Đánh giá hiện trạng tiềm năng và xây dựng giải pháp khai thác hợp lý nước ngầm khu vực huyện nhà bè thành phố hồ chí minh

1 MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Nhà Bè huyện giáp biển, nằm phía Nam thành phố Hồ Chí Minh Hệ thống sông rạch dày, nhiên nguồn nước mặt bị nhiễm mặn phèn nên sử dụng Hiện huyện Nhà Bè đối mặt với vấn đề khan nguồn nước cung cấp cho sinh hoạt phục vụ phát triển công nghiệp, nông nghiệp Theo đánh giá chung tình hình phát triển nguồn cấp nước việc toàn huyện Nhà Bè sử dụng nguồn nước hệ thống chung Thành phố 10 15 năm tới điều khó khăn Thêm vào đó, tài liệu điều tra nghiên cứu nước ngầm địa bàn Huyện chưa đầu tư cách thỏa đáng Hệ thống giếng khoan theo chương trình tài trợ UNICEF từ trước khoan đến độ sâu 100m sử dụng thời gian ngắn tượng nước khoan xong có chất lượng tốt nước ngày xấu Vì vậy, vấn đề tìm nguồn nước có giá thành hợp lý ý nghóa cải thiện sinh hoạt cho dân cư vùng mà phục vụ cho việc phát triển kinh tế xã hội huyện Nhà Bè tương lai Thực tế, từ cuối năm 1990 nhu cầu xúc, nhân dân vùng tiến hành khai thác nước ngầm độ sâu xấp xỉ 200m (tầng chứa nước Pliocen dưới) có lưu lượng trung bình 200m3/ngày đêm, chất lượng tốt sử dụng cho mục đích sinh hoạt Đến đầu năm 2005, bắt đầu khảo sát thực tế mức độ khai thác nước toàn Huyện gần 3000m 3/ngày đêm, đáp ứng phần nhu cầu sử dụng nước nhân dân Tuy vậy, trữ lượng cung cấp nước ổn định chất lượng nước vùng chưa đánh giá cách toàn diện Mặt khác, theo khảo sát đánh giá chung vùng thành phố Hồ Chí Minh nói riêng Đông Nam Bộ nói chung, mực nước ngầm tầng Pliocen 20 năm qua hạ thấp nhanh Do việc đánh giá tiềm năng, xác định quy mô khai thác tầng nước ngầm khu vực Nhà Bè nhiệm vụ cấp bách Xuất phát từ lý trên, năm 2004 Viện kó thuật tài nguyên nước môi trường tiến hành xây dựng đề tài “Nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước ngầm tầng Pliocen để cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân xã: Phước Kiển, Nhơn Đức, Phú Xuân, Long Thới, Phước Lộc – huyện Nhà Bè” tập thể tác giả gồm PGS.TS.Vũ Chí Hiếu, PGS.TS.Vương Đình Đước với cộng tiến hành năm Trong khuôn khổ khóa luận tốt nghiệp, chọn đề tài: “Đánh giá trạng, tiềm xây dựng giải pháp khai thác hợp lý nước ngầm khu vực huyện Nhà Bè thành phố Hồ Chí Minh” phần tham gia vào dự án đánh giá tiềm nước ngầm nhằm giải tình trạng thiếu nước trầm trọng vùng đồng thời phục vụ cho công phát triển mở rộng đô thị huyện Nhà Bè CÁC CÔNG VIỆC ĐÃ THỰC HIỆN  Thu thập liệu đồ số  Thu thập, xác định vị trí tọa độ giếng khai thác nước ngầm đưa lên đồ số  Lấy mẫu phân tích chất lượng nước ngầm số địa điểm khu vực nghiên cứu  Thu thập xử lý, phân tích số liệu diễn biến mực nước lỗ khoan quan trắc, số liệu cấp nước khu vực nghiên cứu NỘI DUNG ĐỀ TÀI Trong khuôn khổ có giới hạn khóa luận Tốt nghiệp giới hạn thời gian thực hiện, khóa luận bao gồm nội dung sau:  Đánh giá tiềm nước ngầm huyện Nhà Bè  Đánh giá trạng khai thác nước ngầm tầng Pliocen vùng nghiên cứu  Thống kê, phân tích tài liệu quan trắc nước ngầm lỗ khoan lân cận vùng nghiên cứu làm sở bước đầu đánh giá nguy hạ thấp mực nước ngầm tầng Pliocen  Phân tích số tiêu như: pH, PO43-, NO2-, Sắt tổng cộng, Độ cứng, Độ axit tổng cộng, Chất hữu tổng cộng (COD),Cl-, SO42-, NO3-, kim loại nặng để đánh giá chất lượng nước ngầm sử dụng vùng  Đưa số giải pháp khai thác sử dụng hợp lý bảo vệ tài nguyên nước ngầm địa bàn huyện Nhà Bè thành phố Hồ Chí Minh Chương I TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM I.1 ĐẶC ĐIỂM NƯỚC NGẦM [5] Nước ngầm hay nước đất hiểu loại nước tồn dạng rắn, lỏng khí (hơi nước, ẩm) môi trường đất đá mặt đất Nước ngầm xem tài nguyên người sử dụng có hiểu biết sâu sắc Tài nguyên nước ngầm có đặc thù riêng mà tài nguyên khoáng sản khác lòng đất là:  Nước ngầm di chuyển dễ dàng