Ứng dụng gis để quản lý nước dưới đất tại thành phố buôn ma thuột, tỉnh đắk lắk

Vì vậy cần tiến hành thu thập các tài liệu liên quan đến lượng bổ cập, hệ số thấm, độ tổng khoáng hóa, chiều dày, lượng khai thác của mỗi tầng chứa nước phân bố trên địa bàn thành phố Bu

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

-

VÕ VĂN TIỀN KHÔI

ỨNG DỤNG GIS ĐỂ QUẢN LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI THÀNH PHỐ BUÔN MA THUỘT, TỈNH ĐẮK LẮK

ĐÀ NẴNG - 2023

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA SINH – MÔI TRƯỜNG

-

VÕ VĂN TIỀN KHÔI

ỨNG DỤNG GIS ĐỂ QUẢN LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Luận văn “Ứng dụng GIS để quản lý nước dưới đất tại Thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk” là công trình nghiên cứu của

tôi, các số liệu trong luận văn được sử dụng trung thực, kết quả nghiên cứu

trong luận văn này chưa từng được công bố tại bất kỳ công trình nào khác

Đà Nẵng, ngày 06 tháng 06 năm 2023

Tác giả luận văn

Võ Văn Tiền Khôi

TRANG THÔNG TIN LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tên đề tài: ỨNG DỤNG GIS ĐỂ QUẢN LÝ NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI THÀNH

PHỐ BUÔN MA THUỘT, TỈNH ĐẮK LẮK

Ngành: Quản lý tài nguyên và môi trường Họ và tên học viên: Võ Văn Tiền Khôi

Người hướng dẫn khoa học: TS Kiều Thị Kính

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt: Thành phố Buôn Ma Thuột có nguồn nước dưới đất vô cùng phong phú, nhưng việc khai thác nước dưới đất chưa được quy hoạch đã dẫn đến việc thiếu hụt nước và suy giảm trữ lượng một cách nghiêm trọng, hơn nữa còn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh cũng như đời sống người dân Nguyên nhân xuất phát từ nhu cầu sử dụng nước trong sinh hoạt cũng như hoạt động sản xuất nông nghiệp của người dân Vì vậy cần tiến hành thu thập các tài liệu liên quan đến lượng bổ cập, hệ số thấm, độ tổng khoáng hóa, chiều dày, lượng khai thác của mỗi tầng chứa nước phân bố trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột

Nghiên cứu này xây dựng 15 bản đồ quan trắc của từng yếu tố riêng biệt như lượng bổ cập, hệ số thấm, độ tổng khoáng hóa, chiều dày tầng chứa nước và lượng khai thác nước dưới đất dựa trên tầm quan trọng và khoảng giá trị của các yếu tố bằng phương pháp nội suy tuyến tính Kriging và phương pháp đánh giá đa tiêu chí Từ đó, sử dụng phương pháp chỉ số và chồng lớp bản đồ để xây dựng 3 bản đồ quan trắc của 3 tầng chứa nước và chọn ra tầng chứa nước và vùng ưu tiên trong tầng chứa nước để quan trắc

Trong 3 tầng chứa nước là Bazan, Jura, Holocen thì trong vùng quan trắc rất ưu tiên thì tầng chứa nước Bazan có diện tích lớn nhất là 84,45 km2; vùng quan trắc ưu tiên có tổng diện tích là 156,19 km2 trong đó tầng chứa nước Bazan có diện lớn nhất là 145 km2, tiếp đến là tầng chứa nước Jura có diện tích là 11,19 km2; vùng quan trắc ưu tiên trung bình có tổng diện tích là 135,39 km2, trong đó tầng chứa nước Bazan có diện tích là 106,7 km2, tầng chứa nước Jura có diện tích là 28,69 km2 Đối với tầng chứa nước Bazan thì kết quả cho thấy khu vự ưu tiên quan trắc gồm gồm các phường xã thuộc khu vực trung tâm thành Buôn Ma Thuột: phường Thành Công, phường Tân Tiến, phường Tân Lợi, phường Thành Nhất, phường Tân An, phường Thống Nhất và xã Cư Ea Bur; Đối với tầng chứa nước Jura khu vực ưu tiên quan trắc gồm các xã Ea

Kao, xã Hoà Khánh và xã Hoà Thắng; Còn với tầng chứa nước Holocen thì không cần thiết

Từ khóa: GIS, nước dưới đất, Buôn Ma Thuột, bản đồ

Xác nhận của giáo viên hướng dẫn

Kiều Thị Kính

Người thực hiện đề tài

Võ Văn Tiền Khôi

MASTER’S THESIS INFORMATION

Topic: APPLICATION GIS FOR MANAGEMENT OF SURFACE

WATER IN BAN MA THUOT CITY, DAK LAK PROVINCE

Major: Resource and environmental management Researcher: Vo Van Tien Khoi

Instructor: PhD Kieu Thi Kinh

Training institution: University of Education – the University of Danang

Abstract: Buon Ma Thuot city has an extremely rich underground water source, but the exploitation of underground water has not been planned, leading to a serious shortage of water and depletion of reserves, further affecting the environment surroundings as well as people's lives It is required to investigate and evaluate the need to use water in daily life as well as agricultural production activities of the people Therefore, this study aims to collect documents related to the amount of replenishment, permeability coefficient, total mineralization, thickness, and exploitation amount of each aquifer distributed in Buon Ma Thuot city

The study has been conducted to build 15 monitoring maps of each individual factor such as recharge amount, permeability coefficient, total mineralization, aquifer thickness and groundwater extraction based on the importance and range of the factors by Kriging linear interpolation method and multi-criteria evaluation method From there, using index and map overlay method to build 3 monitoring maps of 3 aquifers and select aquifers and priority areas in aquifers for monitoring

Of the three aquifers Basalt, Jura, Holocene, in the very priority monitoring area, the Basalt aquifer has the largest area of 84.45 km2; The priority monitoring area has a total area of 156.19 km2, in which the Basalt aquifer has the largest area of 145 km2, followed by the Jura aquifer with an area of 11.19 km2; The average priority monitoring area has a total area of 135.39 km2, of which the Basalt aquifer has an area of 106.7 km2 Jura aquifer has an area of 28.69 km2 For the Basalt aquifer, the results show that the priority monitoring area includes wards and communes in the central area of the city Buon Ma Thuot: Thanh Cong Ward, Tan Tien Ward, Tan Loi Ward, Thanh Nhat Ward, Tan An Ward, Thong Nhat Ward and Cu Ea Bur Commune; For the Jura aquifer, priority monitoring areas include Ea Kao, Hoa Khanh and Hoa Thang communes; As for the Holocene aquifer, it's not necessary

Key words: GIS, underground water, Buon Ma Thuot, maps

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

Hệ thống thông tin địa lí toàn cầu GIS

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Chi tiết các tầng nước dưới đất 12

Hình 1.2 Lượng nước trên toàn thế giới 13

Hình 1.3 Các quốc gia có lượng khai thác NDĐ hàng năm ước tính lớn nhất (2010) 14

Hình 1.4 Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu 15

Hình 1.5 Bản đồ hành chính Buôn Ma Thuột 19

Hình 1.6 Biểu đồ Lượng mưa và nhiệt độ trạm KTTV Buôn Ma Thuột 21

Hình 1.7 Bản đồ ĐCTV vùng Buôn Ma Thuột 25

Hình 2.1 Sơ đồ các bước thực hiện nghiên cứu 35

Hình 2.2 Chuẩn hóa dữ liệu Lượng bổ cập trên phần mềm Surfer 43

Hình 2.3 Chuẩn hóa dữ liệu Hệ số thấm trên phần mềm Surfer 44

Hình 2.4 Chuẩn hóa dữ liệu Độ tổng khoáng hóa trên phần mềm Surfer 45

Hình 2.5 Chuẩn hóa dữ liệu Chiều dày TCN trên phần mềm Surfer 46

Hình 2.6 Chuẩn hóa dữ liệu Lưu lượng khai thác trên phần mềm Surfer 47

Hình 2.7 Sử dụng phần mềm Surfer xây dựng các bản đồ chỉ số quan trắc nước dưới đất TP Buôn Ma Thuột 54

