết quả tính toán cân bằng nước dưới đất bằng phương pháp mô hình

số

Chương VI Đề xuất việc khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên NDĐ

Đề tài do Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Bắc chủ trì và thực hiện dưới sự chỉ đạo trực tiếp của TS Nguyễn Văn Đản, Liên đoàn trưởng, TS Nguyễn Văn Nghĩa, phó Liên đoàn trưởng

Chủ nhiệm đề tài: Th.S Tống Ngọc Thanh, với sự tham gia của KS Nguyễn Thanh Hải, KS Nguyễn Thị Hạ, KS Đinh Thị Tý, KS Triệu Đức Huy, Th.S Nguyễn Văn Đức Cơ quan phối hợp chính Trường Đại học Mỏ-Địa chất với sự tham gia của PGS.TS Đoàn Văn Cánh, KS Nguyễn Chí Nghĩa GS.TS Đặng Hữu Ơn Hội ĐCTV Việt Nam

Đề tài cũng đã nhận được sự tham gia nhiệt tình của các nhà khoa học và quản

lý trong công tác khảo sát thực địa, hội thảo khoa học và đặc biệt là xây dựng các chuyên đề Nhân dịp kết thúc đề tài, chúng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các đồng chí lãnh đạo Bộ Tài Nguyên và Môi trường, Vụ khoa học công nghệ, lãnh đạo Cục Địa chất và Khoáng Sản Việt Nam đã luôn quan tâm theo dõi và tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tôi trong quá trình thực hiện đề tài Xin chân thành cảm ơn sự quan tâm chỉ đạo của lãnh đạo Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Bắc Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến các nhà khoa học, các đồng nghiệp đã động viên, chỉ bảo, góp ý trong quá trình thực hiện đề tài cũng như báo cáo tổng kết Cuối cùng chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự hợp tác chặt chẽ của các chuyên gia ĐCTV Trường Đại học Mỏ-Địa chất và Hội ĐCTV Việt Nam

Báo cáo tổng kết đề tài được thực hiện trong quỹ thời gia có hạn, chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, nhầm lẫn Chúng tôi xin được chân thành tiếp thu mọi ý kiến nhận xét đánh giá, sửa chữa, bổ sung của nhà khoa học, các đồng nghiệp

để báo cáo được hoàn thiện hơn

Hình 1.1 Sơ đồ vị trí nghiên cứu vùng đồng bằng Bắc Bộ (ảnh vệ tinh)

Đ Chàng T ây Hòn Mi ều

hải phòng kiến an

Na Dương Thất Khê

Ngân Sơn

Đình Cả

Bằng Lũng Bảo Lạc

Chợ ChU Chợ Mới Sơn Dương

Đông Triều hải dương

thái bình Tiền Hải Xuân Trường Ngô Đông

bắc ninh

Bàn Yên Nhân

Kẻ Sặt sông công

hà đông Xuân Mai sơn tây Phong Châu

việt trì

Ninh Giang

nam định hưng yên

ninh bình Phát Diệm

Phú Xuyên phủ lý Thanh Liêm Kiên Khê

sầm sơn bỉm sơn Thọ Xuân

Quỳ Châu Tỉnh Gia

Vụ Bản

Cẩm Thuỷ

Thường Xuân Cao Phong

Kim Sơn Mường Lát

Thanh Sơn phú thọ Thanh Ba Sông Thao

Đà Bắc

nghĩa lộ Văn Chấn Bắc Yên

C.V

C Diêm

.Thái Bình

Trên bình diện ranh giới phần lục địa được tạm lấy theo đường tiếp xúc giữa ranh giới trầm tích Đệ tứ với đá gốc ở khoảng cao độ tuyệt đối +15m, diện tích toàn

đồng bằng khoảng 15.000km2 Độ sâu nghiên cứu chỉ giới hạn trong trầm tích Đệ tứ và khoảnh chứa nước trong trầm tích Neogen với độ sâu trên dưới 300m

I.2 Tiềm năng và lợi thế về kinh tế, xã hội

Vùng đồng bằng Bắc Bộ là vùng có tiềm năng kinh tế-xã hội tương đối đa dạng, cho phép phát triển kinh tế theo hướng đa ngành Trước hết, vùng này có tiềm năng

đáng kể về nông nghiệp Sản xuất nông nghiệp nói chung và trồng lúa nước nói riêng

có thuận lợi cơ bản là đất đai phì nhiêu, cơ sở vật chất kỹ thuật và trình độ thâm canh vượt trội các vùng khác Nước tưới cho cây trồng tương đối đầy đủ Trên địa bàn của vùng kinh tế trọng điểm này có các sông lớn như sông Hồng và sông Thái Bình chảy qua Lưu lượng hàng tháng của hai sông này lên tới 2 tỷ m3, không những cung cấp nước mà còn thường xuyên bồi đắp phù sa, góp phần làm tăng độ phì cho đất đai Công tác thuỷ lợi đã được chú ý xây dựng từ nhiều năm trước đây nên hệ thống thuỷ nông tốt hơn nhiều so với các vùng khác Riêng hệ thống thuỷ nông Bắc Hưng Hải xây dựng năm 1958 và tiếp tục được đầu tư nâng cấp nên đến nay đã có công suất tưới 13 vạn ha

và công suất tiêu 14 vạn ha Đất chưa sử dụng cũng còn trên 333,3 nghìn ha, trong đó 33,4 nghìn ha đất bằng, 198,4 nghìn ha đất đồi núi và 24,6 nghìn ha đất có mặt nước

Tiềm năng phát triển nuôi trồng và khai thác thuỷ sản cũng tương đối lớn Ngoài diện tích ao hồ, đầm, sông ngòi và ruộng nước, vùng kinh tế trọng điểm này còn có vùng biển kéo dài từ Quảng Ninh qua Hải Phòng, Thái Bình, Nam Định đến Ninh Bình chiều dài khoảng 200 km Biển Hải Phòng có ba ngư trường lớn với tổng diện tích trên 1.250 hải lý vuông, trong đó ngư trường Cát Bà có 450 hải lý vuông, Bạch Long Vĩ và Long Châu-Ba Lạt mỗi ngư trường 400 hải lý vuông Trữ lượng cá thuộc ba ngư trường này cho phép đánh bắt mỗi năm từ 4 -5 vạn tấn Ngoài ra, biển Hải Phòng còn có trên

390 loại hải sản khác, trong đó nhiều loại có giá trị xuất khẩu Riêng tôm vùng biển ven các cửa sông của Hải Phòng đã có 47 loài, trong đó có 7 loài tôm he Hải Phòng cũng có 23 nghìn ha bãi triều ven bờ và 5 nghìn ha mặt nước xung quanh 366 hòn đảo

có thể phát triển nuôi trai ngọc, nuôi tôm và cá song xuất khẩu

Về tài nguyên khoáng sản, vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ có trữ lượng lớn về than đá, đá vôi và cao lanh Kết quả thăm dò và khảo sát hiện cho thấy vùng này chiếm 20% trữ lượng đá vôi sản xuất xi măng của cả nước; 40% trữ lượng cao lanh sản xuất gốm sứ và gạch chịu lửa Đó là chưa kể đá ốp lát, đá xây dựng, đất làm gạch ngói, cát thuỷ tinh và nhiều loại khoáng sản quý hiếm Trong quá trình tìm kiếm dầu khí, các nhà địa chất còn phát triển hiện ra bể than nâu vùng trũng Đồng Bằng sông Hồng với trữ lượng dự báo 240 tỷ tấn, trong đó một phần nằm trong lòng đất của Hà Nội, Hải Dương và Hưng Yên Theo đánh giá ban đầu, than nâu vùng trũng Đồng bằng sông Hồng là loại có chất lượng tốt với nhiệt năng trung bình 6.500 Kcal/kg, độ tro 5-15%; chất bốc 40% và hàm lượng lưu huỳnh 0,4%, có thể sử dụng làm nguyên liệu phục vụ công nghiệp nhiệt điện và sản xuất xi măng

Nguồn tài nguyên khoáng sản nêu trên cùng với tài nguyên khoáng sản của các vùng phụ cận và nhập khẩu đã và đang tạo điều kiện cho vùng kinh tế trọng điểm Bắc

Bộ phát triển một số ngành công nghiệp mũi nhọn như sản xuất điện, than, xi măng, thép, cơ khí, dệt may và sản xuất nước giải khát Những năm vừa qua, vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ đã sản xuất ra 98% sản lượng than; 28% sản lượng xi măng; 27% thép cán; 40% máy cắt gọt kim loại; lắp ráp 51% ô tô và 42% xe máy; sản xuất 42% sản lượng sơn; 37% giầy vải; 38% quần áo dệt kim và 25% sản lượng bia của cả nước Ngoài ra, vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ còn có thế mạnh về cơ khí đóng tàu biển, sản xuất được gần 2 nghìn bóng đèn hình Đáng chú ý, vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ đã

và đang hình thành nhiều khu công nghiệp và khu chế xuất quang trọng Những khu công nghiệp và khu chế xuất này sẽ là một trong những mũi đột phá, thúc đẩy kinh tế tăng trưởng nhanh, không chỉ đối với vùng kinh tế trọng điểm này còn có ý nghĩa lan toả ra các vùng phụ cận và cả nước

Vùng nghiên cứu còn có lợi thế to lớn trong việc phát triển du lịch và dịch vụ

Từ lâu Hà Nội đã trở thành trung tâm chính trị, văn hoá, khoa học kỹ thuật, kinh tế, ngoại giao của cả nước Hải Phòng là thành phố cảng, có sân bay và có những điểm du lịch nổi tiếng như Đồ Sơn, Cát Bà, Núi Voi

Sau nhiều năm đầu tư xây dựng, đến nay vùng đồng bằng Bắc Bộ đã có hệ thống giao thông tương đối hoàn chỉnh với đầy đủ các loại hình vận tải Đường bộ, đường sông, đường biển, đường sắt và đường hàng không Đường bộ có các tuyến quan trọng như quốc lộ 1, quốc lộ 5, quốc lộ 10, 18, 183, Láng Hoà Lạc Đường sắt có tuyến Hà Nội-Lào Cai, Hà Nội-Hải Dương-Hải Phòng, Vận tải biển có cảng Hải Phòng công suất 7 triệu tấn/năm Vận tải hàng không có sân bay quốc tế Nội Bài và sân bay Cát Bi (Hải Phòng) Hệ thống giao thông này cho phép phát triển giao thông lưu kinh tế giữa các địa phương trong vùng cũng như giữa vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ với các vùng khác trong nước và với nước ngoài