từ tầng sang tầng khác, trình di chuyển tham gia vào nhiều trình hoá-lý-sinh học với môi trường làm biến đổi môi trường  Nước ngầm yếu tố môi trường Cùng với yếu tố đất đá, sinh quyển, khí quyển, thủy quyển, chúng tạo nên hệ thống cân động Bất tác động lên yếu tố môi trường dẫn đến xác lập mối cân động làm thay đổi môi trường có tác động trở lại với người  Nước ngầm loại tài nguyên có khả phục hồi trữ lượng, nên khai thác hợp lý nguồn tài nguyên trì, khai thác không hợp lý bị phá huỷ nhanh chóng Lượng nước khai thác hợp lý không phụ thuộc vào lượng nước chứa vỉa, lượng nước chảy vào vỉa điều kiện tự nhiên mà vào tính thấm đất đá chứa nước  Trữ lượng nước ngầm thường bao gồm hai phần: - Trữ lượng tónh: lượng nước chứa, giữ đất đá Bao gồm trữ lượng tónh tự nhiên trữ lượng tónh nhân tạo - Trữ lượng động: lượng nước vận động đất đá Trữ lượng động khả tích lũy nên không đưa vào khai thác sử dụng tạo nên lãng phí tài nguyên Bao gồm trữ lượng động tự nhiên trữ lượng động nhân tạo Ngoài có trữ lượng theo: giá trị cung cấp nước ngầm bổ sung hình thành phễu hạ thấp mực nước xung quanh công trình khai thác Trữ lượng nước ngầm có liên quan với vận động Đặc điểm thể chỗ khai thác nước khu vực phân bố tầng chứa nước làm ảnh hưởng đến vị trí mực nước lưu lượng vị trí cách xa tới hàng chục kilômét Do trình tác động qua lại nên cộng cách học trữ lượng xác định khu vực mỏ làm khoáng sản rắn khác  Các công trình khai thác nước ngầm đơn giản giếng đào, lỗ khoan, hành lang thu nước, mạch nước… Quá trình khai thác, vận chuyển nước ngầm hoàn toàn khác với việc khai thác vận chuyển khoáng sản rắn  Nước ngầm sử dụng để ăn uống, sinh hoạt, phục vụ cho ngành kinh tế dùng để an dưỡng, chữa bệnh I.2 CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG ĐẾN NƯỚC NGẦM [5] Nước ngầm yếu tố môi trường nên chịu tác động nhiều yếu tố khác địa hình, khí hậu, thủy văn, lớp phủ thực vật đặc biệt hoạt động kinh tế  Địa hình: Vùng địa hình thấp, phẳng nước ngầm nằm gần mặt đất, mặt nước ngầm gần nằm ngang nước vận động chậm chạp Vùng địa hình miền núi, bị phân cắt mạnh, nước ngầm chứa chủ yếu khe nứt đất đá nên mực nước biến đổi mạnh  Khí hậu: Khí hậu nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến mực nước ngầm Trong chế độ mưa có ảnh hưởng trực tiếp sâu sắc đến nước ngầm, chế độ mưa bốc biến đổi dẫn đến dao động mực nước ngầm Tùy theo loại đất đá độ dốc địa hình mà biên độ dao động khác Ngoài cung cấp nước mưa nên lưu lượng mạch nước biến đổi theo mùa Mưa tác động đến thành phần hóa học nước ngầm, độ tổng khoáng hóa nước ngầm giảm vào mùa mưa tăng vào mùa khô Các yếu tố khí hậu khác như: gió, độ ẩm nhìn chung không ảnh hưởng trực tiếp đến nước ngầm  Thủy văn: Vào mùa lũ mực nước sông dâng cao làm cho mực nước sông cao mực nước ngầm, sông có khả cung cấp cho nước ngầm vùng ven sông Vào mùa kiệt, nước ngầm chảy cung cấp cho nước sông, nhờ mà vào mùa khô đa số sông suối nước Thành phần hóa học nước sông có ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học nước ngầm, đặc biệt tầng chứa nước có quan hệ mật thiết với nước sông Tuy nhiên, phải thấm qua đất đá ven sông nên hầu hết chất hòa tan bị đất đá hấp phụ nên phần đưa vào nước ngầm  Hải văn: Ảnh hưởng biển đến nước ngầm đa dạng phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: địa hình, địa chất, thủy văn yếu tố biển Hoạt động thủy triều có ảnh hưởng sâu sắc thường xuyên đến nước ngầm ven biển  Nhân tố thảm thực vật: Thảm thực vật thường có tác dụng tăng cường ngấm nước mưa, nước mặt cho nước ngầm, làm cho nước ngầm điều hòa phong phú  Nhân tố địa chất: Nước ngầm tồn vận động lỗ hổng khe nứt đất đá nên ảnh hưởng yếu tố địa chất có tính chất định đến hình thành, phân bố biến đổi nước ngầm Trong cấu trúc địa chất, thành phần thạch học, lịch sử phát triển địa chất tác động mạnh mẽ đến phân bố, hình thành, vận động biến đổi nước ngầm  Nhân tố vỏ phóng hóa thổ nhưỡng: vỏ phong hóa thổ nhưỡng nằm vỏ trái đất tùy thuộc vào đá bên khác mà chúng có đặc điểm khác Nước mưa, nước mặt ngấm xuống bổ sung cho nước ngầm vận động qua vỏ phong hóa thổ nhưỡng khác có tính chất khác  Nhân tố nhân tạo: Các hoạt động kinh tế người đa dạng có ảnh hưởng sâu sắc đến động thái thành phần hóa học nước ngầm Một vài hoạt động như: Khai thác nước nước ngầm tâïp trung tạo nên phễu hạ thấp mực nước, khai thác mỏ khoáng sản, xây dựng khu công nghiệp, phá rừng đầu nguồn, sản xuất nông nghiệp v.v… I.3 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC NGẦM [2] Để nhận định thành phần hóa học nước ngầm trước hết cần biết nồng độ ion Hidro tức cần phải xác định pH nước Tổng độ khoáng hóa nước tổng lượng nguyên tố hóa học, hợp chất chúng khí chứa nước Nó đánh giá theo lượng cặn khô cặn chặt sau cho nước bốc nhiệt độ 105-110C Tùy theo lượng cặn khô mà chia sau: [2] Loại nước Lượng cặn khô Nước nhạt 50 g/L Các hợp phần hóa học nước ngầm là: ion clo (Cl-), ion sunfat (SO42-), ion hidro cacbonat vaø cacbonat (HCO3- vaø CO32-); kim loại kiềm, kiềm thổ (Na+, K+, Ca2+, Mg2+…); oxit kim loại kim loại Fe2+, Fe3+, Al3+ SiO2 (ở trạng thái keo) Ngoài nước hòa tan khí nitơ, oxi, cacbonic, sunfua hidro, v.v… Các hợp chất nitơ thường gặp nước ngầm gồm ion nitrit (NO2-), ion nitrat (NO3-) ion amoni (NH4+) Hàm lượng nitơ nước ngầm không lớn, trường hợp chúng tạo nên phân hủy hợp chất hữu có mặt chúng dù với lượng không lớn chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn có khả chứa vi khuẩn có hại Sự có mặt nguyên tố phân tán nước ngầm với lượng cho phép giúp nâng cao hoạt tính nước thể người động vật, tạo khả tăng cường trao đổi chất, giải phóng chất có hại dư thừa khỏi thể I.4 CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG KHI ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM [5] Phần nước ngầm xem tài nguyên khi:  Có thể khai thác, sử dụng không bị thay đổi lượng chất, đáp ứng mục đích sử dụng suốt thời gian sử dụng  Trong trình khai thác không gây tác hại xấu đến môi trường nghóa đảm bảo phát triển bền vững Muốn phải tính toán lượng nước ngầm khai thác để không dẫn đến thay đổi đột ngột yếu tố môi trường khác không gây biến dạng mặt đất, không gây cạn kiệt nguồn nước, không gây hạ thấp mực nước nhanh làm ảnh hưởng đến môi trường … Cần xác định chất lượng nước ngầm ứng với mục đích sử dụng khác để tận dụng hết loại nước ngầm có thành phần khác Đánh giá tài nguyên phải mang tính khả thi, nghóa phải phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho phép đất nước tương lai khoảng 20-30 năm Khi đánh giá tài nguyên nước ngầm cần quan tâm khía cạnh là:  Đánh giá trữ lượng nước ngầm: Khi đánh giá lượng có vấn đề cần xem xét gồm: nguồn hình thành, khả vận động nước đất đá, bổ sung trữ lượng trình khai thác, khả biến đổi chất lượng trình khai thác khả biến dạng mặt đất khai thác Ngoài cần xem xét đến khả kinh tế, kó thuật  Đánh giá chất lượng nước ngầm: Khi đánh giá chất lượng cần phải xem xét yếu tố hình thành thành phần vật chất nước, hàm lượng thành phần nước so với tiêu chuẩn quy định, khả biến đổi khả xử lý chúng để phù hợp với mục đích sử dụng đồng thời phải ý đến bảo vệ tài nguyên trình khai thác I.5 GIỚI THIỆU MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC NƯỚC NGẦM TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Mạng lưới quan trắc Thành phố Hồ Chí Minh đïc cấu thành từ hệ thống quan trắc: mạng lưới quan trắc Quốc Gia (được thiết lập từ tháng năm 1991), mạng lưới quan trắc Sở Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh (từ tháng năm 2000), mạng Sở Công nghệ, khoa học môi trường Thành phố Hồ Chí Minh (từ tháng năm 2000) Mạng lưới quan trắc Quốc gia: Được