Hình 2.8 Ứng dụng Phần mềm Mapinfo trình bày các bản đồ chỉ số nước dưới đất 56

Hình 2.9 Các dạng chồng lấp bản đồ 57

Hình 2.10 Nguyên lý khi chồng lấp các bản đồ 57

Hình 2.11 Chồng lớp bản đồ theo phương pháp cộng 58

Hình 3.1 Giá trị chỉ số của lượng bổ cập cho TCN Bazan 60

Hình 3.2 Giá trị chỉ số của lượng bổ cập cho TCN Jura 61

Hình 3.3 Chỉ số lượng bổ cập cho TCN Holocen 62

Hình 3.4 Giá trị chỉ số hệ số thấm của TCN Bazan 63

Hình 3.5 Giá trị chỉ số hệ số thấm của TCN Jura 64

Hình 3.6 Giá trị chỉ số hệ số thấm của TCN Holocen 65

Hình 3.7 Chỉ số độ tổng khoáng hóa của TCN Bazan 66

Hình 3.8 Chỉ số độ tổng khoáng hóa của TCN Jura 67

Hình 3.9 Chỉ số độ tổng khoáng hóa của TCN Holocen 68

Hình 3.10 Chỉ số chiều dày TCN của TCN Bazan 70

Hình 3.11 Chỉ số chiều dày TCN của TCN Jura 71

Hình 3.12 Chỉ số chiều dày TCN của TCN Holocen 72

Hình 3.13 Chỉ số lưu lượng khai thác của TCN Bazan 73

Hình 3.14 Chỉ số lưu lượng khai thác của TCN Jura 74

Hình 3.15 Chỉ số lưu lượng khai thác của TCN Holocen 75

Hình 3.16 Bản đồ chỉ số quan trắc TCN Bazan 78

Hình 3.17 Bản đồ chỉ số quan trắc TCN Jura 79

Hình 3.18 Bản đồ chỉ số quan trắc TCN Holocen 80

Hình 3.19 Mạng lưới quan trắc hiện hữu trên địa bàn TP Buôn Ma Thuột 81

Hình 3.19 Mạng lưới quan trắc hiện hữu trên địa bàn TP Buôn Ma Thuột 82

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Lượng mưa và nhiệt độ TP Buôn Ma Thuột giai đoạn 2010 - 2020 20

Bảng 1.2 Đặc điểm các sông 22

Bảng 2.1 Khoảng giá trị và điểm số của các yếu tố 41

Bảng 2.2 Trọng số của các yếu tố quan trắc TNNDD TP Buôn Ma Thuột 42

Bảng 3.1: Lượng mưa hữu hiệu (Lượng mưa – lượng bốc hơi), mm 59

Bảng 3.2: Lượng bổ cập NDĐ 59

Bảng 3.3: Giá trị của chỉ số chiều dày TCN Bazan, m 69

Bảng 3.4: Bảng giá trị chỉ số chiều dày TCN của TCN Jura, m 69

Bảng 3.5: Bảng giá trị chỉ số chiều dày TCN của TCN Holocen, m 69

Bảng 3.6: Bảng phân chia lượng khai thác NDĐ 73

Bảng 3.7: Kết quả tính giá trị chỉ số quan trắc của các TCN 76

Bảng 3.8 Phân chia giá trị của chỉ số và tính ưu tiên 77

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ii

DANH MỤC HÌNH ẢNH iii

DANH MỤC BẢNG v

MỞ ĐẦU 8

1 Tính cấp thiết của đề tài 8

2 Mục tiêu của Luận văn 9

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu 9

4 Nội dung nghiên cứu 9

5 Phương pháp nghiên cứu 10

6 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn 11

7 Bố cục luận văn 11

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 12

1.1 Tổng quan về nước dưới đất 12

1.2 Đặc điểm địa chất thủy văn của TP Buôn Ma Thuột 24

1.3 Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất 28

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP NGhUYÊN CỨU 35

2.1 Quy trình thực hiện nghiên cứu 35

2.2 Lựa chọn tiêu chí đánh giá chất lượng nước dưới đất 36

2.3 Xác định các yếu tố quan trắc nước dưới đất và trọng số của các yếu

2.4.2 Chuẩn hóa số liệu 42

2.4.3 Ứng dụng GIS nội suy các lớp dữ liệu về chất lượng nước dưới đất 47

2.4.4 Tính toán các chỉ số và xây dựng bản đồ chỉ số thành phần 53

2.4.5 Xây dựng bản đồ quan trắc chất lượng nước dưới đất 53

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59

3.1 Xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc các yếu tố 59

3.1.1 Chỉ số lượng bổ cập 59

3.1.2 Chỉ số hệ số thấm 63

3.1.3 Chỉ số độ tổng khoáng hóa 65

3.1.4 Chỉ số chiều dày tầng chứa nước 69

3.1.5 Chỉ số lưu lượng khai thác 72

3.2 Kết quả xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc nước dưới đất thành phố Buôn Ma Thuột 76

3.3 Thảo luận 81

3.3.1 Đánh giá mạng quan trắc hiện hữu 81

3.3.2 Ưu điểm của bản đồ chỉ số quan trắc 82

3.3.3 Nhược điểm của bản đồ chỉ số quan trắc 83

8

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước là tài nguyên không thể thiếu với sự tồn tại và phát triển của toàn nhân loại Trên trái đất, nước bao phủ 71% diện tích, bao gồm 97% là nước biển còn lại 3% là nước ngọt Trong 3% nước ngọt thì nước dưới đất (NDĐ) chiếm 3/4 còn lại là nước trên ao hồ, sông, suối (Miller, 1988) Đối với khu vực Tây Nguyên tài nguyên nước dưới đất (TNNDĐ) là nguồn cung cấp nước chính vào mùa khô Trong bối cảnh hiện nay với việc mở rộng vùng sản xuất nông nghiệp, phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng hay sự gia tăng về dân số cho nên nhu cầu cấp nước sẽ tăng nhanh theo từng ngày Bên cạnh đó, biến đổi khí hậu (BĐKH) làm thay đổi lượng mưa theo mùa và lượng mưa hàng năm, gây hạn hán kéo dài khiến nhu cầu khai thác và sử dụng nước tăng mạnh trong mùa khô làm cho tình hình khai thác NDĐ ngày càng phức tạp

TP Buôn Ma Thuột là trung tâm văn hoá, chính trị và kinh tế lớn của khu vực Tây Nguyên Cùng với sự phát triển nhanh về kinh tế - xã hội thì nhu cầu sử dụng nước ngày một gia tăng Nơi đây có nguồn NDĐ vô cùng phong phú, nhưng việc khai thác NDĐ chưa được quy hoạch và định hướng khai thác một cách hợp lý nên đã dẫn đến việc thiếu hụt nước và suy giảm trữ lượng một cách nghiêm trọng, hơn nữa còn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh (ô nhiễm) cũng như đời sống người dân (sinh hoạt, tưới tiêu,…) Nguyên nhân xuất phát từ nhu cầu sử dụng nước trong sinh hoạt cũng như hoạt động sản xuất nông nghiệp của người dân; việc tự phát trong khai thác NDĐ chưa được sự quản lý và giám sát của các cấp chính quyền cũng như cơ quan chức năng

Với hiện trạng như trên, việc quản lý TNNDĐ tại địa phương gặp nhiều khó khăn, không chỉ trên các văn bản pháp lý mà còn trong việc truy suất số liệu sau này Việc áp dụng khoa học công nghệ vào công tác quản lý TNNDĐ chưa đạt hiệu quả cao Trong khi đó, ứng dụng GIS vào công tác quản lý tài nguyên nói chung và TNNDĐ nói riêng ngày càng phát triển hơn dựa trên cơ sỡ dữ liệu lớn, phức tạp, giúp cho việc lưu trữ và truy xuất thông tin dễ dàng hơn, đem lại các nhìn khách quan cho các nhà quản lý trong công cuộc quy hoạch Hơn nửa GIS còn là công cụ hỗ trợ rất tốt cho công tác môi trường, tiết

9

kiệm được rất nhiều thời gian, số hoá dữ liệu,… Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong bối cảnh cắt giảm nhân sự ở cơ quan quản lý nhà nước hiện nay

Chính vì những vấn đề nêu trên, đề tài "Ứng dụng GIS để quản lý tài nguyên nước dưới đất tại Thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk" có

tính cấp thiết và được chọn làm đề tài luận văn tốt nghiệp của học viên để chuẩn bị hoàn thành chương trình đào tạo thạc sĩ quản lý tài nguyên và môi trường

2 Mục tiêu của Luận văn

Mục tiêu tổng quan: Ứng dụng GIS để đánh giá và phân vùng chất lượng tài nguyên nước dưới đất tại TP Buôn Ma Thuột

Mục tiêu cụ thể:

 Tổng hợp được các nguồn cơ sở dữ liệu GIS về TNNDD bao gồm: dữ

liệu về trữ lượng và chất lượng qua các năm tại TP Buôn Ma Thuột

 Xây dựng bộ chỉ số quan trắc các tầng chứa nước làm cơ sở dữ liệu

để thành lập bản đồ quan trắc TNNDĐ và xây dựng mạng lưới các công trình quan trắc

