Thông tin tài liệu
BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Tập thể tác giả: ThS Trần Thị Huệ PGS.TS Đoàn Văn Cánh ThS Nguyễn Văn Đức ThS Nguyễn Văn Nghĩa ThS Trương Quảng Đại KS Nguyễn Thị Vân b¸o c¸o tỉng kÕt ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG MƠ HÌNH DỊNG NGẦM BA CHIỀU ĐỂ XÁC ĐỊNH LƯỢNG CUNG CẤP VÀ TRỮ LƯỢNG CÓ THỂ KHAI THÁC CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC CÁC TỈNH PHÍA TÂY SƠNG HẬU KT CỤC TRƯỞNG PHÓ CỤC TRƯỞNG CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Lê Bắc Huỳnh Trần Thị Huệ 7044 05/12/2008 HÀ NỘI, 2007 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH, TÌNH HÌNH ÁP DỤNG MƠ HÌNH TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM .6 1.1 Tổng quan phương pháp mơ hình 1.1.1 Phương trình dịng chảy nước đất 1.1.2 Phương trình lan truyền vật chất 16 1.1.3 Quy trình bước tiến hành giải toán Địa chất thủy văn phương pháp mơ hình 19 1.1.4 Các bước tiến hành giải tốn mơ hình Địa chất thủy văn phần mềm Visual Modflow 24 1.2 Tình hình áp dụng mơ hình nước đất giới .26 1.3 Tình hình áp dụng mơ hình nước đất Việt Nam 28 CHƯƠNG 32 ĐẶC ĐIỂM CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC KHU VỰC CÁC TỈNH PHÍA TÂY SƠNG HẬU .32 2.1 Tổng quan lịch sử nghiên cứu Địa chất thủy văn đồng Nam Bộ 32 2.1.1 Giai đoạn trước năm l975 32 2.1.2 Giai đoạn từ năm 1975 đến 33 2.2 Tình hình áp dụng phương pháp mơ hình số để đánh giá nước đất vùng đồng Nam Bộ 41 2.3 Đặc điểm địa chất thủy văn tỉnh phía Tây sơng Hậu 44 2.2.1 Phức hệ chứa nước lỗ hổng trầm tích đa nguồn gốc Holocen (qh) 45 2.2.2.Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen - muộn (qp2-3) 46 2.2.3.Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen sớm (qp1) 49 2.2.4.Phức hệ chứa nước lỗ hổng trầm tích Pliocen (m4) 52 2.2.5 Phức hệ chứa nước lỗ hổng trầm tích Miocen muộn (m3-3) 53 CHƯƠNG 57 ỨNG DỤNG MƠ HÌNH BA CHIỀU XÁC ĐỊNH LƯỢNG CUNG CẤP THẤM VÀ TRỮ LƯỢNG CÓ THỂ KHAI THÁC CỦA CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC KHU VỰC PHÍA TÂY SƠNG HẬU .57 3.1 Cơ sở tài liệu xây dựng mơ hình 57 3.2 Mơ hình khái niệm .58 3.2.1 Sơ lược điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu .58 3.2.2 Địa chất .59 3.2.3 Địa tầng địa chất thủy văn 60 3.2.4 Xác định diện tích lập mơ hình 60 3.2.5 Thông số điều kiện biên 61 3.3 Mơ hình hóa, hiệu chỉnh mơ hình 62 3.2.1 Mơ hình dịng chảy .62 3.2.2 Mơ hình lan truyền vật chất 74 3.2.3 Kết toán chỉnh lý mơ hình 76 3.4 Kết xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước 91 3.4.1 Các phương án khai thác 91 3.4.2 Kết xác định lượng cung cấp cho nước đất .94 3.5 Kết xác định lượng trữ lượng khai thác 113 3.5.1 Phương án xác định trữ lượng khai thác .114 3.5.2 Kết xác định trữ lượng khai thác 115 CHƯƠNG .127 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ .127 4.1 Những kết đạt đề tài 127 4.2 Những hạn chế, tồn .128 4.3 Đề xuất kiến nghị .129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 MỞ ĐẦU Đồng phía Tây sơng Hậu phần đồng sông Cửu Long, bao gồm tỉnh: Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Bạc Liêu, Kiên Giang Cà Mau Diện tích tự nhiên tồn vùng khoảng 23.470 km2 với dân số khoảng 8.383.000 người* Đây vùng kinh tế quan trọng vựa lúa nước, đồng thời vùng nuôi trồng thuỷ sản lớn với sản lượng hàng triệu năm Điều kiện địa hình vùng Tây sơng Hậu phẳng, hướng nghiêng thoải từ Tây - Tây Nam sang Đơng - Đơng Bắc; độ cao địa hình nhìn chung thấp thường bị ngập nước mùa lũ Vùng phía Tây sơng Hậu phần cuối châu thổ sơng Mê Kơng, nguồn nước mặt vùng dồi dào, với hệ thống sông, kênh rạch dày đặc Tuy nhiên, nguồn nước mặt thường có độ đục lớn, phần lớn bị chua phèn, nhiễm mặn nhiễm bẩn nên không thuận lợi mục đích sử dụng nước cho ăn uống sinh hoạt cơng nghiệp Nguồn nước đất có trữ lượng lớn Theo tài liệu điều tra, nghiên cứu địa chất thủy văn vùng, mặt cắt đồng phía Tây sơng Hậu gồm tầng chứa nước trầm tích Kainozoi, tầng chứa nước có chiều dày mức độ chứa nước lớn Tuy nhiên, trình hình thành đồng trải qua nhiều giai đoạn hoạt động địa chất phức tạp, với nhiều đợt thăng trầm nâng hạ vỏ trái đất tạo nên đợt biển tiến - thoái khứ, với ảnh hưởng mạnh hoạt động thủy triều, chế độ thủy văn hệ thống sông Mê Kông nên nước đất đồng sông Cửu Long nói chung đồng phía Tây sơng Hậu nói riêng có đặc điểm thủy động lực thuỷ địa hoá phức tạp, tốc độ vận động nước chậm chạp, hệ số trao đổi nước nhỏ, mặn nhạt xen kẽ theo chiều thẳng đứng chiều ngang Trong cơng trình nghiên cứu, điều tra, đánh giá nguồn nước đất đồng nói chung cịn hạn chế Việc điều tra, đánh giá chi tiết nguồn nước chủ yếu công trình thăm dị, khai thác nước đất phân tán rải rác đồng Các nghiên cứu mang tính khu vực cịn ít, số lượng điểm nghiên cứu cơng trình hạn chế, đặc biệt nghiên cứu nguồn gốc, trữ lượng điều kiện hình thành trữ lượng nước đất, diễn biến xâm nhập mặn, chất lượng nước, mối quan hệ nước mặt - nước đất chưa đầy đủ * số liệu thống kê năm 2005 Về tình trạng khai thác sử dụng nước đất: phần lớn nguồn nước mặt bị mặn, phèn nhiễm bẩn nên nguồn nước đất trở thành nguồn cấp nước quan trọng cho ăn uống, sinh hoạt sản xuất công nghiệp vùng Chỉ trừ số khu vực phần phía Tây (thuộc tỉnh An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang) có nguồn nước mặt đáp ứng yêu cầu cho ăn uống, sinh hoạt sản xuất, lại phụ thuộc vào nguồn nước đất, đặc biệt tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, nước đất nguồn cấp chủ yếu cho ăn uống, sinh hoạt sản xuất đô thị vùng nông thôn khu vực Lượng nước đất khai thác ngày tăng gây hạ thấp lớn xâm nhập mặn số khu vực, điển thị xã Cà Mau, Sóc Trăng Tại Cà Mau trước mực nước nằm cao mặt đất khoảng mét mực nước đất nằm mặt đất khoảng 30 mét liên tục bị hạ thấp với tốc độ hạ thấp khoảng 0,2 - 0,5m /năm Tại cơng trình khai thác nước đất thị xã Sóc Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu xảy tượng xâm nhập mặn vào cơng trình khai thác, số giếng phải hủy bỏ giảm lưu lượng khai thác Các vấn đề nêu gây khơng khó khăn cho cơng tác quản lý, bảo vệ tài nguyên nước đất khu vực, đặc biệt khó khăn việc phân bổ, cấp phép khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước Để bước giải vấn đề nêu trên, phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước đất khu vực, tháng năm 2005, Bộ Tài nguyên Môi trường giao cho Cục Quản lý tài nguyên nước triển khai thực đề tài: “Nghiên cứu, ứng dụng mơ hình dịng ngầm ba chiều để xác định lượng cung cấp trữ lượng khai thác nước đất khu vực tỉnh phía Tây sông Hậu” Mục tiêu chủ yếu đề tài nhằm: nghiên cứu điều kiện hình thành trữ lượng khai thác, nguồn cung cấp cho nước đất khu vực tỉnh phía Tây