Một ưu thế lớn khác là vùng đồng bằng Bắc Bộ hiện có lực lượng đông đảo các cán bộ khoa học kỹ thuật và cán bộ quản lý kinh tế, đặc biệt là ở Hà Nội Trên địa bàn

Hà Nội có 49 trường đại học và cao đẳng, 25 trường trung học chuyên nghiệp và 20 trường đào tạo nghề Hà nội hiện chiếm trên 18% số cán bộ có trình độ cao đẳng, đại học và chiếm 35% số cán bộ có trình độ trên đại học của cả nước Tính chung, đến hết năm 2000 toàn vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ có 907,4 nghìn lao động kỹ thuật có bằng cấp, chiếm 20,1% tổng số lao động kỹ thuật có bằng cấp của cả nước, trong đó

Hà Nội có 499,6 nghìn người, Hải Phòng 198,5 nghìn người, Hải Dương 54,9 nghìn người, Hưng Yên 41,4 nghìn người

I.3 Địa hình địa mạo

Địa hình đồng bằng thấp và khá bằng phẳng với xu hướng thấp dần về phía biển

Bề mặt đồng bằng bị chia cắt mạnh và làm biến đổi do hoạt động của con người Địa

hình đồng bằng khá đa dạng, phức tạp nhưng nhìn khái quát có thể phân ra 3 kiểu chính :

Địa hình đồng bằng: là diện phân bố chủ yếu của các trầm tích Đệ Tứ có bề mặt khá bằng phẳng nhưng thoải dần về phía đông, đông nam ra biển Rìa phía bắc và tây bắc là dải địa hình cao tích tụ Pleistocen muộn, độ cao trung bình 10-12m, tiếp đó là

địa hình thấp tích tụ Holocen với cao độ từ 10 đến 2-4m, riêng phần tam giác châu hiện

đại từ thị xã Hưng Yên đến biển có độ cao trung bình 3-5m

Trên đồng bằng tồn tại một phần trũng thấp có độ cao trung bình từ -1 đến 1m ở góc đông bắc và góc tây nam đồng bằng từ Mỹ Đức qua Phủ Lý đến Ninh Bình thường xuyên bị úng ngập Ven các sông gặp nhiều bãi bồi thường bị ngập nước vào mùa mưa

lũ

Địa hình đồi núi: bao gồm dải đồi thấp ven rìa đồng bằng dạng bát úp, dốc

15-20o và lớn hơn, độ cao trung bình 25-30m, các khối núi đá vôi cao từ 25-50 đến 100m hoặc cao hơn nằm tách biệt nhau ở đông bắc và tây nam đồng bằng, các đồi núi sót nằm rải rác trung tâm đồng bằng

Địa hình cồn cát ven biển: được đặc trưng bởi sự xen kẽ những đoạn địa hình thoải gồm những bãi cát bằng phẳng, đường bờ thẳng, với những cồn cát nằm rải rác ở cửa Trà Lý, Ba Lạt, Văn Lý, dọc bờ biển Nga Sơn

- Đất mùn trên núi cao; đất đá vôi; đất bồi tụ; đất phù sa sông suối và đất cát ven biển; đất lầy thụt

I.5 Đặc điểm sông ngòi

Hệ thống sông Hồng-Thái Bình là hệ thống sông lớn nhất miền Bắc nước ta, so với cả nước, chỉ đứng sau sông Mê Công Đây là một trong số ít hệ thống sông quốc tế của nước ta

I.5.1 Hệ thống Sông Hồng

Sông Hồng phần ngoài nước có 5 phụ lưu lớn đều bắt nguồn từ tỉnh Vân Trung Quốc, gồm các sông: Lý Tiên, Đăng Điều, Nguyên, Bàn Long và sông Phổ Mai Năm nhánh sông này sau khi chảy vào nước ta hợp thành 3 nhánh sông lớn là: sông

Nam-Đà, sông Lô và sông Thao Ba nhánh sông này lại gặp nhau tại Việt Trì và được gọi là sông Hồng Sông Thao được coi là dòng chính của sông Hồng, sông Đà, sông Lô được coi là một trong số những sông cấp 1 lớn nhất của sông Hồng

Sông Hồng, khi chảy vào vùng đồng bằng châu thổ, ngoài dòng chính lại tiếp tục phân thành nhiều nhánh sông ở cả hai bên bờ sông Hiện nay, bên bờ tả còn ba nhánh sông sông, gồm: sông Đuống, sông Luộc và sông Trà Lý; bên bờ hữu còn hai nhánh sông là sông Đào Nam Định và sông Ninh Cơ; bên bờ hữu còn có các sông Nhuệ, Đáy, Tô Lịch, Lấp, Châu Giang và sông Sò không còn liên hệ trực tiếp với sông Hồng nữa

Sông Hồng, ngoài dòng chính sông Hồng (bao gồm cả sông Thao; 8 sông phân lưu ở khu vực đồng bằng, còn có 57 sông cấp 1; 195 sông cấp 2; 142 sông cấp 3; 90 sông cấp 4; 25 sông cấp 5 và 2 sông cấp 6 Tổng số sông các loại là 620 sông, các sông này đều có chiều dài tối thiểu từ 10 km trở lên Hệ thống sông Hồng có diện tích lưu vực 143,7 nghìnkm2 với 61,4nghìnkm2 ở trong nước (chiếm 42,7% so với diện tích lưu vực sông Hồng) phần còn lại nằm ở ngoài nước với tổng chiều dài sông các cấp là 14,731 nghìn km

Phần sông Hồng chảy qua vùng nghiên cứu có chiều dài khoảng 180 km với lòng dẫn rộng từ 500-1.000m: vào địa phận Hà Nội tại Thượng Cát (khoảng 59 km) tiếp đến địa phận tỉnh Hưng Yên (78 km) làm thành biên giới tự nhiên ở phía Tây tỉnh Hưng Yên, sau đó chảy tiếp qua địa phận tỉnh Thái Bình rồi đổ ra cửa Ba Lạt, dòng chảy tại đây rất mạnh

Tại Hà Nội, sông Hồng có 1 phân lưu là sông Đuống (dài 67 km bắt đầu từ Thượng Cát đổ vào sông Thái Bình tại Phả Lại), sông này vận chuyển nước từ sông Hồng sang sông Thái Bình (sông Đuống góp phần thoát lũ cho sông Hồng) Đến giáp

địa phận giữa Hưng Yên và Thái Bình thì tách ra 1 phân lưu nữa đó là sông Luộc (dài 72,4km bắt đầu từ Hưng Yên và đổ vào sông Thái Bình tại Quý Cao), sông này cũng chuyển nước từ sông Hồng sang sông Thái Bình

được nối với nhau qua sông Văn úc và sông Luộc Hai sông này, cùng với các nhánh sông khác của sông Thái Bình ở khu vực đồng bằng đã tạo thành hệ thống sông Hồng-Thái Bình.Hệ thống sông Hồng-Thái Bình đổ ra biển bằng 9 cửa sông, gồm: Cửa Đáy, Ninh Cơ, Ba Lạt, Trà Lý, Thái Bình, Văn úc, Lạch Tray, Cấm và Bạch Đằng Trong số

đó, cửa Trà Lý, Văn úc và Ba Lạt là những cửa vận chuyển nước ra biển chính của hệ thống sông này

Sông Thái Bình, ngoài dòng chính sông Thái Bình, bao gồm cả sông Cầu- đến Phả Lại), 4 sông phân lưu ở khu vực đồng bằng, còn có 29 sông cấp 1; 59 sông cấp 2;

40 sông cấp 3 và 14 sông cấp 4 Tổng số sông có chiều dài từ 10 km trở lên là 147 sông, với bộ lưu vực nằm trong nước có tổng diện tích là 12.680km2, tổng chiều dài sông các cấp là 3.673km

Tại vùng nghiên cứu, dòng chính của sông Thái Bình chảy từ Phả Lại vào tỉnh Hải Dương 63 km Ngoài việc nhận nguồn nước lớn từ hai phân lưu của sông Hồng là sông Đuống và sông Luộc đổ vào bờ hữu ở bờ tả sông Thái Bình phân lưu chảy thành hai hướng ra biển đó là:

đổ ra biển tại 3 cửa Thái Bình, Văn úc, Lạch Tray Hiện nay, dòng chính Thái Bình đã

bị đứt đoạn tại Quý Cao (từ sông Mía nối với sông Văn úc) làm cho đoạn Quý Cao cũng như đoạn từ sông Luộc ra biển của sông Thái Bình đang bị bồi lấp nhanh chóng

Hướng Tây-Đông là sông Kinh Thầy sau đó cũng chảy theo hướng Tây

Bắc-Đông Nam ra biển và phân thành các nhánh Kinh Thầy-Đá Bạch ra cửa Bạch Đằng, Kinh Môn -sông Cấm ra cửa Cấm

Bảng 1.2 Tổng hợp các thông số cơ bản của các sông thuộc hệ thống sông Thái Bình

I.5 Biển và chế độ triều

Bờ biển nằm ở phía Đông và Đông nam ĐBSH chạy dài từ Quảng Yên đến Nga Sơn, dài khoảng 200 km Biển ĐBSH chịu chế độ nhật triều Thời gian triều lên lúc 11h

và triều xuống lúc 13h trong ngày Trung bình 15 ngày có một kỳ triều cường (độ cao triều ở ngoài khơi khoảng 3m), tiếp theo 7 ngày có một kỳ nước dâng (độ cao 0,2-0,3m) Chu kỳ nhiều năm của triều vịnh Bắc Bộ là 19 năm, trong đó có một kỳ triều mạnh và một kỳ triều yếu

Mực nước biển trung bình tháng trong nhiều năm có xu hướng giảm dần từ phía Bắc xuống phía Nam Độ cao mực nước 2,2m ở Cửa Ông; 2,06m ở Hòn gai; 1,86m ở Hòn dấu và 1,64m ở Văn Lý Còn ở Diêm Điền - Thái Bình từ -1,47 đến -1,33m Triều

ảnh hưởng rất sâu vào đất liền Về mùa kiệt, triều có thể lan đến cửa sông Công trên sông Cầu, bến Thôn trên sông Thương, Chũ trên sông Lục Nam, Ba Thá ở sông Đáy và