thiết lập với mục tiêu theo dõi động thái nước ngầm Để đạt mục đích này, công tác thiết kế mạng thực dựa kết phân vùng địa chất thủy văn trước Mực nước đo lần vùng ảnh hưởng thủy triều 24 lần vùng ảnh hưởng thủy triều [4] 10 Mạng lưới quan trắc bao gồm 39 lỗ khoan quan sát 20 vị trí Tại vị trí quan trắc nhiều tầng chứa nước Có 29 lỗ khoan đo tay, ngày đo lần vào mùa mưa ngày vào mùa khô; 11 lỗ khoan quan trắc máy đo mực nước học Mặc dù số liệu đo ghi từ máy liên tục có số đo mực nước dãn cách đọc lưu trữ Quan trắc chất lượng nước thực lần năm, vào tháng (mùa khô) tháng 10 (mùa mưa) Mạng lưới quan trắc Sở Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh: Được khoan để phục vụ cho mục đích quan trắc chi tiết nước ngầm Tính đến cuối năm 1999 có 89 lỗ khoan khoan 30 vị trí khác Mạng Sở Công nghệ, khoa học môi trường Thành phố Hồ Chí Minh: Gồm 11 vị trí, có vị trí trùng với mạng quan trắc Sở Công nghiệp Các trạm quan trắc có nhiệm vụ giám sát ô nhiễm nước ngầm khu khai thác nước ngầm mạnh mẽ bãi rác Thành phố Hồ Chí Minh 54 1.5 Độ cao mực nước (m) 0.5 Tháng Tháng Xu hướng Xu hướng -0.5 -1 06 05 20 04 20 03 20 02 20 01 20 00 20 99 20 98 19 97 19 96 19 95 19 94 19 93 19 19 19 92 -1.5 Năm (Theo số liệu quan trắc trạm quan trắc Quốc gia Q821040 năm 1992-2005) Từø đồ thị thấy nước ngầm chịu ảnh hưởng gián tiếp lượng mưa Tại vị trí quan trắc, vào mùa mưa mực nước thấp so với vào mùa khô, nước mưa trải qua trình thấm qua đới đất đá bên để cung cấp cho tầng chứa nước bên Xu hướng biến đổi chất lượng nước Độ pH nước dao động từ 3,5 đến 7,2 Tổng độ khoáng hóa tương ứng tổng cation (đại diện Na+K), tổng anion (đại diện Cl -) động khoảng từ 6000 mg/L đến 12000mg/L có xu hướng tăng theo thời gian Trong phần lớn thời gian hàm lượng Fe2+ Fe3+ dao động mức nhỏ 50mg/L tăng đột biến đến khoảng 1400mg/L vào - 1998 trì mức cao Nhìn chung nước có hàm lượng sắt vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần (theo TCVN 5944 -1995 hàm lượng sắt cho phép nước ngầm 5mg/L) Về hợp chất nitơ (NO3-, NO2- NH4), hàm lượng nitrat, nitrit nhỏ nhiên hàm lượng ammonium tăng dần từ bắt đầu quan trắc đến khoảng 6mg/L vào tháng 10 -1995 sau lại tiếp tục giảm theo thời gian V.1.2 Trạm quan trắc 06D - Bình Hưng - Bình Chánh-Tầng Pliocen 55 Công trình quan trắc 06D có chức quan trắc tầng chứa nước N22, vùng phân bố nước mặn tầng chứa nước, bắt đầu vận hành từ tháng 72000 với chu kì quan trắc tháng/lần Xu hướng biến đổi mực nước Tại vị trí quan trắc mực nước ngầm chịu ảnh hưởng lượng mưa áp lực thủy triều Độ cao mực nước trung bình qua năm -11,47m; cao vào 7-2000 (-8,18m) thấp vào 5-2004 (-15,44m) Biên độ dao động mực nước trung bình năm 0,24m Theo thời gian (2000-2004) mực nước có xu hướng giảm 6,48m tương đương 1,62m/năm Mực nước đặc biệt giảm mạnh vào tháng cuối mùa khô, độ cao mực nước 4-2004 đo -15,38m, thấp kì năm 2003, 2002 2001 3,21m; 4,65 5,82m Vào tháng mùa mưa mực nước có xu hướng giảm so với tháng mùa khô Độ cao mực nước đo vào 11-2004 -14,56m, thấp so với kì năm trước 0,92m so với kì năm 2001 5,02m Đồ thị 5.3: Diễn biến mực nước lỗ khoan 06D từ năm 2000 đến 2005 -6 -7 -8 Độ cao mực nước (m) -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 -17 -18 Jan00 Jul00 Jan01 Jul01 Jan02 Jul02 Jan03 Jul03 Jan04 Jul04 Jan05 Jul05 Jan06 Tháng - Năm Độ cao mực nước (m) Xu hướng (Theo số liệu quan trắc trạm quan trắc Thành Phố 06D năm 2000-2005) Xu hướng biến đổi chất lượng nước 56 Độ pH nước dao động khoảng 4,1 đến 5,6 quy luật rõ rệt Tổng độ khoáng hóa dao động từ 2000mg/L đến 10000mg/L có xu hướng giảm giảm dần theo thời gian Hàm lượng Fe2+ Fe3+ dao động đồng pha với tăng đến 160mg/L vào tháng năm 2000, sau giảm 40mg/L cao so với tiêu chuẩn cho phép (5mg/L) Về hợp chất nitơ (NO3-, NO2- NH4), hàm lượng nitrat thay đổi nhỏ 