Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà- Hà Tĩnh

Theo s liệu thống ké mới nhất của BộTải nguyễn & Mỗi trường đã cho thy, tai 4 tính gằm Nghệ An, Hà Tinh, Quảng Binh, Quảng Trị đã có tới 12 vùng với trên 17 xã của 8 huyện nằm trải dọc d

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ nay là công trình nghiên cứu của ban thân Các sô liệu kêt quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguôn gôc rõ rang, va

chưa được công bồ trong bat kỳ công trình nghiên cứu nao.

Tác giả

Trần Văn Quang

LỜI CẢM ƠN

Luận văn nay được thực hiện ở bộ môn Dia kỹ thuật, khoa Công trình trường Dai học Thủy Lợi Hướng nghiên cứu của luận văn là “ Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bên vững thấu kinh nước nhạt trong côn cát ven biển huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh”

Nó là một phần nghiên cứu trong dé tài cap Nhà nước mã số XHTN, thuộc chương trình Độc lập cấp nhà Nước của Bộ Khoa học và Công nghệ do

62/2015-DTDL.CN-Viện khoa học thủy lợi Việt Nam chủ trì thực hiện.

Đề có thé hoàn thành luận văn một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự cố găng, nỗ lực hết

mình của bản thân còn có sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ

thuật Xây dựng trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội, đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa

học của thầy TS Nguyễn Văn Lộc và của PGS.TS Nguyễn Thành Công chủ nhiệm đề

tài độc lap cấp nhà Nước mã số 62/2015-DTDL.CN-XHTN.

Tác giả xin bầy tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫn khoa

học suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương đến khi hoàn thành luận

van.

Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, khoa Công trình

đã giúp đỡ và tạo điều kiện tác giả hoàn thành luận văn này Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp tại phòng Địa kỹ thuât- Viện Thủy công đã cung cấp những số

liệu cần thiết và tạo điều kiện thuận lợi dé tác giả xử lý kết quả trong phòng và hỗ trợ

khảo sát tại hiện trường.

MỤC LỤC

I909.)029.000077 1

LOI CAM 0901 2

DANH MỤC CAC HINH ẢNH -cc 22tr 6 M.9)28)10/98:7.91682)020025 8

PHAN MỞ DAU D.eeeeesssesssssscsssseesssnecssssecessneecssnsecssnsecessnecesunecssnsecssnneeesnneeessneessnecs 9 1 Tính cấp thiết của đề tài - 2-52 s22 2E EE2E1211271711211211 1111.21.11 9 2 Mục đích của đề tải cccccvt th th ghi 12 3 Đối tượng và phạm vi nghiên CỨu 2-2 2£ ©5£++£+EE+£E£EE£+EE+EEeEEerEezrerrsees 12 3.1.1 Phạm vi nghiÊn CỨU - G1 E91 HH HH HH 12 3.1.2 Đối tượng nghiên CỨU: ¿5£ SE EE+EE2EEEE22E12EE2EE2E 212111 rree 12 4 Nội dung nghiên CỨU - 6 5 + St 3 91v nh nu nàng 12 5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu - 2-2 2 + x+zx+£++£+z£+zxzxrez 12 NA Cach 5<4 A 12

1.2 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng - - - + s 1s Eeesrsrseeerree 12 6 Kết quả dự kiến đạt đƯỢC c-Sc St tt SE E11 E11111151111511111111 E111 Ex xe 13 CHƯƠNG 1 TONG QUAN - 5-2222 2E2E12E19212112112217171121121111 11.1 cư 14 1.1 Các nghiên cứu về nước dưới đất trong các dai cồn cát ven biền 14

1.1.1 NgOài nƯỚC Ăn TH HH HH HH 14 1.1.2 Trong HƯỚC - - Ăn TH TH TH HH 19 1.2 Tổng quan về đặc điểm địa chất thủy văn của các trầm tích Đệ Tứ khu vực Hà 0 22

1.2.1 Tầng chứa nước lỗ hồng tram tích Holocen trên (qh2): 22

1.2.2 Tầng chứa nước lỗ hồng trong trầm tích Holocen đưới (qh1) 23

1.2.3 Kết quả nghiên cứu nước dưới đất vùng cát ven biển Hà Tĩnh 24

1.3 Tổng quan về các mô hình khai thác nước trong các vùng cồn cát ven biển 26

1.3.3 Hành lang giếng ¿+ +22 2EEEEE21211221271 7121121111111 crke 31

CHƯƠNG2_ NGHIÊN CUU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ DE XUẤT CÁC MÔ HÌNH

KHAI THÁC BEN VỮNG VOI VUNG NGHIÊN CỨU ¿- ¿©2522 38

2.1 Co sO khoa 0o 38

2.1.1 Đặc điểm địa chat thủy văn dai cồn cát ven biển huyện Thạch Hà 38 2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành nước dưới đất vùng nghiên cứu.

38

2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng của ranh giới mặn đến tang chứa nước 40

2.1.5 Các phương trình vi phân vận động của nước dưới đất -. - 46

2.1.7 Phân tích đánh giá sự tồn tại của các của các công trình khai thác 56 2.1.8 Đánh gia sự ton tại của các công trình khai thác - - -< «++ 56 2.2 Phân tích đề xuất các mô hình khai thác phù hợp với đặc điểm địa chất thủy văn của khu vực nghién CỨU c2 3132318911311 911 911 1 1111 TH HH TH ng 58

2.2.1 Mô hình giếng đào thu nước thành DEN .cceccecessesseessessessessessessesseesseeees 59

2.2.3 Mô hình giếng đứng kết hợp công trình thu nước nằm ngang 65

CHƯƠNG3_ ÁP DỤNG VÀ TÍNH TOÁN CHO DỰ ÁN . -:-+: 70

3.1.3 Sự cần thiết phải xây dựng công trình: -¿-¿©-++cs++cx++xxezseee 70

3.1.5 Quy mô của Dự ắH: Gv TH H HHH nnnnệt 71

3.2.1 Đặc điểm địa hình dai cồn cát -2¿-25¿©522x22ExSEECEEEerkeerkrrrkerreee 72

3.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực đầu mối cấp nước - 72

3.3.1 Lựa chon mô hình - - -GĂ + 21333211113 511113911111 111118 1111851111 8k re 77

'h‹ổ sa Ả TS 91

IV 180120089:7 0084 .(G0ÿmẢ.: - -."^"-' 93

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 1.2 Mặt cắt địa chất ngang dải cồn cát Lộc Hà — Cam Xuyên -. 26

Hình 1.3 Cấu tạo của giếng đảO ¿- 2-52 5c St EEEE1211211217111111111 1.1.1 xe 27 Hình 1.4 Cấu tạo của giếng khoan đơn 2-2 ©5£+S£+EE+EE£EEEEESEEEEEerkerrrrrrrred 29 Hình 1.5 Sơ đồ khai thác nước dưới đất dạng hành lang giếng - 32

Hình 1.6 Sơ đồ khai thác nước đưới dat bằng giếng tia -¿ -¿ccccccccsce 32 Hình 1.7 Hình chiếu đứng 3D kết cau giếng tia 2-2-2 5£2£+£++£xezxzrzrxrred 33 Hình 1.8 Mô hình cấp nước ven sông Nak Dong, thành phố ChangWon, Hàn Quốc 33 Hình 1.9 Mặt băng và thực tế thi công nâng công suất cấp nước nhà máy KiNuta 33

Hình 1 10 Sơ đồ khai thác nước dưới đất bằng công trình thu nước nằm ngang 34

Hình 1 11 Cắt ngang công trình thu nước nằm ngang -2- 252 225222252 35 Hình 1.12 Sơ đồ khai thác nước dưới dat bang giếng đào thu nước thành bên 35

Hình 1.13 Thi công, lắp đặt giếng đào thu nước thành bên - 2-2 2 2£: 36 Hình 2.1 Ranh giới mặn nhạt ứng với mực nước triỀU caO 2-2 s+sz+sz+s+¿ 41 Hình 2.2 Ranh giới mặn nhạt ứng với mực nước triều trung bình - : 41

Hình 2.3 Ranh giới mặn nhạt ứng với mực nước triều thấp -: -‹ 41

Hinh 2.4 Hinh dang thấu kính nước nhạt khi nằm trực tiếp trên tầng nước mặn 42

Hình 2.5 Hình dạng thấu kính nước nhạt khi năm trực tiếp trên tang cách nước 42

Hình 2.6 Nón xâm nhập mặn từ đưới lên các công trình khai thác nước dưới đất 43

Hình 2.7 Sơ đồ các tang chứa nước khu vực ven biển (C.W Fetter, 2001) 44

Hình 2.8 Sơ đồ cơ chế hoà trộn nước nhạt-mặn(C.W Fetter, 2001) : 44

Hình 2.9 Quan hệ cột nước ngầm mặn nhạt ven bién(C.W Fetter, 2001) Dagan and ; 6 a 45

Hình 2.10 Nón xâm nhập mặn và các ký hiệu dùng tính toán - - -« «+5 46 Hình 2.11 Phân tố trong dòng thấm 2-22 5¿+2+£2E++EE++EE+2EEtEEESEE+rxrrrrerrrer 41 Hình 2.12 Phân tố trong dòng phẳng ngang không áp -2 ¿- ¿+52 48 Hình 2.14 Phân tich đồ thị dao động mực nước ở lỗ khoan dé xác định đại lượng cung cấp 51 Hình 2.15 Kết cau giếng va so đồ dòng thấm chảy vào giếng đào trường hợp không kết cau hết bề day tầng chứa nước - + + ++++++E++zxtzx++Exerxerxerreersees 59 Hình 2.16 Kết cau giéng và sơ đồ dòng thâm chảy vào giếng đào trường hợp kết cau hệt bê dày tâng chứa TưƯỚC 2c + 1112191111111 11911 11H ng ngư 60 Hình 2.17 Sơ đồ tính toán nguyên tố dòng thấm chảy vào giếng -.- 61

Hình 3.2 Bản đồ địa chit thủy văn dai cồn cát ven biển Thạch Hà — Cm Xuyên 73 Hình 3.3 Mặt cắt địa chất thủy văn ngang khu đầu mối 73

Hình 3.5 Bản đỏ phân bd mặn ting chứa nước gh năm 2016 15

Hình 3.6 Mặt cắt địa điện qua vị tí cồn cát xã Thạch Lạc = Thạch Hà 15

Hình 3.7 Bản đồ phân bố mặn nhạt ting chứa nước qp năm 2016 16 Hình 3.8 Sơ dé rời rạc hoá không gian trong mô hình 19

Hình 3.9 Lượng nước mưa bổ cập (mming) cho ting chứa nước st

Hình 3.10 Đồ thị dao động mực nước tai giếng bơm năm han bán 83

Hình 3.11 Đồ thi dao động mục nước tại giếng bơm năm có mưa 83Hình 3.12 Mặt cắt ngang mực nước qua giếng bom khu vực cồn cát thời điểm tháng

112017 ¬

Hình 3.13 Đường đẳng mục nước khu vực cồn cát thời điểm thing II/2017 stHình 3.14 Mặt cắt ngang mực nước qua giếng bơm khu vực cồn cát thời điểm tháng

X/2017 ¬

Hình 3.15 Biểu đồ quan hệ khả năng thu nước của các ống lọc trong cát vùng nghiên

cứu với đường kính khác nhau 87

Tình 3.16 Biểu đồ quan hệ kha năng thu nước của các ống lọc trong cát hạt thô với