đến tận Hà Nội trên sông Hồng

Độ mặn ngoài khơi ở Bạch Long Vĩ 32-330/00, các vùng ven biển 28-320/00 Chiều sâu xâm nhập mặn, kể từ cửa sông nêu trong bảng 1.3

Bảng 1.3 Khoảng cách xâm nhập mặn tại các cửa sông (km)

Cực đại Trung bình Nhỏ nhất Tên sông

I.6 Đặc điểm khí hậu

Khí hậu trong hệ thống sông Hồng-Thái Bình ở phần lãnh thổ Việt Nam nói chung và vùng đồng bằng Bắc Bộ nói riêng là khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhưng do chịu tác động của địa hình nên các yếu tố khí hậu biến đổi mạnh mẽ theo không gian và thời gian

Mạng lưới trạm đo khí tượng-khí hậu: số lượng trạm đo khí tượng, khí hậu tại lưu vực ít Năm 1939 có 16 trạm và đến nay chỉ có 60 trạm Các trạm tập trung chủ yếu

ở các thị trấn, thị xã, tỉnh lỵ với mật độ đồng bằng nhiều hơn miền núi Chỉ có duy nhất trạm Sa Pa ở độ cao 1.500m Nhìn chung mật độ lưới trạm còn thưa, phân bố không

đều, chuỗi năm quan trắc không liên tục Hiện nay, lưới trạm khí tượng này được quản

lý, quan trắc, chỉnh biên theo một chu trình rất rõ ràng (Tổng cụ khí tượng Thủy văn), nên số liệu bảo đảm tốt cho chất lượng nghiên cứu

Bảng 1.4 Mật độ lưới trạm khí tượng phát triển qua các thời kỳ trên lưu vực sông Hồng-Thái bình

Số trạm đến năm Mật độ km 2 /trạm Loại trạm

1939 1960 1990 2000 1939 1960 1990 2000

Khí tượng- khí

I.6.1 Gió, nhiệt độ, độ ẩm bốc hơi và bức xạ mặt trời

Bức xạ tổng cộng trung bình hàng năm ở vùng núi khoảng 80 Kcal/cm2, con số này tăng lên tới 120 Kcal/cm2 ở vùng đồng bằng Cân bằng bức xạ trung bình năm biến

đổi từ dưới 40 Kcal/cm2 ở vùng núi lên đến 70 Kcal/cm2 ở vùng đồng bằng Cân bằng bức xạ tháng tương đối cao (7-9 Kcal/cm2) trong các tháng mùa hè, tương đối thấp trong các tháng mùa đông (3-6 Kcal/cm2)

Số giờ nắng trung bình năm biến đổi trong phạm vi từ dưới 1.400 giờ ở vùng núi cao lên đến hơn 2.000 giờ ở các thung lũng trong lưu vực sông Đà

Nhiệt độ không khí trung bình năm cũng có xu thế giảm dần theo sự tăng của độ cao địa hình Nhiệt độ không khí trung bình năm giảm xuống dưới 15 oC ở vùng núi cao và tăng lên tới 20-24 oC ở vùng trung du và đồng bằng

Nhiệt độ không khí trung bình năm cũng biến đổi theo mùa Trong thời kỳ gió mùa mùa hạ, nhiệt độ không khí trung bình tháng khoảng 15-20oC ở vùng núi, 20-30oC

ở các vùng trung du và đồng bằng Trong thời kỳ gió mùa mùa Đông, nhiệt độ không khí trung bình tháng khoảng 10-15 oC ở vùng núi và 15-20oC ở các vùng trung du và

đồng bằng

Nhiệt độ không khí tuyệt đối có thể lên trên 40 oC (42,5oC ở Lai Châu vào tháng

5 năm 1998, 41,1oC tại Yên Châu vào ngày 13 tháng 5 năm 1966 40,7oC tại Phú Hộ vào tháng 5 năm 1931, 42,8 oC tại Láng vào tháng 5 năm 1926

Nhiệt độ không khí thấp nhất tuyệt đối hạ thấp dưới 0oC ở vùng núi cao Đặc biệt năm 1974, nhiệt độ tương đối thấp hơn các năm khác Trong năm này, nhiệt độ ở vùng đồng bằng và trung du cũng xuống dưới 5 oC

Độ ẩm tương đối của không khí trung bình năm bằng khoảng 80-85%, biến đổi không lớn trong lưu vực Tuy nhiên, độ ẩm không khí cũng biến đổi theo mùa Độ ẩm không khí trung bình tháng tương đối cao trong mùa mưa và tương đối thấp trong mùa khô Lượng mây tổng quan trung bình biến đổi trong phạm vi từ 6 đến 8,5 phần mười bầu trời, tương đối thấp ở lưu vực sông Đà và tương đối cao ở tiểu lưu vực sông Lô và lưu vực sông Thái Bình

Tốc độ gió biến đổi trong phạm rộng, từ dưới 1 m/s ở thung lũng, 3-4 m/s ở sườn núi khuất gió thuộc vùng núi cao Hoàng Liên Sơn Tốc độ gió ở một số nơi lên

đến 40 m/s Tốc độ gió mạnh nhất thường xuất hiện khi có bão

Lượng bốc hơi trung bình năm (đo bằng pie-che) cũng biến đổi mạnh trong không gian, có xu thế lớn ở những vùng trung du và đồng bằng, nhỏ ở miền núi Lượng bốc hơi trung bình năm nhỏ hơn 500-700 mm ở vùng núi cao, tăng lên trên 900-1.000

mm ở trung du và đồng bằng Do điều kiện nóng ẩm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ở lưu vực sông Hồng-Thái Bình, lượng bốc hơi hàng năm không lớn và ít biến động (trung bình từ 600 đến 1.200 mm)

I.6.2 Đặc điểm chế độ mưa

Lượng mưa khá phong phú, bình quân nhiều năm trên toàn lưu vực khoảng 1,5 nghìn mm/năm, song sự biến đổi về lượng rất lớn từ 1,2-4,8 nghìn mm/năm Chính lượng mưa đã hình thành tài nguyên nước phong phú của lưu vực Theo không gian, các trung tâm mưa lớn bao gồm: khu vực Bắc Quang thuộc sườn núi Tây Côn Lĩnh với

Xo lớn nhất đạt tới gần 5.000 mm; dãy núi Hoàng Liên Sơn có lượng X0 khoảng trên 3.000 mm/năm; các khu vực Tam Đảo và Ba Vì đạt 2.400 mm/năm

Theo thời gian, mưa cũng biến đổi theo mùa giống như các yếu tố khí tượng khác Chế độ mưa hoàn toàn phụ thuộc vào chế độ gió mùa và phân theo mùa khá rõ rệt Mùa mưa gần như trùng với gió mùa Đông Nam và thường kéo dài từ tháng V-X (khoảng 6 tháng), những năm đặc biệt là những năm mưa đến sớm hoặc kết thúc muộn Lượng mưa trong mùa mưa chiếm khoảng 75-85% lượng mưa năm Còn lại là mưa trong mùa khô Mùa đông thường có mưa phùn và ẩm ướt, mùa hè thường có mưa rào, mưa dông

Bảng 1.5 Lượng mưa năm và lượng mưa ứng với các tần xuất của một số trạm tiêu biểu ở lưu vực sông Hồng-Thái Bình

2,4-2,8 nghìn mm/năm dẫn đến dòng chảy năm khá phong phú, trên 60l/s/km Tuy nhiên ở những khu vực khuất sau núi chắn gió như thượng du sông Thái Bình đều có lượng mưa khá nhỏ 1,2-1,6 nghìn mm/năm và lượng dòng chảy từ 20-40l/s/km2 Vùng

đồng bằng sông Hồng lượng mưa trung bình 1,7nghìn mm/năm với chuỗi số liệu 100năm (1890-1990) lượng mưa 5tháng mùa lũ (V-IX) chiếm 76% lượng mưa năm

I.6.3 ảnh hưởng của chế độ khí hậu đến đến diễn biến nguồn nước

Qua phân tích một số đặc điểm của một số yếu tố về khí tượng cơ bản trên lưu vực sông Hồng- Thái Bình phần Việt Nam và vùng nghiên cứu, có một số nhận xét khái quát sau:

+ Chế độ khí hậu được phân chia thành hai mùa tương phản nhau rõ rệt cho nên những số liệu khí hậu trung bình năm không phản ánh rõ được đặc tính khí hậu các vùng trong lưu vực

+ Mùa hè chế độ nhiệt độ ổn định hơn mùa đông, sự phân hoá giữa các vùng cũng ít rõ nét

+ Sự phân bố lượng mưa trên lưu vực phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện địa hình, hướng của các dãy núi đối với các luồng khí ẩm

+ Những yếu tố như độ ẩm không khí, lượng bốc hơi trong năm biến đổi chủ yếu phụ thuộc vào lượng mưa mà ít phụ thuộc vào nhiệt độ

+ Trong mùa hè, nhiệt độ cao, độ ẩm lớn, mưa nhiều là điều kiện thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp Tuy nhiên, đầu năm nhiều khi nắng hạ kéo theo mưa to, gió lớn gây úng ngập trên diện rộng trong đồng và lũ lớn ngoài sông làm nhiều thiệt hại đến tài sản cũng như đời sống dân cư trong vùng và tiềm ẩn nhiều tai hoạ như lũ quét, úng ngập, vỡ đê, nước biển dâng, đổi dòng, xói mòn…

+ Trong mùa đông, lượng mưa nhỏ không đủ để thoả mãn như cầu nước cho cây trồng và đời sống dân cư, tuy vậy cuối mùa có mưa phùn độ ẩm cao bổ sung cho yêu cầu nước nhưng lại ẩm thấp, thiếu ánh sáng, nhiều sâu bệnh

+ Lượng mưa năm biến đổi không nhiều, năm nhiều nước gấp 2-3 lần năm ít nước, nhưng do sự phân bố mưa trong năm không đều và sự biến động mạnh mẽ lượng mưa tháng đã làm cho sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn

II Tổng quan tài nguyên nước mặt

II.1 Đặc điểm chung dòng chảy mặt

Sông ngòi có một đặc thù rất riêng đó là không thể chia cắt thành ranh giới để xem xét, nghiên cứu, mà ta cần phải nghiên cứu, xem xét nó một cách toàn diện, tổng thể theo nguồn gốc phát sinh và theo dòng chảy Chính vì lẽ đó khi nghiên cứu về tài nguyên nước ta cũng chỉ đánh giá được tài nguyên nước trên bình diện toàn lưu vực