1,4mg/L, hàm lượng nitrit nhỏ ammonium biến động quy luật cao 25mg/L V.1.3 Trạm quan trắc 06T - Bình Hưng - Bình Chánh- Tầng Pliocen Công trình quan trắc 06T có chức quan trắc tầng chứa nước N21, vùng phân bố nước nhạt tầng chứa nước, bắt đầu vận hành từ tháng 72000 với chu kì quan trắc tháng/lần Xu hướng biến đổi mực nước Tại vị trí quan trắc mực nước ngầm chịu ảnh hưởng lượng mưa áp lực thủy triều Độ cao mực nước trung bình qua năm -22,77m; cao vào 6-2000 (-14,00m) thấp vào 12-2004 (-30,05m) Biên độ dao động mực nước trung bình năm 0,09m Theo thời gian (2000-2004) mực nước có xu hướng giảm 14,70 m tương đương 3,675m/năm Trong năm (2003 2004) mực nước suy giảm nhanh Độ cao mực nước 12-2004 -30,05m; thấp kì năm trước 4,05m thấp kì năm 2000 14,89m Đồ thị 5.4: Diễn biến mực nước lỗ khoan 06T từ 2000 đến 2005 57 -11.00 -13.00 Độ cao mực nước (m) -15.00 -17.00 -19.00 -21.00 -23.00 -25.00 -27.00 -29.00 -31.00 -33.00 -35.00 Jan00 Jul00 Jan01 Jul01 Jan02 Jul02 Jan03 Jul03 Jan04 Jul04 Jan05 Jul05 Jan06 Tháng - Năm Độ cao mực nước (m) Xu hướng (Theo số liệu quan trắc trạm quan trắc Thành Phố 06T năm 2000-2005) Xu hướng biến đổi chất lượng nước Độ pH nước dao động khoảng 6,2 đến 7,1 quy luật rõ rệt Tổng độ khoáng hóa biểu đồ hàm lượng tổng anion, tổng cation, Na++K+, Ca2+, bicarbonat Cl- dao động gần đồng dạng với nhau: giảm nhẹ liên tục từ tháng 9-1998 đến tháng 1-2001, tăng đến cực đại vào 4-2001 tiếp tục giảm Hàm lượng Fe2+ Fe3+ dao động gần trùng tăng đến 1,82mg/L vào tháng 7-2000, sau đột ngột giảm trì mức thấp 0,1mg/L Hàm lượng Al3+ không đáng kể Về hợp chất nitơ (NO3-, NO2- NH4+), hàm lượng nitrat tăng dần đến giá trị cực đại khoảng 1mg/L vào tháng 4-2000 tiếp tục giảm, hàm lượng nitrit nhỏ hàm lượng ammonium nhỏ, giảm dần theo thời gian V.2.2 Nguyên nhân hạ thấp mực nước nguy cạn kiệt tầng chứa nước Pliocen Thành phố Hồ Chí Minh Qua phân tích đưa số nhận định biến động mực nước ngầm sau: 58 Mực nước ngầm bị suy giảm công trình quan trắc, vào mùa khô Nguyên nhân suy giảm mực nước vào tháng công trình quan trắc 06D vào mùa khô lượng mưa ít, đặc biệt năm gần mùa khô kéo dài đến tận cuối tháng 4, đầu tháng có mưa lượng mưa không đáng kể Thêm vào đó, khô hạn kéo dài , nước mặt không đủ cung cấp nên lượng nước ngầm khai thác tăng lên nguyên nhân làm cho mực nước ngầm giảm Đồ thị 5.5: Biến động mực nước lỗ khoan quan trắc Độ cao mực nước (m) -3 -6 Lỗ khoan Q821040 (Tầng N22) -9 Lỗ khoan 06D (tầng N22) -12 Lỗ khoan 06T (tầng N21) -15 Xu hướng mực nước lỗ khoan Q821040 -18 -21 Xu hướng mực nước lỗ khoan 06D -24 Xu hướng mực nước lỗ khoan 06T -27 -30 -33 2000 2001 2002 Năm 2003 2004 Ở nới dân cư tập trung đông, đất đai trồng hoa màu, nơi có nhiều lỗ khoan khai thác mực nước ngầm bị giảm nhiều Từ đồ thị cho thấy mực nước bị tụt giảm mạnh lỗ khoan 06D, 06T Hiện tượng giải thích nhà máy nước ngầm Hóc Môn khai thác với lưu lượng khai thác 50000m3/ngày, nhà máy nước Gò Vấp với lưu lượng 30000m3/ngày, nhà máy nước Vónh Lộc với lưu lượng khai thác 12000m3/ngày hàng loạt sở sản xuất khai thác nước từ tầng chứa nước với lưu lượng khai thác ngày từ vài trăm đến vài nghìn mét khối Những nơi khai thác nước tập 59 trung mực nước ngầm giảm mạnh, phễu hạ thấp lan rộng, điều kiện khí hậu ngày xấu công trình khai thác nước ngầm hoạt động mực nước bị tụt sâu, nước mặn di chuyển tới giếng khai thác Đối với công trình quan trắc Q821040 mực nước có suy giảm mức dao động ổn định, điều thể hiện trạng khai thác tầng chứa nước này, khu vực nước bị mặn nên lượng nước khai thác không khai thác V.3 NHỮNG THÁCH THỨC ĐỐI VỚI VIỆC KHAI THÁC NƯỚC NGẦM TẠI HUYỆN NHÀ BÈ Từ vấn đề nêu rút vấn đề đặt việc khai thác sử dụng nước ngầm khu vực huyện Nhà Bè sau: Với việc khai thác nước tập trung tầng chứa nước Pliocen khu vực huyện Nhà Bè, với hệ thống lỗ khoan khai thác toàn Thành phố làm cho mực nước tầng Pliocen bị tụt sâu Sự hạ thấp mực nước làm cạn kiệt tầng chứa nước đe dọa ổn định mặt lưu lượng, chất lượng nước công trình khai thác Hệ thống giếng khoan khai thác vùng chưa gây nên tượng sụt lún mặt đất Tuy nhiên, khai thác mức biện pháp bảo vệ, phễu hạ thấp bị tụt sâu lan rộng tạo nên nguy sụt lún mặt đất, sụt lún công trình mặt khu vực có đất yếu huyện Nhà Bè Vì vùng nước mặn, mực nước ngầm giảm mạnh tạo thuận lợi cho nước mặn di chuyển phía giếng khoan khai thác, làm cho trữ lượng nước nhạt giảm dần số lượng thu hẹp diện phân bố 60 Chương VI GIẢI PHÁP KHAI THÁC HP LÝ VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM Qua số liệu tóm tắt cho thấy huyện Nhà Bè tổng quan tài nguyên nước ngầm có khả khai thác phục vụ cho mục đích kinh tế, dân sinh vùng Tuy nhiên điều nghóa khai thác nguồn tài nguyên nước ngầm cách thoải mái, tùy tiện, kế hoạch mà phải có biện pháp nhằm khai thác sử dụng cách hiệu bảo vệ tài nguyên nước ngầm khu vực VI.1 GIẢI PHÁP KỸ THUẬT Huyện Nhà Bè nơi có tầng chứa nước có chất lượng tốt nằm phía tầng chứa nước có chất lượng xấu Tầng chứa nước tốt nằm sâu, nước áp lực có xen kẹp nước nhạt nước mặn Ngoài ra, vùng có cấu trúc địa chất, trầm tích phức tạp, có nhiều hệ thống đứt gãy Do đó, công tác khai thác sử dụng nước ngầm huyện Nhà Bè cần tuân thủ nguyên tắc sau:  Công tác điều tra đánh giá tổng thể tài nguyên nước ngầm phải tiến hành Điều tra địa chất thủy văn nhằm xác định phân bố tầng chứa nước, làm sáng tỏ quan hệ địa tầng, chiều sâu nằm, diện tích cung cấp, phương vận động trữ lượng chất lượng nước ngầm Khoanh vùng theo mức độ giàu nghèo nước, vùng có chất lượng nước khác Trên sở xây dựng công suất tối đa cho phép khai thác nhằm tận dụng bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm cách hiệu hợp lý  Xác định vùng chứa nước xa hệ thống đứt gãy Tiến hành khoan thăm dò, thành lập mặt cắt chi tiết lỗ khoan nhằm tìm quy luật phân bố nước mặn, nhạt khu vực  Xác định quy mô lỗ khoan khai thác để tính toán đường kính lỗ khoan phù hợp Các lỗ khoan khai thác Huyện chủ yếu có quy mô 61 nhỏ, đường kính xấp xỉ 100mm với công suất khai thác không 10m3/h, mục tiêu cung cấp nước cho hộ gia đình cụm hộ gia đình  Bản thân lỗ khoan khai thác với lớp cách nước không liên tục tạo nên cửa sổ địa chất thủy văn khu vực phễu hạ thấp, từ chất bẩn xâm nhập xuống tầng chứa nước có áp di chuyển vào công trình khai thác Vì vậy, phải tiến hành trám cách ly không cho nước mặt nước từ tầng nước xấu phía thâm nhập vào tầng khai thác có chất lượng tốt phía  Các lỗ khoan khai thác nước ngầm tầng chứa nước phải giữ cự ly an toàn cách đường ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước không tập trung nhiều công trình khai thác khu vực cách ranh giới mặn nhạt 500m tránh làm cho đường biên mặn dịch chuyển vào sâu Tuân thủ quy định xây dựng đới phòng hộ vệ sinh, chế độ kiểm tra theo dõi bảo dưỡng sau công trình đưa vào sử dụng  Cần tiến hành hàn lấp có biện pháp xử lý lỗ khoan cũ bị hỏng, lỗ khoan thi công không đạt yêu cầu bị bỏ nhằm hạn chế thông tầng từ xuống làm ô nhiễm hay nhiễm mặn tầng chứa nước VI.2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NƯỚC NGẦM VI.2.1 Một số phương pháp khử sắt nước ngầm Khi nước có hàm lượng Fe lớn 0,5mg/L nước có mùi khó chịu, làm vàng quần áo giặt làm giảm tiết diện vận chuyển nước đường ống Do nước ngầm có hàm lượng Fe lớn 0,5mg/L phải khử sắt trước sử dụng Hiện có nhiều phương pháp để khử Fe nước ngầm, chia thành nhóm chính:  Khử sắt phương pháp làm thoáng 62  Khử sắt dàn mưa thùng quạt gió  Khử sắt làm thoáng đơn giản lọc  Khử sắt phương pháp dùng hóa chất  Khử sắt chất oxi hóa mạnh Cl2, KMnO4, O3 …  Khử sắt vôi  Các phương pháp khác  Khử sắt trao đổi Cation  Khử sắt điện phân  Khử sắt