sơng Hậu; ứng dụng mơ hình dịng ngầm xác định định lượng lượng cung cấp cho nước đất trữ lượng khai thác số khu vực vùng nghiên cứu, phục vụ áp dụng mở rộng cho khu vực khác đồng bằng, phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước đất; góp phần làm rõ điều kiện địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu; nâng cao lực kỹ thuật sử dụng mơ hình cho cán làm cơng tác quản lý tài nguyên nước Cục Quản lý tài nguyên nước tỉnh vùng nghiên cứu Đề tài thực sở phân tích, tổng hợp nguồn tài liệu có điều kiện địa lý tự nhiên, địa hình, khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa chất thuỷ văn kết hợp với điều tra khảo sát bổ sung trạng khai thác, sử dụng nước đất khu vực nghiên cứu để lựa chọn diện tích mơ hình xác lập, xây dựng mơ hình dịng ngầm ba chiều phần mềm Visual Modflow Trên sở kết xây dựng chạy mơ hình nêu với kết nghiên cứu khác phạm vi thực đề tài ý kiến góp ý chuyên gia lĩnh vực tài nguyên nước, chúng tơi xây dựng hồn thiện Báo cáo tổng kết kết thực đề tài với nội dung, chương mục chủ yếu sau: Chương Tổng quan phương pháp mơ hình, tình hình áp dụng mơ hình nghiên cứu địa chất thuỷ văn, đánh giá tài nguyên nước giới Việt Nam Chương Đặc điểm tầng chứa nước khu vực phía tây sơng Hậu Chương Ứng dụng mơ hình ba chiều xác định lượng cung cấp thấm trữ lượng khai thác tầng chứa nước khu vực phía tây sơng Hậu Chương Đánh giá kết thực đề tài đề xuất, kiến nghị Kết luận: đánh giá chung kết thực đề tài, kết cụ thể đề tài kiến nghị áp dụng công tác quản lý tài nguyên nước đất, nội dung kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu thời gian tới Nhân dịp kết thúc đề tài, xin chân thành cảm ơn Bộ Tài nguyên Môi trường, Vụ Khoa học Công nghệ tạo điều kiện cho thực đề tài nêu giúp đỡ chúng tơi hồn thành nội dung nghiên cứu đề tài Chúng xin tỏ cảm ơn chân thành đến nhà khoa học, chuyên gia Bộ, đồng nghiệp đóng góp nhiều ý kiến quý báu, góp phần vào việc xây dựng luận khoa học đề tài hoàn thiện kết đề tài Cũng xin chân thành cảm ơn cấp quyền, quan ban ngành thuộc tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, Kiên Giang, An Giang, Hậu Giang, Cần Thơ, đặc biệt nhân dân địa phương giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho q trình thực đề tài Chúng tơi mong muốn nhận ý kiến nhận xét, đánh giá, góp ý bổ sung nhà khoa học, đồng nghiệp để báo cáo hoàn thiện cách tốt CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH, TÌNH HÌNH ÁP DỤNG MƠ HÌNH TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1 Tổng quan phương pháp mơ hình Với khái niệm chung nhất, mơ hình hố phản ánh thực tế tồn phương pháp để nghiên cứu quy luật khách quan vốn có vật, tượng giới khách quan Phương pháp mơ hình xem phương pháp nhận thức khoa học giới khách quan, chúng ứng dụng nhiều ngành khoa học ứng dụng hiệu thực tế Các mơ hình mà ngành khoa học kỹ thuật ứng dụng kể đến mơ hình truyền nhiệt ngành nhiệt, mơ hình phần tử hữu hạn áp dụng tính tốn kết cấu xây dựng, mơ hình điện ngành điện, mơ hình dự báo bão, mơ hình dịng chảy mặt nghiên cứu thuỷ văn, mơ hình dịng chảy nước đất, mơ hình lan truyền vật chất nhiễm bẩn mơi trường nước nghiên cứu địa chất thuỷ văn đánh giá tài nguyên nước đất Trong Địa chất thuỷ văn, phương pháp mơ hình ứng dụng để giải nhiệm vụ cụ thể như: nghiên cứu địa chất thuỷ văn khu vực, nghiên cứu lý thuyết, đánh giá trữ lượng nước đất, nghiên cứu dịch chuyển khối lượng chất nhiễm bẩn môi trường nước đất, q trình truyền nhiệt mơi trường nước đất, trình thấm nước hồ đập, nghiên cứu đánh giá lượng nước chảy vào khu mỏ Ưu điểm quan trọng phương pháp mơ hình thay nghiên cứu trực tiếp đối tượng, phục hồi mơ hình chun mơn q trình & tượng khác Khi mơ hình hóa, q trình nghiên cứu thay trình khác thiết lập đơn giản rõ ràng phịng thí nghiệm máy tính Sự thay thực có nhiều q trình đặc trưng phương trình tốn học Sự tương tự trình thống giới vật chất có quy luật chuyển động vật chất Trên sở phân loại mơ hình theo đặc trưng mơ hình hóa vật chất chia làm loại: Đồ giải, vật lý, toán tự nhiên Bản chất chúng tương đối khác nhau: Mơ hình hóa đồ giải phản ánh đối tượng nghiên cứu vẽ Mơ hình hóa đồ giải sử dụng để tổng hợp tài liệu nhận điều tra làm sáng tỏ đặc điểm, quy luật đối tượng nghiên cứu trình tượng đặc trưng Mơ hình đồ giải mơ hình mặt cắt, mơ hình mặt mơ hình khối Mơ hình hóa vật lý phục hồi mơ hình chun mơn đối tượng Địa chất thủy văn giữ nguyên tương tự mặt vật lý mơ hình đối tượng nghiên cứu nhờ hệ số tỉ lệ kích thước hình học thơng số vật lý Theo mục đích nghiên cứu, mơ hình vật lý chia thành nhóm: nhóm thứ nghiên cứu q trình vật lý (máng thấm, mơ hình thấm ); nhóm thứ hai nghiên cứu tính chất đối tượng địa chất thủy văn (dụng cụ nghiên cứu tính thấm thủy tính đất đá) Mơ hình tốn học phục hồi mơ hình chun mơn đối tượng địa chất thủy văn có đồng phương trình mơ tả đối tượng nghiên cứu mơ hình Theo ngun tắc xây dựng hoạt động mơ hình tốn chia thành ba nhóm: tương tự, số, xibenetic Mơ hình tương tự chia làm loại mơ hình tương tự vật lý mơ hình tương tự tốn học - Mơ hình tương tự vật lý mơ tương tự mặt vật lý đối tượng nghiên cứu đối tượng mơ hình hố Q trình thấm khống chế phương trình vật lý tương tự trình truyền nhiệt, truyền điện Bởi thay nghiên cứu qúa trình xảy môi trường nước đất người ta tiến hành nghiên cứu trình truyền điện, truyền nhiệt đối tượng mơ hình hố tương đương với đối tượng nghiên cứu Phương pháp mơ hình tương tự sử dụng rộng rãi nghiên cứu địa chất thuỷ văn năm 60 – 70 Ví dụ mơ hình giấy dẫn điện, mơ hình điện mơ hình điện mạng Mơ hình điện (Anderson, 1972; Spieker, 1968) làm điện trở theo tỷ lệ để biểu thị cấu tầng chứa nước, cịn tụ điện mơ cho độ trữ nước Cường độ dịng điện ampe kế mơ hình biểu thị lưu lượng dịng thấm Điện mơ hình biểu thị mực nước, cịn thể tích nước mơ hình thể tổng lượng điện tích Điện trở tỷ lệ nghịch với hệ số thấm tầng chứa nước điện dung điện mạng lưới tỷ lệ với độ chứa nước Các số đo cường độ dòng điện hiệu điện mạng thể lưu lượng mực nước tầng chứa nước Các mơ hình điện tương tự mơ cho dòng chảy hai chiều ba chiều, dịng ba chiều mơ cách nối tiếp số nhóm nằm ngang với Tuy nhiên mơ hình điện tương tự khơng mơ q trình phân tán, khuyếch tán tốn lan truyền vật chất - Mơ hình tương tự tốn học dựa lời giải dòng nước đất, dòng nhiệt dòng vận chuyển khối Mơ hình tốn học đơn giản dịng nước đất định luật Đacxi Để áp dụng định luật Đacxi cần có mơ hình nhận thức tầng chứa nước số liệu tính chất vật lý hệ tầng chứa nước (hệ số thấm, hệ số nhả nước, độ lỗ hổng) Định luật Đacxi ví dụ mơ hình giải tích Để giải mơ hình giải tích phải biết điều kiện ban đầu điều kiện biên toán thấm Các điều kiện