đường kính khác nhau 88

Hình 3.17, Cit doe mô hình khai thác 89

Hình 3.18, Mặt bằng mô hình khai thác 90

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 2.1 Thực trạng công trình đang khai thác nuớc trong TCN qh2 trên các dai cất

ven biên Hà Tinh 56

Băng 2.2 Sy giảm trị số hạ thấp mực nước khi tăng bán kính giếng “Bảng 3.1; Các thông số địa chất thủy văn của ting chứa nước qh2 7Bang 3.2 Khả năng thu nước của các loại ông lọc theo chiều cao cột nước thắm trong

cất hạt mịn đến trung 87

Bang 3.3 Khả năng thu nước của các loại dng lọc trong cát hạt thô S8 Bảng 3.4 Kết qua thí nghiệm kha năng thu nước của dng lọc 89

PHANI MỞĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

“Chương trình MTQG Nước sạch và VSMTNT, sau 15 năm triển khai kể từ 2001, inh

chung tối nay đã đạt được độ bao phủ là 84% nước hợp vệ sinh cho các vùng nông

thôn trên toàn quốc Tuy nhiên, mức độ bao phủ về cấp nước giữa các tỉnh, vả cácvùng trong một tỉnh edn có khác biệt lớn Riêng khu vực din cư ving ven biển Bắc

Trung bộ do có đặc thủ riêng về điều kiện tự nhiên địa hình, địa chất và khí hậu nên là

khu vực có rt nhiều khô khăn để dim bảo nguồn và đáp ứng nhủ cầu cấp nước Trong

tỉnh trạng biến đổi khí hậu, đ có rất nhiều vùng trong khu vực này đang lâm vào cảnh

thiếu nước đặc biệt là vào thời điểm mia khổ Theo s liệu thống ké mới nhất của BộTải nguyễn & Mỗi trường đã cho thy, tai 4 tính (gằm Nghệ An, Hà Tinh, Quảng

Binh, Quảng Trị) đã có tới 12 vùng với trên 17 xã của 8 huyện nằm trải dọc dải ven

biên khu vue Bắc Trung Bộ hiện là các khu vue dang hết sức khó khăn về điễu kiệncấp nước sinh hoạt và đã được liệt kê vào danh sách 500 khu vực khan hiểm và khó

ước sinh hoạt trong toàn quốc

Nhu vậy, để đảm bảo mục tiêu tăng nhanh độ che phủ về cấp nước cho các vùng nông,

thôn dọc ven biển Miễn Trung nói chung và vùng Hà Tĩnh nói riêng, bên cạnh việctiếp tục tu tiên cao về vốn cho đầu tr xây đựng các công trình cấp nước thi đồng thỏicần tăng cường triển khai nghiên cứu ứng dung tiến bộ kỹ thuật,

Ving ven biển khu vực Hà Tinh với đặc điểm là các dai cát kéo dai dọc bờ biển, do

đó, nguồn nước chính cấp cho sinh hoạt lả nước ngầm tổn tại chủ yếu trong các thànhtạo trim tích Độ tứ với các ting chứa nước chính như sau:

*Tầng chứa nước trong các trim tích Holocen thượng nguồn gốc sông (aQ; ng

biển (amQ,") và biển gid (mvQ,`) Đây là tng chứa nước thứ nhất với đặc thù là ting

chứa nước không áp với chiều day ting khai thác không lớn (từ 2,0m hm cho đến 8,0-10,0m), và độ sâu mực nước tĩnh không nhỏ (từ 0,3-2,Sm về mủa mưa và I.5-2,0m.

tủa khả), Do xuất lộ trực tiếp trên mặt đất nên ting chứa nước có quan hệ chặt el

với các yêu tổ khí tượng thủy văn, do dé chất lượng nước không én định, dễ bị 3

nhiễm sinh vật và nhiễm mặn Nhìn chung ting chứa nước Holocen thượng có độ chứa

nước được đánh giá từ nghẻo đến trung bình, điễu kiện khai thắc tương đối thuận lợi

nên từ lâu đã là nguồn cấp quan trọng cho người dân vùng ven biển

‘Theo số liệu thối kê, hiện nay quá trình khai thác và sử dung nước trong khu vực này

‘con mang tính tự phát, khai thác theo mô hình hộ cá nhân không có sự quản lý hoặc

‘quy hoạch cụ thể Ngoài ra, các tác động của môi trường đến ck Ít lượng nước còn

chưa có các biện pháp ngăn ngữa nên ngày cảng dẫn đến gây lãng phí, cạn kiệt ônhiễm và nhiễm mặn nguồn nước ngọt dưới đất hữu hạn của khu vực này

6 trong nước, việc nghiên cứu ứng dung các thành tựu khoa học thé giới áp dụng vào

điều kiện Việt Nam đặc biệt cho khu vực Miễn Trung để giải quyết vấn đề khai thác

nước hạn chế khả năng nhiễm mặn cũng đã được triển khai tiến hành từ những năm

1996 - 2008 của nhiều tác gia như Đặng Hữu Ơn năm 1996 [Dự báo khả năng nhiễm mặn đối với một số công trình ở Vũng Tàu song vẫn ở phạm vỉ nhỏ trên một số vùng.

Ứng dung các chương trình tính toán bằng phương pháp Lập trình tuyến tính (LITT)

và lập trình động (LTD) để giải quyết bài toán khai thác tối ưu cho ting chứa nude

Không áp theo các điều kiện biên khác nhau, thay đổi theo thai gian và không gian đã

tính toán và thử nghiệm cho một số vùng (điểm) nằm rai ác tại một số tỉnh như Quảng

Ngãi, Quảng Trị (Nguyễn Văn Hoàng, Nguyễn Thành Công 2001) Trong các kết qua

nghiên cứu đã khẳng định vai trò, tiém năng khai thác nguồn nước từ thấu kính nước nhạt trong các giải cát ven biễn luô đồng vai tr quan trọng; Nó 6 thể góp phần cải tạo và ôn định môi trường sinh thái khi được khai thác, sử dụng một cách hợp lý Tuy

nhiên số liệu và phạm vi nghiên cứu chưa bao trim chỉ tiết và hệ thing cho các cầu

trúc chứa nước đặc trưng nhất tén toàn ving nghiên cứu

Thực tế cho thấy: trong thời điểm hiện nay, với định hướng chiến lược về phát triển

lĩnh vực kinh tẾ biển đã đem lại những thay đổi lớn về điện mạo cho khu vực din cư.

dải ven biển miễn Trung: ty nhiên, những thay đổi về kính thế đã kéo theo những

biển động về dan cư cũng như sự tăng theo các nhu cầu khác về đời sống sinh hoạt Sựgia tăng dân số, phát tiễn dich vụ du lic, các hoạt động sản xuit, kin tế khu vực ven

biển đã kéo theo những hệ lụy không nhỏ đối với nguỗn tải nguyên nước dưới đất của

khu vực này trong đó cả về chất lượng và số lượng Việc khai thác NDB trong khu vực.

các cồn cát ven biển phục vụ sản xuất, nuôi trông thuỷ sản không theo quy hoạch và

năng lực khai thác thục tế đã dẫn đến nguy cơ gây cạn kiệt nguồn tải nguyên nước.

ting nông đồng thời tạo điều kiện cho xâm nhập mặt, thu hep vùng khai thác gây suythoái nguồn, Tinh trạng thiểu nước và mặn xâm nhập luôn đe doa nhiễu vũng dần ew

sinh sống trên khu vục phân bổ các dai cát ven biển như: vùng Thạch Lạc, Thạch Tri,

“Thạch Xuyên, huyện Thạch Hà tỉnh Hà Tình Nơi đây có trên 7.800 người dân trong

13.200 người (chiếm 62,0%) của 8 xã hàng năm vẫn phải luôn đối đầu với cảnh thiểu

nước sinh hoạt cũng như không đảm báo vé chat lượng nước do nhiễm mặn đời sống

sinh hoạt hết sức khó khăn đặc biệt vio mủa khô.

Nude trong thấu kính cồn cát là loại nước ngầm ting nông không áp nằm ở trên tingkhông thắm thứ nhất hoặc là ting nước mặn (không cỏ ting không thim phủ kín bêntrên) Do đồ nước ting thấu kính thường thay đổi về trữ lượng cũng như mực nước:

theo từng thời kỳ trong năm, vì nó chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện khí hậu,

thuỷ văn như lượng mưa, nhiệt độ, độ âm, ốc độ bốc hơi mặt đất mực nước của sôngngồi, hỗ ao lân cận trong khu vực Nguồn cung cắp chủ yếu lả đo nước mưa ngắm vào.đất, và một phần có thé là do dòng thắm từ sông ngồi, ao, hồ bổ sung trực tiếp Ở một

sổ trường hợp, do điều kiện địa hình mực nước hồ, ao bạ thấp hơn cả mye nước tong

(mỏ sắt Thạch Khê, các khu mỏ khai

thác Titane ), nên nước từ thấu kính lại thắm bổ sung cho ao ho, vùng trăng Vì vậy,thấu kính hoặc có các công trình khai mỏ lộ thiê

mực nước ngằm và trữ lượng nước ngằm trong thấu kính đều giảm, Để đảm bảo lànguồn khai thác ổn định cần có cúc giải pháp bảo vệ cho các thấu kính như: Nghiêncứu các giải pháp khai thác phù hợp kết hợp với việc bé cập trực tiếp vẻ lưu lượng chovùng phd hạ thấp khai thúc, bổ cập để đảm bảo duy tri cân bằng man- ngọt hạn chế

xâm nhập man, bảo vệ chống 6 nhiễm về chất lượng vệ sinh nguồn nước,

“Trong giai đoạn hiện nay, trước tình hình biển đổi khí hậu đang diễn ra một cách mạnh

mẽ, ving dải cồn cất ven biển sẽ là đối tượng chiu ảnh hưởng tác động sớm nhất và

tực

và ứng đụng các mô hình Kha hic hiệu quả bén vũng nguồn nước trong các thấu kính

ép theo chiề hướng xấu; Chính vi vậy việc thực hiện dé tài" Nghiên cứu đề xuất

nước nhạt ven biển huyện Thạch Hà ~ Ha Tĩnh có tính khoa học và thực tiễn, làm eo

sở đối chứng, so sinh phân tích với mô hình Khai thác hiện có nhằm tạo cơ sở lý luận

cho các tinh toán, phân ích tương tự là rất edn thiết

2 Mục dich của để tài

Nghiên cứu, để xuất mô hình khai thác phù hợp và hiệu quả đối với các thầu kính nước

nhạt trên địa bản nghiên cứu,

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của đ tài thuộc khu vực ven biển huyện Thạch Hà, tỉnh Ha Tĩnh

3.1.2 Đắitượng nghiên cứu:

= Đặc điểm địa chất thủy văn vùng nghiên cứu

= MO hình khai thác phù hợp với đặc điễm địachất thủy văn ving nghiên cứu

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu đặc điểm, tính chất, cấu trúc và phạm vi phân bó, các yếu tố ảnh hưởng

đến sự hình thành chất, rữ lượng các hấu kính nước nhạt ving ven biển huyện Thạch

- Tiếp cận tổng hợp và hệ thống: Tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã thu thập va kết

qua điều tra khảo sắt thực hiện.

- Tip cân lịch sử, kể thừa: KẾ thừa các kết quả nghiên cứu về mô hình cắp nước ting

nông, mô hình cắp nước ven ign

= Tidp cận theo phương pháp quản l và phát triển bén vũng tài nguyên nước

.L2 Phương pháp nghiên cứu sử dụng

~ Phương pháp thông kê thu thập tải liệu, số liệu:

Điều tra, thu thập số liệu tir các cơ quan quản lý có liên quan về: điều kiện tự nhiên,

địa lý, hiện trang dân cư, tinh trạng khai thác sử dụng nguồn nước cho sinh hoat, sin

xuất, hệ thống ổ chức quả lý ngudn tài nguyên nước dưới dit

~ Phương pháp điều ta khảo át thực địa

“Thực hiện các kháo sit chuyên môn đ i định các thông số địa chất thủy vin tang

chứa nước phục vụ các nội dung nghiên cứu.

~ Phương pháp phân tích lý thuyết, ính toán mô hình khai thác bằng mô hình toán.

- Phương pháp chuyên gia: Xin ý kiến tư vấn các chuyển gia về giải pháp KHCN trong khả thác

6 Kết quả đạt được

~ Dinh giá được tổng quan về thấu kính nước nhạc và các mô bình khai thác nước

trong các thấu kính nước nhat.

~ Khải quát được đặc điểm địa hình, địa chất thủy văn vùng Thạch Hà và ảnh hưởng

celia nó đến các công trình khai thác,

~ Nghiên cứu các eo sở khoa học và các nhân tổ ảnh hưởng đến việc lựa chọn mô hình Khải thác

~ Phân tích, so sinh với mô hình khai thác tuyển thống

= BE xuất, lựa chọn mô hình khai thác hợp lý bén vững thấu kính nước nhạt theo

hướng trước mắt và lầu đãi trên địa bản vũng nghiền cứu

CHƯƠNG 1 TONG QUAN

1.1 Các nghiên cứu vé nước dưới đất trong các đãi cồn cất ven biển

LLL Ngoài nước

DD được biết đến và khi th

Khi tổng kết đánh giá các nghiên cứu về nước dưới dắt trong các vùng cất ven biển

uu đó như

c, sử dụng từ thời cỗ xưa (cách đây khoảng 3.000 nam),

trên thế giới Phan Văn Trưởng (2012) [13] đã hợp và phân tích các nghiên

sau: © Châu A, Bắc Phi và kéo di từ Afghanistan đến Moroco, người ta đã dio các

giếng nằm ngang để lấy nước ở những ving có địa hình cao cắp nước cho các nông trai Song song với quá tình sử dụng nước đã xuất hiện những gid thiết và những ý

niệm đầu tiên về NDB, dé là: NDB bắt nguồn từ nước đại dương di lên theo các khenứt của đá đưới áp lực bề mặt (Thales ở Mille, 650 - $48 TrCN) hay người ta cho rằng

nước trong các con sông, trong các mạch nước, hơi nước xuất hiện có liên quan đến

hoạt động núi lửa và từ sâu trong lòng dat đi lên, hoặc NDD hình thành do sự ngưng.

dong của hơi nước từ khí quyển Muôn hơn nữa, Luerexius Caras lạ chỉ raring NDB

do nước biển di lên và nhạt hóa hay do nước mưa ngắm xuống mà thành Thuyết ngắm

là học th ét đầu tiên về quá trình hình thành NDĐ, với ban chất đáng tin cậy của nókhi khẳng định sự cung cấp của NDB bing con đường ngắm sâu vào lòng đất củanước mưa, nước tuyết tan và các loại nước trên mặt đất, Tiếp đến, thuyết ngưng ty ra

đồi với nội dung cơ bản khi coi ND được hình thành do b mặt các vật iệu dạng hạt

lạnh hơn đã hút hết hơi dm từ không khí và ngưng tụ hơi nước trong trong nhiều lỗ

hồng nguội ạnh của lớp thổ nhường và đất đã nằm phía dưới Từ những năm đầu của

thé kỹ 17, khoa học nghiên cứu NDB đã có chiéu hưởng phát triển nhiều hơn Các

nước di đầu nghiên cứu và đặt nền móng cho ngành khoa học ĐCTV phải kể đến là

Nga, Hà Lan, Phip, Mỹ, Đức, vx nỗi bật có Lomonoxoy M.V, Beenouli D., Euler

(1750), Jucovxki N.E Nhằm phục vụ cho các hoạt động của con người, sử dung

hành với hình thức khai thác

NDB ving ven biển đã được nhiều nước trénhé giới i

bing các lỗ khoan nông, lẫy nước phục vụ cho dân sinh và trồng trot Qua đó, đã tiến

hành mô tả và đánh giá cơ bản về NDD tổ tại trong các ting chứa nước vùng khô hạn

và bản khô hạn, đồng thời đưa ra những thông số đặc trưng phục vụ cho công tác khaithác thuận lợi (Alex du Toit, 1906) Khái niệm về các ting chứa nước vùng cát ven

biển còn được coi như mỏ nước nhạt: “Mỏ NDP là không gian được giới hạn bởi

đường phân thủy, trong phạm vi đó dưới anh hưởng cua các nhân to tự nhiên và nhân tạo đã hình thành điều kiện thuận lợi hơn so với xung quanh để khai thác và sử dụng hợp lý theo mục đích đề ra Một phân của mỏ nước được tiễn hành khai thác gọi là khu khai thác” (Ovtchinikov A.M., Plotnikov N.J (1930) Yếu tố hai văn với đặc

trưng là chế độ triều ảnh hưởng rất lớn đến động thái NDĐ, đó là tác động của sóng làm thay đổi mực NDD trong các tầng chứa nước ven biển Để nghiên cứu các tác động của thủy triều đối với NDD vùng ven biển, người ta đã sử dụng phương pháp giải tích, điển hình có các công trình của Jacob (1950), Nielsen (1990), Li và Chen (1991), Sun (1997), Jiao và Tang (1999) và Li, Jiao (2001), với kết quả xác nhận được sự ảnh

hưởng giữa triều vào mực NDP là đồng pha và đã nhận diện được mức độ ảnh hưởng

của thủy triều đến chất lượng NDD thông qua các đặc trưng về độ pH, EC và DO

(Nielsen, 1990; Ataie - Ashtiani và nnk, 1999; Raubenheimer, 1999;Singh va Gupta,

1997) Một phương pháp nhằm đánh giá lượng cung cấp thâm từ nước mưa đã được Bindeman N.N (1963), Stamm (1967) tính toán dưới dạng giá trị phần trăm lượng

nước mưa thấm theo chiều sâu của lớp chứa nước thông qua chuỗi số liệu quan trắc

thủy văn trong các lỗ khoan thí nghiệm Những kết quả nghiên cứu có tính ưu việt và được sử dụng nhiều nhất là tính thực nghiệm khi tính toán khối lượng cung cấp của nước mưa cho NDP dựa trên đặc tinh tro của nguyên tố clorua (Cl-) giữa hàm lượng Cl- có trong NDĐ và nước mưa và gọi là phương pháp cân bằng clorua Phương pháp

này được đề xuất bởi Allison và Hughes (1978), sau đó, nó được ứng dụng nhiều trong

các công trình của Allison và Hughes (1978), Edmunds và Walton (1980), Kitching (1980), Sharma va Hughes (1985), Edmunds và nnk (1988), Sukhija và nnk (1988), Cook va nnk (1989), Scanlon (1991), Edmunds va Gaye (1994), Kennet - Smith va nnk (1994), de Silva (1996), Sukhija va nnk (1996), va de Silva (1998), Martin

(2000].Việc xác định cấu trúc chứa nước, nguồn gốc hình thành, tuổi va sự cung cấp

hay tiêu thoát của NDD cũng như bảo vệ chúng dựa trên quá trình phân rã của các

đồng vị phóng xạ như 13C, 14C, D, T, 180, 36Cl, 226Ra và 222Rn, và được gọi là

phương pháp đồng vị Phương pháp này đã được áp dụng phô biến từ những năm 70

(thế kỷ XX) đến nay trong nhiều công trình của Hebert D., Bui Hoc va Jordan H.

(1992), Mazor va George (1992), Wener U Va Doerr H (1994), Allison (1994), Moor

15

(1996), Hussian (1999), Burnett (2001), v.v Một trong những phương pháp xác định

nguồn gốc và điều kiện thành tạo NDD đã được Vinogradov A.P., Xulin V.A., Buneev

A.N đề xuất trên cơ sở xác lập các tỷ số đặc trưng giữa hàm lượng các nguyên tố có

mặt trong nước của các đại lượng thuộc chu trình thủy văn, sau đó so sánh với nước

biển Các tỷ số này có dang rNa/rCl, Cl/Br, Br/I Nghiên cứu sự vận động của nước

nhạt ven biển đã được Girinxki N.N (1948) xác lập nhiều phương trình tính toán lưu lượng dòng nước ngầm trên bờ biển và trong các dao cát ở biển khi giả thuyết rang giữa nước nhạt và nước mặn được ngăn cách bởi đường cong thoải (không tính đến

đới hỗn hợp do khuếch tán tạo thành) và coi dòng NDĐ là dòng phẳng một chiều trong

tang chứa nước đồng nhất Nghiên cứu lượng NDD tiêu thoát ra biển là một van đề

phức tạp, đòi hỏi có chuỗi quan trắc lâu dai cũng như khối lượng thông tin đa dạng,

việc tính toán thông thường dựa trên các nguyên lý thủy động lực NDD (Smiles và Stokes, 1976; Nielsen,1989; Gourlay, 1992; Turner, 1997; Li, 2004) Sau đó đã được

đơn giản hoa bằng phương pháp mô hình số (Buddemeier, 1996; Wiliam Burnett C., 2001) hoặc dựa trên lý thuyết phân tán và vận chuyên khối (Bredehoeft và Pinder,

1973; Segol, Pinder va Grey, 1975) Mức độ ảnh hưởng của thảm thực vật đến quá

trình hình thành NDD cũng được dé cập đến từ dau thé kỷ XX Bằng phương pháp cân

bằng nước, cân bằng lượng clorua và các phương pháp tỷ lưu lượng có thê xác định

được lưu lượng cung cấp và thoát NDD ở điều kiện tự nhiên và canh tác nông nghiệp của thảm thực vật từ trạng thái ôn định cũng như khi bị xáo trộn Trên cơ sở đó, kết

quả nghiên cứu này đã đưa ra được những phương pháp luận đúng đắn cho khai thác, rửa lũa của đất đá Tiếp theo đó, nhiều nhà khoa học đã đi sâu giải quyết vấn đề này

như Bunsen R (1871), Fresenius, Clusius (1857), Than K (1864) va Arrhenius S.

(1887) [13] Chất lượng NDD được hình thành từ tổng hợp của nhiều quá trình thành tạo của tầng chứa nước Chúng luôn ở trạng thái biến đổi liên tục và phụ thuộc vào điều kiện hình thành, quá trình vận động, thành phần và đặc tính hóa lý của môi trường thạch học cũng như các chất mà nó tiếp xúc Vernatxki V.I cho rằng sự hình thành thành phần hóa học NDĐ là kết quả của sự phá hủy trạng thái cân băng của hệ thống

đất đá - nước - khí - vật chất sống Chất lượng nước đối với đời sống con người và

phát triển kinh tế luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu của nhiều quốc gia, trong

khi, những vùng đồng bằng kể cả vùng ven biển là địa thế thuận lợi cho dân cư tập

16

trung đồng dic và có như cầu sử dụng nước rất lớn Khởi đầu nghiên cứu thành phần

nước nhạt rong cát ven biển phải kể đến các nước Scotland, Hà Lan, Australia, Trung

“Quốc, SHlanka,

hưởng mạnh mé của nước biển,

(Ranwell, 1972; Gibble và Hall, 1985; Petdjohn, 1987; Paterson, 1997), Nghiên cứu sự

điểm là nghiên cứu chất lượng nước trong các ting nông, có ảnh

lối tượng chính là him lượng sắt, độ kiểm, canci

hình thành và biển đổi thành phần ho học của NDB là một trong những vin để được

các nhà khoa học địa chất thuỷ văn, đặc biệt là các nhà thủy địa hoá quan tim như Picheva KE, Poxokhop EV, Beluxova A.P, Karxep A.A., Pinhcker E.V., Xamarina

V.X., Appelo A.J, Postma D Fetter C.W, Các tác giả đã tiếp cận vin đề biến đổi chitlượng NDĐ theo nhiều cách khác nhau nhưng mục đích cuối cùng là đánh giá mức độ.biển đối thành phần hoá học nhằm bio vệ NDB khỏi bị nhiễm mặn bởi nước biển và

nhiễm bản từ các yếu t6 gây bản Có những tác giả đi sâu nghiên cứu điều kiện, yếu tổ.

hình thành thành phn hoá học của NDB hay nghiền cứu chỉ tết về điều

trường địa hoá ảnh hưởng đến sự biển đỗi các nguyên tổ Beluxova A.P dã dễ cập dn

và phương pháp nghiên cứu các quá trình hình thành chất lượng NDB,

tiến trình phát triển của thành phần hoá học NDĐ đưới ảnh hưởng của quá

trình kỹ sinh vả đánh gia được mức độ tổn thương của NDĐ bằng cách sử dụng các chỉ

sổ, chỉ thị đặc trưng cho sự chống lại nhiễm bin Picheva K.E đã xác nhận quy luật

biến đổi thành phần hoá học của nước thiên nhiên và đánh giá sự bén vững của các

nguyên tổ phổ biển rong v6 Trái đắt là sắt, canei, magie, nati, kali, slic, phốt pho,cacbon, lưu huỳnh, clorua Sự bén vững của các thành phần trong nước được xácđịnh bằng độ hoà tan của các hợp chất tạo thành từ các nguyên tố đó, đánh giá được

ai rô của các yếu tổ trong sự hình thành thành phần hoá học của nước ở mức độ khácnhau, thông thường chúng phụ thuộc vào độ tổng khoáng hoá, điều kiện thé nằm củating chứa nước, điều kiện rằm tích và hoàn cảnh nhiệt động, v Các tác giả như

Appelo AJ, Postma D., Fetter C.W (1993), David K-Todd Nghiên cứu chỉ tiết hơn

Ề địa hoá và ác qui trình nhiễm bin NDB, sự tương tác chặt chẽ giữa dit đá và nướccàng với sự tham gia của vi sinh vật đã gây nên sự biến đổi về thành phẫn cũng nhưham lượng của các nguyên tổ trong NDĐ, Các tác giả này cũng nhắn mạnh vai trỏ của

quê tình thuỷ động lực, quá tình hóa lý xảy ra trong mỗi trường nước đến sự hình

thành và biến đổi thành phần hoá học của NDĐ, Trên cơ sở nghiên cứu sự phát triển

của các loài thực sống trong mí đã xác định được khả

năng hấp thu nước và tác động đến chất lượng NDB (Oosting và Billings, 1982;

Asprey và Loveless, 1958; Martin, 1959; Sauer, 1976), Qui trình thành phần hóa học

NDB từ trước đến nay có thể được tổng hợp thành các nhóm chính gồm các quả trinhthủy phân và rửa Ia các đắt đá; hip phụ và trao đối ion; khuếch tin; pha trộn: bốc hơi

và quả tỉnh sinh vật Trong Thể kỷ XX, nghiên cứu NDB nói chưng và nước ving cất

ven biển nói riêng đã bước vào thời kỳ phát triển ao, các tác giá nồi tiếng như Dachler

R, Inbeause E, Keilhak K., Kochne W,, Them G đã không những đóng gop về mặt

lý thuyết, ma còn tìm ra các giải pháp bio vẻ, sử dụng hợp lý hơn tải nguyên NDB từ

phạm vi và quy mô nghiên cứu riêng lẻ sang nghiên cứu và quản lý tổng hợp Các.

sông trình nghiên cửu gốp phần đảm bảo tinh bền vũng trong sử dung tii nguyên

tránh bị cạn kiệt và ô nhiễm môi trường NDĐ Kết quả nghiên cứu sự phân tán của

nước mặn vio NDĐ cho thấy có sự gi tăng tuyỂn tính với vận tốc dng chảy, quyết

đình bởi hệs im cao hay thấp; độ lỗ hồng và độ dốc thủy lực (Fetter, 1993) và sự

dao động tạo áp lực của thủy triều cũng gây nên quá trình pha lẫn của chúng (Cooper,

1959), Vũng cát có điện ích rộng lớn nhất phải kể đến sa mạc Sahara (Angers),

chiém điện tích trên 15.000 km2 Phin lớn, các dai cát ở đây có nguồn gốc hiện đạithuộc các trim tích biển gio va sông biển Những khảo sit đầu iên được Dervieux bắt

đầu từ thời kỳ năm 1953 đến 1956, tiếp đến là nghiên cứu thành phần hóa học NDB

bing phương pháp thủy văn đồng vị, điễn hình có công tình của Guendouz (1985),

(uendouz (1993, 1993); Anrh (1993): Bneder (1992); Moulla (1992, 1995, 1996)

Ngoài ra, các khảo sát khác về mặt thủy động lực như mô hình hóa cỏ công trình của.

Levassor (1978), Cote (1993), Bonard và Gardel (1998) Từ việc nghiên cứu mặt ranh.

giới mặn - nhạt trong các tang chứa nước ven biển đã tạo tiền đề cho các công trình

khoe học sau này về nghiên cứu quá tình pha trộn giữa nước biển và NDB hay sự xâm nhập mặn của nước biển vào ting chứa nước, quá tỉnh tiêu thoát NDD ra biển

dưới dang dòng thắm liên tục của đới chứa nước ven biển cho thấy dòng thấm xảy ratrong cả ving nước nhạt và nước mặn, nước nhạt thắm ngược lên dé tiêu thoát ở inbbe biển và có một đồng twin hoàn trong nước mặn gin mặt ranh giới, kết quả nghiên

cứu này được trích dẫn rộng rãi và đã được nâng lên thành nguyên lý Ghyben

-Herzberg (DuCommun J, 1828; Cooper,1959) Kết quả nghiên cứu quá trình phân tần

thắm và vận chuyển khối của nước nhạt ven biển với nước bién cho thấy ving phân

tân thường mông so với toàn bộ chiều đây của các thấu kính nước nhạt, mặt khác

chúng hình thành và vận chuyển theo nhiều quá trình phức tạp (Bredehoef\ và Pinder,

1075; Segol, Pindor và Grey, 1975, Sự phân tin của nước mặn ga tăng tuyển tinh với

việc tăng vận tốc dòng chảy, quyết định bởi hệ số thắm, độ lỗ hồng và độ chênh thủy.

lực (Fetter, 1993) Sự dao động va tạo áp lực của thủy t cũng gây nên quá trình pha

lẫn của chúng và đấu hiệu nổi bật của triều dễ nhận biết hơn qua hệ số thắm cao hay

thấp (Cooper, 1959) Trên Thể

hiện trên nhiều khu vực ven biển nhằm nghiên cứu nguồn gốc hình thành NDB, xác.

giới ngày cảng có nhiễu công tình khoa học được thực

định diện thay đổi mục nước, xác định nguồn gốc và đánh giá mức độ nhiễm mặnNDB xác định mỗi quan hệ tuổi của NDB và khảo sắt về mặt thời gian của quả tình

biến đổi trữ lượng và nguồn gốc của chúng

1-2 Trang nước

Khi tổng hợp kết quả nghiên cứu trong nước vỀ nước trong các vũng cất ven biển min

trung Phan Văn Trường [13] đã trích dẫn đánh giá các công trình nghiên cứu như sau: Vain để dia chất khu we miễn Trung đã được tiễn hành điều ta từ những năm đầu thé

kỹ 20, thể hiện trên tờ bản đồ địa chất tỷ lệ 1:500.000 (Jacob C., 1921 và Fromaget 5

1927) Thời kỳ Pháp thuộc, trong tờ bản đồ địa chất Huế - tỷ lệ 1/500,000 (Hoffet J.H.,

1935) đã nghiên cứu và đánh giá quả trình thành tạo dun cit và thành phần của chúng, CCác thành tạo cit màu ving ven biển từ Nghệ An đến Thừa Thiên - Hu được gọi là

phù sa mới thuộc trim tích Đệ tứ [13]

Sau năm 1954, quá trình thành tạo cất ven biển miễn Trung đã được đầu tư nghiên cứu

nhiều hon, trong đỏ, Tổng Cục Địa chất đã tiến hành chính lý và khảo sát thực địa trên.

toàn miễn Bắc Việt Nam Dae điểm địa ting địa chất ving nghiên cứu trong đồ có các

trằm tích Đệ tứ đa nguồn gốc được thể hiện trên tờ bản đồ Mahaxay - Đồng Hi, tỷ lệ 1:200,000 thành lập trong những năm 1979 - 1983 và được hiệu đính năm 1992-1998;

Bản đồ địa chất Đệ tứ Việt Nam, tỷ lệ 1/500.000 (Nguyễn Đức Tâm và Đỗ Tuyết,

1994), Ngoài ra, một số hợp phần tự nhiên cũng đã được tiến hành nghiên cứu ở

nhiều mức độ khác nhau như về sử dụng đất cát biển (Lê Đức An, 1982, 1996; Phan

Liêu, 1987); về địa mạo bờ biến, lịch sử phát triển đồng bing (Đặng Văn Bảo, Nguyễn

Vi Dân, Bii Văn Nghĩa, 1977, 1996; Nguyễn Đức Tâm, 1982); về trim tích cát (Trin Nghị, 1996); về phân lại cát bé mặt (Nguyễn Tiền Hải, 2001), về địa mạo, xói lử bờ

biển miễn Trung trong mồi tương quan đến sự vận động các đãi côn cát (Vũ Văn Phái,

1996 - 2006).

Những năm gan đây, việc nghiên cứu va đánh giá tải nguyên trong khu vực nhằm phục

vụ phát tiển KT - XH đã được tién hành khá tỷ mj Diễn hình về đánh giá tổng thể sử

dung hợp lý đi cất ven biển miễn Trung và bảo vi

nội dung của DE tài sắp Nhà nước, mã số KC.08.07 (Trương Quang Học, 2003) và

KC08-21 (Trin Văn Ý, 2005) [13] Vấn đề nghiên cứu cân bằng bảo vệ, sử dụng cóhiệu quả nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội ven biển miễn Trung đã được

rường đã được thể hiện trong

thực hiện trong ĐỀ tải cấp Nhà nước, mã số KC-12-03 (Ngõ Đình Tuấn, Lê VănNghinh, Nguyễn Văn Lai, Nguyễn Trọng Sinh, 1995) Déi bờ biến Quảng Bình -

“Quảng Tr - Thừa Thiên Huế đã được nghiên cứu xác lập luận chứng khoa học về điềuKiện tự nhiên, ải nguyên, KT - XH, môi trường và tai biến thiên nhiên, mâu thuẫntrong khai thác và sử dụng tài nguyên làm căn cứ đầu vào cho phân vùng chức năng để

xác lập mô hình quản lý tổng hợp và phát triển bén vững (PTBV) (Nguyễn Cao Hun,

2010) [13] NDB là đổi tượng đã được các tô chức, cơ quan chuyên ngành trong nước

nghiên cứu và đã đạt được những kết quả nhất định Các công trinh được triển khai

trên hầu khắp lãnh thổ Việt Nam với nhiều vin đề khác nhau, gồm có ĐCTV khu vực

(Nguyễn Thượng Hùng, 1967; Nguyễn Van Túc, 1974: Nguyễn Kim Cương, 1988

-1995; Đặng Hữu Gn, 1995, ); thủy địa hóa (Vũ Ngọc Kỷ, 1975,1988,1992; Nguyễn

Kim Ngọc, 1983 - 1988), đồng vị NDD (Vũ Kim Tuyển, 1996; Bui Học, 2006) [13]Giai đoạn 1976 - 1980 có nhiều chương trình cắp Nhà nước và đỀ tài nghiên cứu tổng

hợp ĐCTV lãnh thổ ra đời, Đề tài NDB Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam”, mã số

44-0-01-01 do Vũ Ngọc Kỹ chủ biên tổng hợp được hẳu hết các ti liệu ĐCTV và

NDB từ trước đến những năm đầu của thập kỷ 80 Đây là công trinh đã phản ánh

Khách quan điều kiện DCTV của dit nước và đã đánh giá diy đủ các khía cạnh của

lĩnh vực ĐCTV và NDB trong mắy

có hàng loạt các công trình điều tra.

chục năm qua Khu vye ven biển miễn Trung đã

(Trần Héng Phi, 1988) [13] Công tác điều tra cơ bản vé tii nguyên, môi trường, dah

giá tổng hợp hiện trang chất lượng nước và khả năng cung cấp nước ở dai ven biển miền Trung, đã được tiến hành bởi Ngô Ngọc Cát (1999), Đoàn Văn Cánh (2003),

Nguyễn Xuân Tặng (2008), Phạm Văn Thanh (2005), Lê Thị Thanh Tâm (2009) [13] Kết quả tìm kiếm NDB vũng Đồng Hới - Bình Trị Thiên (Nguyễn Trường Đìu, 1978)

và vũng Quảng Trạch - Quảng Binh (Nguyễn Trường Giang, 1995) đã xác lập và phân chia ra các phân vị địa ting trim tích Kainozoi theo nguồn gốc, thành phần thạch học

và tuổi, phân chia các ting chứa nước và tính toán trữ lượng khai thác dự bảo cũng

như chất lượng NDB Những năm đầu thé kỳ XXI, việc đánh giá tiềm năng NDB một

sé vũng thuộc đồng bằng ven biển miỄn Trung, trong đó vùng cất ven biển Quảng

Bình được Bộ Tai nguyên ~ Mai trưởng giao cho Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước miễn Bắc thực hiện trong năm 2008, Kết quả đạt được còn mang tính

chất suy luận một cích định tính, chưa có số iệu thực tễ minh chứng đầy đỡ như

nguồn gốc NDD, tính chất và quy luật nhiễm mãn (hoặc rửa mặn) mức độ và nguyên

nhân nhiễm bản, những tác động tiêu cực hoặc tích cực của đối với môi trường sinh

thấi, Ngoài ra, một

vũng ven biển Quảng Bình đã xác định được trừ lượng khai thác tiém năng cũng như

ố kết quả điều tra nghiên cứu cấp nước phạm vi nhỏ thuộc các

chất lượng NDB trong dai cất ven biển tuổi mvQ,` và đã định hưởng khai thác, sử

‘dung NDB phục vụ phat triển các mục dich KT - XH trên một số diện tích thuộc vùng

nghiên cứu, điễn hình có các công trình của Trin Văn Ý (2004), Lại Vĩnh Cảm,

"Nguyễn Xuân Tặng (2007), Nguyễn Văn Canh (2009) [13] Tầm quan trọng của NDB

vùng cát ven biển Quảng Binh đã được khẳng định rằng, nó có thể góp phần cải tạo và

n định môi trường sinh thái khi khai thác, sử dụng một cách hợp lý, Nhằm tránh suythoái và lăng phí nguồn NDD tại khu vực edn phải kết hợp các giải pháp khoa học kỹ

thuật, công tác quản lý vi bảo vệ môi trưởng NDB (Phan Văn Trưởng, 2005 - 2010)

Một vin đề quan trọng đối với vùng ven biển nói chung là sự xâm nhập mặn của nướcbiển Nằm cân bằng động với nước biển, NDD bị chỉ phối về động thai, trữ lượng và

chit lượng do tác động của chế độ tiểu Nghiên cứu nhiễm mặn đã được Nguyễn Văn

Hoang, Nguyễn Thành Cong, Đặng Tiến Dũng (2003) tinh toán tối ưu khai thác nước.nhạt dưới ất ving ven biểnmiễn Trung trên cơ sở xác lập mô hin lan truyền mặn và

cdự báo xâm nhập mặn Những kết quả nghiên cứu ĐCTV tại một số diện tích thuộc

vùng ven biển Quảng Bình phin nào đã xác định được mặt cầu trúc, điều kiện phân bổ

tang chứa nước trong các trim tích Đệ tứ trên cơ sở thăm do, tim kiểm và đánh giá sơ

bộ tai nguyên nước Nghiên cứu NDĐ trong khu vực đóng vai trò hết sức quan trọng nhằm gp phần nâng cao tinh hiệu quả trong khai thác sử dung tải nguyên phục vụ

phát triển KT - XH của khu vực, chính vì vậy, nhất thiết cần phải nghiên cứu sâu hơn,

toàn diện hơn về điều kiện phân bổ, nguồn gốc, điễu ki hình thành trữ lượng và chất lượng cũng như mức độ ảnh hưởng của các hợp phần tự nhiên và nhân sinh đổi với NDB, từ đó định hướng khai thác, sử dung hợp lý và bảo vệ tài nguyên môi trường.

1⁄2 Tổng quan về đặc điểm địa chất thủy văn của các tram tích Đệ Tứ khu vực

Hà Tĩnh.

1.2.1 Tầng chứa nước lỗ hing trim tích Holocen trên (ạh2):

toàn bộ hệ ti được tạo thành

ing chứa nước này bao gổ

từ nhiều nguồn gốc: biển, gió, sông, hd, dim lay và hỗn hợp,

Ting chúa nước phân bổ dọc theo bờ biển từ Xuân Hội (Nghỉ Xuân) đến Ky Phương (Ky Anh) và đạc theo các sông: Nai, ông Gia Hội, sông Rác, sông Nhà Lê, sông

(Quyên Vùng đồng bằng ven biển bề đây của tng chứa nước thay đối từ 1-2m đến >

10m Dai cát ven biển có chiều rộng rất khác nhau Ven các núi sát biển chi vải chục

mét, vùng không có núi rộng vai trăm đến một vài nghìn mét Rộng nhất ở Cảm Hoà2800-3400m, Chiều rộng của các ải ven sông thay đổi tr vài chục mét đến vài nghìn mét

Chie

khác Chiều dày nhỏ nhất ở Cảm Xuyên là 15m (LK6B), chiều dày lớn nhất chưa xác

định, LKI1 sâu 22m vẫn chưa hết Tính trung bình 19,2m Vùng Ky Anh nhỏ nhất

5,6m (LK31), lớn nhất 12,5m (LK20), trung bình 8,5m Do nguồn gốc đa dạng nên

thành phần

1 dây của ting cát ven biển ving n Xuyên là có chiều dày lớn hơn các vùng,

đã cũng tắt phong phú: nguồn gốc biển, giớ biển thường là cất hạt min

tự: cắt, sạn, sỏi, cuội, bin cát, bùn,

hạt trung, hạt thô có nơi lẫn sạn, sói Nguồn gốc sự

sét Nguồn gố iim lay: bùn sét, bùn cát, cát hạt mịn có l

thực vật Mục nước ở các giếng và lỗ khoan từ 1.5m đến 6.0m, trung bình 2,Im, Lưulượng các dio thay đổi từ 0,02 V/s đến 0,06 Us với độ hạ thấp 0,4-0.7m, trungbình 0,04 Us Lưu lượng giếng khoan từ 0.204 Us với độ hạ thấp 2,86 m dén 241 Us

với độ hạ thấp 2,38m rung bình 1,63 Vs với độ hạ thấp trung bình 2,95m, Hệ số thắm

(K) thay đổi từ 1,49 m/ngiydém đến 25,91 m/ngàyđêm, trung bình 12,87 mứngảyđêm.

HỆ số nha nước (0) từ 0,123 đến 0,186, trung bình 0,159, Nước trong ting thuộc loại

không áp, một số nơi có áp lực cục bộ Quan hệ thuỷ lục: tuy chưa có ti liệu nghiêncứu, nhưng chắc chắn ở các dai ven sông, nước trong ting có quan hệ thuỷ lực qua lạichat chẽ với sông Đối với đi cất ven biển, qua ti liệu quan bắc ở các LKI0, LKI 1,

lên khoảng 50-60m, khi

LKI2 (LK12 là ỗ khoan ngoài cùng, cách mép nước khi tr

triều xuống 80-90m) thuộc xã Cảm Dương, huyện Cảm Xuyên, kết quả cho thấy trongđiều kiện tự nhiên, ở khoảng cách như trên, không quan sát thấy ảnh hưởng thuỷ tiều.Nguồn cung cấp cho ting chứa nước là nước mưa, đối với đái ven sông suối (vùng

thượng nguồn), nim trực tiếp lên bề mặt đá gốc, không loại trừ khả năng nhận được sự

6 cập của các địa ting này tử những phần địa hình cao hơn Miễn thoát là các ting chứanước nằm dưới, các subi suối liền ké và biển Do chit lượng nước tốt, lại dễ khai thác,

đây là ting chứa nước rit có ý nghĩa trong việc cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân

‘Tuy nhiên cần đặc biệt chú ý vấn đẻ nhiễm bản vi khuẩn từ sinh hoạt của con người.1.2.2 - Ting chica nước lỗ hỗng trong trầm tích Holocen dưới (qh1)

Ting chia nước lỗ hồng trong trim tích Holocen dui bao gồm các trim tich biến

sông biển (amØ;'”) và hỗn hợp sông, hồ, đầm lay, biển (ambØ;'”)

‘Ting chứa nước cổ phần lộ trên mặt, có phần bị phổ bởi các trim tích trẻ hon Bắt gặp

ở nhiều nơi nhưng phát trí

biệt, có điện tích khác nhau Phin lộ ra trên mặt ở Thạch Minh, Thạch Vĩnh, Thạch

không liên tục mà tạo thành những khu, khoảnh riêng

Lưu (Thạch Hà), Cảm Sơn, Cim Thăng, Cảm Tién (Cấm Xuyên) và một dai ven biển

liền kề với ting qh ở Cẩm Hoa, Cảm Dương, Cảm Long, Kỳ Phú, Kỳ Khang, KỳPhương Phần bị phủ nằm kẹp giữa hai ting cách nước amÓ;"ˆ và amQ,’ Dựa vào tài

liệu lộ tỉnh và khoan, chúng tối khoanh định được 2 khu có diện tích lớn hơn cả ở

đồng bing Thạch Hà - Cim Xuyên và Kỹ Anh Từ t liệu khoan hiện có ở phần bị

phi, độ sâu bắt gặp từ 0,5m_dén 8.8m , rung bình 3m, Các giếng dân đào chỉ trên,

dưới Im là bắt gặp ng này Chiều diy thay đổi ừ 0,ảm đến 26m, trung bình 7m

“Thành phần đắt đã da dạng: cát hạt min, hạt rung, hạt thô, bùn cát, bùn sét chứa nhiều

di tích hữu cơ, có nơi phần đáy lớp gặp sạn, soi Trong lỗ khoan cũng như giếng đảo:thường gặp các lớp cát, bùn cát, bùn sét nằm xen kế nhau với chiều dây một vài mết

xã Thạch Hội, Cảm 6m Tuy nhiên, tai phía đông đường LA thuộc địa phận c

Hoà, Cảm Yên, Cảm Nam, Cẩm Long, Cảm Phúc đã phát hiện lop cát khá dày, có 18

"khoan đạt tới khoảng 20m (LK1) Mực nước đo được ở các giếng và lỗ khoan từ 0,3m

dn 10m, trung bình 1.1m Lưu lượng giếng dio từ 001 is dén 0,04 Us với độ hạ thấp

h 022 IS Lưu lượng giếng khoan từ 0,43 V/s với độ hạ thấp 2,35m.

20,59

05.0,1m, trung

3.13 Us với độ hạ thấp 235m, Hệ số thắm (K) từ 241 mngàyđêm đi

nưngàyđ nha nước (1) từ 0,133 đến 0,18, trung bình 0,149.

n, trung bình 7,18 m/ngiy đêm Hệ s

1.3.3 Kétqua nghiên cứu mước dưới đất vàng cát ven biển Hà Tĩnh

Qua kết quả nghiên cứu tổng hợp các tải liệu đã có kết hợp với các tài liệu điều tra

thực địa cia để tải độc lập cấp Nhà nước "Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thắc ben

vững thấu kính nước nhạt trong các cồn cất ven biển phục vụ cấp nước sinh hoạt cho

vùng khan hiểm nước khu vực Bắc Trung BO" đã thực hiện, Đặc điểm địa chất thủy

văn của khu vực cần cát ven biển tinh Hà Tinh mang các đặc trưng sau

8) Các đãi cdn cắt có nguồn gốc thành tạo biển gid (mvQ) sông biển (amQ) và

tram tích biên (mQ).

b) Nguồn cung cấp chính cho các thấu kính nước nhạt trong các cồn cát là nước.mưa, miễn thoát của thấu kính chảy chủ yếu về bai hướng đồ là thoát ra phia biển, còn

lại phía trong dit liền thi thoát ra các sông, su a0 hỗ và các ting chứa nước bên

dưới Gương nước của thấu kính trùng lặp với bé mặt địa inh của côn cát

©) Ci cần cit này phát tiễn dọc theo đường bờ biển và bị phân chia bởi các cửa

sông và tầng đá gốc nhô ra sat biển.

4) Sưphân bé dai cồn cất rong các tỉnh nghiên cứu biến đội rất lớn về hình dạng(chiều đài và bề rộng) đặc thù phân bố của ching tại các vùng dai cũng khác nhau

Bên cạnh đó quy mô, sơ đồ công nghệ cia các mô bình khai thắc nước rong các thin

tạo phụ thuộc vào các đặc điểm địa chất thủy văn của các thành tạo edu tric nên tằng

chứa nước vì vậy để đánh giá sự tổn tại của công nghệ khai thác hiện nay chúng ta

phải có cái nhì tổng quan về sự phân bé cũng như một số đặc điểm địa chất thủy văn

của các thành tạo trong các dai cồn cát để làm cơ sở đánh giá.Theo quan điểm phân

chia je vùng nghiên cứu của luận văn chúng tôi đã phân ving nghiên cứu ra 3 ving, đặc trưng của chúng như sau

SALLI Đài edn cát vùng đồng bằng ven bién Nghĩ Nuôn

"Về mặt địa lý vùng đồng bằng ven biển Nghỉ Xuân nằm giữa sông Lam va phần nhô ra của

«day núi Hồng Linh ở cuỗi xã Cương Gin của huyện Nghỉ Xuân các trim tích biển giỏ, biển

‘va song biển phân bổ thành hình cánh cung với chiều rộng từ 200m đến 1,5 km ở khu vực

xã Xuân Thành, chiều dãi dii L= 25km, điện lộ khoảng 15km2.Chitu diy ting trung binh

105m.

Theo số liệu hút nước ta xã Xuân Yên huyện Nghỉ Xuân mà để tải đã thực hiện thi thông

2,

"hệ số truyền mực nước a= 278.35m'ingd Mặt cắt BCTV die trưng đối với dai et ven biển

số địa chất thủy văn của ting như sau hệ số thắm K” 6.48m ng đ hệ số nhà nước m=

Hình 1.1 Mặt cit dia chất ngang dai cồn cất Nghỉ Xuân4.1.1.2Dait cần cát ving ding bằng ven biển Lộc Hà — Cắm Xuyên

Dài cồn cát phân b gin bờ biển hiện dai, có hướng song song với đường bở, nhiều chỗ nỗi

‘cao dạng một con dé chắn sóng từ Lộc Hà đến Cảm Xuyên Độ cao côn cát thầy đối từ 15m, Chiều rộng từ 0 3lem- 2.3km, nơi rộng nhất ở vùng Cảm Hoà (Cim Xuyên) đến

5-.2.300m Diện lộ 34 km2 Thành phan thạch học: cát thạch anh hat mịn đến trung màu xám.

vàng nhiễu nơi in mảnh vỏ sò ốc vụn nát BE dây trung bình của ting tầm tích này lề

11,0m Theo số liệu hút nước ta xã Thạch Lạc huyện Thạch Hà mà đề đã thực hiện thì

thông số địa chất thủy văn của ting như sau: hệ số thấm K= 18.21m/ng.đ, hệ số nha nước m

“Tại khu vực xã Cằm Hịa huyện Cim Xuyên thơng số dja chất thủy văn của tng như sau

hệ số thắm K= 12.36m/ng.d, hệ số nha nước m = 0.11, hệ số truyền mực nước a=

Hình 1.2 Mat cit dia chất ngang cát Lộc Hà ~ Cảm Xuyên

3.1.13 Dai cn cát vùng đồng bằng ven biển Kỳ Anh

ii cồn cát phân bé gin bở biển hiện đại, cĩ hướng song song với đường bd, Độ cao dãi cát

thay đổi từ 5-22m (ở phía Bắc xã Kỳ Phương - huyện Kỳ Anh) Chiều rộng từ 50- 500m,

nơi rộng nhất ở ving Phú Lợi, Trung Giáp, chiều dii L= 12.8 km Diện lộ khoảng 4.5km

Bề dày trung bình của tang trim tích này là: 8.5m, Mực nước trong tang này nằm cách mặtcđất từ 3,0m (giếng đảo trong đồng đến 6.3m giéng khoan ngồi bai sit biển (xã KY Phú)

1.3 Tổng quan về các mơ hình khai thác nước trong các vùng cồn cát ven biển.

CCác hình thức khai thác nước ngầm trong các dai cn cát ven biển hiện nay chủ yêu là

mơ hình khai thác nước ngim theo phương thing đứng như giếng đảo, giếng khoan, và

hành lang giếng Ngội ra trong những năm gin đấy do sự phat iển cia khoa học

sơng nghệ cũng như để dip ứng nhu cầu dùng nước ngảy một tăng và để giảm thiểu sựtác động đến tầng chứa nước một số mơ hình cơng nghệ khai thác nước ngầm theo

phương ngang đã được nghiên cửu và áp dụng vào thực tẾ sin xuất như cơng nghệ

giếng tia, cơng nghệ giếng dio thu nước thành bên, cơng nghệ giếng đứng kết hop

cơng trình thu nước nằm ngang.

13.1 Giống dio

Gi do là hình thức Khai thác nước ngầm đã có từ thồi xa xưa Mô hình khai thác

này có thể phục vụ cho cụm dân cư (giống tập trung của làng xóm) hoặc cho quy mô

hộ gia đình.

“Tuy theo đặc điểm dia chất thủy văn của từng vùng ma chiều sâu giếng đào khác nhau,

thông thường giếng đào có chiều sâu trung bình từ 2,0m đến 4,5m, cá biệt có những

nơi chiều siu giếng dat Sm, Chiều diy lớp nước trong giếng thay đổi từ 1.0

tùy thuộc vào từng khu vực và biển đổi theo mùa.

“Giếng dio ở khu vực vùng cát ven biển thường sit dung ống buy bằng bê tông đúc sẵn

số đường kinh 0,8 ~ 1,0m; Kết cấu giếng bao gm nhiều dng cổng chẳng lại với nhautuỷ theo chiều sâu của giếng, phía đưới cùng của giếng thường đặt ống có đáy có đục

lỗ để tha nước chảy vào hoặc để trồng phía trên rủ lớp cuộ s6i lọc Dé giữ được vách

giếng thì hình thức thu nước của giếng thường Ky từ đầy giếng cấu tạo của giếng đào

bing bê ông cốt thép hoặc tim tôn diy 3mm.

Thành giếng: Là dng bê tông đúc sẵn dầy Gem đến Sem, cao 80em, gắn với nhau bằng

vita xi ming hoặc xây gạch dây 10em Thành giếng được làm cao hơn mặt đất xung

cquanh là 0.7m,

êu kiện

Giếng đảo là loại công trình được sử dụng từ rat lâu tuy nhiên hiện nay do

kin tế, nhu cầu đồng nước ngày một tăng, nên loại hình khai thác này ngày cảng được

ít sử dụng hơn Giếng đào có một số ưu nhược điểm như sau

- VỀ mặt môi tường: Đối với môi trường thì việc thi công, vật liệu xây đựng giếng vàquế trình khai thác nước đều không có the động xu đến mỗi trường xung quanh

cắp nước: Với đặc điểm thu nước từ diy giếng ch

Š mặt đáp ứng nhu a

đảo nhỏ nên khả năng đáp ứng nhu cầu ding nước tương đối thấp đặc biệt là về mia

khô, bên cạnh đó do lấy nước gin với bé mặt đất nên khả năng nhiễm bản của nước.giếng đảo là rất cao

= Với đặc điểm là chiều đây mỏng, mye nước ngằm nằm nông thi giếng đảo là một

trong những giải pháp khai thác phù hop để khai thác nước trong các đãi cồn cất ven

biển.

~ Về mặt kỹ thuật công nghệ: Giếng đảo có sơ đồ công nghệ đơn giản, vật liệu có thể

tự sản xuất được, thi công bằng phương pháp thủ công các thành phần trong sơ đồ

công nghệ dé thay thé khi bị hư hỏng, khai thác vận hành đơn giản nên về mặt kỹ thuật

sông nghệ thì giếng dio là giải pháp hợp lý với các vũng cổ điều kiện kin tế khó khăn

và trình độ quản lý vận hành thấp,

= VỀ mặt quản lý: Là dạng công trình có giá thành thắp th công đơn giản, và do ngườidân tự lâm nên về mặt quản lý loại hình này gặp rất nhiều khó khăn trong công tác

quản lý cá về khâu khai thác lẫn thi công Hiện tại trên địa bàn nghiên cứu, cơ quan

chức năng hầu như không kim soát được loại hình khai thắc này

1.32 Giéng khoan đơn

Giéng khoan là loại hình công tinh khai thác nước phổ biến nhất hiện nay để khai thác

nước phục vụ sản sinh hoạt trong các vùng cát ven biển hiện nay Giếng khoan thường.

Hình 1.4 Cau tạo của giếng khoan đơn.

“Tùy theo từng vùng cụ thé ma chiều sâu giếng khoan có độ sâu khác nhau đối với cácvũng cất ven biển thì độ sâu giếng thường phổ bign từ 10 -20.0m Giéng khoan thường

cđược cấu tạo bởi các bộ phận như sau.

- Cửa giếng hay miệng giếng: Dũng để heo doi, kiểm tra sự làm việc của giếng, Trên

cota giếng là máy bơm và ống dy để dua nước lên các bể lưu trữ.

~ Ong chẳng: Là dng thép hoặc ống nhựa PVC diy 3mm nổi với nhau bằng măngsông Ông vách có nhiệm vụ chống nhiễm bin và chống su lỡ giếng Chiều dai các

ống chống thường ngắn hơn chiều sâu giếng từ 3m đến 4m, đường kính ống đa phan là

loại 76mm đến 100mm Miệng ông ching cao hơn mặt đất xung quanh miệng giếng là

0.2m.

~ Ong lạc: Hay còn gọi là bộ phân lọc của giếng khoan, đt trực tiếp trong tng chia

nước để thu nước vào giếng và ngăn không cho bùn cát chui vào giếng Ong lọc

thưởng được làm bing ống nhựa, hoặc bằng ống thép có các lỗ khoan d= 15mm, bênngoài ông la lớp diy đồng ngăn cách cổ đường kính d = 3mm quấn theo hình xoắn ốc

và ngoài cùng bọc lớp dan bằng đồng có d= Imm Chiều dai éng lọc thường từ 1,0

đến 5,0m.

Trong những năm gần đây do điều kiện kinh tế phát triển, công nghệ khoan giếng có nhiều tiến bộ nên việc sử dụng giếng khoan để khai thác nước dần dần thay thế các công trình giếng đào Tuy nhiên, việc phát triển giếng khoan một cach 6 ạt trong thời gian qua đã gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến trữ lượng cũng như chất lượng của tầng

chứa nước Giêng khoan có một sô ưu nhược điêm như sau:

- Về mặt môi trường: Dé giữ vách hồ khoan khi khoan giếng thường phải dùng dung dịch bentonite mặc đù sau khi kết câu giếng khoan xong đã được thôi rửa nhưng không thể làm sạch hoàn toàn cho nên dư lượng bentonite còn ton tại là một trong những tác nhân làm giảm mức độ lưu thông của tầng chứa nước Khi thi công bằng khoan máy thường phải sử dụng nhiên liệu (xăng, dầu) nếu không kiểm soát được thì các chất này cũng có thé làm nhiễm ban từng chứa nước Các kết cau của giếng như ống vách, ống lọc được làm bằng sắt hoặc nhựa sau khi hết tuổi thọ thường không thu hồi được mà

đê lại và phân hủy trong tâng chứa nước nên có thê làm nhiễm bân tâng chứa nước.

- Vé mặt đáp ứng nhu câu cap nước: Các giêng khoan có thê đáp ứng được nhu câu cap nước sinh hoạt cho quy mô hộ gia đình Tuy nhiên đôi với tang chứa nước có chiều dày mỏng thì không thể tăng diện tích thu nước (kéo dài ống lọc).

- Đối với đặc điểm địa chất thủy văn của vùng cát ven biển: Với đặc điểm là chiều day mỏng, mực nước ngầm nằm nông thì với các giếng khoan có chiều sâu không vượt quá đáy tầng chứa nước là một trong những giải pháp khai thác phù hợp để khai thác nước trong các dải côn cát ven biên.

- Về mặt kỹ thuật công nghệ: Với sự phát triển của công nghệ khoan khai thác thì ngày nay khoan giếng là một dạng công nghệ tương đối phổ biến có giá thành không cao Vật liệu làm giếng có nhiều sự lựa chọn Ngoài trừ ống lọc ra thì các các thành phần trong sơ đồ công nghệ dé thay thé khi bi hư hỏng, khai thác vận hành đơn giản.

- Vê mặt quản lý: Là dạng công trình có hiệu quả kinh tế cao, thi công tương đối đơn giản, và do người dân tự làm nên về mặt quản lý loại hình này gặp rất nhiều khó khăn trong công tác quản lý cả về khâu khai thác lẫn thi công.

30

13.3 Hành lang giếng

Mô hình hành lang giếng là mô hình khá phổ biến khai thác nước ngầm với quy mô lớn thường để phục vụ sản xuất hoặc cấp nước tập trung Hành lang giếng thường là một hệ thống giếng khoan don được bố trính thành một hàng song song hoặc thành các cụm hình tròn sao cho trong quá trình khai thác biên hạ thấp không tiếp xúc với nhau.

Mô hình hành lang giêng có một sô ưu nhược điêm như sau

- Về mặt môi trường: Cũng như giếng khoan đơn khi thi công các giếng trong tập hợp của giếng của hàng lang giếng để giữ vách hố khoan thường phải dùng dung dịch

bentonite mặc dù sau khi kết cau giếng khoan xong đã được thôi rita nhưng không thé làm sạch hoàn toàn cho nên dư lượng bentonite còn tồn tại là một trong những tác

nhân làm giảm mức độ lưu thông của tầng chứa nước Khi thi công bằng khoan máy thường phải sử dụng nhiên liệu (xăng dầu) nếu không kiểm soát được thì các chất này cũng có thé làm nhiễm ban tang chứa nước Các kết cấu của giếng như ống vách, ống lọc được làm bang sắt hoặc nhựa sau khi hết tuổi tho thường không thu hồi được mà

dé lại và phân hủy trong tang chứa nước nên có thé làm nhiễm ban tang chứa nước Bên cạnh đó nếu vị trí mô hình khai thác này ở cạnh biên mặn và khai thác với lưu

lượng lớn thì sẽ gây ra nguy cơ nhiễm mặn tầng chứa nước rất lớn.

- Về mặt đáp ứng nhu cầu cấp nước: Hành lang giếng có thé khai thác với lưu lượng

lớn nên có thé đáp ứng được nhu cau cấp nước với quy mô lớn như cấp nước tập trung

và cấp nước sản xuất vơi quy mô công nghiệp Cho nên mô hình hành lang giếng là

mô hình cấp nước có khả năng đáp ứng được nhu cầu cho cấp nước sinh hoạt cũng

như sản xuât.

- Đối với điều kiện địa chất thủy văn của vùng cát ven biển: Về mặt kết cau thì mô

hình hành lang giếng phù hợp với điều kiện địa chất thủy văn của khu vực nếu bồ tri

tại các khu vực có bề day và chiều sâu khai thác hợp lý.

- Về mặt kỹ thuật công nghệ: Tương tự giếng khoan đơn với sự phát triển của công

nghệ khoan khai thác thì ngày nay khoan giếng là một dạng công nghệ tương đối phổ biến có giá thành không cao.

- Hiệu quả về mặt quản lý: Là dạng công trình có giá tri đầu tư ban đầu lớn, khi thiết

31

kê thi công thường là các đơn vi thi công có chuyên môn mới làm được, có thê cap nước với quy mô tập trung hoặc câp nước sản xuât vơi quy mô lớn nên công tác quản

lý vê chât lượng cũng như lưu lượng khai thác sẽ đạt hiệu quả cao hơn so với các công

trình đơn lẻ Sơ đồ giếng khoan dạng hành lang được thê hiện ở hình 1.5.

có khoan thêm các lỗ khoan thăng đứng hoặc nằm ngang dé tăng lưu lượng của giếng Tuy theo mức độ giàu nước của tầng chứa , giếng có thé đạt lưu lượng khai thác từ 10

- 300 m*/h Công nghệ thi công giếng tia hiện nay đang được nghiên cứu và hoàn thiện

nhờ các thiết bị tạo cọc, khoan xiên, khoan ngang.

CÁU TRÚC GIÉNG TIA Thành phân

Hình 1.6 Sơ đồ khai thác nước đưới dat bằng giếng tia

32

Hình L7 Hình chiều đứng 3D kết edu giếng tia

Một số các dự án áp dụng mô hình giếng tia đã được triển khai tại Hàn Quốc và Nhật

Ban được trình bay ở hình 1.8,1.9.

œ

Hình 1.8 Mô hình cắp nước ven sông Nak Dong, thành phổ ChangWon, Hàn Quốc

Phục hồi giếng khoan bị lắp tắc và tăng công suất khai thác giếng tại Nhà máy nước.

Kinuta, khu vực Tokyo Metropolitan, thành phổ Tokyo, Nhật Bản.

Hình L9, Mặt bằng và thực thi công nâng công suit cấp nước nhà máy KiNuta

1.35 Giắng đứng két hợp công trình thu nước nằm ngang.

ng giếng đứng kết hợp hành lang thu nước nằm ngang: một dang công tình thunước khả phổ biển đối với các ving cát có chiều diy mỏng, mye nước ngằm nằmnông, Mỗi hệ thông như vậy bao gồm: một giếng đứng đường kính lớn để thu và chứa.nước từ bai công trinh tha nước nằm ngang và một may bom đặt trong giếng Công

suất khai thác bằng hệ thống này có thé đạt 300m3/ngày, Việc xây dựng các hệ thống.

này nhờ kỹ thuật thi công bằng thủ công, lắp đặt và vận hành để đảng don giản Hình

1.9 thể hiện cầu trúc của hệ thống giếng đứng kết hợp công trình thu nước nằm ngang.

Nước từ hệ thông các ống đơn thu nước được tập trung vào các giếng thu nước đườngkính trung bình khoảng 3m Kết cấu ging gồm các doan ống bê tông cốt thép đúc sin,mỗi đoạn cao 0,5m, được xếp lên nhau và chit mạch bằng vita xi măng Năm 2008 đề

tải" Nghiên cứu xây dựng mô hình khai thác nước ngằm trong cồn cất ven sông Trường Giang, tinh Quảng Nam” do PGS.TS Phạm Quý Nhân trường Đại học Mỏ địa

chất đã thir nghiệm thành công với quy mô công trinh bao gồm mô hình thu nước

ngang với chiều dài 10m, sâu 4.5m đã khai thác được lưu lượng én định 3,5(Us) trong

cả mùa khô và mùa mưa.

6

Hình 1, 10 Sơ để khai thác nước dưới đắt bằng công tình thu nước nằm ngang

1 Giống đứng: 2 Công tình thụ nước nằm ngang; 3 Máy bơm: 4, Lớp vt liga hạt thô

(s0i, san; 5 Lớp vật iệu hạt mịn (et; 6 Ong bảo dưỡng; 7 Mực nước ND

Hình 1 11 Cắt ngang công trình thu nước nằm ngang

13.6 Giéng đào thu nước thành bên

Bản chất của công nghệ là sử dụng các vách thu cỡ lớn để mỡ rộng diện tích khai thác,

hình thức giếng nay đã được áp dụng rit nhiều ở Nhật Bản Đường kính giếng có thélên tới 10m, Giếng này có ưu điểm hon so với giếng thông thưởng là tăng được diệntích khai thác nhờ thành giếng khai thác hết được chiều diy hữu ích của ting chứa

nước, hạ thấp được mực nước bơm.

Hình 1.12 Sơ đồ khai thác nước đưới đất bằng giếng đảo thu nước thành bên

Hình 1.13 Thi công kip đặt giếng dio thu nước thành bên1⁄4 Kết luận chương 1.

NDB ving cit ven biển là đối tượng được nhiều Quốc gia trên thể giới tập trungnghiên cứu Những mục tiêu chính là xác định nguồn gốc hình thành, đặc điểm trừlượng, chất lượng và nghiên cứu đề xuất các hướng khai thác sử dụng hợp lý phục vụcho các ngành kinh tế và phát triển xã hội,

'Ở Việt Nam, nghiên cứu NDĐ trên cả nước nói chung và ving ven biển nói riêng mới

Auge chú trọng từ sau năm 1954 và đã đạt được những kết quả nhất định Riêng đốivới vùng cát ven biển miễn trung, nghiên cứu về NDD chưa nhiều, bước đầu xác địnhđược cấu trúc DCTV ting chứa nước vi một số định hướng khai thác sử dụng cấpnước cho dân sinh trên cơ sở đánh giá tiềm năng NDB tại một số khu vực trong phạm,

vi nghiên cứu,

Tầng chứa nước (qh›) trong các dải côn cát ven bién [a Tĩnh bao gồm các thành tạo

thuộc thống Holocen, phụ thống thượng, trung (Q;`) (Q:”), có nguồn gốc sông, sông

biển, biển, biển giỏ ( a, am.m, mv) Chiều diy của ting chứa nước tương đối mồng,

trung bình vào khoảng 10 -15,0m Thành phn thạch học của ting chủ yếu là cát hạtmịn đến vita màu xâm trắng, xim xim ving, kết edu chit vừa Ting chứa nước này

thường được ngăn cách với ting chứa nước phía dưới bằng một lớp sét pha cách nước,

hoặc phủ trực tiếp lên ting chúa nước mặn phía dưới Nước rong các đãi côn cắt chủ

ếu được hình thành từ nước mưa rơi trên bề mặt Ching có quan hộ chat ché với các

yu tổ khi tượng, thủy văn, mực nước dao động theo mùa và tay thuộc vào lượng mưa.

xâu từ 1.2 ~ 2,8m (phan tring edt) và wr 3 - 6m

mùa khô, mực nước thường ni

và thoát cất cao), vé mia mưa nước ngằm có thé ding cao, chảy trin trên mặt đ

ra chỗ trũng hoặc ra biển, Khối nước ngọt trong các dai cồn cát thường có dạng thấu.kinh, nằm côn bằng động so với nước biển, gương nước ngằm lap lại bé mặt địa hình,

đường phân thuỷ chạy dọc theo "sống tr tủa những dai cát chạy dọc bi biển.

Cie mô hình khai thác nước ngằm theo phương thắng đứng như giếng đảo, giếngkhoan đơn, hành lang giếng là các mô hình chủ yếu dang khai thác nước ngằm trongsắc di cồn cát ven biễn miễn trung để phục vụ sinh hoạt nhân dân rong vùng Tuy

nhiên các loại hình khai thắc tuyỄn thống này thường không đáp ứng được nhủ cầu

dùng nước, cũng như tác động xấu đến tang chứa nước làm nhiễm bin, nhiễm mặn và

đặc biệt là đo quy mô khai thác hộ gia đình nên việc quan lý khai thie về tt lượng và chất lượng tắt khó khăn Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng các m6 hình khá thác nước:

ngầm theo phương ngang như giếng tia, giếng đứng kết hợp công trình thu nước nằm

ngang dé khai thác nước trong các gi cồn cát ven biển vừa có ý nghĩa khoa học vừa

có tinh thực tiỄn rit cao

CHUONG2 —_ NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ ĐÈ XUẤT,CAC MÔ HÌNH KHAI THÁC BEN VỮNG VỚI VUNG NGHIÊN CUU

2.1 Cơ sở khoa học

22-1 Đặc điểm dja chất thủy van dai cồn cát ven bién huyện Thạch Hac

Dài cin cát phân b gn bờ biển hiện đại, cổ hướng song song với đường bở, nhiễu chỗ nỗi

sao dang một con để chắn sóng từ Thạch Hà đến Cim Xuyên Độ cao cồn cát thấy đổi từ5-15m Chiều rộng tir 0.3km- 2.3km, nơi rộng nhất ở vùng Cấm Hoà (Cảm Xuyên) đến

2.300m Diện 134 km2 Thank p thạch học: cát thạch anh hạt mịn in trung mâu xám

"vàng, nhiều nơi lẫn mảnh vỏ sò ốc vụn nát Bề dày trung bình của ting trằm tích này là:

11,0m Các thông số địa chất thủy văn của ting chứa nước tại Thạch Lạc, Thạch Hà như

sau: hệ số thắm K= I82lmíng4, hệ số nha nước m = 0.1, hệ số truyền mực nước a=

2.206 ,6m2/ngd.

‘Tai khu vực xã Cảm Hòa huyện Cẩm Xuyên thông số địa chất thủy văn của ting như sau:

hệ số thấm K= 1236mingđ, hệ số nha nước m = 011, bệ số tuyển mye nước a=

xuất lộ ngay Š mặt địa hình cao lên ở giữa và thấp dẫn về hai phía

(Phía ding và phía biển) Phía dưới ing chứa nước này thường được ngăn cách với

ting chứa nước phía dưới bằng một lớp sét có dạng hình nêm dày dẫn và đốc về phíabiển, hoặc nằm phủ trực tiếp lên ting chứa nước bên dưới bị nhiễm mặn Do đó nước

trong các dai cồn cát chủ yêu được hình thảnh từ nước mưa rơi trên bề mat Chúng có

‘quan hệ chặt chẽ với các yéu tổ khí trong, thủy văn, mực nước dao động theo mia và tuỷ thuộc vào lượng mua,

‘Vang nghiên cứu, có chế độ mưa chịu sự chỉ phối của cơ chế hoàn lưu gió mùa Đông

Nam A va chịu tác động của điều kiện địa hình, nên liên quan mật thiết với gió mia

đồng bắc Trong một năm tồn tại 2 mùa là: mia mưa (lượng mưa thắng >100 mm với

tn suất > 75%) kéo đãi 4 thing, tithing 8 đến thing 12 Mùa khô (lượng mưa thẳng

“100 mm với t suất <75%) kéo dai 8 thing, từ thing 1 đến tháng 8 Lượng mưa

trung bình năm tại ving nghiên cứu biển dổi từ 1400 đến 2000 mm Biển trình năm

ccủn lượng mưa có 2 cực đại và 2 cục tiểu Cực đại chính xảy ra vào thing 10 với lượng

mưa từ 762 đến 924 mm, cực đại phụ xây ra vào tháng 5 hoặc thing 6 (dẫn đến mưa

tiêu man) với lượng mưa từ 77 đến 225 mm Cục tiêu chính xây ra từ tháng 2 đến

thing 4 với lượng mưa từ 34 đến 85 mm, cực iễu phụ xây ra vào thing 7 với lượng

mưa từ 71 đến 110 mm.

(Qua các biểu đổ quan hệ giữa lượng mưa và mực nước đưới đt tg các lỗ khoan trong

vùng nghiên cứu, ta thấy giữa chúng có quan hệ tỷ lệ thuận Sự tương quan tuyển tinh

giữa chúng là vừa phải, tuỳ thuộc vào chiều sâu mực nước dưới dat, điều kiện địa hình.

và lớp phủ thực vật Khi lượng mưa tăng thi mực nước dui đất dâng cao và chúng

cùng pha Thường các tháng đầu mới dâng, đường cong biểu diễn mực nước tương đốithoải và trở nên đốc dồn ở các thing đạt ove đại, diéu này iên quan đến sự tăng lượngmưa và giảm din bề diy đới thông khí Trong mia mưa mực nước dưới đắt dâng caolàm tăng đáng kể trữ lượng động của nước dưới đất trong vùng, ngược lại, mùa khô

mực nước dưới đắt hạ thấp làm giảm dáng ké trữ lượng động của nước dưới đất Mặt

khác, nước dưới đắt trong vùng có dạng thấu kính, thành phần hoá học chịu tác động.mạnh của quá tình khuốch tan nước mặn từ biển và hệ thống cửa sông nên lượngcung cấp nước mưa cho nước dưới đắt tăng, tốc độ thắm sẽ lớn hơn tốc độ khuếch tincủa nước mặn dẫn đến sự giảm độ tổng khoáng hod của nước dưới đất, Điễu này chothấy lượng mưa là nguồn cung cấp và là nhân tổ cơ bản ảnh hưởng dén trữ lượng và

chất lượng của nước dưới đất tại vùng nghiên cứu.

2.1.2.2 Lượng bốc hơi

Bốc hơi là một trong những nguyên nhân làm hao hụt lượng nước, vì vậy nó được xem.

1 một thành phần quan trọng của cán cân cân bằng nước và ảnh hưởng đến trừ lượng,

và chất lượng của nước đưới đắt Nếu như giữ lượng mưa và biên độ dao động mực nước đưới dt ti vàng nghiên cấu tong mùa mưa có mắt tương quan tỷ lệ thuận, thi

trong mùa khô giữa lượng bốc bơi và biển độ dao động mực nước dưới đất cổ mỗi

thuộc vào chiều

tương quan tỷ lệ nghịch Sự tương quan giữa chúng khá chặt chẽ, tuỷ

sâu mực nước dưới dit và lớp phủ thực vật Trong mùa khô, do tác động của nhân tố

bốc hoi, tữ lượng nước dưới đất giảm ding kể do bé diy ting nước dưới đắt giảm.

Mặc khác, lượng bốc hơi tăng làm cho tốc độ thắm nhỏ hơn tốc độ khuếch tần của

nước mặn (từ biển và hệ thống cửa sông) đã dẫn đến tăng độ tổng khoáng hoá của

nước đưới đất

2.1.23 Địa hình, địa mạo

Ving nghiên cứu có dạng địa hình đồng bằng có cồn cát, trong đó các dyn cát và côn

in Phần còn lại là cáccit phân bổ gin bờ, kéo dai song song với phương của bờ

dng bằng thấp Ở những vùng địa hình cao, mực nước dưới đất nằm sâu, lượng nước

mưa cùng cắp cho nước dưới đắt chim Khi lượng mưa tăng thi mực nước đưới đất

cdâng cao chậm hon, sự lệch pha so với lượng mưa từ 10 đến 20 ngày và gradien áp lực

(độ dốc mực nước) của nước dưới đắt tương đối lớn, do tốc độ thoát tăng Ngược lại, ở

những ving địa hình thấp, mục nước dưới đất nằm nông, lượng nước mưa cung cắpcho nước dưới đắt nhanh, khi lượng mưa ting thi mực nước dưới đất cũng dâng cao,

ự lệch pha so với lượng mưa là Không ding kế tử 1 đến $ ngày và gradien ấp lực của

nước dưới đất tương đối nhỏ do tốc độ thoát thấp.

3.1.3 Các yếu tố ảnh wing cũa ranh giới mặn đến ting chứu nước

2.1.3.1 Ảnh hưởng của mực nước thủy triều dién ranh giới mặn nhạt

Biên độ dao động của thủy triều cũng là nhân tố gây nên sự thay đổi mực nước ngằm.trong Hing chữa nước, đẳng thời nó cũng là nguyên nhân gây lên sự phát tiễn xâm

nhập mặn nhanh hơn vào ting chứa nước khi các công trình khai thác gần biên mặn

hoạt động

Diễn biến sự biển đổi vùng ranh giới mặn nhạt liên quan đến mực nước thủy triểu

được thể hiện ở hình (2.1,2.2,2.3)