Đặc điểm chủ yếu của tài nguyên nước mặt của lưu vực sông Hồng-Thái Bình nói chung và vùng đồng bằng Bắc bộ nói riêng là phân phối không đều theo không gian

và thời gian

Dòng chảy trên lưu vực sông Hồng-sông Thái Bình (lưu vực sông Hồng) được hình thành từ mưa và khá dồi dào Tổng lượng bình quân nhiều năm qua Sơn Tây khoảng 118 tỷ m3 tương ứng với lưu lượng 3,74 nghìn m3/s Nếu tính cả sông Thái Bình, sông Đáy và vùng đồng bằng thì tổng lượng dòng chảy đạt tới 133,7 tỷ m3, bằng khoảng 16% tổng lượng dòng chảy trung bình năm các sông trong cả nước Trong đó, 81,9 tỷ m3 (61,2%) sản sinh trong nước và 51,8 tỷ (38,8%) sản sinh ở ngoài nước

Tài nguyên nước mặt lưu vực sông Hồng-Thái Bình được phân chia theo các lưu vực sông như sau: sông Đà đến Hòa Bình là 55,4 tỷ m3 chiếm 41,4%; sông Thao đến Yên Bái là 24,2 tỷ m3 chiếm 18,1%; sông Lô đến Phù Linh là 32,6 tỷ m3 chiếm 24,4%; sông Thái Bình đến Phả Lại 7,9 tỷ m3 chiếm 5,9% và khu vực đồng bằng, sông Đáy chiếm 7,7 tỷ m3 chiếm 5,8% tổng lượng dòng chảy trên lưu vực

II.2 Phân bố dòng chảy mặt theo không gian

Tổng lượng nước trung bình hàng năm của hệ thống sông Hồng-Thái Bình 133,7tỷ m3 Trong đó: phần sông Hồng tính đến Sơn Tây là 118 tỷ m3, chiếm 88%; phần còn lại bao gồm lưu vực sông Thái Bình và vùng đồng bằng là 15,7 tỷ m3, chiếm khoảng 12% tổng lượng nước toàn lưu vực

Sông Đà: với khoảng 31% diện tích lưu vực, có tổng lượng nước khoảng 55 tỷ

m3, chiếm 41% so với toàn lưu vực và chiếm tới 47% lượng nước sông Hồng tại Sơn Tây

Sông Thao: với khoảng 28% diện tích lưu vực, gần bằng sông Đà, nhưng lượng nước chỉ có khoảng 24 tỷ m3, chiếm khoảng 18% so với toàn lưu vực và chiếm khoảng 20% lượng nước sông Hồng tại Sơn Tây

Sông Lô có diện tích lưu vực nhỏ nhất trong số các sông chính của sông Hồng, với khoảng 22% diện tích lưu vực, lượng nước khoảng gần 33 tỷ m3, chiếm trên 24% so với toàn lưu vực và chiếm khoảng gần 28% tổng lượng nước sông Hồng Tại Sơn Tây

Sông Thái Bình, với khoảng 7,5% diện tích lưu vực, nhưng tổng lượng nước chỉ

có khoảng gần 8 tỷ m3, chiếm khoảng 6% so với toàn lưu vực

Khu vực đồng bằng, với khoảng 7,7% diện tích lưu vực, lượng nước chỉ khoảng gần 8 tỷ m3, chiếm khoảng gần 6% so với toàn lưu vực

Như vậy, trên phạm vi hệ thống sông Hồng-Thái Bình, sông Đà, sông Lô là những sông nhiều nước, các sông còn lại thuộc loại ít nước

Bảng 1.6 Phân bố tổng lượng nước trung bình năm ở các sông

Diện tích Tổng lượng nước Sông và vị trí trạm quan trắc

km 2 % so với toàn

lưu vực tỷ m

3 % so với toàn lưu vực Toàn lưu vực: 169.000 100,0 133,6 100,0

Diện tích Tổng lượng nước Sông và vị trí trạm quan trắc

km 2 % so với toàn

lưu vực tỷ m

3 % so với toàn lưu vực

Hồng (Sơn Tây)

Đà (Hoà Bình)

Thao (Yên Bái)

Lô ( Phù Ninh)

Thái Bình(Phả

Đáy + đồng bằng Hồng

Hình 1.3 Cơ cấu phân bố lượng nước lưu vực

0 25 50 75 100 125

3 đến 4,6 lần ở sông Thái Bình Trên các sông nhỏ, biến động nước trung bình năm nhiều hơn, đặc biệt là các nhánh nhỏ của sông Thái Bình

Sông Đà (Hòa Bình)

Sông Thao (Yên Bái)

Sông Lô

(Phù Ninh)

Sông Cầu (Thác

Sông Lục Nam (Chũ)

II.3.2 Lượng nước trung bình các tháng trong năm

Lượng nước trung bình các tháng trong năm phụ thuộc vào chế độ mưa, do đó cũng hình thành hai mùa rõ rệt

Mùa lũ thường kéo dài 5 tháng, từ tháng 6 đến tháng X Tổng lượng mùa lũ chiếm khoảng 75% ở sông Hồng và khoảng 81% ở sông Thái Bình Riêng tháng 8, lượng nước chiếm khoảng 20% ở sông Hồng và khoảng 22% ở sông Thái Bình

Mùa cạn thường kéo dài 7 tháng, từ tháng XI đến tháng 5 năm sau Tổng lượng nước mùa cạn chỉ chiếm khoảng 25% ở sông Hồng và khoảng 19% ở sông Thái Bình Tháng kiệt nhất thường là tháng III ở sông Hồng và tháng II ở sông Thái Bình Lượng nước tháng kiệt nhất chỉ chiếm khoảng 2,1% ở sông Hồng và 1,4% ở sông Thái Bình

so với tổng lượng nước trung bình năm

B¶ng 1.8 Tû lÖ ph©n phèi l−îng n−íc theo mïa

S Thao (Yªn B¸i)

S L« (Phï Ninh)

S Hång (S¬n T©y)

S Hång (Hµ Néi)

S §uèng (Th−îng - C¸t)

S CÇu (Th¸c B−ëi)

S Lôc Nam (Chò)

S Th¸i B×nh (Ph¶

III Tổng quan tài nguyên nước dưới đất

III.1 Điều kiện Địa chất thuỷ văn

Đồng bằng Bắc Bộ được cấu thành bởi các tập đất đá bở rời Đệ Tứ dày từ vài chục đến trên 100m, các tập đất đá gắn kết yếu Neogen dày đến hàng nghìn mét và móng kết tinh ở bên dưới Trong đất đá bở rời, NDĐ tồn tại ở dạng lỗ hổng, và hình thành nên tầng chứa nước ngầm qh và tầng chứa nước có áp qp, luân phiên với các lớp cách nước Trong các đá cố kết, NDĐ tồn tại trong các khe nứt và hang hốc karst đây chính là điều kiện cơ bản quyết định hình thành nên động thái của nước ngầm và nước

có áp Trong phần này chúng tôi chủ yếu mô tả các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ

tứ, các tầng chứa nước trước Đệ tứ mô tả theo ba khu vực, rìa tây nam chủ yếu là tầng chứa nước T2ađg, rìa đông bắc tập trung mô tả tầng chứa nước Jura hệ tầng Hà Cối, còn

ở Trũng Hà Nội tập trung mô tả tầng chứa nước Neogen m4

Mặt cắt ĐCTV theo tuyến I-I (Việt Trì-Nam Định)

Mặt cắt ĐCTV theo tuyến II-II (Hà

Tây-Vĩnh Phúc)

Mặt cắt ĐCTV theo tuyến III-III (Hà

Nam-Bắc Ninh)

Hình 1.6 Mặt cắt Địa chất thuỷ văn vùng đồng bằng Bắc Bộ

III.1.1 Tầng chứa nước lỗ hổng, không áp trong trầm tích thống Holocen (qh)

Đây là tầng chứa nước nằm trên cùng Phân bố rộng rãi từ trung tâm đồng bằng

ra phía biển, phần từ đỉnh đồng bằng đến Hà Nội phân bố thành dải hẹp ven sông Hồng, một số khoảnh, chỏm nhỏ ở thung lũng giữa núi hay ven các con sông nhỏ như sông Cầu, Cà Lồ, Đáy Bao gồm các trầm tích của hệ tầng Thái Bình, Hải Hưng, tầng

được thành tạo bởi nhiều nguồn gốc: sông - biển, biển - gió, biển, biển - đầm lầy, sông Thành phần thạch học chủ yếu là bột sét, bột cát, cát mầu xám

Chiều sâu của nóc, đáy tầng và chiều dày tầng thay đổi trong một phạm vi khá rộng: phần từ đỉnh đồng bằng đến Hải Dương-Hưng Yên chiều sâu nóc tầng dao động

từ 1-3m, có nơi lộ ra trên mặt nhưng cùng có nơi sâu tới 20m Phần từ Thái Bình-Nam

Định ra biển chiều sâu có nơi đạt tới 40-50m; Chiều sâu đáy tầng từ 5-8m đến 45-55m, thường 15-25m; Chiều dày của tầng đa phần 10-20m, lớn nhất tới 40-45m, vùng ven

đồng bằng tầng bị vát rất mỏng chỉ còn 1,5-3m Chiều dày trung bình của tầng chứa nước Holocen trên toàn đồng bằng là 14.0m

Lớp phủ trên bề mặt tầng (trừ những khoảnh tầng xuất lộ trên mặt đất) là các thành tạo thấm nước yếu như sét, sét pha, sét bùn, chứa tàn tích thực vật và các vỏ sò

ốc hiện đại Phía dưới tầng là các đất đá thấm nước yếu gồm sét màu nâu màu vàng loang lổ có tuổi Pleistocen muộn Thành phần thạch học của tầng chứa nước qh chủ yếu là cát, ở đáy tầng có lẫn sạn sỏi và ít cuội nhỏ

Kết quả hút nước thí nghiệm các lỗ khoan cho lưu lượng từ 0,15 đến 29,01 l/s và

tỷ lưu lượng từ 0,03 đến 20,87 l/sm Độ chứa nước của tầng tại các vùng khác nhau của

đồng bằng không đồng đều, có nơi giàu nước, có nơi nghèo nước Độ dẫn nước (Km) thay đổi từ 2 đến 1788 m2/ngày Vùng Hà Nội hệ số dẫn nước km có giá trị từ 32 đến 1788m2/ng, thường 300-500 m2/ng; vùng Văn Lâm - Văn Giang - Hưng Yên từ 17 đến