phải đủ đơn giản để giải trực tiếp phương trình thấm máy tính Các mơ hình giải tích giải nhanh chóng, xác khơng tốn máy tính máy tích phân lập sẵn chương trình Mơ hình số dùng máy tính để giải phương trình vi phân mơ tả trình đối tượng nghiên cứu Bản chất chúng giải phương trình vi phân vận động nước đất, phương trình lan truyền chất nhiễm bẩn phương pháp số Phương pháp số phương pháp giải gần phương trình vi phân đạo hàm riêng bao gồm sai phân hữu hạn phần tử hữu hạn Vấn đề Trescott đề cập lần vào năm 1975, sau tiếp tục phát triển thành chương trình máy tính Trescott, Pider Larson năm 1976 Kế thừa kết nghiên cứu nhóm nghiên cứu gồm có Arlen W.Harbaugh Michael G.McDonald phát triển thành chương trình hồn thiện gọi MODFLOW-96 mơ dịng chảy chiều môi trường nước đất (Modular Finite Difference Groundwater Flow Model) vào năm 1996 chúng tiếp tục hoàn thiện vào năm 2000 với phiên MODFLOW2000 Đến hầu hết phần mềm thương mại mơ hình nước đất giới sử dụng chương trình MODFLOW làm nịng cốt Bản chất phương pháp mơ hình số giải phương trình vi phân đạo hàm riêng vận động nước đất không gian chiều phương pháp sai phân hữu hạn Xibenetic thiết bị tổ hợp tương tự - số phức tạp làm việc theo chương trình logic định Thiết bị nhận thông tin đối tượng nghiên cứu sử dụng để tự hồn thiện mơ hình theo mối liên hệ ngược mơ hình đối tượng Những thiết bị trang bị sử dụng phổ biến Liên Xô vào năm 70 Xibenetic(ASVK), Xatun Mơ hình hóa tự nhiên chuyển sang ngang lượng sở lý thuyết tương tự đối tượng nghiên cứu với mơ hình tự nhiên đối tượng Mơ hình tự nhiên nằm tự nhiên, coi đối tượng quan sát biến đối, tượng q trình xảy bên Mơ hình loại kể đến sân cân bằng, khu cân Mơ hình tự nhiên chia thành nhóm là: mơ hình sản xuất, thí nghiệm – sản xuất mơ hình tương tự tự nhiên Nội dung nghiên cứu Đề tài ứng dụng mơ hình dịng ngầm chiều để đánh giá tài nguyên nước đất cho tỉnh đồng phía Tây sơng Hậu Mơ hình dịng ngầm chiều chất mơ hình số nghiên cứu q trình vận động nước đất khơng gian chiều cách giải phương trình vi phân vận động nước đất, phương trình lan truyền vật chất phương pháp sai phân hữu hạn Toàn việc giải phương trình giao diện đồ họa nhập số liệu đầu vào, nhận kết đầu Công ty phần mềm thiết kế thành phần mềm chuyên dụng Các phần mềm thương mại hóa, sử dụng rộng rãi giới Việt Nam, phải kể đến phần mềm Visual Modflow Công ty Waterloo Hydrogeologic Inc Canada; GMS (Groundwatre Model Sytem) Trường đại học Bigham Young University kết hợp với công ty U.S Army Engineer Waterways Experiment Station sản xuất; phần mềm MIKE SHE Công ty Denmark Hydrogeology Institute Water and Enviroment Tuy nhiên sử dụng phổ biến, rộng rãi phần mềm Visual Modflow Công ty Waterloo Hydrogeologic Inc Canada, theo thống kê 80% quốc gia sử dụng Sau xin trình bày tóm lược việc giải phương trình vi phân vận động nước đất, phương trình lan truyền vật chất phương pháp sai phân hữu hạn 1.1.1 Phương trình dịng chảy nước đất Phương trình vi phân vận động nước đất thể sau: ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂ ⎛ ∂h ⎞ ∂h ⎟⎟ + ⎜ K zz ⎜ K xx ⎟ + ⎜⎜ K yy ⎟ −W = S s ∂x ⎝ ∂x ⎠ ∂y ⎝ ∂y ⎠ ∂z ⎝ ∂z ⎠ ∂t Ở đây: - Kxx , Kyy , Kzz hệ số thấm theo phương x,y z - Ss hệ số nhả nước - h cao độ mực nước vị trí (x,y,z) thời điểm t (1.1) sở sơ đồ lỗ khoan khai thác Lưu lượng giếng khoan tăng dần theo bước thời gian tương ứng với thời điểm năm 2010 2020 Sơ đồ giếng khai thác nước trình bày hình 3.44 Bảng 3.7 Lưu lượng khai thác nước đất theo phương án II Tên tỉnh An Giang Kiên Giang Cần Thơ Hậu Giang Sóc Trăng Bạc Liêu Cà Mau Tổng Tổng lưu lượng khai thác nước đất (m3/ng) 2005 2010 2020 77,882 155,187 168,926 153,462 213,981 225,868 93,596 198,880 215,260 100,840 108,979 111,904 113,298 205,602 223,611 158,205 161,958 173,878 194,714 289,205 308,348 892,000 1,333,792 1,427,795 3.4.2 Kết xác định lượng cung cấp cho nước đất Để xác định lượng cung cấp ứng với sơ đồ khai thác nêu thiết lập zone cân cho lớp Sau xác định thành phần tham gia vào (đến đi) cân nước cho zone Trong zone cân bằng, lượng cung cấp từ nguồn hiệu phần đến khỏi zone, giá trị mang dấu âm có nghĩa zone cân khơng nhận cung cấp, ngược lại chúng cịn bị a Kết dự báo theo phương án I Kết xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước trình bày cho tầng chứa nước riêng biệt thống kê bảng từ 3.8 đến 3.12 Tổng lượng khai thác theo phương án I 892,000 m3/ng + Tầng chứa nước pleistocen giữa-trên Bản đồ đẳng cao độ mực nước dự báo cho phương án I thời điểm mùa cạn năm 2020 cho cao độ mực nước thấp Cà Mau -20 m Kết dự báo diễn biến xâm nhập mặn theo thời gian cho thấy diện tích phần nước nhạt tầng dần bị thu hẹp Diện tích có tốc độ xâm nhập mặn lớn Cà Mau Sóc Trăng Nếu giữ nguyên trạng khai thác thời điểm đến khoảng năm 2015 phần lớn diện tích tầng chứa nước pleistocen tỉnh Cà Mau bị nhiễm mặn Tại Sóc Trăng q trình xâm nhập mặn diễn theo chiều thẳng đứng có tốc độ lớn tốc độ xâm nhập mặn theo chiều ngang, đồ độ tổng khống hố dự báo Sóc Trăng xuất thấu kính nước mặn có diện tích phát triển lớn dần theo thời gian, cụ thể đến năm 2020 tồn diện tích tầng chứa nước pleistocen phía Tây Sóc Trăng bị nhiễm mặn Ngồi Kiên Giang bị tượng xâm nhập mặn xảy chủ yếu xuất xâm nhập mặn theo chiều ngang, đồ đẳng độ tổng khoáng hố báo cho thấy diện tích nước mặn tiến dần vào phía đất liền (khu vực phía Tây) tỉnh Bảng 3.7 thể kết tính tốn cân nước xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp2-3 Kết bảng 3.8 cho thấy tầng chứa nước pleistocen – cung cấp nguồn từ hệ thống sông - kênh rạch, từ biển, từ trữ lượng tĩnh tầng chứa nước thấm xuyên từ tầng tầng 17 Bảng 3.8 Nguồn lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp2-3, m3/ngày Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa Từ sông, kênh Từ Biển TX từ tầng TX từ tầng Khai thác Cân 2010 Mùa lũ Mùa cạn 50,858 135,470 252,760 133,946 270,908 277,660 50,304 50,174 69,160 96,740 -693,990 -693,990 0 2015 Mùa lũ Mùa cạn -12,810 134,525 305,727 102,127 326,003 329,900 62,340 60,218 12,730 67,220 -693,990 -693,990 0 2020 Mùa lũ Mùa cạn -8,328 81,137 284,565 164,106 359,849 362,560 67,744 66,647 9,890 19,540 -693,990 -693,990 0 Với tổng lượng khai thác tầng 693,990 m3/ng, thời điểm mùa cạn năm 2020 tầng chứa nước qp2-3 nhận lượng cung cấp từ tầng chứa (trữ lượng tĩnh) 81,134 m3/ng (chiếm 11.69%), từ hệ thống sông – kênh rạch 164,106 m3/ng (chiếm 23.64%), từ biển 362,560 m3/ng (chiếm 52.24%) lượng thấm xuyên từ tầng 66,647 m3/ng (chiếm 9.6%), thấm xuyên từ tầng 19,540 m3/ng (chiếm 2.83%) Tổng lượng cung cấp cho tầng chứa khai thác 612,853 m3/ng + Tầng chứa nước pleistocen Kết dự báo hạ thấp mực nước tầng chứa