 Định hướng các khu vực phân bố của các tầng chứa nước được phép

khai thác, sử dụng NDĐ và hạn chế khai thác sử dụng NDĐ

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: Toàn bộ diện tích tự nhiên của TP Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk

Đối tượng nghiên cứu:

Các tầng chứa nước tại TP Buôn Ma Thuột bao gồm TCN khe nứt - lỗ hổng phun trào bazan (B); TCN khe nứt - vỉa trầm tích Jura (j) và TCN Holocen (q)

4 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập các tài liệu liên quan: lượng bổ cập, hệ số thấm, độ tổng

khoáng hóa, chiều dày và lượng khai thác của mỗi TCN phân bố trên địa bàn

TP Buôn Ma Thuột

10

- Nghiên cứu đề xuất các yếu tố: lượng bổ cập, hệ số thấm, độ tổng

khoáng hoá, chiều dày TCN, lưu lượng khai thác, đánh giá tầm quan trọng của

các yếu tố và cho điểm các yếu tố dựa trên khoảng giá trị của chúng

- Xây dựng các bản đồ chỉ số quan trắc của từng yếu tố riêng biệt (lượng

bổ cập, hệ số thấm, độ tổng khoáng hóa, chiều dày TCN và lượng khai thác

NDĐ) dựa trên tầm quan trọng và khoảng giá trị của các yếu tố

- Xây dựng bản đồ so sánh mức độ ưu tiên của các TCN và các vùng ưu tiên trong một TCN dựa trên khoảng giá trị của chỉ số quan trắc

- Đề xuất một số giải pháp quản lý tài nguyên NDĐ hợp lý

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập tổng hợp và phân tích tài liệu: Thu thập các tài liệu địa chất,

địa chất thuỷ văn, khí tượng thuỷ văn, hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng khai thác nước, số liệu quan trắc mực nước, …

- Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp: Số liệu khai thác nước, số liệu

quan trắc mực nước, tài liệu các lỗ khoan đã thi công trước đây, kết quả phân tích mẫu nước của các lỗ khoan, tài liệu hút nước thí nghiệm

- Phương pháp đánh giá đa tiêu chí: Phương pháp chuyên gia được sử

dụng tiến hành chọn danh sách yếu tố ảnh có ảnh hưởng quan trọng nhất tới mức độ ưu tiên quan trắc, đánh giá trọng số dựa vào tầm quan trọng của các yếu tố, cho điểm mỗi yếu tố dựa vào khoảng giá trị của chúng Ngoài ra, các chuyên gia địa phương còn tham vấn để lựa chọn thứ tự ưu tiên cho từng đối tượng, khu vực hành chính để xây dựng mạng lưới quan trắc

- Phương pháp chuyên gia: Đề tài đã tiến hành khảo sát lấy ý kiến các

chuyên gia địa phương về việc lựa chọn thứ tự ưu tiên cho từng tiêu chí để đánh giá chất lượng nước dưới đất và phân vùng ưu tiên khai thác NDĐ

- Phương pháp chỉ số và chồng lớp bản đồ: Bởi vì một trong các thông

số quan trắc chính của mạng quan trắc NDĐ hiện hữu là mực nước Phương pháp chỉ số sẽ được áp dụng để :

Chọn các yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến NDĐ;

Đánh giá trọng số của mỗi yếu tố tùy tầm quan trọng của chúng;

11

Tính toán, phân chia và cho điểm khoảng giá trị của mỗi yếu tố tùy thuộc vào giá trị của chúng;

Phương pháp GIS được sử dụng để xây dựng bản đồ chỉ số của từng yếu tố dựa vào tổng số điểm của từng chỉ số và xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc dựa trên việc chồng lớp các bản đồ chỉ số của từng yếu tố từ đó tiến hành so sánh để chọn TCN ưu tiên quan trắc và vùng ưu tiên quan trắc trong một TCN

6 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn

Ý nghĩa khoa học: Từ các số liệu đã được nghiên cứu, áp dụng phương pháp GIS xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc NDD và đưa ra đươc các lựa chọn phương pháp thích hợp, thuận lợi khi quản lý, giám sát TNNDĐ cho từng địa phương và khu vực cụ thể

Tính thực tiễn: Kết quả nghiên cứu là tài liệu có thể sử dụng để định hướng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất và hỗ trợ công tác quy hoạch cấp nước các khu vực thiếu nước tại TP Buôn Ma Thuột hay các vùng khác có điều kiện tương tự

Chương I: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu liên quan đến đề tài

Chương II: Phương pháp nguyên cứu xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc

12

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về nước dưới đất

1.1.1 Khái niệm chung

Nước dưới đất là một dạng tồn tại của nước trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang Karst dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người (Vũ Minh Cát và cs, 2002)

Theo độ sâu, có thể chia nước dưới đất thành hai dạng, nước dưới đất tầng mặt (tầng nông) và nước dưới đất tầng sâu Đặc điểm chung ở đây là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình Nước dưới đất tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt Loại nước dưới đất tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm Nước dưới đất tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp, được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước Theo không gian phân bố, một lớp nước dưới đất tầng sâu thường có ba vùng chức năng đó là vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải nước và vùng khai thác nước có áp lực

Khi xuống đến các tầng sâu, nước dưới đất có thể di chuyển được những khoảng cách dài hoặc được trữ lại trong một thời gian dài trước khi được khai thác hoặc có thể thẩm thấu vào sông suối hay đại dương

Hình 1.1 Chi tiết các tầng nước dưới đất

(Nguồn: Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ)

13

1.1.2 Hiện trạng nước dưới đất 1.1.2.1 Nước dưới đất trên thế giới

Theo các chuyên gia, lượng nước dưới đất ngày càng cạn kiệt, một phần do sử dụng quá mức, một phần do nước ô nhiễm không thể sử dụng, điều này sẽ làm mở rộng khu vực khô cằn và bán khô cằn

Hình 1.2 Lượng nước trên toàn thế giới

(Nguồn: Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ)

Theo tính toán của các nhà địa chất Mỹ toàn trái đất có khoảng 1.357,5 triệu km3 nước, thì chỉ có 3% là nước nhạt (ngọt), phần còn lại (97%) là nước mặn trong các đại dương Trong số 3% tổng nước ngọt trên trái đất thì có tới 77% nằm ở vùng đóng băng vĩnh cửu (các khối băng vùng bắc cực, nam cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở lại có thể khai thác sử dụng được, còn 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở xuống không thể khai thác sử dụng trong điều kiện kỹ thuật hiện nay

Các nước trên thế giới khai thác sử dụng nước dưới đất không đồng đều Toàn thế giới, hàng năm khai thác khoảng 800 km3 (2.191.781.000,0 m3/ngày) từ nước dưới đất Trong đó Châu Phi là 35 km3/năm (95.890.411 m3/ngày); Bắc và Trung Mỹ: 150 km3/năm (410.959.000 m3/ngày); Nam Mỹ: 25 km3/năm; Châu Á: 500 km3/năm; Châu Âu: 80 km3/năm; Châu Úc và Châu Đại Dương: 10 km3/năm

14

Có 10 nước khai thác nước dưới đất lớn nhất (chiếm 74% trữ lượng nước dưới đất khai thác trên toàn thế giới) là Ấn Độ: 190 km3/năm; Mỹ: 115 km3/năm; Trung Quốc: 97 km3/năm; Pakistan: 55 km3/năm; Iran: 53 km3/năm; Mexico: 25 km3/năm; Arabia Saudi: 21 km3/năm; Nhật Bản: 13,2 km3/năm; Indonesia: 12,5 km3/năm và Nga: 11,6 km3/năm (Theo Exploitation and Utilization of Groundwater around the World Jean Margat UNESCO 10/2000)

Hình 1.3 Các quốc gia có lượng khai thác NDĐ hàng năm ước tính lớn nhất (2010) (Nguồn: Margat, J., and J van der Gun 2013 Groundwater around the World CRC

Press/Balkema)

Bản đồ do các nhà địa chất thủy văn Hà Lan thuộc tổ chức IAH thành lập năm 2006 gây cho ta những ấn tượng sâu sắc về số liệu đó trên toàn thế giới Chỉ số có giá trị < 20% cho biết lãnh thổ đó còn dồi dào nước dưới đất và có thể khai thác bền vững Những nước có chỉ số 100% và lớn hơn nằm ở Trung cận Đông và Bắc Phi, nước dưới đất đang bị cạn kiệt dần Những nước có chỉ số từ 20% đến 100% là những nước mà ở đấy việc khai thác nước dưới đất chỉ có thể bền vững nếu kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước và có kế hoạch bổ sung nhân tạo nước dưới đất Việt Nam nằm trong những nước có chỉ số trung bình