391 m2/ng; Phú Xuyên từ 171 đến 330 m2/ng; Phủ Lý - Kiện Khê từ 65 đến 360m2/ng; vùng Nam Định từ 8 đến 57 m2/ng và Thái Bình từ 2 đến 16 m2/ng Hệ số nhả nước trọng lực có xu hướng tăng dần từ rìa thung lũng đến sông, từ 0,001-0,006 ở các đới xa sông đến 0,09 - 0,17, trung bình 0,1 ở các đới ven sông

Phần từ đỉnh đồng bằng tới Hà Nội, nước nhạt, độ khoáng hoá dao động từ 0,189 đến 0,445 g/l, cá biệt LKM19 - Đan Phượng đạt 0,58 g/l, nước từ mềm tới cứng vừa, kiểu bicarbonat calci - magie, độ pH 6,9 - 8,0

Nước đạt tiêu chuẩn dùng cho ăn uống sinh hoạt, trừ hàm lượng Fe và đôi nơi cả

Mn cao hơn giới hạn cho phép Tổng hàm lượng sắt trong nước từ 1,24 đến 33,5 mg/l

Do ảnh hưởng của nước thải sinh hoạt, công nghiệp, phân bón dùng trong nông nghiệp nên nhiều nơi hàm lượng NO2-, NO3-, NH4+ vượt quá TCCP thể hiện nước bị ô nhiễm,

có thể gây hại cho sức khoẻ cư dân : Hàm lượng N02

: 0,11-0,79 mg/l tới 11,5 mg/l; hàm lượng N03- : 1,95-2,1; 6,3 mg/l, lớn nhất 76mg/l tại ven Sông Đáy

Từ Hà Nội đến Cẩm Giàng, Ân Thi, Khoái Châu tuy vẫn là nước nhạt nhưng kiểu nước chủ yếu clorur - bicarbonat - natri - calci

Nước dưới đất của đới này hoàn toàn thoả mãn tiêu chuẩn dùng cho ăn uống sinh hoạt, riêng hàm lượng Fe, đôi nơi cả Mn vượt quá giới hạn cho phép, và có dấu hiệu bị ô nhiễm : hàm lượng Fe trong nước 3,49 - 9,23, cá biệt 36,9 mg/l (Cẩm Giàng); hàm lượng Mn một số lỗ khoan từ 0,35 - 0,57 (Gia Lâm) đến 1,9 mg/l (Cẩm Giàng); hàm lượng N03- : 5,6 (Văn Điển), 135 mg/l (Cẩm Giàng); hàm lượng NH4+ ở Gia Lâm

- Sài Đồng tới 18,06 mg/l

Phần từ Hưng Yên, Hải Dương ra biển là đới chuyển tiếp, tồn tại nhiều thấu kính nước nhạt phân bố dạng “da báo” Hàm lượng Fe, NO2-, NO3-, NH4+ cao (Fe: 1,75-4,89 mg/l; NO2

tại Nam Định tới 135 mg/l và NH4

+

- 24,1 mg/l)

Các thấu kính (đới) nước nhạt có thể có trữ lượng lớn Kiểu thành phần hoá học chuyển sang bicarbonat - clorur - natri hay clorur - bicarbonat - natri, thể hiện sự tích

tụ cục bộ từ nguồn cung cấp nước mưa và nước tưới

Phần nước mặn có độ khoáng hoá rất cao, từ 3 g/l trở lên, có nơi tới 27,42g/l, nước chuyển hoàn toàn sang kiểu clorur - natri Hàm lượng sắt tới 48mg/l Nước bị nhiễm bẩn nitơ (hàm N02

từ 16,25 đến 61,5mg/l, hàm NH4

+

từ 4,9 đến 102 mg/l) Nước trong tầng này thuộc loại không áp Mực nước nằm dưới mặt đất từ 0,0-0,5m đến 3-5m, thường gặp 1-4m, riêng khoảnh ngoài đê và nơi có công trình lấy nước hoạt động, mực nước có khi tới trên 6m

III.1.2 Tầng chứa nước lỗ hổng, có áp trong trầm tích Pleistocen (qp)

Đây là tầng chứa nước chính, hiện đang được khai thác với cường độ ngày càng lớn để phục vụ cho nhu cầu kinh tế, dân sinh trong các khu đô thị và vùng kinh tế phát triển của đồng bằng

Tầng chứa nước phân bố rộng khắp đồng bằng, lộ chủ yếu ở phần đỉnh đồng bằng tại Cao Mại, Vạn Thắng, Sơn Tây, Sóc Sơn, còn đa phần bị phủ bởi các trầm tích

có tuổi trẻ hơn Do ảnh hưởng của các quá trình địa chất mà trật tự các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ tứ có những nét đặc biệt: từ Hà Nội ra biển tầng qp nằm dưới tầng

qh và giữa chúng có một tầng ngăn cách thấm nước yếu, dày từ 1.0 đến 55m

ở phần tây bắc đồng bằng do tầng qh chỉ tồn tại dưới dạng dải ven sông nên phần lớn diện tích tầng qp bị phủ kín bởi tầng ngăn cách thấm nước yếu Thêm vào đó

ở dải ven sông các hoạt động xâm thực đã bào cắt mất hẳn tầng ngăn cách, làm cho hai tầng chứa nước nằm trực tiếp với nhau và có chung một mực nước

Tầng chứa nước qp được cấu thành bởi hai lớp: lớp trên là trầm tích hạt mịn chủ yếu là cát, đáy lớp lẫn sạn sỏi nhỏ, và lớp dưới là cuội sỏi sạn cát hạt thô Tại các vùng lộ đất

đá thường bị laterit hoá

Lớp trên (ký hiệu qp2) có chiều dày thay đổi từ 1 đến 55,7m, đa phần trên 20m Lưu lượng hút nước thí nghiệm các lỗ khoan từ 0,11 đến 20,09 l/s Trong tổng số 66 lỗ khoan hút nước có 24 lỗ khoan lưu lượng từ 1 đến 5 l/s; 33 lỗ khoan lưu lượng từ 5 đến

đỉnh đồng bằng ra biển Do ảnh hưởng của các hoạt động tân kiến tạo và quá trình xâm thực đổi dòng của sông, móng đá gốc nâng lên hạ xuống không đều, tạo thành các trũng sâu xen kẽ các gờ nâng làm cho bề mặt lớp có xu hướng bị chìm sâu dần về phía biển : Nếu ở mạn Sơn Tây - Đan Phượng chiều sâu đến nóc lớp cuội sỏi sạn cát thường chỉ 15 - 20m, thì đến Hà Nội - Văn Điển là 30 - 40m; đến Cẩm Giàng - Ân Thi - Khoái

Châu - Hưng Yên là 50 - 60m; và ở Nam Định-Thái Bình tăng lên 70 - 80m, có nơi tới 100m

Nước trong tầng chứa nước qp thuộc loại có áp Trị số áp lực thay đổi trong phạm vi rất rộng, từ 5m đến 60m, có nơi 85m Giá trị áp lực của tầng cũng tuân theo qui luật tăng dần từ đỉnh đồng bằng ra biển Tại các “cửa sổ” địa chất thuỷ văn tầng qh nằm trực tiếp lên trên tầng qp, tạo thành một hệ thống thuỷ động lực chung

ở các khu vực Vĩnh Tường, Lập Thạch, Đông Anh, Sơn Tây - Thạch Thất, Đan Phượng và Hoài Đức trị số áp lực nuớc tầng qp trung bình 10 - 20m, hiếm nơi cao trên 20m trong khi nhiều nơi lại chưa đến 5m Còn ở Hà Nội - Văn Điển, Gia Lâm và Từ Sơn trị số áp lực trung bình 20 - 30m, đôi khi đến 40m ở Cẩm Giàng - Mỹ Văn, Ân Thi - Khoái Châu, Hưng Yên, Phủ Lý - Kiện Khê, Phú Xuyên - Thường Tín áp lực trung bình 30 - 40m, có nơi đến 50m Đến Nam Định, Thái Bình áp lực tăng rõ rệt trung bình 50 - 60m, có nơi tới 85m

Độ chứa nước của lớp chứa nước qp1 khá đồng đều, lưu lượng từ 10-50l/s chiếm

tỷ lệ khá lớn, lưu lượng 1-5l/s chiếm tỷ lệ nhỏ Tỉ lưu lượng các lỗ khoan trên 5 l/sm chiếm 38,6%; 1 đến 5 l/sm chiếm 43,2%; từ 0,2 đến 1 l/sm chiếm 15% và dưới 0,2 l/sm chiếm 2,2% chủ yếu là các lỗ khoan ở ven rìa đồng bằng Số lỗ khoan có lưu lượng trên 5 l/s chiếm 89,9% và có tỷ lưu lượng trên 1 l/sm chiếm 81,8% thể hiện lớp chứa nước qp1 thuộc loại giầu và rất giầu nước

Tuy nhiên độ chứa nước của đất đá tốt nhất ở phần trung tâm đồng bằng (Hà Nội, Văn Lâm - Văn Giang, Ân Thi - Hưng Yên, Cẩm Giàng, Nam Sách) từ đây ra biển, đến vùng rìa và lên đỉnh đồng bằng tuy vẫn giầu nước nhưng có phần kém hơn chút ít

Độ dẫn nước của tầng thay đổi từ 100-300 m2/ng ở ven rìa đến 2000-3000 m2/ng

và lớn hơn ở trung tâm đồng bằng Hệ số truyền áp từ n.104 đến n.106 m2/ng Hệ số nhả nước đàn hồi thường từ một vài phần trăm đến vài phần nghìn, cá biệt có nơi nhỏ hơn

Từ đỉnh đồng bằng đến Cẩm Giàng, Ân Thi, Hưng Hà, Quỳnh Phụ là nước nhạt, chất lượng tốt đáp ứng nhu cầu ăn uống-sinh hoạt, trừ hàm lượng Fe và Mn cao hơn tiêu chuẩn cho phép Hàm lượng sắt trung bình 5 - 10 mg/l, có nơi đến 40mg/l và lớn hơn Hàm lượng Mn trung bình 0,1 - 0,5mg/l, nhiều nơi tới 2 mg/l Rất nhiều nơi nước bị nhiễm bẩn nitơ Từ ranh giới mặn nhạt chính đến biển Đông, đa phần là nước lợ, mặn, nước nhạt chỉ tồn tại dưới dạng thấu kính ở Nam Định, dải ven sông Đáy, sông Châu Giang, thấu kính ở Kiến An, dải nước nhạt ven chân núi phía đông bắc đồng bằng có kích thước hàng trăm km2

Kết quả nghiên cứu thuỷ địa hoá cho thấy từ đỉnh đồng bằng đến sông Nhuệ chủ yếu là nước HC03 - Ca, từ sông Nhuệ đến Cẩm Giàng, Ân Thi, Hưng Hà, Quỳnh Phụ chuyển sang kiểu HC03 - Cl Ca - Na hoặc Cl- HC03 Na - Ca Đối với các thấu kính nước nhạt, từ Cl - HCO3 Na - Ca chuyển thành nước Cl - Na Kiểu nước lợ, mặn là Cl-Na

Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng chứa nước qp là nước mặt sông, hồ, thấm qua

đới “cửa sổ địa chất thuỷ văn”, nước từ biên chảy vào và lượng nước thấm xuyên từ tầng chứa nước Holocen bên trên Nguồn thoát chủ yếu ra biển, thấm xuyên lên tầng chứa nước bên trên và cung cấp cho dân sinh

Do diện phân bố rất rộng, chiều dày tương đối lớn, độ chứa nước khá phong phú, có nguồn bổ sung thường xuyên và mức độ tự bảo vệ thiên nhiên tốt nên tầng chứa nước Pleistocen có khả năng đáp ứng yêu cầu cung cấp nước tập trung với qui mô lớn Tuy nhiên vùng từ trung tâm đồng bằng ra phía biển do điều kiện thuỷ hoá phức tạp nên khi khai thác cần chú ý tới khả năng nhiễm mặn và tái nhiễm mặn

III.1.3 Tầng chứa nước khe nứt - lỗ hổng trong trầm tích Neogen (m 4 )

Diện phân bố chủ yếu nằm giữa hai đứt gãy Sông Chảy - Sông Lô từ Tam Đảo

ra biển Đông Hầu hết tầng nằm chìm dưới trầm tích Đệ tứ Do ảnh hưởng của hoạt

động kiến tạo làm cho biên độ lún chìm của tầng khác nhau tạo nên các địa hào, các trũng chồng gối Chiều sâu thế nằm của tầng thường chỉ cách mặt đất 20-30m ở phần

đỉnh và rìa đồng bằng nhưng càng về phía biển càng tăng lên tới 100 - 130m và lớn hơn

Chiều sâu thế nằm của tầng theo số liệu thống kê 137 lỗ khoan cho thấy dưới 30m chiếm 8,8%; 30 - 40 : 14,6%; 40 - 50m : 8,8%; 50 - 60 : 5,8%; 60-100m:48,9% trong đó sâu hơn 100m: 13,1% Thành phần thạch học biến đổi phức tạp cả theo diện tích lẫn chiều sâu ở Vĩnh Tường, Lập Thạch, Quất Lưu - Xuân Hoà, Sơn Tây - và dải ven rìa đồng bằng đất đá chủ yếu là tảng kết, cuội kết, sạn kết gắn bởi sét, cát kết xen bột kết, sét kết, sét than

Từ Hà Nội ra biển theo mặt cắt thẳng đứng thấy rõ 2 phần, phần trên gồm bột kết, cát kết, cuội sạn kết bị phong hoá mạnh bở rời, phần dưới chủ yếu là cuội kết, sạn kết nứt nẻ nhưng độ nứt nẻ giảm dần theo chiều sâu Chiều dày thay đổi từ vài chục mét ở phần rìa đến 500-1000m ở trung tâm Do thành phần thạch học thay đổi làm cho tính thấm và độ chứa nước thay đổi tương ứng: ở đỉnh và rìa đồng bằng tầng chủ yếu thuộc loại nghèo, vùng trung tâm đồng bằng tầng thuộc loại giàu nước Diện tích nước nhạt chiếm toàn bộ phần tây bắc đồng bằng qua Hà Nội - Như Quỳnh đến Mỹ Văn thì

bị thu hẹp dưới dạng lưỡi nước nhạt có chiều rộng vài km ở Bình Giang - Đức Chính thành phố Hải Dương (trừ một chỏm nhỏ 4km2 ở Tây Mỗ - Hà Đông gặp nước lợ từ dưới sâu theo đứt gẫy thoát lên)

ở khu vực Khoái Châu, Hưng Yên nước nhạt chỉ tồn tại dưới dạng thấu kính với diện tích khác nhau Khu Văn Điển - Ngọc Hồi - Thanh Trì vẫn là nước nhạt nhưng qua Quán Gánh đến Thường Tín bắt gặp nước lợ Về mạn Phú Xuyên, Nam Định, Thái Bình là nước mặn, trừ vài nơi ven rìa thấy nước nhạt

Nước có thành phần ở miền cung cấp là HC03- Ca, vùng Hà Nội - Văn Điển, Như Quỳnh - Mỹ Văn chuyển sang HC03- Cl - Ca - Na, có nơi là Cl - HC03- Na - Ca

và ở các thấu kính nước nhạt lại chuyển từ Cl - HC03- Na - Ca sang Cl - Na tương tự với thành phần đới chuyển tiếp nước lợ và nước mặn

Nguồn cung cấp của tầng chứa nước Neogen là nước mưa rơi trên vùng lộ, nước thấm từ các tầng trên xuống và nước thấm dọc theo các đứt gãy kiến tạo

Nhìn chung tầng chứa nước Neogen ở phần nước nhạt có khả năng đáp ứng yêu cầu khai thác qui mô nhỏ và vừa ở phần hạ lưu đồng bằng ra biển, nước bị nhiễm mặn không đạt tiêu chuẩn cấp nước ăn uống - sinh hoạt nhưng có thể dùng cho nuôi trồng thuỷ sản hoặc cấp nước lẻ cho các nhà máy, xí nghiệp với đòi hỏi chất lượng nước có

độ khoáng hoá dưới 1,5 g/l

III.1.4 Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt - karst trong đá vôi hệ tầng Đồng Giao (t 2 ađg)

Tầng phân bố thành một dải rộng tới 30km ở rìa phía tây và tây nam đồng bằng,

từ Xuân Mai qua Ninh Bình ra biển và một dải hẹp có bề ngang 4km, từ huyện Phúc Thọ đến An Khánh- Hoài Đức Trên phạm vi đồng bằng tầng chứa nước bị chìm dưới các trầm tích Kainozoi

Thành phần chủ yếu là đá vôi dạng khối hoặc phân lớp dày, sáng màu xen sét vôi, đá phiến sét, bột kết vôi, chuyển xuống đá vôi phân lớp mỏng màu xám đen xen sét vôi và silic vôi

Chiều sâu thế nằm của tầng ở vùng ven rìa đồng bằng thay đổi từ 3 đến 56,7m, thường là 20-40m (chiếm 80%)

ở phần xuất lộ, tầng bị phủ bởi một lớp mỏng tàn tích, sườn tích gồm sét lẫn sạn, dăm sạn, nơi trũng hơn có thể là cát cuội dăm tảng Đất đá bị nứt nẻ với mức độ khác nhau

Nguồn gốc khe nứt rất phức tạp, gồm các khe nứt phong hoá, khe nứt-vỉa và khe nứt kiến tạo Do ảnh hưởng của quá trình hoà tan và rửa lũa các khe nứt phát triển mở rộng và tạo thành hang hốc karst; đất đá bị nứt nẻ - karst hoá là dấu hiệu rất đặc trưng cho các hệ tầng đá carbonat

Độ lỗ hổng thay đổi mạnh theo bình đồ và chiều sâu từ 0,36 đến 25,95% Mật

độ karst trên mặt từ 1,138 đến 16,6 phễu/ km2 Hệ số karst mặt từ 0,00076 đến 0,426 Quá trình rửa lũa làm tăng khả năng thấm của đất đá, còn quá trình phong hoá một mặt làm tăng khả năng thấm do tăng các khe nứt mở và mặt khác cũng có thể làm giảm tính thấm của đất đá do các khe nứt bị lấp đầy các sản phẩm phong hoá, nhất là vật chất sét Trong trường hợp sau, đới thấm nước lớn nhất không phải ở mái tầng mà ở phía dưới, cách mái vài chục mét

Chiều sâu đới nứt nẻ - karst kể từ mặt đất thông thường 80m, hiếm khi đến 100m và lớn hơn, trong đó đoạn đất đá bị nứt nẻ - karst hoá mạnh nhất là từ 20 đến 80m (số hang hốc karst quan sát được ở khoảng này chiếm tới 80% tổng số hang hốc phát hiện) và độ nứt nẻ - karst hoá có xu hướng giảm rõ rệt theo chiều sâu (từ 0-20m chiếm 6,7%; 20 - 40m : 33,3%; 40 - 60m : 40%; 60 - 80m: 6,7% )

Trên thực tế, hầu hết các lỗ khoan giàu nước là các lỗ khoan bắt gặp đới phá huỷ của các đứt gãy kiến tạo lớn và ở thung lũng sông suối hay nơi địa hình âm có độ nứt

nẻ - karst lớn hơn nhiều so với đất đá trên sườn hay ở đỉnh phân thuỷ

Vì vậy, tính thấm và độ chứa nước của đất đá bị nứt nẻ - karst hoá không đồng

đều trên bình đồ và theo mặt cắt

Kết quả hút nước thí nghiệm tại 30 lỗ khoan cho lưu lượng từ 4,4l/s tới 68,1 l/s, trung bình 16,6l/s Tỷ lưu lượng từ 0,5 đến 29,4 l/sm, trung bình 6,2l/sm Độ dẫn nước từ 24

đến 3017 m2/ngày Hệ số nhả nước từ 0,005 đến 0,16

Không ít trường hợp chỉ cách nhau một vài mét mà độ chứa nước đã thay đổi

đột ngột, thậm chí cùng một lỗ khoan khi khoan với đường kính nhỏ không hao nước, nhưng khi mở rộng đường kính lại trở nên mất nước hoàn toàn

Chiều sâu thế nằm mực nước của tầng chứa nước thay đổi trong một phạm vi rất rộng : từ nằm sâu dưới mặt đất trên 15m đến phun cao trên mặt đất tới gần 1m

Nước tàng trữ và vận động trong tầng chứa nước t2ađg là nước nhạt, độ khoáng hoá từ

0,13 đến 0,62 g/l, trung bình 0,2g/l, nước từ cứng vừa trở lên, độ pH từ 7,4 đến 7,7, kiểu bicarbonat calci

Nguồn cung cấp của tầng chứa nước chủ yếu là lượng thấm của nước mưa, lượng nước ngấm vào từ sông hồ và nước từ các tầng trên thấm xuống

Nhìn chung tầng chứa nước t2ađg khá phong phú, chiều dày lớn nên có ý nghĩa cung

cấp nước tập trung với quy mô vừa cho các khu tập trung dân cư, đô thị nhưng khi khai thác cần chú ý tránh hiện tượng sụt lún mặt đất và nhiễm bẩn từ bề mặt xuống

III.1.5 Tầng chứa nước khe nứt hệ tầng Juza (jhc)

Chỉ lộ ra dưới dạng các chỏm nhỏ ở rìa đông bắc đồng bằng thuộc khu vực huyện Kim Môn - Hải Dương và Thuỷ Nguyên - Hải Phòng, phần lớn diện tích bị phủ kín bởi các thành tạo có tuổi trẻ hơn Đất đá là phiến sét, bột kết, cát kết chuyển xuống cuội kết, sạn kết xen cát kết, đá phiến sét và cát bột kết

Tầng chứa nước này gồm hai phần: phần trên là trầm tích hạt mịn nghèo nước hơn, còn phần dưới đất đá bị nứt nẻ mạnh làm cho khả năng thấm và độ chứa nước tăng lên, nhất là các lỗ khoan ở vùng địa hình âm gần các khe suối

Kết quả hút nước thí nghiệm 6 lỗ khoan - ở Từ Sơn - Yên Viên và Đào Sơn - Thuỷ Nguyên cho lưu lượng từ 1,51 đến 8,53 l/s Tỷ lưu lượng từ 0,074 đến 0,84 l/sm Chất lượng nước ở vùng xuất lộ và gần vùng lộ là nước siêu nhạt đến nhạt, (M= 0,06 - 0,18g/l), kiểu bicarbonat - clorur - natri - calci, xa vùng lộ nước chuyển sang kiểu clorur - bicarbonat - natri và clorur - natri, nước lợ và mặn, độ khoáng hoá từ 2,74 đến 7,96 g/l Hàm lượng clor trong nước ở vùng nhạt từ 11 đến 35,5 mg/l, còn ở vùng lợ mặn từ 857 - 4773mg/l

Nguồn cung cấp là nước mưa rơi trên diện lộ, nước thấm từ các tầng chứa nước nằm trên xuống Tầng chứa nước có triển vọng cung cấp nước nhỏ hoặc lẻ ở phần nước

nhạt, không bị nhiễm mặn

III.1.6 Các trầm tích thấm nước yếu Holocen dưới giữa hệ tầng Hải Hưng trên (Q 2 1-2 )

Các trầm tích mô tả phân bố ở vùng Hải Hưng, Nam Hà, Ninh Bình, Hải Phòng

có nguồn gốc biển (mQ2

1-2hh) và biển đầm lầy (mbQ21-2hh) Lớp thấm nước yếu này

tồn tại giữa hai lớp chứa nước qh2 và qh1

Thành phần đất đá là sét, sét bột màu xám xanh, xám tro, xám đen lẫn các tàn tích thực vật và thấu kính than bùn có chiều dày từ 4 đến 25m Hệ số thấm của đất đá theo kết quả đổ nước thí nghiệm cho thấy rất nhỏ từ 0,004 đến 0,03m/ngày, do đó xếp vào loại thấm nước rất yếu hoặc thực tế không thấm nước Thành phần vật chất của lớp thấm nước yếu này có ảnh hưởng đến thành phần hoá của tầng chứa nước qh

III.1.7 Các trầm tích cách nước Pleistocen trên hệ tầng Vĩnh Phúc (Q 1 3

Các trầm tích này nằm giữa tầng chứa nước qh và qp Chúng lộ ra ở rìa đông bắc

và tây nam của đồng bằng thuộc Phú Thọ, Vĩnh Phúc, Hà Bắc, Ninh Bình, Hà Tây Phần còn lại bị các trầm tích trẻ hơn phủ lên trên gồm phần trên của các trầm tích sông biển (amQ1

3

2vp), trầm tích sông hồ đầm lầy (albQ1

3

2vp) và phần trên của trầm tích sông

(aQ132vp) Thành phần đất đá là sét bột , sét cát màu xám vàng, xám đen có bề mặt bị

phong hóa laterit loang lổ có chiều dày 5ữ38m

Hệ số thấm của đất đá xác định bằng phương pháp đổ nước thí nghiệm vào lỗ khoan và hố đào cho thấy chúng từ rất nhỏ đến 0,06m/ngày

III.2 Tiềm năng nước dưới đất

Vùng đồng bằng Bắc bộ có nhu cầu dùng nước sinh hoạt và sản xuất ngày càng

to lớn và cấp bách theo đà gia tăng dân số và phát triển kinh tế Đồng thời nơi đây cũng

có nguồn tài nguyên NDĐ rất phong phú tuy rằng chúng phân bố không đều Theo các kết quả điều tra nghiên cứu trước đây, phần nước nhạt có thể khai thác chỉ tập trung chủ yếu trong khu vực tây bắc của đồng bằng, trong đó Hà Nội được đánh giá là phong phú nhất, các vùng lân cận như Hà Tây, Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hưng Yên cũng có tiềm năng NDĐ tương đối dồi dào, các vùng ven rìa đồng bằng thường nghèo nước hơn Diện tích còn lại từ Thuận Thành (Bắc Ninh), Phú Xuyên (Hà Tây), Hải Dương và Thị xã Hưng Yên ra phía biển NDĐ hầu như bị mặn trừ một số thấu kính nước ngọt có trữ lượng khai thác hạn chế vùng Hải Hậu-Nghĩa Hưng (Nam Định) và An Hải-Kiến An (Hải Phòng)

Theo kết quả nghiên cứu của Trần Minh, Lê Huy Hoàng thì trữ lượng động thiên nhiên của đồng bằng Bắc bộ là 7,18tr.m3/ng, trong đó khu vực Hà Nội là 3tr.m3/ng Trong khu vực nghiên cứu nhà nước cũng đã đầu tư khối lượng rất lớn công sức, tiền của để tiến hành đánh giá và tìm kiếm-thăm dò các mỏ NDĐ với tổng lưu lượng các cấp đã tìm được như sau

Tuy nhiên sự khai thác và sử dụng tài nguyên NDĐ không hợp lý đã làm tăng nguy cơ cạn kiệt, ô nhiễm và sụt lún mặt đất Vùng đồng bằng Bắc Bộ là địa bàn kinh

tế quan trọng bậc nhất của cả nước, nhu cầu cấp nước ngày một tăng nhưng việc khai thác chưa được đánh giá và kiểm soát chặt chẽ Chính vì vậy môi trường NDĐ ở đây

đang bị suy thoái, đặc bịêt tại những khu khai thác NDĐ lớn như Hà Nội, Hà Tây, Vĩnh Phúc và ngay cả một số vùng có thấu kính nước nhạt như Hải Phòng-Nam Định

Do vậy để khai thác được lâu dài và bảo vệ bền vững tài nguyên môi trường NDĐ, một mặt cần phải nắm rõ điều kiện địa chất thuỷ văn tức là sự tồn tại, điều kiện hình thành trữ lượng và chất lượng nguồn nước, đồng thời phải xác định được các thành phần tham gia vào cân bằng NDĐ, cũng như làn sáng tỏ nguồn hình thành trữ lượng khai thác để từ đó có biện pháp quản lý, quy hoạch và điều chỉnh chế độ khai thác hợp

lý nhằm phòng tránh được các tai biến

Ảnh hưởng của vũ trụ và mặt trời đến Trái đất biểu hiện rất rõ qua bức xạ mặt trời, sức hút của mặt trời và mặt trăng đối với Trái đất Ảnh hưởng này có thể nhận thấy qua hoạt động của thuỷ triều đối với NDĐ ở vùng ven biển Mặc dù ảnh hưởng trên của bức xạ mặt trời đối với động thái nước ngầm có thể xảy ra nhưng tại vùng nghiên cứu chưa có số liệu quan trắc, nên không đủ cơ sở để trình bày trong nghiên cứu này

Sự chi phối mạnh nhất đến động thái và cân bằng NDĐ là các nhân tố của nhóm khí hậu và thuỷ văn Trong nghiên cứu này ảnh hưởng của lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ, v.v đến động thái và cân bằng NDĐ được xem là những nhân tố khí hậu chủ yếu Lượng nước lưu thông trong mạng lưới thuỷ văn thuộc hai lưu vực sông chính là Sông Hồng và sông Thái Bình ảnh hưởng lớn tới động thái NDĐ nhất là các khu vực ven sông và các vùng có cửa sổ ĐCTV Đây chính là miền cấp và cũng là miền thoát của nước ngầm Chúng có ảnh hưởng nhất định đến động thái và cân bằng NDĐ ở vùng nghiên cứu

Ngoài những nhân tố nêu trên ảnh hưởng đến động thái và cân bằng NDĐ còn

có bề mặt địa hình, bề dày đới thông khí, bề dày lớp thổ nhưỡng và thảm thực vật Khi xây dựng mạng lưới quan trắc động thái ở vùng đồng bằng Bắc Bộ những nhân tố trên chưa được chú ý Do vậy, những đánh giá ảnh hưởng của chúng đến động thái và cân bằng nước trong nghiên cứu chủ yếu mang tính định tính hoặc định lượng rất sơ lược Ảnh hưởng hoạt động kinh tế của con người đến động thái và cân bằng NDĐ trong vùng nghiên cứu cũng biểu hiện rất rõ Đặc biệt là vùng nam thành phố Hà Nội, các tỉnh lân cận như Vĩnh Phúc, Hà Tây, Bắc Ninh, Hưng Yên, các khu vực ven biển nơi phân bố thấu kính nước nhạt như Kiến An, An Hải-Hải Phòng, Quỳnh Phụ, Diêm Điền-Thái Bình, Hải Hậu-Nghĩa Hưng-Nam Định Điều này được thể hiện qua kết quả

theo dừi động thỏi NDĐ trờn mạng lưới quan trắc quốc gia vựng đồng bằng Bắc Bộ và

mạng chuyờn thành phố Hà Nội từ năm 1995 đến nay

I Nhóm nhân tố tự nhiên

I.1 Khí tượng

Việt Nam nói chung và vùng đồng bằng Bắc Bộ nói riêng đều nằm trong miền khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, hàng năm có hai mùa rõ rệt là mùa mưa nóng ẩm từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô lạnh hanh từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Thời gian mưa nhiều thường tập trung từ tháng 5 đến tháng 9

Lượng mưa tương đối cao và phân bố không đều cả không gian lẫn thời gian

Đến 70-90% tổng lượng mưa tập trung vào mùa mưa Theo tài liệu khí tượng thống kê

từ 1990 đến 2005 cho thấy:

- Tổng lượng mưa hàng năm ở trạm Láng - Hà Nội (trung tâm đồng bằng) dao

động từ 1239.3mm (1995) đến 2536mm (1994), lượng mưa tháng thấp nhất 22mm (tháng 12) cao nhất 304mm (tháng 7)

- Tổng lượng mưa hàng năm ở trạm Phù Liễn - Hải Phòng (khu vực đông bắc) dao động từ 826.8mm (1991) đến 2285mm (1994); lượng mưa tháng thấp nhất 24.6mm (tháng 12) cao nhất 349.1mm (tháng 8)

- Tổng lượng mưa hàng năm ở trạm Phủ Lý - Nam Hà (khu vực tây nam) dao

động từ 1264.5mm (1998) đến 3161.6mm (1994); lượng mưa tháng thấp nhất 28.0mm (tháng 2) cao nhất 330.9mm (tháng 8)

Lượng bốc hơi cũng khá cao và phân bố không đều về mặt thời gian, thường về mùa khô lượng bốc hơi cao hơn lượng mưa là thời kỳ hụt nước, về mùa mưa lượng mưa cao hơn lượng bốc hơi là thời kỳ dư nước Tại trạm Láng thời kỳ hụt nước kéo dài từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 năm sau, trạm Phù Liễn thời kỳ hụt nước kéo dài từ tháng 11 năm trước đến tháng 2 năm sau, trạm Phủ Lý thời kỳ hụt nước chỉ trong khoảng tháng 12 năm trước đến tháng 2 năm sau (hình 2.1.a,b,c)

Tổng lượng bốc hơi hàng năm ở trạm Láng dao động từ 828.2mm (1994) đến 1069.2mm (1998), lượng bốc hơi tháng thấp nhất 48.8mm (tháng 3) cao nhất 107.4mm (tháng 10) Tổng lượng bốc hơi hàng năm ở trạm Phù Liễn dao động từ 561.6mm (1997) đến 817.1mm (1991); lượng bốc hơi tháng thấp nhất 27.9mm (tháng 3) cao nhất 86.2mm (tháng 10) Tổng lượng bốc hơi hàng năm ở trạm Phủ Lý dao động từ 667.1mm (1994) đến 994mm (1998); lượng bốc hơi tháng thấp nhất 40.1mm (tháng 3) cao nhất 94.7mm (tháng 10)

Hình 2.1 Đồ thị đặc trưng ẩm ở các trạm khí tượng điển hình

Láng (Hà Nội) - (b)Phù Liễn (Hải Phòng) - (c)Phủ Lý (Nam Hà)

Những nhân tố này phân bố không đều và thay đổi theo mùa trong năm đã làm thay đổi động thái nước dưới đất, nhất là nước ngầm Nếu nhiệt độ không khí, lượng mưa tăng dần từ tháng tư và đạt cực đại vào tháng tám Sau đó giảm dần và đạt cực tiểu vào tháng ba năm sau thì nhiệt độ, chiều sâu mực nước dưới đất cũng dao động cùng một nhịp

Sự dâng cao và hạ thấp mực nước ngầm ở các khu vực tuy cùng một thời điểm nhưng khác nhau về biên độ dao động do lượng mưa và bốc hơi phân bố không đều (hình 2.2, 2.3, 2.4, 2.5)

Hình 2.2 Đồ thị dao động mực nước dưới đất tầng (qh) tại lỗ khoan quan trắc Q35 và

lượng mưa, bốc hơi (vùng Hà Nội)

Hình 2.3 Đồ thị dao động mực nước dưới đất tầng (qp) tại lỗ khoan quan trắc Q60a và

lượng mưa, bốc hơi (vùng Hà Tây)

Hình 2.4 Đồ thị dao động mực nước dưới đất tầng (qh) tại lỗ khoan quan trắc Q158 và

lượng mưa, bốc hơi (vùng Thái Bình)

Hình 2.5 Đồ thị dao động mực nước dưới đất tầng (qh) tại lỗ khoan quan trắc Q164 và

lượng mưa, bốc hơi (vùng Kiến An, Hải Phòng)

Từ đồ thị dao động mực nước dưới đất LK Q35 vùng Hà Nội; Q.60a vùng Hà Tây; Q158 ở vùng Thái Bình và LK Q164 vùng Kiến An Hải Phòng và lượng mưa, lượng bốc hơi ta nhận thấy: lượng mưa hàng năm tăng dần từ tháng 5 đến tháng 9, và cùng thời gian mực nước dưới đất cũng tăng dần Biên độ dao động mực nước dưới đất trong năm thay đổi trong khoảng 0.8m đến 2.5m

Điều này chứng tỏ giữa lượng mưa có liên quan chặt chẽ với động thái nước dưới đất Mối liên hệ đó được biểu diễn bởi các phương trình tương quan sau :

Hệ thống sông Hồng lớn nhất Bắc Bộ, bắt nguồn từ Vân Nam - Trung Quốc Phần chảy trên đồng bằng dài khoảng 500km Lượng dòng chảy của Sông Hồng được phân phối cho các chi lưu: Sông Đuống (25-30%); Sông Luộc (8-10%); sông Trà Lý (9-10%); sông Nam Định (20-25%); sông Ninh Cơ (6-8%) và phần đổ ra cửa Ba Lạt chiếm 25-30%

Theo số liệu thống kê nhiều năm từ 1990 đến 1998 tại trạm Hà Nội thì lưu lượng nhỏ nhất vào mùa khô 385 m3/s, lớn nhất vào mùa mưa 14.800 m3/s Độ cao mực nước quan trắc tại trạm đo QSH1 ở Đan Phượng - Hà Tây thời kỳ (1995-2005) nhỏ nhất 3,18m, lớn nhất 13,58m, biên độ dao động mực nước trong năm từ 6,58 đến 10,38m (hình 2.6)

Nước sông quanh năm đục: độ đục nhỏ nhất 590, lớn nhất 12500 g/m3 Hàng năm Sông Hồng tải ra biển 115 triệu tấn phù sa

Hệ thống sông Thái Bình bắt nguồn từ các dãy núi phía bắc ngoài đồng bằng ngoài ra còn nhận được một lượng nước lớn từ sông Hồng chảy đến qua sông Đuống Lượng dòng chảy được chia cho hai chi lưu lớn: sông Kinh Thày (51%) và sông Thái Bình (49%) Nước từ sông Kinh Thày lại chia cho sông Kinh Môn (22-24%), Sông Rạng (9,6-11%) và phần còn lại chảy ra biển Nước từ sông Thái Bình đổ ra biển ở Ngọc Điểm chỉ 10%, còn phần lớn chia cho Sông Gùa

Theo số liệu thống kê nhiều năm từ 1995 đến 2004 tại trạm quan trắc TB1 ở Nam Thanh - Hải Dương sông Thái Bình, độ cao mực nước nhỏ nhất 0.03m, lớn nhất 3.55m, biên độ dao động mực nước trong năm từ 1.78 đến 3.50m (hình 2.6)

Ngoài ra trên đồng bằng còn nhiều sông nhỏ khác như sông Cà Lồ, Sông Cầu, Sông

Đáy, Sông Đá Bạch Động thái mực nước các sông này theo số liệu thống kê nhiều năm từ 1995 đến 2005 như sau:

- Sông Cầu tại công trình quan trắc SC1 ở Yên Phong - Bắc Ninh: Độ cao mực nước nhỏ nhất 0.03m, lớn nhất 7.10m, biên độ dao động mực nước trong năm từ 4.25 đến 7.07m (hình 2.6)

- Sông Đáy tại công trình quan trắc SD1 ở Chương Mỹ - Hà Tây: Độ cao mực nước nhỏ nhất 0.95m, lớn nhất 6.26m, biên độ dao động mực nước trong năm từ 3.45 đến 5.21m (hình 2.6)

- Sông Đá Bạch tại công trình quan trắc SDB1 ở Mạo Khê - Quảng Ninh: Độ cao mực nước nhỏ nhất 0.00m, lớn nhất 1.52m, biên độ dao động mực nước trong năm từ 0.9 đến 1.52m (hình 2.6)

Lượng dòng chảy của các sông tập trung chủ yếu trong mùa mưa lũ, chiếm 70-80% tổng lượng dòng chảy năm, gây ra lũ lụt đe doạ hệ thống đê điều, ảnh hưởng lớn đến

đời sống cư dân Trong nhiều năm gần đây đã ghi nhận được các năm có đỉnh lũ cao như năm 1945, 1969, 1971, trong đó đỉnh lũ cao nhất xuất hiện vào tháng 8 năm 1971,

độ cao mực nước Sông Hồng ở Hà Nội lên đến 14,51m ứng với lưu lượng dòng chảy 38.550 m3/s, cường suất lũ 0,5-1,5 m/ng Từ khi có đập thuỷ điện Hoà Bình đi vào hoạt

động chưa quan sát được đỉnh lũ nào cao như các năm kể trên

Trên phạm vi đồng bằng có khá nhiều đầm hồ nước ngọt, trong đó đáng kể là Hồ Tây (Hà Nội), Thuận Thành (Bắc Ninh), Đầm Vạc (Vĩnh Yên)

mưa, bốc hơi), ngoài ra như trên đã nêu chúng còn chịu ảnh hưởng của chế độ thuỷ triều Một số trường hợp rất khó phân biệt sự ảnh hưởng giữa nhân tố thuỷ văn với nhân

tố khí tượng Nhưng nhiều khi dễ dàng nhận ra mối quan hệ giữa nước sông và nước dưới đất bởi sự dao động đồng pha của chúng (hình 2.7), ngoài ra còn có thể định lượng bằng cách lập các phương trình tương quan để kiểm tra mối quan hệ này (hình 2.8) Bằng tài liệu quan trắc trên các tuyến vuông góc với sông cũng giúp chúng ta nhận biết được mức độ ảnh hưởng, mà điều này thể hiện qua biên độ dao động mực nước ngầm của lỗ khoan ở gần mép nước xấp xỉ bằng biên độ dao động của nước sông

và càng xa sông, biên độ dao động nước ngầm càng giảm (hình 2.9; 2.10)