nước qp1 đến thời điểm mùa khô năm 2020 cho thấy cao độ mực nước thấp tầng -14m Vị trí tâm phễu hạ thấp phân bố TP Cà Mau Kết dự báo diễn biến xâm nhập mặn cho tầng chứa nước Pleistocen cho thấy độ tổng khoáng hoá tầng biến đổi theo thời gian Q trình xâm nhập mặn xảy không đáng kể thể đồ đẳng độ tổng khoáng hoá dự báo theo năm khơng có sai khác đáng kể Độ tổng khoáng hoá phổ biến nằm khoảng 500 - 1000 mg/l Nước nhạt phân bố tạo thành thấu kính Thấu kính thứ phân bố địa bàn tỉnh Cà Mau, Kiên Giang, Bạc Liêu Thấu kính thứ hai phân bố Cần Thơ, Hậu Giang Sóc Trăng, có diện tích nhỏ Kết tính tốn cân nước xác định lượng bổ cập cho tầng chứa nước qp1 trình bày bảng 3.9 Kết tính tốn vào mùa khô năm 2020 cho thấy với tổng lượng khai thác tầng 119,760 m3/ng lượng cung cấp từ trữ lượng tĩnh tầng chứa nước 46,970 m3/ng (chiếm 39%) Lượng thấm xuyên cung cấp từ tầng 92,592 m3/ng tầng lượng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng chứa nước nằm 19,540 m3/ng, thực chất tầng nhận cung cấp thấm xuyên 73,052 m3/ng (chiếm 61% tổng lượng khai thác) Bảng 3.9 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp1, m3/ngày Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX.từ tầng TX Từ tầng Khai thác Cân 2010 Mùa lũ Mùa cạn 90,759 112,031 -69,160 -96,740 98,161 104,469 -119,760 -119,760 0 2015 Mùa lũ Mùa cạn 28,388 77,546 -12,730 -67,220 104,102 109,434 -119,760 -119,760 0 + Phức hệ chứa nước pliocen (phần trên) 18 2020 Mùa lũ Mùa cạn 18,976 46,708 -14,890 -19,540 85,894 92,592 -119,760 -119,760 0 Kết dự báo hạ thấp mực nước phần phức hệ chứa nước pliocen thể đồ đẳng cao độ mực nước dự báo mùa khô năm 2020, cao độ mực nước thấp -18 m Theo kết dự báo trình xâm nhập mặn cho thấy phần phức hệ chứa nước pliocen bị xâm nhập mặn cục theo chiều ngang khu vực giáp ranh Cà Mau Kiên Giang Đến năm 2020 vùng bị xâm nhập mặn có độ tổng khống hố khoảng 1300 - 1500 mg/l Vùng bị xâm nhập mặn khơng có phát triển diện tích Các vùng cịn lại khơng có biến đổi mạnh độ tổng khống hố Bảng 3.10 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước n22 (phần trên) Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX từ lớp TX.từ lớp Khai thác Tổng đến 2010 Mùa lũ Mùa cạn 58,909 61,565 -98,161 -104,469 107,496 111,148 -68,244 -68,244 0 2015 Mùa lũ Mùa cạn 52,204 57,059 -104,102 -109,434 120,142 120,619 -68,244 -68,244 0 2020 Mùa lũ Mùa cạn 47,708 49,984 -90,894 -92,592 111,430 110,852 -68,244 -68,244 0 Kết tính tốn cân nước xác định lượng bổ cập cho phần phức hệ chứa nước pliocen cho thấy đến thời điểm dự báo mùa khô năm 2020 với tổng lượng khai thác 68,244 m3/ng trữ lượng tĩnh từ tầng chứa nước tham gia vào lượng khai thác 49,984 m3/ng (chiếm 73.24%), lượng thấm xuyên từ tầng cung cấp 110,852 m3/ng tầng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng 92,592 m3/ng Như thực chất tầng cung cấp 18,260 m3/ng (chiếm 26.76%) + Phức hệ chứa nước pliocen (phần dưới) Bản đồ cao độ mực nước dự báo phần phức hệ chứa nước pliocen cho thấy mực nước thấp phân bố Cà Mau thời điểm năm 2020 -6m Diện tích hình phễu hạ thấp mực nước có cao độ mực nước -2,0m phát triển theo thời gian, đến năm 2020 diện tích phễu bao trùm tồn vùng nghiên cứu Kết dự báo xâm nhập mặn cho phần phức hệ chứa nước pliocen Trên hình vẽ cho thấy độ tổng khống hố khơng biến đổi, sơ đồ phân bố độ tổng khoáng hoá phần phức hệ chứa nước pliocen năm năm 2006 2020 có sai khác khơng đáng kể Bảng 3.11 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước n21 (phần dưới) Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX.Từ lớp TX Từ lớp Khai thác Tổng vào 2010 Mùa lũ Mùa cạn 74,465 76,820 33,031 34,328 -107,496 -111,148 0 0 2015 Mùa lũ Mùa cạn 80,701 81,061 39,441 39,558 -120,142 -120,619 0 0 2020 Mùa lũ Mùa cạn 73,560 73,188 37,870 37,664 -111,430 -110,852 0 0 Kết tính tốn cân nước để xác định lượng cung cấp bảng 3.11 cho thấy phần phức hệ chứa nước pliocen chưa khai thác Thời điểm dự báo mùa khô năm 2020 cho thấy trữ lượng tĩnh tầng 73,188 m3/ng lượng thấm xuyên từ lớp cung cấp cho tầng 37,644 m3/ng Hai nguồn thấm xuyên ngược để cung cấp cho tầng + Phức hệ chứa nước miocen (n13) Trên đồ cao độ mực nước dự báo phức hệ chứa nước miocen cho thấy mực nước thấp phân bố Cà Mau, cao độ mực nước thời điểm năm 2020 -6m 19 Phức hệ chứa nước miocen có khoảnh nước nhạt phân bố Sóc Trăng Theo kết dự báo đến năm 2020 thấu kính nước nhạt cịn nửa diện tích so với năm 2006, phần diện tích phía Đơng thấu kính bị xâm nhập mặn Phức hệ chứa nước miocen chưa khai thác trình xâm nhập mặn xảy ra, nguyên nhân chủ yếu khuếch tán phân tử từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp phần nguyên nhân thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng chứa nước nằm Kết tính tốn cân nước để xác định lượng cung cấp cho phức hệ chứa nước miocen bảng 3.12 cho kết phức hệ chứa nước không cung cấp mà lượng 37,664 m3/ng từ trữ lượng tĩnh để cấp cho tầng chứa nước nằm Bảng 3.12 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước miocen Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX Từ tầng Khai thác Tổng đến 2010 Mùa lũ Mùa cạn 33,031 34,328 -33,031 -34,328 0 0 2015 Mùa lũ Mùa cạn 39,441 39,558 -39,441 -39,558 0 0 2020 Mùa lũ Mùa cạn 37,870 37,664 -37,870 -37,664 0 0 Trên sở kết tính tốn mơ hình cho thấy hầu nước tầng chứa nước bị hạ thấp nằm mực nước biển Cao độ mực nước thấp tầng chứa nước có điểm phân bố trùng tập trung thành phố Cà Mau (nơi có nhà máy nước Cà Mau khai thác với tổng lưu lượng 35,000 m3/ng) Các tầng có cao độ mực nước thấp tầng pleistocen - trên, tầng pleistocen phần tầng chứa nước pliocen điều chứng tỏ việc bố trí khoảng cách giếng khai thác bãi giếng Cà Mau chưa hợp lý Hậu việc bố trí khơng hợp lý nguy hiểm làm gia tăng trình xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng nằm ngang vào tầng chứa nước Thực tế quan trắc chất lượng nước bãi giếng Cà Mau chứng minh, độ tổng khoáng hoá nước giếng khai thác liên tục tăng, nhiều giếng bị xâm nhập mặn Kết tính tốn cân xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước cho thấy lượng cung cấp cho tầng sau: - Tầng chứa nước pleistocen – khai thác với tổng lưu lượng 693,990 m3/ng nhận lượng cung cấp từ nguồn 612,853 m3/ng Các nguồn cung cấp sông – kênh rạch, thấm xuyên từ biển vào Xâm nhập mặn diễn theo chiều ngang chiều thẳng đứng Vùng bị nhiễm mặn năm 2020 Cà Mau Sóc Trăng - Tầng chứa nước pleistocen khai thác với lưu lượng 119,760 m3/ng lượng cung cấp nhận cung cấp thấm xuyên thấm xuyên 73,052 m3/ng Trong tầng nước đất không bị xâm nhập mặn - Phần phức hệ chứa nước pliocen (n22) khai thác với lưu lượng 68,244 m3/ng lượng thấm xuyên cung cấp cho