phương pháp vi sinh vật  Khử sắt lòng đất VI.2.1.1 Hệ thống xử lý nước ngầm áp dụng trạm cấp nước tập trung khu vực huyện Nhà Bè Hiện phương pháp khử sắt làm thoáng đơn giản lọc sử dụng rộng rãi Nhà Bè, kỹ thuật tiến hành đơn giản, kinh phí thấp, hiệu khử sắt cao, nước sau xử lý có hàm lượng sắt đạt tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5944-1995 Phương pháp khử sắt làm thoáng có sơ đồ: Giàn mưa lắng tiếp xúc lọc Nguyên tắc phương pháp làm thoáng làm giàu oxi cho nước để Fe2+ bị oxi hóa thành Fe3+, ion Fe3+ tạo thành bị thủy phân tạo thành hợp chất tan Fe(OH)3, sau dùng bể lọc để giữ kết tủa Fe(OH)3 lại Giàn mưa: công trình làm thoáng tự nhiên có chức làm giàu oxi cho nước khử CO2 có nước Giàn mưa có khả thu lượng oxi hòa tan khoảng 55% lượng oxi bão hòa có khả khử 75-80% lượng CO2 có nước Cơ chế: Trong nước ngầm, muối Fe2+ bicacbonat không bền vững thường phân ly theo phương trình: Fe(HCO3)2 = 2HCO3- + Fe2+ 63 Nếu nước có oxi hòa tan trình oxi hóa thủy phân xảy theo phương trình: 4Fe2+ + O2 + 10H2O = 4Fe(OH)3 + 8H+ Đồng thời xảy phản ứng phụ: H+ + HCO3- = H2O + CO2 Quá trình chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ phụ thuộc vào: Hàm lượng sắt nước ngầm, pH, O2, CO2, độ kiềm, nhiệt độ thời gian phản ứng Ngoài ra, nước tồn chất hòa tan H2S, NH3, chất bẩn hữu chúng cản trở trình oxi hóa Fe2+ thành Fe3+ Do làm thoáng phải đuổi hết H2S để trình làm thoáng oxi xảy thuận lợi Khi tất ion Fe2+ hòa tan nước chuyển hóa thành cặn Fe(OH)3, việc loại bỏ cặn khỏi nước thực bể lọc chủ yếu theo chế giữ cặn học Bảng 6.1: Chất lượng nước giếng trước sau qua hệ thống xử lý số trạm cấp nước tập trung huyện Nhà Bè CHỈ TIÊU pH Độ cứng tổng cộng Trạm cấp nước Phước Kiển Trạm cấp nước Nhơn Đức TCVN TRƯỚC XỬ LÝ SAU XỬ LÝ TRƯỚC XỬ LÝ SAU XỬ LÝ 5944-1995 5,94 6,20 6,70 6,20 6,5 - 8,5 300-500 190,00 195,00 25,00 26,00 Cl- (mg/l) 251,70 241,10 336,80 280,10 200-600 NO2- (mg/l) 0,00 0,00 0,00 0,00 - NO3- (mg/l) 0,20 0,20 0,50 0,30 0,1 - 0,5 SO42- (mg/l) 21,00 17,00 14,00 11,00 200 – 400 NH4+ (mg/l) 0,40 0,01 0,20 0,00 - PO43- (mg/l) 0,04 0,007 0,15 0,02 - (mg CaCO3/l) 64 Sắt tổng (mg/l) 27,00 0,20 17,50 0,00 1„5 40,00 45,00 15,00 50,00 - Chất hữu (mg/l) 0,10 0,00 0,32 0,00 - Phenol (mg/l) 0,00 0,00 0,00 0,00 0,001 Độ kiềm tổng cộng (mg CaCO3/l) VI.2.1.2 Đề xuất hệ thống xử lý nước ngầm áp dụng trạm cấp nước tập trung khu vực huyện Nhà Bè Hệ thống xử lý nước ngầm Huyện hoạt động hiệu Tuy nhiên, nhu cầu sử dụng nước tăng lên hệ thống thiết kế không đáp ứng Do đề xuất sơ đồ hệ thống xử lý nước sau: Thùng quạt gió lắng tiếp xúc lọc Hệ thống xử lý dựa hệ thống có cải tiến giai đoạn cung cấp khí oxi cho giàn mưa hệ thống quạt gió Thùng quạt gió công trình làm thoáng nhân tạo (làm thoáng cưỡng bức) Thùng làm thép bêtông cốt thép, tiết diện hình tròn vuông Thùng quạt gió có ưu điểm là:  Có cường độ mưa lớn diện tích xây dựng công trình gọn nhe.ï  Không khí cung cấp quạt gió nên chủ động  Diện tích tiếp xúc lớn nên tốc độ oxi hóa Fe2+ diễn nhanh chóng  Các khí cản trở trình oxi hóa Fe2+ CO2, H2S, NH3 thoát dễ dàng với tỉ lệ cao  Có khả công nghệ hóa xây dựng, thi công nhanh gọn 65 Như vậy, phương pháp có hệ thống xử lý đơn giản, hiệu xử lý cao, cóù thể áp dụng cho trạm xử lý có công suất nâng công suất xử lý cần thiết VI.2.2 Một số phương pháp khử mặn nước Khử mặn giảm hàm lượng muối nước đến trị số thỏa mãn yêu cầu nước dùng cho ăn uống Các phương pháp khử mặn gồm: VI.2.2.1 Khử mặn phương pháp trao đổi ion Phương pháp áp dụng nguồn nước có tiêu chất lượng sau:  Hàm lượng muối nhỏ 3000 mg/L  Hàm lượng cặn không lớn mg/L  Độ màu nước không lớn 30  Độ oxi hóa không lớn mg O2/L (tính theo KMnO4) (nếu lớn phải lọc nước qua bể lọc than hoạt tính) VI.2.2.2 Khử mặn phương pháp điện phân Phương pháp áp dụng nguồn nước