15

Hình 1.4 Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu

(Nguồn: Groundwater Resouces Sustainability Indicators UNESCO IHP-VI Series on Groundwater No 14)

Tuy nhiên, những khu vực có tài nguyên nước dưới đất ổn định trên thế giới đang từng ngày thu nhỏ lại Có 3 vấn đề chính ảnh hưởng đến việc sử dụng

nước dưới đất: nước dưới đất cạn kiệt do sử dụng quá mức, do quy hoạch khai thác không đúng và do bị ngập úng, nước dưới đất bị nhiễm mặn do việc khai thác nước chưa hợp lý và việc sử dụng liên tục không có hiệu quả, và nước dưới

đất bị ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động

khác của con người gây ra

Theo Liên hợp quốc, có tới 40% dân số thế giới hiện nay và khoảng 80 nước đang đứng trước vấn đề thiếu nước nghiêm trọng, đến năm 2025 sẽ có khoảng 2/3 dân số thế giới sống trong điều kiện căng thẳng do thiếu nước, đặc biệt là các nước thuộc châu Phi (theo Human Development Report 2006 UNDP, 2006) Châu Á vốn là khu vực có tài nguyên nước vô cùng phong phú nhưng do sự tăng trưởng dân số và phát triển của kinh tế nên châu Á cũng sẽ trở thành châu lục thiếu nước trầm trọng trong những thập kỷ tới Báo cáo nghiên cứu của các chuyên gia quốc tế về tài nguyên nước chỉ ra rằng, đến cuối thế kỷ XXI, phần lớn các nước ở khu vực châu Á sẽ phải đứng trước nguy cơ thiếu nước

16

Một nghiên cứu trên Tạp chí Thiên nhiên công bố, một tầng chứa nước khỏe mạnh có các hệ sinh thái chống lại sự biến động theo mùa trong nguồn nước, mang lại sự ổn định cho các loài thực vật và động vật sống dựa vào nó Nhưng nếu bơm hút quá nhiều nước dưới đất, nước mặt bắt đầu thấm vào tầng ngậm nước phía dưới, rút cạn sinh khí từ nhiều môi trường sống của sông suối, tức là có từ 15 đến 21% các lưu vực sông đã bị ảnh hưởng bởi sự khai thác không kiểm soát của con người Nếu việc khai thác nước dưới đất tiếp diễn mà không được kiểm soát thì ước tính trước năm 2050, khoảng 42 - 79 % lưu vực sông sẽ bị ảnh hưởng hoặc còn vượt qua ngưỡng này

Đây là một vấn đề đáng báo động, vì nước mặt và nước dưới đất có quan hệ mật thiết với nhau Nếu việc bơm hút nước dới đất quá nhiều sẽ dẫn đến nhiều ảnh hưởng đối với các lưu vực sông

1.1.2.2 Nước dưới đất ở Việt Nam

Ngày nay, quản lý tài nguyên nước dưới đất vô cùng cấp bách đối với nước ta Tổng trữ lượng tài nguyên nước dưới đất dự báo trên toàn lãnh thổ Việt Nam (chưa kể phần hải đảo) được đánh giá: nước nhạt vào khoảng 189,3 triệu m3/ngày đêm, tương đương khoảng 69 tỷ m3/năm, trong đó trữ lượng có thể khai thác khoảng 61,2 triệu m3/ngày đêm tương đương khoảng 22,3 tỷ m3/năm; nước mặn khoảng 61,4 triệu m3/ngày đêm (nước mặn), tương đương khoảng 22,4 triệu m3/ngày đêm (Theo kết quả Dự án Biên hội, thành lập bản đồ tài nguyên nước dưới đất tỷ lệ 1: 200.000 (năm 2018) do Bộ Tài nguyên và Môi trường triển khai thực hiện) Tổng lưu lượng khai thác nước dưới đất (nước nhạt) trên toàn quốc hiện nay vào khoảng 10,5 triệu m3/ngày đêm, chiếm khoảng 17,2% trữ lượng nước nhạt có thể khai thác, tập trung tại các khu vực đô thị lớn (TP Hà Nội, khoảng 1,78 triệu m3/ngày đêm, TP Hồ Chí Minh khoảng 519 nghìn m3/ngày đêm ) và các tỉnh vùng Đồng bằng Sông Cửu Long khoảng 1,45 triệu m3/ngày đêm Tuy nhiên, tài nguyên nước dưới đất của nước ta vẫn nằm trong vùng an toàn nếu so sánh giữa tổng trữ lượng nước, tổng trữ lượng tài nguyên nước dưới đất dự báo và khối lượng nước dưới đất khai thác trong một năm

Trên thực tế nhiều năm gần đây, tại nhiều địa phương diễn ra tình trạng khai thác vượt quá trữ lượng của một số tầng chứa nước gây nên hạ thấp mực

17

nước Ðây được xem như một trong những nguyên nhân gây sụt lún mặt đất và thiếu nước trầm trọng

Ví dụ, trên toàn Đồng bằng Bắc Bộ, mực nước trong tầng chứa nước Pleistocen liên tục bị hạ thấp do khai thác nước Kết quả dự báo tốc độ hạ thấp mực nước giai đoạn 2017 - 2022 tại một số khu vực phát triển kinh tế thuộc Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh, Nam Định khoảng 0,3- 0,5 m/năm Tại Tây Nguyên, trong vòng hơn 10 năm qua, mực nước dưới đất đã giảm bình quân 3-5 m, có nơi giảm tới 6-8 m Đặc biệt những năm gần đây, mùa khô hạn kéo dài làm cho tình trạng suy giảm nước dưới đất ngày càng nghiêm trọng

Ngoài ra, tại khu vực Cà Mau, hiện đang có tốc độ lún trung bình khoảng từ 2 - 4 cm/năm, tình trạng này tiếp tục tăng theo thời gian Nhiều địa phương chưa kiểm soát, giám sát được các hoạt động khai thác cũng như là sử dụng nước dưới đất, nhất là hiện có hàng trăm nghìn giếng khoan bị bỏ hoang không còn khai thác, nhưng không được tráng lấp, có thể gây ô nhiễm, nhiễm mặn giữa các tầng nước Cho nên việc kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm nước còn rất hạn chế… Những chất thải đó theo thời gian sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần làm ô nhiễm nguồn nước dưới đất, ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất và sức khỏe người dân Hiện nay phong trào đào giếng để khai thác nước dưới đất được thực hiện ở nhiều nơi nhất là ở vùng nông thôn bằng các phương tiện thủ công, còn sự khai thác bằng các phương tiện hiện đại cũng đã được tiến hành nhưng còn rất hạn chế chỉ ở các thành phố lớn để nhằm phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt ở các trung tâm công nghiệp và khu dân cư

1.1.2.3 Nước dưới đất tại thành phố Buôn Ma Thuột

Hiện nay, tình hình phát triển kinh tế - xã hội của TP Buôn Ma Thuột cho thấy dân số tăng rất nhanh, kinh tế phát triển mạnh mẽ dẫn đến nhu cầu về nước sinh hoạt và phục sản xuất cũng ngày càng tăng, trung bình từ 32.000 đến 35.000m3 nước mỗi ngày và tầng nước khai thác ở đây chủ yếu thuộc các tầng chứa nước bazan

Biên độ dao động của mực nước giữa mùa mưa và khô rất lớn và giữa các năm thì đến 500mm, chiểm khoảng 25% tổng lượng mưa Giai đoạn 2000-2020 các tần chứa nước giảm đến trên 4m, điều đó cho thấy khai thác quá mức cho phép, nếu lâu dài sẽ dấn đến tài nguyên nước dưới đất cạn kiệt vào tương

18

lai xa Lượng nước đang khai thác vào mùa khô chủ yếu phục vụ cho tưới cà phê vào khoảng 1,2 triệu m3/ngày và đang gần tiệm cận tới lượng nước bổ cập từ nước mưa 1,5 triệu m3/ngày Vào mùa khô năm 2015, nguồn nước dưới đất tại Tp Buôn Ma Thuột cạn kiệt, bình quân giảm 15.000 m³/ngày đêm so với trước và làm nhiều giếng khoan lẫn giếng đào cạn trơ đáy

Tuy nhiên, trong quá trình khai thác nước đã nảy sinh và tiềm ẩn nhiều nguy cơ tác động xấu tới nguồn nước dưới đất Đó là việc khai thác nước vượt trữ lượng cho phép, thiếu quy hoạch, thiếu đánh giá nguồn; công tác thu gom và xử lý nước thải chưa hợp lý cùng với tác động của dư lượng phân hoá học, thuốc bảo vệ thực vật… gây nguy cơ ô nhiễm, suy thoái tài nguyên nước, ảnh hưởng đến sự phát triển kinh tế bền vững

1.1.3 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Buôn Ma Thuột 1.1.4 Vị trí địa lý

Khu vực nguyên cứu là TP Buôn Ma Thuột có diện tích 377,18 km2

(niên giám thống kê năm, 2014), dân số 375.590 người (04/2019) TP Buôn Ma

Thuột trực thuộc tỉnh Đắk Lắk có có 21 đơn vị hành chính, gồm 13 phường và 8 xã Ranh giới hành chính được xác định như sau:

- Phía Đông giáp huyện Krông Pắc

- Phía Nam và Đông Nam giáp huyện Krông Ana và huyện Cư Kuin - Phía Tây giáp huyện Cư Jút, tỉnh Đắk Nông

- Phía Bắc giáp các huyện Cư M'gar và Buôn Đôn

19

Hình 1.5 Bản đồ hành chính Buôn Ma Thuột 1.1.5 Điều kiện tự nhiên

1.1.5.1 Địa hình

Vùng đô thị Buôn Ma Thuột nằm trong vùng cao nguyên phía Tây của dãy Trường Sơn, có độ cao trung bình 500 m so với mặt nước biển, địa hình dốc thoải 50 - 100 từ Đông sang Tây, chênh lệch về độ cao nhiều như vậy khiến cho hệ sinh thái động thực vật biến đổi phong phú

Đất đai ở TP Buôn Ma Thuột phần lớn được khai thác và sản xuất trong nhiều năm với thế mạnh chủ yếu về cây công nghiệp ngắn hạn, dài hạn, đặc biệt là cà phê Nơi đây được mệnh danh là “thủ phủ cà phê” của đất nước với hương vị vô cùng đặc sắc

20

1.1.5.2 Khí hậu

Khí hậu thuộc kiểu nhiệt đới gió mùa do chịu sự tác động của hai hệ thống gió mùa đối lập: gió mùa xích đạo và gió tín phong bắc bán cầu; đồng thời bị sự chi phối bởi độ cao và yếu tố địa hình, trong năm có 2 mùa rõ rệt:

Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 đến hết tháng 10, chiếm 80-85% lượng mưa cả năm Tháng mưa nhiều nhất là Tháng 11, Tháng 10, Tháng 09 với là 767 mm mưa Lượng mưa xảy ra trong Tháng mười một lớn nhất trung bình là mưa 311 mm Còn hàng năm, lượng mưa ở Buôn Ma Thuột là 1.416 mm

Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau và lượng mưa chỉ chiếm 15- 20%.Sự khác biệt giữa lượng mưa cao nhất (Tháng mười một) và lượng mưa thấp nhất (Tháng hai) là 293 mm

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 30℃ ở TP Buôn Ma Thuột Tháng nóng nhất trong năm với nhiệt độ trung bình: 32℃

Nhiệt độ thấp nhất là 27℃ vào tháng Giêng và tháng 12 Nhiệt độ cao nhất là 32℃ Tháng sáu Vào năm 2003, Buôn Ma Thuột đạt nhiệt độ trung bình là: 28℃, đây là nhiệt độ ấm nhất từ trước đến hiện nay và năm 1.964 là năm lạnh nhất, nhiệt độ trung bình là: 24℃

Bảng I.1 Lượng mưa và nhiệt độ TP Buôn Ma Thuột giai đoạn 2010 - 2020

Năm Lượng mưa (mm) Nhiệt độ (0C)

21

Hình I.6 Biểu đồ Lượng mưa và nhiệt độ trạm KTTV Buôn Ma Thuột

- Lượng bốc hơi trung bình nhiều năm biến động của Buôn Ma Thuột từ 928,8 - 1.321,9mm

- Tổng số giờ nắng trung bình năm là 1.973 giờ Tháng 9 là tháng có giờ nắng trung bình thấp nhất (125,7 giờ), tháng 4 là tháng có giờ nắng trung bình cao nhất (257 giờ)

- Buôn Ma Thuột có 2 hướng gió chính theo 2 mùa, mùa mưa gió Tây Nam thường thổi nhẹ khoảng cấp 2 đến cấp 4 Mùa khô gió Đông Bắc thường thổi mạnh, sức gió đạt cấp 3, cấp 4 có lúc mạnh lên cấp 7, cấp 8 Trong các tháng giữa mùa mưa (tháng 7, 8, 9) hướng gió Tây thịnh hành ở Buôn Ma Thuột chiếm tần suất 55 - 60% Trong các tháng mùa khô (tháng 12, 1, 2) gió Đông thịnh hành với tần suất 65 - 70% Đây cũng chính là khu vực trong tỉnh Đắk Lắk có tốc độ gió tương đối ổn định qua các năm

1.1.5.3 Mạng lưới thủy văn

Buôn Ma Thuột có hệ thống sông chính đó là hệ thống sông Srêpôk Hệ thống sông Srêpôk có diện tích lưu vực chiếm tới 2/3 diện tích tự nhiên toàn tỉnh Dòng chính tương đối dốc, chảy từ cao độ 400m ở nhập lưu xuống cao độ 150m ở biên giới Campuchia Diện tích lưu vực là 4.200 km2 với chiều dài sông 125km, có độ dốc trung bình khoảng 2‰ mật độ lưới sông 0,55 km/km2 và hệ số uốn khúc 1,89 Sông Srêpôk do hai nhánh Krông Ana và

Biểu đồ Lượng mưa và Nhiệt đô

Nhiệt độLượng mưa

1.1.5.4 Đặc điểm dân cư, kinh tế - xã hội

Tính đến năm 2019, dân số toàn TP Buôn Ma Thuột đạt gần 375.590 người, mật độ dân số đạt 135 người/km² Trong đó dân số thành thị đạt gần 245.951 người, dân số nông thôn đạt 129.630 người Trong đó 186.887 nam, chiếm trên 49% và trên 188.700 nữ Chiếm gần 20% dân số của tỉnh Đắk Lắk Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số là 12,84 ‰

Về kinh tế, Buôn Ma Thuột là địa bàn phát triển nông - công nghiệp trọng điểm của tỉnh Đắk Lắk với các ngành mũi nhọn như cây công nghiệp cà phê (172.000 ha) sản lượng thu hoạch hàng năm đạt trên 40.000 tấn, cao su (14.000 ha), bông vải (11.000 ha), hổ tiêu, chế biến thực phẩm, sản xuất vật liệu xây dựng Trên con đường công nghiệp hoá, hiện đại hoá chắc chắn TP Buôn Ma Thuột sẽ trở thành một vùng kinh tế trù phú Đồng thời, là nơi phát triển các loại cây ăn trái khác, như cây bơ, sầu riêng, xoài

Năm 2020 tổng GDP của TP Buôn Ma Thuột ước đạt 14.880 tỷ đồng Thu nhập bình quân đầu người đạt 54,1 triệu đồng/người/năm (tăng 39,3 triệu đồng so với năm 2015) Cơ cấu kinh tế, chuyển dịch theo hướng giảm tỷ trọng nông, lâm nghiệp, tăng dần tỷ trọng công nghiệp – xây dựng và dịch vụ

Tuy nhiên, công cuộc phát triển kinh tế xã hội ờ Buôn Ma Thuột đang đứng trước một số thách thức lớn, đó là sự gia tăng dân số một cách đột biến do sự di dân có tổ chức cũng như tự do từ nơi khác đến làm nảy sinh nhiều vấn để về môi trường và xã hội Tính đến năm 2019, dân số toàn TP Buôn Ma Thuột đạt gần 375.590 người, mật độ dân số đạt 135 người/km² Trong đó dân

23

số thành thị đạt gần 245.951 người, dân số nông thôn đạt 129.630 người Trong đó 186.887 nam, chiếm trên 49% và trên 188.700 nữ Chiếm gần 20% dân số của tỉnh Đắk Lắk Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số là 12,84 ‰

Đồng thời sự mở rộng ồ ạt diện tích trồng cây công nghiệp, chủ yếu là cà phê với hoạt động khai thác nước mặt cũng như nước ngầm để tưới một cách vô tổ chức, không cân đối với tiềm năng của nguồn nước, nhất là trong những thời kỳ hạn hán nặng trong mấy năm gần đây đã làm suy kiệt nghiêm trọng nguồn nước và gây thiệt hại lớn cho kinh tế - xã hội

1.1.5.5 Đặc điểm giao thông

Buôn Ma Thuột hiện tại có 03 loại hình giao thông: đường bộ, đường thủy và đường hàng không