tầng 18,260 m3/ng Đồng thời tầng bị xâm nhập mặn cục vị trí giáp ranh tĩnh Cà Mau Kiên Giang - Phần phức hệ chứa nước pliocen (n21) chưa khai thác Tầng nhận cung cấp thấm xuyên từ tầng 37,644 m3/ng chúng lại thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng lượng 110,832 m3/ng - Phức hệ chứa nước miocen không nhận lượng cung cấp mà ngược lại chúng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng 37,664 m3/ng Các kết tính tốn dự báo mơ hình số hoàn toàn phù hợp, tầng chứa nước nằm sâu có lượng khai thác nước nhỏ, cao độ mực nước chúng thường nằm cao tầng chúng thấm xuyên "ngược" cung cấp cho tầng 20 b Kết dự báo theo phương án II + Tầng chứa nước Pleistocen – Kết tính tốn dự báo hạ thấp mực nước cho tầng chứa nước pleistocen - cho thấy cao độ mực nước thấp phân bố thành phố Cà Mau, đến năm 2020 -24m Diện tích hình phễu hạ thấp phát triển mạnh theo thời gian, đến năm 2020 diện tích hình phễu hạ thấp có cao độ mực nước - m bao trùm toàn diện tích phân bố tầng chứa nước khu vực nghiên cứu Kết dự báo xâm nhập mặn tầng qp2-3 cho thấy kết diễn biến xâm nhập mặn tương tự diễn biến xâm nhập mặn khai thác nước đất theo phương án I Xâm nhập mặn vào tầng chứa nước xảy theo chiều ngang chiều thẳng đứng Kết dự báo đến năm 2020 Cà Mau bị nhiễm mặn hoàn toàn Khu vực Sóc Trăng bị xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng Đến năm 2020 nửa diện tích tỉnh Sóc Trăng (phần phía Tây) bị mặn Bảng 3.13 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp2-3, m3/ng Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa Từ sông Từ Biển TX.từ TX.từ dưưới Khai thác Cân 2010 Mùa lũ 106,130 356,818 342,649 63,689 66,070 -935,350 2020 Mùa cạn 217,590 251,128 356,760 65,018 101,360 -991,860 -4 Mùa lũ -8,769 493,530 488,360 95,922 -77,190 -991,860 -7 Mùa cạn 154,920 269,279 493,190 93,787 -19,300 -991,860 16 Kết tính tốn cân nước để xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước bảng 3.13 cho thấy: Vào mùa khô năm 2020 tổng lượng khai thác 991,860 m3/ng tầng chứa nước nhận cung cấp từ tầng chứa (trữ lượng tĩnh) 154,920 m3/ng (chiếm 15.62%), từ nguồn khác gồm từ sông – kênh mương, từ biển thấm xuyên 836,986 m3/ng (chiếm 86.38%) + Tầng chứa nước pleistocen Bản đồ mực nước dự báo cho tầng chứa nước pleistocen cho thấy mực nước thấp phân bố Cà Mau, cao độ mực nước năm 2020 -20m Tương tự tầng chứa nước pleistocen - trên, hình phễu hạ thấp mực nước phát triển dần theo thời gian, diện tích phễu có cao độ mực nước -4m bao trùm toàn vùng nghiên cứu Kết dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước pleistocen tương tự phương án I độ tổng khống hố khơng biến đổi theo thời gian Bảng 3.14 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp1 Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX từ TX từ Khai thác Tổng đến 2010 Mùa lũ 156,540 -66,070 146,967 -237,440 -3 2020 Mùa cạn 203,940 -101,360 157,087 -259,660 Mùa lũ 37,410 77,190 145,057 -259,660 -3 Mùa cạn 91,422 19,300 148,943 -259,660 Kết tính tốn cân nước để xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp1 bảng 3.13 thời điểm mùa khô năm 2020 với tổng lượng khai thác 259,660 m3/ng trữ lượng tĩnh tham gia 91,422 m3/ng (chiếm 35.2%) Tổng lượng cung cấp cho tầng chứa nước thấm xuyên 168,243 m3/ng (chiếm 64.8%) 21 + Phức hệ chứa nước pliocen (phần trên) Trên đồ cao độ mực nước dự báo mực nước thấp phân bố Cà Mau, cao độ mực nước thấp năm 2020 -20m Đến năm 2020 diện tích phễu hạ thấp mực nước có cao độ -2m bao trùm tồn diện tích phân bố tầng chứa nước vùng nghiên cứu Cũng giống kết dự báo xâm nhập mặn theo phương án I, phần phức hệ chứa nước pliocen bị xâm nhập mặn khu vực giáp ranh Cà Mau Kiên Giang Diện tích vùng bị nhiễm mặn khơng phát triển diện tích theo thời gian mà chủ yếu tăng độ tổng khoáng hoá Bảng 3.15 Nguồn lượng cung cấp nước cho phần n22 Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX từ TX từ Khai thác Tổng đến 2010 Mùa lũ 102,936 -146,967 177,471 -133,440 2020 Mùa cạn 114,892 -157,087 187,855 -145,660 Mùa lũ 89,087 -145,057 201,630 -145,660 Mùa cạn 94,012 -148,943 200,591 -145,660 Kết tính toán cân nước phần phức hệ chứa nước pliocen cho kết với tổng lượng khai thác vào mùa khơ năm 2020 145,660 m3/ng trữ lượng tĩnh tham gia 94,012 m3/ng (chiếm 64.54%) Lượng thấm xuyên nhận 51,648 m3/ng (chiếm 35.56%) + Phức hệ chứa nước pliocen (phần ) Kết dự báo hạ thấp mực nước cho phần phức hệ chứa nước pliocen cho thấy mực nước thấp phân bố Cà Mau, cao độ mực nước dự báo năm 2020 -10m Hình phễu hạ thấp mực nước có cao độ mực nước -2m bao trùm tồn diện tích phân bố tầng chứa nước vùng nghiên cứu Kết dự báo xâm nhập mặn phần phức hệ chứa nước pliocen cho thấy độ tổng khống hố khơng phát triển theo diện tích Thấu kính nước nhạt phân bố khu vực giáp ranh tỉnh Cà Mau, Kiên Giang, Bạc Liêu khơng biến đổi Dải thấu kính nước nhạt phía Đơng vùng nghiên cứu, phân bố từ Cần Thơ đến Sóc Trăng khơng phát triển theo diện tích, nhiên độ tổng khống hố tăng dần theo thời gian Tính tốn cân nước xác định lượng cung cấp cho phần phức hệ chứa nước pliocen mùa khô năm 2020 cho kết với tổng lượng khai thác 26,090 m3/ng trữ lượng tĩnh tham gia vào cân 156,810 m3/ng Lượng thấm xuyên cho tầng 69,869 m3/ng Nhưng thực chất tầng không cung cấp mà chúng thấm xuyên cung cấp cho tầng nằm lượng 200,591 m3/ng (xem bảng 3.16) Bảng 3.16 Nguồn lượng cung cấp nước cho phần n21 Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng chứa TX từ TX từ Khai thác Tổng đến 2010 Mùa lũ 146,280 -177,471 54,769 -23,583 -5 2020 Mùa cạn 155,990 -187,855 57,961 -26,090 Mùa lũ 157,540 -201,630 70,173 -26,090 -7 Mùa cạn 156,810 -200,591 69,869 -26,090 -2 + Phức hệ chứa nước miocen Kết mực nước dự báo tầng n13 cho thấy mực nước thấp phân bố thành phố Cà Mau Cao độ mực nước thấp năm 2020 -8m Tồn diện tích 22 phân bố tầng chứa nước khu vực nghiên cứu có cao độ mực nước dự báo mùa khô năm 2020 nằm -2m Phức hệ chứa nước miocen có thấu kính nước nhạt phân bố Sóc Trăng Kết dự báo xâm nhập mặn cho thấy thấu kính nước nhạt bị dần thu hẹp diện tích Phía Đơng thấu kính nước nhạt độ tổng khống hố tăng dần, nguyên nhân khuyếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp Phía Đơng thấu kính tiếp xúc với nước có độ tổng khống hố cao phần phía Tây nên q trình khuyếch tán xảy nhanh so với phần diện tích phía Tây (hình 3.64) Kết tính tốn cân để xác định lượng cung cấp cho phức hệ chứa nước miocen bảng 3.17 cho kết phức hệ chứa nước không khai thác nước Phức hệ không nhận cung cấp mà ngược lại thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng chứa nước nằm lượng 69,869 m3/ng vào mùa khô năm 2020 Bảng 3.17 Nguồn lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước miocen Nguồn cung cấp giá trị Từ tầng TX từ Khai thác Cân 2010 Mùa lũ 54,760 -54,769 -9 2020 Mùa lũ 70,163 -70,173 -10 Mùa cạn 57,954 -57,961 -7 Mùa cạn 69,860 -69,869 -9 Kết tính tốn cân nước cho thấy lượng cung cấp cho tầng chứa nước chủ yếu thấm xuyên từ tầng chứa nước sang tầng chứa nước khác qua lớp thấm nước yếu Cường độ thấm xuyên bị thay đổi mạnh theo diện tích Tại Cà Mau có trênh lệch mực nước lớn tầng chứa nước tạo điều kiện cho thấm xun mạnh mẽ Kết tính tốn lượng cung cấp cho nước đất tầng chứa nước theo phương án khai thác thể bảng 3.18 sau đây: Bảng 3.18 Tổng hợp kết tính tốn lượng bổ cập cho nước đất Đơn vị chứa nước Phương án I Khai thác (m3/ng) Lượng cung cấp (m3/ng) Phương án II Khai thác (m3/ng) % lượng cung cấp Nguồn cung cấp 991,860 Lượng cung cấp (m3/ng) % lượng cung cấp Nguồn cung cấp 836,986 84.39 Sông, biển, thấm xuyên qp2-3 693,990 612,853 88.31 Sông, biển, thấm xuyên qp1 119,760 73,052 61.00 thấm xuyên 259,660 168,243 64.79 thấm xuyên n22 68,244 18,260 26.76 thấm xuyên 145,660 51,648 35.46 thấm xuyên n21 37,664 thấm xuyên 69,869 n13 0 0 thấm xuyên Kêt tổng hợp bảng 3.18 cho thấy tầng chứa nước pleistocen – nguồn cung cấp từ sông, biển thấm xuyên từ tầng chứa nước nằm nằm Tổng lượng cung cấp chiếm 80% tổng lượng khai thác lượng khai thác tăng lượng cung cấp tăng phần trăm tham gia vào tổng lượng khai thác lại giảm Điều phù hợp với thực tế tổng lượng khai thác tăng trữ lượng tĩnh tham gia vào hình thành trữ lượng khai thác lớn 23 Các tầng chứa nước pleistocen phức hệ chứa nước pliocen nhận lượng cung cấp từ thấm xuyên Quá trình thấm xuyên xảy theo chiều ngược, tức thấm xuyên từ tầng lên tầng Tầng chứa nước pleistocen nhận lượng cung cấp chiếm khoảng 60 – 65% tổng lượng khai thác tầng Các tầng chứa nước nằm khơng khai thác nước khơng nhận nguồn cung cấp, ngược lại chúng bị xâm phạm vào trữ lượng tĩnh thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng khai thác phía 3.5 Kết xác định lượng trữ lượng khai thác Trữ lượng khai thác, hay trữ lượng tiềm vùng lượng nước khai thác từ tầng chứa nước vùng mà khơng làm suy thối, cạn kiệt nguồn nước biến đổi mơi trường vượt mức cho phép 3.5.1 Phương án xác định trữ lượng khai thác Để xác định trữ lượng khai thác chúng tơi tiến hành thiết kế bố trí giếng khai thác trải diện tích vùng chứa nước nhạt tầng chứa nước (ranh giới mặn nhạt tầng chứa nước xác định thời điểm năm 2005) tầng chứa nước Lưu lượng lỗ khoan thử dần nguyên tắc khai thác với lưu lượng khơng bị xâm nhập mặn (hoặc xâm nhập mặn không đáng kể) Đồng thời lưu lượng giếng khai thác không vượt lưu lượng thực tế giếng xác định qua tài liệu hút nước thực tế (khi thực đề án, dự án) Sau nhiều lần thử chạy mơ hình với lưu lượng lỗ khoan khai thác thay đổi sau lần chạy xác định lưu lượng lỗ khoan để thỏa mãn điều kiện khai thác với lưu lượng hạn chế mức tối đa trình xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng nằm ngang 3.5.2 Kết xác định trữ lượng khai thác Kết tính toán cân nước, xâm nhập mặn theo phương án III trình bày bảng từ 3.19 đến 3.23 + Tầng chứa nước pleistocen – Tổng lưu lượng khai thác từ tầng chứa nước 444,040 m3/ng Tầng nhận cung cấp từ sông Hậu 125,966 m3/ng (lượng vào từ sông 144,690 m3/ng, sơng 18,724 m3/ng), đồng thời tầng không nhận cung cấp thấm xuyên mà thấm xuyên cung cấp cho tầng chứa nước nằm lượng 98,781 m3/ng Bản đồ cao độ mực nước dự báo hình 3.66 cho thấy đến năm 2020 cao độ mực nước thấp tầng chứa nước – 9m Phễu hạ thấp mực nước có phân bố có tâm nằm trung tâm vùng nghiên cứu, khơng có điểm hạ thấp mực nước cục Tương ứng với sơ đồ khai thác hạ thấp mực nước tầng chứa nước q trình biến đổi độ tổng khống hóa tầng chứa nước thể hình 3.67 Bản thể phân bố độ tổng khoáng hoá tầng chứa nước qp2-3 thời điểm ban đầu thời điểm dự báo năm 2020 Nhìn chung phân bố độ tổng khống hố thời điểm năm 2020 khơng bị biến đổi đáng kể so với thời điểm ban đầu năm 2006 Bảng 3.19 Cân nước tầng chứa nước qp2-3 theo phương án III Thành phần Từ tầng chứa Từ sông Từ Biển TX Từ TX Từ 2010 131,020 112,140 241,280 43,582 110,670 2015 2020 139,270 101,100 293,560 54,646 110,140 24 86,780 144,690 330,370 62,636 96,166 Tổng đến Trữ vào tầng Ra Biển Ra sông TX Xuống TX Lên Khai thác Tổng 638,700 982 20,947 171,840 886 444,000 638,690 698,720 367 41,119 212,300 896 444,000 698,720 720,640 286 18,724 256,860 723 444,000 720,640 Phần lớn diện tích tầng chứa nước pleistocen - chứa nước nhạt Chỉ phần nhỏ diện tích TX Sóc Trăng thành phố Cà Mau nước bị nhiễm mặn cục bộ, nguyên nhân khai thác nước thời điểm làm xâm nhập mặn vào tầng chứa nước theo chiều thẳng đứng + Tầng chứa nước pleistocen Tổng lượng khai thác tầng 215,500 m3/ng Tầng chứa nước nhận thấm xuyên bổ cập cho tầng tăng dần theo năm khai thác Thời điểm năm 2010 lượng thấm xuyên nhận 100,912 m3/ng, thời điểm năm 2015 127,340 m3/ng đến năm 2020 157,942 m3/ng (lấy tổng lượng thấm xuyên đến tầng trừ lượng thấm xuyên khỏi tầng) Cao độ mực nước thấp tầng chứa nước qp1 thời điểm 2020 -8m Hình phễu hạ thấp mực có tâm phễu nằm trung tâm vùng nghiên cứu Sự biến đổi độ tổng khống hóa tầng chứa nước theo thời gian trình bày hình 3.69 Trên đồ cho thấy độ tổng khoáng hoá dự báo năm 2020 chưa có biến đổi so với thời điểm năm 2006 Bảng 3.20 Cân nước tầng chứa nước qp1 theo phương án III Thành phần cân Từ tầng chứa TX.từ TX.từ Tổng đến Trữ vào tầng TX.lên TX.xuống Khai thác Tổng 2010 2015 115,100 172,480 76,395 363,980 508 109,490 38,473 215,500 363,970 2020 88,198 213,180 85,993 387,370 48 109,180 62,644 215,500 387,370 57,589 257,550 81,015 396,160 32 95,698 84,925 215,500 396,160 + Phần phức hệ chứa nước pliocen Kết tính tốn cân nước cho thấy lượng khai thác từ tầng chứa nước 149,000 m3/ng Tầng chứa nước nhận lượng cung cấp thấm xuyên tăng dần theo thời gian Đến năm 2010 tầng nhận lượng 65,483 m3/ng, năm 2015 nhận lượng 73,446 m3/ng, đến năm 2020 nhận lượng 82,721 m3/ng (xem bảng 3.21).Bản đồ dự báo mực nước hạ thấp dự báo phần phức hệ chứa nước Pliocen thời điểm 2020 trình bày hình 3.70 Trên đồ cho thấy cao độ mực nước hạ thấp dự báo lớn thời điểm năm 2020 -7 m Sự biến đổi độ tổng khoáng tương tự tầng chứa nước Pleistocen dưới, độ tổng khoáng hoá phần phức hệ chứa nước pliocen không biến đổi theo thời gian 25 Bảng 3.21 Cân nước phần tầng chứa nước n22 theo phương án III Thành phần cân Từ tầng chứa TX.từ TX.từ Tổng đến Trữ vào tầng TX.xuống TX.lên Khai thác Tổng 2010 83,601 39,330 124,440 247,371 86 -23,504 -74,783 -149,000 247,373 2015 75,553 63,495 131,370 270,418 -36,572 -84,847 -149,000 270,419 2020 66,281 85,601 126,850 278,732 -49,517 -80,213 -149,000 278,730 + Phần phức hệ chứa nước pliocen Kết tính tốn cân cho thấy lượng khai thác từ tầng 88,500 m3/ng Tầng chứa nước không nhận cung cấp thấm xuyên mà thấm xuyên cung cấp cho tầng chứa nước nằm Theo kết tính cân cho thấy năm 2010 tầng chứa nước bị lượng 45,563 m3/ng, năm 2015 lượng 38,167 m3/ng, đến năm 2020 24,513 m3/ng (xem bảng 3.21) Bản đồ cao độ mực nước dự báo phức hệ chứa nước Pliocen cho thấy cao độ mực nước thấp thời điểm năm 2020 -7 m Tâm phễu hạ thấp mực nước phân bố ranh giới tỉnh Cà Mau, Kiên Giang Bảng 3.22 Cân nước phần tầng chứa nước n21 theo phương án III Thành phần cân Từ tầng chứa TX.từ TX.từ Tổng đến Trữ vào tầng TX.lên TX.xuống Khai thác Tổng 2010 134,130 24,088 54,142 212,360 69 123,550 243 88,500 212,362 2015 126,670 37,129 55,551 219,350 130,540 307 88,500 219,347 2020 113,020 50,065 51,992 215,077 126,160 410 88,500 215,070 Hầu hết phần phức hệ chứa nước pliocen bị mặn ngoại trừ thấu kính nước nhạt dải nước nhạt phân bố kéo dài dọc theo sông Hậu từ An Giang đến Sóc Trăng Thấu kính nước nhạt phân bố khu vực giáp ranh tỉnh Kiên Giang, Cà Mau Bạc Liêu, độ tổng khoáng hoá thấu kính nhỏ 1000 mg/l khơng bị thu hẹp diện tích khai thác nước Dải nước nhạt - lợ có độ tổng khống hố nhỏ 1300 mg/l phân bố kéo dài từ An Giang đến Sóc Trăng khơng biến đổi nhiều so với thời điểm ban đầu, năm 2006 + Phức hệ chứa nước miocen Phức hệ chứa nước không khai thác, tầng nằm khai thác nước phức hệ chứa nước miocen thấm xuyên “ngược” cung cấp cho tầng chứa nước nằm Theo kết tính tốn cân cho thấy năm 2010 thấm xun 52,887 m3/ng, năm 2015 54,274 m3/ng đến năm 2020 50,712 m3/ng (xem bảng 3.23) Kết dự báo hạ thấp mực nước hình 3.74 cho thấy cao độ mực nước hạ thấp lớn thời điểm năm 2020 -7m có tâm phễu phân bố trùng với tâm phếu hạ thấp mực nước phần phức hệ chứa nước Pliocen Mặc dù phức hệ chứa nước Miocen chưa có cơng trình khai thác nước mực nước bị hạ thấp 26 Nguyên nhân hạ thấp mực nước thấm xuyên ngược để cung cấp cho tầng chứa nước nằm Theo tài liệu có phức hệ chứa nước miocen tồn thấu kính nước nhạt nhỏ phân bố Sóc Trăng Tuy nhiên, tài liệu điều tra nghiên cứu phức hệ hạn chế, mơ hình tính tốn, dự báo biến đổi chất lượng nước cho thấu kính Kết phương án III cho thấy chúng không bị biến đổi thu hẹp khai thác nước theo sơ đồ khai thác thiết kế Bảng 3.23 Cân nước phức hệ chứa nước n13 theo phương án III Thành phần tham gia Từ tầng chứa Tx.từ Tổng đến Trữ vào tầng TX.lên Tổng 2010 52,902 245 53,147 24 53,123 53,147 2015 54,275 309 54,584 54,583 54,583 2020 50,713 414 51,127 51,126 51,126 Tổng lượng khai thác vùng nước nhạt (theo phương án III) 444,040 + 215,500 + 149,000 + 88,500 = 897,040 m3/ng, Lưu lượng khai thác gần lưu lượng khai thác thời điểm năm 2005 (bảng 3.5) mà không xảy tượng xâm nhập mặn Tuy nhiên sơ đồ khai thác phải bố trí hệ thống lỗ khoan trải toàn diện tích vùng nhạt So sánh mực nước hạ thấp phương án cho thấy khai thác với sơ đồ theo phương án III mực nước hạ thấp nhỏ Như trữ lượng khai thác tầng chứa nước xác định sau: - Tầng chứa nước pleistocen - (qp2-3): 444,040 m3/ng - Tầng chứa nước pleistocen (qp1): 215,500 m3/ng - Phức hệ chứa nước pliocen (N22, N21): 149,000 + 88,500 = 237,500 m3/ng - Phức hệ chứa nước holocen không khai thác bị nhiễm mặn; phức hệ miocen không khai thác bị nhiễm mặn nằm sâu phải đầu tư tốn xây dựng cơng trình Từ kết tính tốn, dự báo phương án khai thác vùng thấy tổng lượng nước đất khai thác tồn vùng phía Tây sơng Hậu vào khoảng 900.000m3/ngày, tương đương với tổng lượng khai thác vùng mà không gây tượng xâm nhập mặn xâm nhập mặn không đáng kể Trong đó, với tổng lượng khai thác tương đương với trạng bố trí cơng trình nay, phương án tính tốn dự báo thực tế xảy xâm nhập mặn Nguyên nhân cơng trình khai thác nay, cơng trình khai thác nước lớn (như thị xã Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng) tập trung chủ yếu số khu vực vào tầng chứa nước pleistocen – nên gây hạ thấp cục lớn, tạo điều kiện cho thấm xuyên từ tầng trên, tầng từ biển vào Trong nước đất tầng (phức hệ chứa nước holocen) bị mặn Như vậy, để khai thác an tồn ngồi việc khống chế lưu lượng khai thác nhỏ tương đương trữ lượng khai thác, cần phải quy hoạch khai thác hợp lý nguồn nước, lượng nước khai thác cần phải phân bổ vào tầng chứa nước cho giảm thiểu tối đa thấm xuyên Đồng thời hệ thống cơng trình cần bố trí hợp lý, tránh việc tập trung q nhiều cơng trình vào diện tích nhỏ mà cần bố trí cơng trình khai thác với khoảng cách cơng trình đủ lớn để tránh tạo nên hạ thấp mực nước lớn, cục 27 Tóm lại từ kết chạy mơ hình dự báo theo phương án khai thác khác cho số nhận xét sau: - Nguồn cung cấp chủ yếu cho tầng chứa nước từ biên từ sông Hậu, mạng lưới kênh rạch cung cấp cho tầng chứa nước, phần bị nước biển xâm nhập vào tầng chứa nước, tầng chứa nước nằm Ngoài cung cấp từ nguồn bên ngồi vùng nghiên cứu cịn sảy tượng thấm xuyên trao đổi nước tầng chứa nước với Đặc biệt tầng khai thác nước mạnh nhận cung cấp đáng kể từ tầng chứa nước liền kề Lượng cung cấp từ nguồn thường chiếm tỉ trọng lớn tổng lượng khai thác - Với sơ đồ khai thác phương án I phương án II trình xâm nhập mặn sảy mạnh mẽ theo chiều ngang chiều thẳng đứng Tầng chứa nước trầm tích Pleistocen - có tổng lượng khai thác lớn chiếm khoảng 80% tổng lượng khai thác toàn vùng Vì trình xâm nhập mặn vào tầng chứa Pleistocen – sảy mạnh mẽ Đển năm 2020 diện tích nước nhạt tầng chứa nước nửa so với thời điểm - Tại vùng khai thác mạnh Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng cơng trình khai thác nước bố trí với khoảng cách gần gây hạ thấp mực nước cục Điều thể rõ nét đồ cao độ mực nước dự báo tầng chứa nước theo phương án I phương án II Sự hạ thấp mực nước cục thúc đẩy mạnh mẽ trình xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng Điều thể xuất thấu kính nước mặn phân bố vùng khai thác cục vùng xung quanh tồn nước nhạt - Phương án III thiết kế riêng để xác định trữ lượng khai thác tầng chứa nước Sự phân bố đồng lượng nước khai thác cho tầng chứa nước hạn chế hạ thấp mực nước cục Kết dự báo hạ thấp mực nước theo phương án cho thấy hạ thấp mực nước xảy cho toàn vùng nghiên cứu cho tất tầng chứa nước Kết tính tốn cân nước theo phương án III cho thấy lượng nước thấm xuyên tầng chứa nước không đáng kể Tâm phễu hạ thấp mực nước tầng chứa nước phân bố trùng nhau, đồng thời cao độ mực nước tầng chứa nước có giá trị trênh lệch (tầng qp23 9m, tầng qp1, n22, n21, n13 -7m) Tuy thực tế phương án III phương án khai thác khơng khả thi - Từ kết tính tốn phương án cho thấy với sơ đồ khai thác chưa thật hợp lý cơng trình khai thác q tập trung vào tầng chứa nước, cơng trình khai