có tiêu chất lượng:  Hàm lượng muối từ 2500 đến 15000 mg/L  Hàm lượng cặn không lớn mg/L  Độ màu nước không lớn 20  Độ oxi hóa không lớn mgO2/L (tính theo KMnO4) (nếu lớn phải lọc nước qua bể lọc than hoạt tính)  Hàm lượng sắt không lớn 0,05mg/L  Hàm lượng mangan không lớn 0,05 mg/L Nội dung phương pháp: Cho dòng điện chiều qua lớp nước cần điện phân tạo nên trường điện Các cation muối cực âm anion cực dương nước khử muối Khi nước có hàm lượng muối từ 2500 đến 15000 mg/L ta sử dụng phương pháp lọc qua màng bán thấm để khử mặn 66 VI.2.2.3 Khử mặn phương pháp nhiệt hay chưng cất: Được áp dụng nguồn nước có hàm lượng muối lớn 10 g/L VI.3 BIỆN PHÁP QUẢN LÝ Trên sở xác định tiềm nước ngầm vùng cần tiến hành quy hoạch khu dân cư nhằm tận dụng nguồn nước hợp lý Tăng cường mạng lưới quan trắc nước ngầm khu vực nhằm thu thập đầy đủ thông tin bản, kịp thời phát biến đổi đặc biệt động thái nước ngầm, tập trung quan trắc vào tầng chứa nước khai thác nhiều Nước ngầm phần quan trọng chu trình nước tự nhiên yếu tố môi trường nên mạng quan trắc động thái nước ngầm phải gắn với mạng khí tượng, thủy văn, mạng giám sát môi trường Nghiêm cấm hộ dân không tự ý khoan giếng Đối với giếng sử dụng, cần có kế hoạch kiểm tra chất lượng nước định kỳ tháng/lần Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục, cần nâng cao ý thức khai thác, sử dụng tiết kiệm bảo vệ tài nguyên môi trường nước ngầm cho cộng đồng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ khảo sát nghiên cứu trên, rút kết luận sau: 67 - Theo nhận định từ trước, Nhà Bè vùng nghèo nước ngầm đạt tiêu chuẩn đáp ứng cho sinh hoạt sản xuất Trong khu vực diện tầng chứa nước đại phận bị mặn nhiễm phèn, số bị ô nhiễm Tuy nhiên, theo kết khảo sát trạng khai thác nguồn nước ngầm mà nhân dân sử dụng lấy lên từ tầng chứa nước Pliocen độ sâu từ 190m đến 220m, có chất lượng nhìn chung đạt tiêu chuẩn (trừ hàm lượng sắt tổng vượt TCVN 5944 - 4995) Từ đó, nhận thấy tầng chứa nước Pliocen Nhà Bè có tiềm khai thác phục vụ cho nhu cầu dân sinh Tầng nước khai thác phân bố rộng nằm sâu Sự phân bố tầng chứa nước phức tạp: có xen kẹp tầng nước nhạt tầng nước mặn có độ khoáng hóa (độ mặn) phèn cao - Hiện nước ngầm khai thác với công suất 2250 m3/ngày đêm (tuy nhỏ có giá trị khu vực huyện Nhà Bè), đáp ứng khoảng 50% nhu cầu sử dụng nước xã Huyện (thị trấn Nhà Bè xã Phú Xuân sử dụng hệ thống nước máy Thành phố) - Theo kết quan trắc nước ngầm lỗ khoan quan trắc Quốc gia Q821040 từ năm 1992 đến năm 2004 mực nước tầng Pliocen có xu hướng giảm khoảng 1,8m (tương đương 0,15m/năm) Còn lỗ khoan quan trắc 06T Sở công nghiệp Thành phố, khoảng 2000-2004 mực nước tầng Pliocen có xu hướng giảm 14,70m (tương đương 3,675 m/năm) Sự sụt giảm mực nước ngầm chịu ảnh hưởng gián tiếp dao động theo mùa lượng mưa liên quan chặt chẽ với việc gia tăng khai thác nước ngầm Với mật độ khai thác nước ngầm huyện Nhà Bè nhìn chung chưa đến mức báo động vùng khai thác nước tập trung khác thành phố Hồ Chí Minh nói riêng vùng Đông Nam Bộ nói chung Trên sở nhận định trên, tiến hành nâng công suất khai thác nước ngầm khu vực 68 KIẾN NGHỊ Trên sở kết luận trên, có kiến nghị sau: - Xây dựng bước hoàn thiện mạng lưới cấp nước Thành phố đến huyện ngoại thành nói chung huyện Nhà Bè nói riêng – Cần có công trình điều tra, đánh giá trữ lượng tối đa nước ngầm khu vực chứa nước có chất lượng tốt từ có kế hoạch khai thác hợp lý tài nguyên nước ngầm khu vực – Từng bước nâng công suất trạm cấp nước tập trung Sớm xây dựng nhà máy nước ngầm địa bàn Huyện phù hợp với điều kiện vùng nhằm đáp ứng cho nhu cầu nhân dân vùng bước cung cấp cho vùng lân cận - Cần nghiên cứu vấn đề hạ thấp mực nước tầng chứa nước Pliocen, sở kết đạt đưa biện pháp hợp lý để khắc phục Từ vừa khai thác lâu dài vừa bảo vệ tầng chứa nước khỏi nguy cạn kiệt