Đường bộ

- Mạng đường Quốc lộ: có tổng chiều dài 576,5 km gồm các tuyến Quốc lộ 26, 27, 29, 14, 14C Tổng các cầu trên các đường Quốc lộ là 14 cầu với chiều dài 4.198,6 m

- Mạng đường tỉnh: gồm 13 tuyến với tổng chiều dài 457 km, quy mô các tuyến đường tỉnh thuộc cấp IV miền núi, đường 02 làn xe Tổng số cầu trên các đường tỉnh là 78 cầu với tổng chiều dài vào khoảng 1.190 m

- Đường đô thị: hiện có 751,07 km, tập trung trên địa bàn TP Buôn Ma Thuột, TX Buôn Hồ và các thị trấn của huyện

- Mạng đường huyện: có chiều dài 1403,82 km, trên các đường huyện có khoảng 67 cầu

Đường thủy

Buôn Ma Thuột có khoảng 324 km đường sông do các sông Srêpôk, Krông Nô, Krông Na… tạo thành

Đường hàng không

Cảng hàng không Buôn Ma Thuột đã có các chuyến bay tới TP Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, Vinh, Hải Phòng,… và ngược lại Tháng 12/2011 đã

24

đưa vào sử dụng nhà ga mới với tổng diện tích sàn 7.200 m2, công suất 1 triệu hành khách/năm

1.2 Đặc điểm địa chất thủy văn của TP Buôn Ma Thuột

Trên diện tích tự nhiên của vùng nghiên cứu có các dạng tồn tại của nước dưới đất như sau :

+ Dạng nước lỗ hổng : TCN Holocen (qh) + Dạng nước khe nứt :

- TCN khe nứt - lỗ hổng phun trào bazan Pleistocen trung; Pliocen – Pleistocen hạ (Bqp; Bn-qp)

- TCN khe nứt – vỉa trầm tích Jura trung (j2)

+ Các thành tạo địa chất rất nghèo nước và cách nước trong các đá: - Các thành tạo magma xâm nhập Pleozoi – Mezozoi (γδK2đq, γKđc)

25

Hình I.7 Bản đồ ĐCTV vùng Buôn Ma Thuột 1.2.1 Tầng chứa nước Holocen (qh)

Có diện phân bố nhỏ với diện tích 0,44km2, phân bố dọc theo các thung lũng sông như ở Krông Păk, phía đông của vùng nghiên cứu thuộc khu vực xã Ea Tu Nguồn gốc các trầm tích bở rời này chủ yếu là bồi tích (aluvi)

Về thành phần thạch học: phần trên cùng gồm cát sét, sét pha, cát; phần dưới là lớp cát hạt thô lẫn cuội sỏi Càng xuống sâu vật liệu càng thô dần Chiều dày phụ thuộc vào quy mô thung lũng hiện tại, thường các sông lớn như ở Krông Păk chiều dày đạt tới 30 - 35m

Mức độ giàu nước từ trung bình đến giàu, lưu lượng các lỗ khoan biến đổi trong khoảng 0,76 – 6,5l/s Mực nước tĩnh dao động từ 0,7 đến 2,0m, một số lỗ khoan gặp nước áp lực nước dưới đất trong tầng này có quan hệ chặt chẽ

26

với nước mặt và nước mưa Biên độ dao động mực nước khá lớn, một số giếng bị cạn kiệt về mùa khô và mùa mưa mực nước dâng lên gần mặt đất Loại hình chủ yếu là nước Clorua – Bicarbonat hoặc Bicarbonat – Clorua Tổng khoáng hóa M= 0,031 – 0,087g/l, độ pH= 6,5 – 7,4

Nhìn chung, TCN Holocene có mức độ giàu nước từ trung bình đến giàu, chất lượng tốt nhưng ít được sử dụng cấp nước vì phân bố ở những nơi không có dân cư, diện phân bố hẹp, bề dày mỏng

1.2.2 Tầng chứa nước khe nứt - lỗ hổng phun trào bazan Pleistocen trung (Bqp)

Phân bố ở khu vực phía bắc TP Buôn Ma Thuột với diện tích khoảng 16km2 Hệ tầng có từ 1 đến 2 tập bazan olivin, bazan olivin – augit, bazan olivin – augit – plagioclas có cấu tạo đặc sít xen kẹp lỗ hổng, nứt nẻ không đều, phần trên bị phong hóa triệt để thành sét bột màu nâu đỏ, dày từ 10 đến 20m Chiều dày chung của các thành tạo thay đổi từ 30 đến 140m, thường gặp từ 80 đến 100m

Nước dưới đất thuộc loại không áp, đôi nơi có áp lực cục bộ, mực nước nằm sâu dưới mặt đất từ 0,02 đến 26,7m và thường gặp từ 8 đến 10m Kết quả thí nghiệm các lỗ khoan cho thấy mức độ giàu nước rất phức tạp, biến đổi mạnh theo diện Trong tổng số 27 lỗ khoan nghiên cứu có 2 lỗ rất nghèo nước (chiếm 7,5%), 10 lỗ nghèo (37,0%), 7 lỗ trung bình (25,9%), 8 lỗ giàu đến rất giàu (29,6%) Hệ số thấm thay đổi từ 0,2 đến 2,9m/ngày và thường gặp 0,5 đến 1,5m/ngày Như vậy mức độ giàu nước từ nghèo đến giàu và rất giàu Các lỗ khoan rất giàu nước (BQ 401, BQ 402, BQ 404, …) nằm trong vùng các miệng núi lửa tập trung và trùng với hệ thống đứt gãy kiến tạo trong vùng, càng xa các miệng núi lửa số lỗ khoan giàu nước càng giảm

Một hiện tượng cần lưu ý là khi khoan qua hết bazan Bqp (độ sâu khoảng 90 – 95m) vào TCN B(n – qp) thì xảy ra hiện tượng mất nước từ tầng trên xuống tầng dưới (nghe rõ cả tiếng nước chảy khi khoan), lúc này mực nước dưới đất ở các lỗ khoan thường tụt xuống đến độ sâu 50 - 70m

Loại hình hóa học của nước chủ yếu là bicarbonat natri, bicarbonat magnesi – natri hoặc bicarbonat natri – magnesi – calci Độ khoáng hóa thay

27

đổi từ 0,02 đến 0,87g/l và thường gặp từ 0,2 đến 0,3g/l Thành phần hóa học của nước ít thay đổi theo mùa Động thái của nước thay đổi rõ rệt theo mùa và chậm hơn chu kỳ mưa từ 1,5 đến 2 tháng Độ chênh lệch mực nước giữa hai mùa trung bình là 2,44m

Nguồn cung cấp cho TCN Bqp chủ yếu là nước mưa rơi trực tiếp ở phần lộ ra, phần thấm từ TCN Holocen và nước mặt không đáng kể

Các TCN này có diện phân bố rộng, bề dày chứa nước lớn, độ chứa nước từ trung bình đến rất giàu, nước có chất lượng tốt, có khả năng đáp ứng nhu cầu cung cấp nước tập trung quy mô vừa

1.2.3 Tầng chứa nước khe nứt - lỗ hổng phun trào bazan Pliocen - Pleistocen giữa, B(n – qp)

Phân bố hầu hết vùng nghiên cứu với diện tích 370km2, ở phần phiá bắc chúng bị phủ bởi bazan Bqp Trên mặt cắt chúng được phân thành 4 tập, các tập được phân biệt với nhau bởi lớp phong hóa thành sét bột màu nâu đỏ dày từ 2,5 đến 10m và thường gặp 3 – 4m Bề dày chung của hệ tầng thay đổi từ 40 – 240m và thường gặp 80 – 120m Thành phần gồm bazan olivin, bazan olivin augit, bazan olivin – augit – plagioclas, bazan speproxen

Nước dưới đất thuộc loại không áp, đôi nơi có áp lực cục bộ Mực nước tĩnh: 7 – 15m

Kết quả thí nghiệm các lỗ khoan (84 lỗ khoan theo tài liệu Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Nam) cho thấy mức độ giàu nước thay đổi từ nghèo đến giàu Trong số 84 lỗ khoan nghiên cứu có 10 lỗ rất nghèo (chiếm 11,9%), 28 lỗ nghèo (33,3%), 23 lỗ trung bình (27,3%), 12 lỗ giàu (14,3%) và 11 lỗ rất giàu (13,1%) Các lỗ khoan rất nghèo và nghèo thường gặp ở nam Buôn Ma Thuột Các lỗ khoan giàu đến rất giàu nước thường gặp ở các vùng Đạt Lý, sân bay Hòa Bình Cũng giống như các TCN Bqp, khi khoan vào tầng B(n – qp) qua chiều sâu quá 50m thì nước từ trên chảy xuống dưới khiến cho lỗ khoan mất nước hoàn toàn Khi lấp các lỗ khoan này bằng đất sét còn độ sâu 40 – 50m thì mực nước dâng lên như cũ Độ tổng khoáng hóa thay đổi từ 0,10 đến 0,7g/l, nước thuộc loại nhạt, loại hình chủ yếu là bicarbonat natri,

28

bicarbonat natri - magnesi, bicarbonat magnesi - natri Một vài lỗ khoan gặp nước có độ khoáng hóa cao (M=1,33 – 1,75g/l) được xếp vào nước khoáng

Động thái của nước thay đổi theo mùa, “lệch pha” so với chu kỳ mưa khoảng 1,5 – 2 tháng Biên độ dao động mực nước giữa hai mùa khác nhau từ 1,2 đến 6,4m Nguồn cung cấp cho các TCN B(n - qp) chủ yếu là nước mưa rơi trực tiếp ở phần lộ, thấm từ TCN Bq và nước mặt

Tóm lại, TCN B(n –qp) có diện phân bố rộng, bề dày chứa nước lớn, mức độ chứa nước khá phong phú, nước có chất lượng tốt Đây là các TCN quan trọng nhất ở cao nguyên Buôn Ma Thuột, có khả năng đáp ứng được yêu cầu cung cấp nước tập trung quy mô vừa và lớn

1.2.4 TCN khe nứt - vỉa trầm tích Jura trung trung (j2)

Lộ ra trên mặt ở ven rìa phía tây bắc, tây nam, đông, đông nam cao nguyên Buôn Ma Thuột với diện tích khoảng 9km2, còn lại bị phủ bởi các đá bazan Thành phần gồm cát kết thạch anh hạt nhỏ, bột kết, sét kết Bề dày đạt tới 700 – 800m

Nước dưới đất thuộc loại không áp, mực nước tĩnh nằm dưới mặt đất từ 0,1 đến 8,0m và thường gặp <5,0m Các lỗ khoan thí nghiệm có tỷ lưu lượng thay đổi từ 0,02 đến 0,46l/sm và chủ yếu là 0,2l/sm và thuộc loại nghèo nước Nước có loại hình hóa học bicarbonat natri, bicarbonat magnesi – calci, khoáng hóa từ 0,22 đến 0,37g/l và chất lượng nước tốt

Nhìn chung, các TCN này có diện phân bố hẹp, khả năng chứa nước kém, ít có ý nghĩa đối với cung cấp nước

1.2.5 Các thành tạo rất nghèo nước và không chứa nước

Các thành tạo rất nghèo nước và không chứa nước bao gồm các đá magma xâm nhập Pleozoi – Mezozoi (γδK2đq, γKđc) Các thể địa chất này phân bố thành các chỏm nhỏ thuộc các khu vực P Khánh Xuân và xã Ea Kao Đá có cấu tạo khối, ít nứt nẻ, khả năng chứa nước rất kém

1.3 Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất

1.3.1 Định nghĩa về GIS

Có rất nhiều định nghĩa về “Hệ thống thông tin địa lý”,

29

Định nghĩa được nhiều người chấp nhận là định nghĩa của Viện nghiên cứu môi trường Mỹ (1994): “HTTTĐL (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: Phần cứng máy tính, phần mềm, tư liệu địa lý và con người điều hành được thiết bị hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý” GIS là một hệ thống chạy trên máy tính và các thiết bị ngoại vi dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích, hiển thị hoặc xuất dữ liệu CSDL của GIS chứa dữ liệu của các đối tượng, các hoạt động, các sự kiện phân bố theo không gian và thời gian

Nhìn chung, HTTTĐL (Geograraphic Information System, GIS) được định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà nó cần phải sử dụng dữ liệu đầu vào, phân tích, CSDL đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, địa thống kê (geographically or geospatial), nhằm trợ giúp việc lưu trữ, thu nhận, xử lý, quản lý, phân tích, hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực vào để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra như: giải quyết các vấn đề về tài nguyên thiên nhiên (natural resources), môi trường (environment), giao thông (transportation) (Nguyễn Kim Lợi và cộng sự, 2009)

Theo Shahab Fazal (2008), GIS có 6 thành phần cơ bản như sau:

- Phần cứng: Bao gồm hệ thống máy tính mà các phần mềm GIS chạy trên đó Các máy tính cần thiết phải có bộ vi xử lý đủ mạnh để chạy phần mềm và dung lượng bộ nhớ đủ để lưu trữ thông tin (dữ liệu)

- Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không gian Nhìn chung, tất cả các phần mềm GIS có thể đáp ứng được những yêu cầu này, nhưng giao diện của chúng có thể khác nhau

- Dữ liệu: Dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan là nền tảng của GIS Dữ liệu này có thể được thu thập nội bộ hoặc mua từ một nhà cung cấp dữ liệu thương mại Bản đồ số là hình thức dữ liệu đầu vào cơ bản cho GIS Dữ liệu thuộc tính đi kèm đối tượng bản đồ cũng có thể được đính kèm với dữ liệu

30

số Một hệ thống GIS sẽ tích hợp dữliệu không gian và các dữ liệu khác bằng cách sử dụng hệ quản trị cơ sở dữ liệu

- Phương pháp: Một hệ thống GIS vận hành theo một kế hoạch, đó là những mô hình và cách thức hoạt động đối với mỗi nhiệm vụ Về cơ bản, nó bao gồm các phương pháp phân tích không gian cho một ứng dụng cụ thể

- Con người: đó là người thiết kế và thực hiện hệ thống GIS, hay có thể là người sử dụng GIS để hỗ trợ cho các công việc thường ngày GIS giải quyết các vấn đề không gian theo thời gian thực Con người lên kế hoạch, thực hiện và vận hành GIS để đưa ra những kết luận, hỗ trợ cho việc ra quyết định

- Mạng lưới: với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, ngày nay thành phần có lẽ cơ bản nhất trong GIS chính là mạng lưới Nếu thiếu nó, không thể có bất cứgiao tiếp hay chia sẻ thông tin số GIS ngày nay phụ thuộc chặt chẽ vào mạng internet, thu thập và chia sẻ một khối lượng lớn dữ liệu địa lý

Con người được coi là thành phần quan trọng nhất trong các thành phần Hệ thống sẽ không phát huy được tác dụng nếu không có sự tác động của những chuyên gia thực hiện các công việc như quản lý cơ sở dữ liệu, số hóa, kết xuất…

1.3.2 Chức năng của GIS

Hệ thống GIS có các chức năng cơ bản như sau: Thu thập, lưu trữ và quản lý dữ liệu, phục hồi, phân tích và hiển thị dữ liệu, mô hình hóa dữ liệu –

Thu thập và lưu trữ dữ liệu: Dữ liệu được sử dụng trong GIS đến từ nhiều nguồn khác nhau, có nhiều dạng và được lưu trữ theo nhiều cách khác nhau GIS cung cấp công cụ để tích hợp dữ liệu thành một định dạng chung để so sánh và phân tích Nguồn dữ liệu chính bao gồm số hóa thủ công/quét ảnh hàng không, bản đồ giấy và dữ liệu số có sẵn Ảnh vệ tinh và GPS cũng là nguồn dữ liệu đầu vào Dữ liệu trong GIS được lưu trữ dưới cả hai hình thức, dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính Các dữ liệu này có thể được lưu trữ ở phần cứng máy tính, hoặc trên nền tảng điện toán đám mây

- Quản lý dữ liệu: Việc xây dựng một CSDL GIS lớn bằng các phương pháp nhập dữ liệu khác nhau thường rất tốn kém về thời gian, công sức và tiền bạc Số chi phí bằng tiền cho việc xây dựng CSDL có thể lớn hơn hẳn chi phí

31

phần cứng và phần mềm GIS Điều đó phần nào nói lên ý nghĩa của việc quản lý dữ liệu, một chức năng quan trọng của tất cả các HTTTĐL Chức năng này bao gồm việc tổ chức lưu trữ và truy cập dữ liệu sao cho hiệu quả nhất

- Phân tích dữ liệu là chức năng quan trọng nhất của GIS GIS cung cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và phân tích tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong CSDL để tạo ra thông tin mới trợ giúp các quyết định mang tính không gian

- Xuất dữ liệu: chức năng xuất dữ liệu hay còn gọi là chức năng báo cáo của GIS cho phép hiển thị, trình bày các kết quả phân tích và mô hình hóa không gian bằng GIS dưới dạng bản đồ, bảng thuộc tính hay văn bản trên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác ở các tỷ lệ và chất lượng khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của người dùng và khả năng của các thiết bị xuất dữ liệu như màn hình, máy in và máy vẽ

1.3.3 Tổng quan nghiên cứu về ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất

GIS được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như dịch vụ tài chính, y tế, chính quyền địa phương, thị trường bán lẻ, các nghành dịch vụ, nông nghiệp, quản lý đất đai, quản lý tài nguyên môi trường và khí tượng thủy văn

Đặc biệt là quản lý tài nguyên môi trường, nhiều tổ chức đã tiến hành ứng dụng GIS để đánh giá môi trường như :

Tác giả Cynthia Meyer (2006) đã thực hiện đề tài với mục tiêu đánh giá chất lượng nước tại hạt Pinellas (USA) Trong nghiên cứu tác giả sử dụng phương pháp nội suy không gian IDW cho chỉ tiêu DO Kết quả của nghiên cứu này hỗ trợ cho người quản lý trong sàng lọc thông tin và thực hiện các đánh giá sự suy thoái chất lượng nước mặt của Tampa Bay

Trường Đại học Kỹ thuật Aachen (Đức) đã sử dụng GIS để kiểm soát mực nước ngầm cho vùng khai thác than, tạo bản đồ nước ngầm, kết hợp với các dữ liệu khác như thổ nhưỡng, địa hình, quy mô khai thác mỏ Umlanverband Frankfurt, Đức đã dùng GIS xây dựng các lớp bản đồ cho mỗi tính toán về sự phục hồi mực nước ngầm Những lớp này được kết hợp lại tạo nên bản đồ thể hiện diễn biến sự phục hồi nước ngầm của mỗi vùng Tại Mỹ,

32

GIS được dùng để quản lý sự phân bố của các nguồn nước, nhờ đó các nhà khoa học dễ dàng xác định vị trí các nguồn nước trong toàn hệ thống nước ngầm

Adebayo Olubukola Oke và cs (2013) đã thực hiện đề tài thành lập bản đồ chất lượng nước trên lưu vực sông Ogun – Osun, Nigeria bằng phương pháp IDW Kết quả cho thấy chất lượng nước vẫn còn trong giới hạn cho phép trong lưu vực sông Mặc dù, N-NO3- và hàm lượng Nitơ tổng nằm trong phạm vi giới hạn do đó không có nhiều mối lo ngại về môi trường ở khu vực này, P-PO4 -và hàm lượng Phốt pho tổng còn khá cao trên lưu vực nghiên cứu Biến đổi theo các mùa ảnh hưởng đến nồng độ các chất gây ô nhiễm trong đó cho thấy dòng chảy góp phần gây ô nhiễm Điều này thể hiện rõ qua việc chỉ số BOD5, P-PO4-, E.Coli và F.Coliform cao trong mùa mưa Các bản đồ GIS chất lượng nước dựa trên phương pháp nội suy IDW cho phép các nhà quản lý theo dõi được quá trình lan truyền của các chất ô nhiễm trong tất cả các hệ thống sông trên lưu vực

Như vậy, việc ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước trên thế giới khá phổ biến trên thế giới và mang lại những kết quả khả thi Từ cơ sở này ta có thể tiến hành ứng dụng GIS để quản lý nước ngầm tại vùng nghiên cứu, nâng cao hiệu quả của việc quản lý nước ngầm trong bối cảnh nguồn nước ngầm đang bị khan hiếm và ô nhiễm như hiện nay như ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực Buôn Ma Thuột

Một số nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lí tài nguyên NDD ở nước ta như :

Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất ở quận Ninh Kiều, TP Cần Thơ (Vũ Thị Thu Hà, 2014): nhằm đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng và quản lý tài nguyên nước dưới đất Nghiên cứu này được thực hiện để phân tích xu thế thay đổi chất lượng nước dưới đất và ứng dụng GIS trình bày phân bố không gian của các chỉ tiêu nghiên cứu Số liệu được thu thập từ các cơ quan chức năng, phỏng vấn trực tiếp hộ gia đình có sử dụng nước và cán bộ quản lý

Giải pháp GIS trong quản lý nước dưới đất khu vực TP Hồ Chí Minh (Lê Văn Trung, 2012): Thể hiện giải pháp ứng dụng GIS để hỗ trợ công tác

33

thành lập bản đồ các vùng bị ảnh hưởng bởi các công trình khai thác nước dưới đất, nhằm phục vụ quản lý khai thác nước dưới đất một cách bền vững Giải pháp cho phép sử dụng công cụ phân tích và thống kê không gian của GIS đánh giá thực trạng lún mặt đất do ảnh hưởng của khai thác nước dưới đất khu vực TP Hồ Chí Minh

Ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu để quản lý tài nguyên nước dưới đất của Quận 6 và Quận Bình Tân - TP Hồ Chí Minh (Đặng Nguyễn Anh Thư, 2018): Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS về các trạm quan trắc nước dưới đất trên địa bàn TP Hồ Chí Minh và các giếng nước sinh hoạt của hộ dân cư Dựa trên cơ sở phân tích và đánh giá chất lượng nước dưới đất, ứng dụng GIS để thành lập các bản đồ quản lý chất lượng nước dưới đất tại các trạm quan trắc và các giếng trong hộ dân cư trên địa bàn quận Bình Tân và Quận 6

Ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất, nghiên cứu thí điểm tại Thị xã Vĩnh Châu, Sóc trăng (Hồ Bảo Hiếu, 2013): Những ứng dụng của GIS tỏ ra rất hiệu quả và mang lại nhiều tiện ích bằng việc thể hiện trực quan và cho cái nhìn toàn cảnh về đối tượng quản lý, giúp nhà quản lý có những đánh giá phù hợp và có chính sách rõ ràng, cụ thể trong việc quy hoạch phát triển nguồn tài nguyên Kết quả ghiên cứu cho thấy: Động thái mực nước đang suy giảm, chất lượng nước không có nhiều biến đổi tuy nhiên hàm lượng và nồng độ một số chất có xu hướng tăng như Clo và COD

Phương pháp xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc nước dưới đất, hiện chưa được phổ biến và sử dụng rộng rãi Trên thế giới hiện nay đã áp dụng phương pháp đánh giá để xây dựng mạng lưới quan trắc chất lượng nước dưới đất Một số nước như Mỹ, Iran đã áp dụng để xây dựng mạng quan trắc cả chất lượng và chỉ số nước dưới đất

Phương pháp xây dựng bản đồ chỉ số quan trắc đã được áp dụng trong đề tài khoa học “Tối ưu hóa mạng quan trắc chỉ số nước dưới đất vùng TP Hồ Chí Minh” do tiến sĩ Phan Chu Nam và nnk thực hiện năm 2009

Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng trong bài báo: “A regional groundwater monitoring network for Nambo plain” do tiến sĩ Bùi Trần Vượng được đăng trên Tạp chí Địa chất – tài nguyên và môi trường

34

Đối với vấn đề quan trắc chỉ số nước dưới đất TP Buôn Ma Thuột nói riêng và tỉnh Đăk Lăk nói chung thì đến nay đã và đang được thực hiện trong nội dung của đề án: “Quan trắc nước dưới đất vùng Tây nguyên” được thực hiện từ năm 1990 Năm 2016, Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt Quy hoạch mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường Quốc gia giai đoạn 2016 – 2025, tầm nhìn 2030 theo Quyết định số 90/QĐ-Ttg, ngày 12 tháng 01 năm 2016 Tuy nhiên, cơ sở dữ liệu GIS về tài nguyên nước dưới đất tại Đăk Lăk vẫn chưa hoàn thiện và chưa có nghiên cứu đánh giá chi tiết phục vụ cho công tác quản lý và quy hoạch tài nguyên nước dưới đất tại địa phương Vì vậy, nghiên cứu từ luận văn này là cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn cho địa phương

Nhìn chung, các nghiên cứu về ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam hầu hết mới chỉ dừng lại ở việc xây dựng cơ sở dữ liệu, ít có các nghiên cứu phân tích, đánh giá chất lượng nước dưới đất thông qua các chỉ số quan trắc Đặc biệt, trên địa bàn thành phố Buôn Ma Thuột chưa có công trình nghiên cứu tiến hành đánh giá và phân vùng chất lượng nước dưới đất một cách hệ thông bằng phương pháp GIS Vì vậy, đề tài nghiên cứu ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên nước dưới đất TP Buôn Ma Thuột là cần thiết để có thể nghiên cứu thí điểm và triển khai rộng rãi từ đó giúp cho các nhà quản lý sẽ có được một công cụ quản lý phù hợp và hiệu quả hơn