thác bố trí gần gây hạ thấp mực nước lớn, cục số vị trí, tầng chứa nước tồn hệ thống Đây nguyên nhân thúc đẩy trình xâm nhập mặn sảy mạnh mẽ gây lún đất Kết tính tốn cân nước theo phương án cho thấy với tổng lưu lượng khai thác khoảng 882.000 m3/ng gần đạt đến trữ lượng khai thác (trữ lượng khai thác khoảng 900.000 m3/ng) Tuy nhiên điều khơng có nghĩa khơng thể mở rộng, tăng lưu lượng khai thác nước ngầm vùng nghiên cứu Việc mở rộng khai thác thực nhiên cần phải chấp nhận đồng thời với việc khai thác nước trình xâm nhập mặn sảy - Với sơ đồ khai thác với tổng lưu lượng khoảng 882.000 m3/ng chưa lớn trữ lượng khai thác hạ thấp mực nước lớn, cục xâm nhập mặn vào tầng chứa nước sảy mạnh chứng minh tính khơng ổn định, khơng bền vững sơ đồ khai thác Vì để bảo vệ khai thác bền vững 28 cần tiến hành điều tra chi tiết quy hoạch khai thác nước đất cách hợp lý - Để tăng hiệu việc khai thác nước đất áp dụng cơng nghệ khai thác khác, ví dụ dùng “cặp giếng khoan” khai thác bổ sung nhân tạo Phương án bổ sung nhân tạo nhìn chung khả thi vùng đồng tỉnh phía Tây sơng Hậu có tiềm lớn nguồn nước mặt nguồn nước mưa 29 CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 4.1 Những kết đạt đề tài - Đề tài giải mục tiêu nhiệm vụ, nội dung đề thuyết minh đề cương phê duyệt - Trong trình thu thập, tổng hợp, phân tích tài liệu q trình điều tra bổ sung trạng khai thác nước đất tỉnh vùng nghiên cứu làm rõ thêm điều kiện địa chất thủy văn, trạng khai thác nước đất tình hình xâm nhập mặn thực tế diễn các tầng chứa nước khu vực thuộc vùng phía tây sơng Hậu - Kết nghiên cứu, thiết lập mơ hình nước đất kết chạy mơ hình theo phương án khác khu vực làm rõ điều kiện hình thành trữ lượng khai thác, nguồn hình thành trữ lượng khai thác, nguồn cung cấp cho tầng chứa nước toàn khu vực đồng phía Tây sơng Hậu Những giả thuyết nghiên cứu trước cho rằng, nước tầng chứa nước sâu đồng sơng Cửu Long có nguồn gốc “chơn vùi” kết nghiên cứu cân nước, xác định nguồn bổ cập cho nước đất tầng (chủ yếu tầng thuộc phức hệ Pliocen Miocen) phần chứng minh điều (các tầng sâu khơng nhận cung cấp từ tầng mà ngược lại chúng thấm ngược cung cấp cho tâng trên, tham gia vào nguồn hình thành trữ lượng khai thác tầng Đề tài tiến hành xác định lượng cung cấp nước đất theo phương án khai thác phương án khai thác với lưu lượng phương án khai thác có lưu lượng tăng dần theo năm dựa kết xác định nhu cầu sử dụng nước vùng đến năm 2020 Kết dự báo xâm nhập mặn theo phương án khai thác cho thấy, với lượng nước khai thác trạng bố trí cơng trình khai thác nước đất nay, khả xảy xâm nhập mặn hạ thấp mực nước khu vực khó tránh khỏi, cụ thể tầng chứa nước Pleistocen – bị xâm nhập mặn với tốc độ lớn theo chiều ngang thẳng đứng, tầng chứa nước Pliocen bị nhiễm mặn ngang cục số khu vực - Đặc biệt, lần mơ hình dịng ngầm ba chiều ứng dụng để xác định lượng cung cấp trữ lượng khai thác tầng chứa nước nguồn nước đất vùng phía tây sơng Hậu Cụ thể, kết tính mơ hình xác định trữ lượng khai thác cho tầng chứa nước toàn vùng khoảng 900.000m3/ngày Trong đó: + Tầng chứa nước Pleistocen – trên: 444,000m3/ngày + Tầng chứa nước Pleistocen dưới: 215,500 m3/ngày + Phức hệ chứa nước Pliocen (cả phần dưới): 237,500 m3/ngày - Kết thực đề tài cho thấy, mặt hạn chế theo chúng tơi kết tính tốn mơ hình phù hợp với thực tế Vùng dự báo hạ thấp mực nước lớn mơ hình rơi vào khu vực khai thác lớn tập trung, tầng chứa nước bị hạ thấp lớn có nguy xâm nhập mặn lớn tầng tập trung cơng trình khai thác khai thác với quy mô lớn… Kết nghiên cứu đề tài sở để đề giải pháp quản lý, phục vụ việc lập quy hoạch khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước nói chung nước đất nói riêng vùng đồng phía tây sơng Hậu Kết nghiên cứu đề tài đồng thời sở cho việc đề xuất nội dung điều tra, nghiên cứu tiếp 30 theo lĩnh vực tài nguyên nước, sách đầu tư định hướng khai thác, sử dụng nguồn nước cấp nước khu vực 4.2 Những hạn chế, tồn tại: Tuy kết tính tốn mơ hình giải mục tiêu nhiệm vụ đặt đề tài, nhận thấy kết nghiên cứu, tính tốn mơ hình cịn hạn chế gặp phải số khó khăn sau: - Các số liệu cần thiết làm đầu vào mơ hình chưa có đầy đủ Cụ thể là: + Tài liệu, số liệu điều tra xác định phân bố, quy luật biến đổi tầng chứa nước, thông số địa chất thủy văn tầng chứa nước có thưa (khu vực Cà Mau, Bạc Liêu có vài số liệu hệ số thấm, hệ số nhả nước tầng chứa nước); số liệu nghiên cứu tầng sâu, tầng phân bố vùng biển ven bờ chưa có; nghiên cứu, thí nghiệm xác định thơng số phục vụ cho toán dịch chuyển vật chất, đánh giá xâm nhập mặn chưa có mà chủ yếu đưa vào mơ hình phải lấy theo kinh nghiệm tra bảng chuyên môn, vùng nghiên cứu vùng rộng, điều kiện phân bố chế độ thủy địa hóa tầng chứa nước phức tạp Đặc biệt khó khăn làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến kết tính tốn mơ hình thiếu tài liệu xác trạng khai thác, sử dụng nước đất khu vực tầng chứa nước + Tài liệu quan trắc nước đất sở quan trọng để chỉnh lý mơ hình đến mạng quan trắc cịn q thưa, số liệu làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến kết hiệu chỉnh mơ hình + Việc tổng hợp, thu thập chỉnh biên tài liệu thu thập từ đề án, dự án thực để làm số liệu đầu vào cho mơ hình gặp nhiều khó khăn tài liệu làm nhiều hệ tọa độ khác nhau, nhiều mẫu khác nhau, quan điểm phân chia ĐCTV chưa thống 4.3 Đề xuất kiến nghị Nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước đất đồng sông Cửu Long nói chung vùng tây sơng Hậu nói riêng đến hạn chế, nghiên cứu thực vùng kết nghiên cứu đề tài đánh giá mức sơ điều kiện địa chất thủy văn, đặc điểm hình thành trữ lượng nguồn hình thành trữ lượng nước đất Để có sở quy hoạch khai thác, sử dụng hợp lý bảo vệ nguồn nước đất vùng, vấn đề quan trọng cần phải điều tra, nghiên cứu làm rõ phạm vi, diện phân bố vùng, khối nước mặn đặc điểm di chuyển chúng; tiềm trữ lượng nguồn hình thành trữ lượng tầng sâu; diện tích trữ lượng nước khai thác tồn khu vực… Để làm rõ vấn đề nêu cần phải tiếp tục cơng tác điều tra để có đầy đủ tài liệu, số liệu điều tra nước đất, nước mặt, tài liệu số liệu quan trắc tài liệu trạng khai thác sử dụng nước đất vùng Trong giai đoạn tiếp theo, có số liệu điều tra bổ sung khu vực tiếp tục sử dụng tài liệu để cập nhật vào mơ hình số làm xác thêm số liệu đầu vào cho mơ hình Mơ hình nước đất tỉnh đồng phía Tây sơng Hậu chúng tơi sử dụng để phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước, cơng tác cấp phép thăm dị, khai thác, công tác lập quy hoạch khai thác sử dụng nước đất Đồng thời chuyển giao mơ hình kết thực đề tài cho địa phương vùng dự án để sử dụng công tác quản lý tài nguyên nuớc địa phương 31
Ngày đăng: 05/10/2023, 20:57
Xem thêm:
