Đánh giá tác động môi trường khai thác nước dưới đất đến vấn đề sụt lún đất khu vực thành phố hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN TRỌNG TUẤN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐẾN VẤN ĐỀ SỤT LÚN ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI - Năm 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN TRỌNG TUẤN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐẾN VẤN ĐỀ SỤT LÚN ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Môi trường phát triển bền vững (Chương trình đào tạo thí điểm) LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS ĐẶNG ĐÌNH PHÚC HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đặng Đình Phúc nguyên trưởng phòng Quản lý khai thác nước đất, Cục Quản lý tài nguyên nước, Bộ Tài nguyên Môi trường, người tận tình hướng dẫn tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Môi trường (CRESS), Khoa Sau đại học Đại học Quốc gia Hà Nội thầy, cô giảng dạy truyền đạt kiến thức cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán phòng ban Cục Quản lý tài nguyên nước – Bộ Tài nguyên Môi trường, Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tôi, cung cấp số liệu cho để thực luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn động viên to lớn thời gian, vật chất tinh thần mà gia đình bạn bè dành cho tơi trình thực luận văn Xin chân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN TRỌNG TUẤN i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu nêu luận văn trung thực, không sử dụng số liệu tác giả khác chưa công bố chưa đồng ý Những kết nghiên cứu tác giả khác trích dẫn nguồn luận văn sử dụng Tên nội dụng luận văn không trùng kết luận văn chưa công bố cơng trình Hà Nội, ngày tháng năm 2016 TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN TRỌNG TUẤN ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN I LỜI CAM ĐOAN II DANH MỤC CÁC BẢNG VI DANH MỤC HÌNH VII BẢNG CHỮ VIẾT TẮT IX MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI 1.1 Tổng quan nghiên cứu ảnh hưởng việc khai thác nước đất đến sụt lún mặt đất 1.1.1 Khai thác nước đất mức 1.1.2 Xác định ngưỡng khai thác nước đất 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ảnh hưởng việc khai thác nước đất đến sụt lún đất giới Việt Nam .9 1.2.1 Trên giới 1.2.2 Ở Việt Nam 10 CHƯƠNG 2: ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, CÁCH TIẾP CẬN 18 VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Địa điểm nghiên cứu 18 2.2 Thời gian nghiên cứu 18 2.3 Cách tiếp cận 18 2.3.1 Tiếp cận hệ thống 18 2.3.2 Tiếp cận liên ngành .19 2.4 Phương pháp nghiên cứu 21 2.4.1 Hồi cố tài liệu nguồn thứ cấp 21 2.4.2 Điều tra thực địa nghiên cứu trường 21 2.4.3 Phương pháp cơng cụ GIS để xử lý, số hóa liệu, chuẩn bị số liệu cho mơ hình số nước đất, sử dụng phần mềm ArcGIS 10.1, Mapinfor v 10.1, mơ hình số địa chất thủy văn Vsual Modflow 21 2.4.4 Phương pháp chuyên gia .21 2.4.5 Xử lý số liệu 22 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 23 3.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu .23 3.2 Hiện trạng khai thác sử dụng nước đất khu vực thành phố Hà Nội 30 3.2.1 Hiện trạng khai thác, sử dụng nước đất cấp nước kiểu công nghiệp 30 3.2.2 Hiện trạng khai thác, sử dụng nước đất kiểu giếng UNICEP hộ gia đình 31 3.3 Kết xây dựng mơ hình số 3D phân lớp địa chất cơng trình địa tầng địa chất thủy văn .32 3.3.1 Mơ hình số 3D phân lớp địa chất cơng trình .32 3.3.2 Mơ hình 3D địa tầng địa chất thủy văn .35 3.4 Kết xây dựng, cân hiệu chỉnh mơ hình dòng chảy nước đất Modflow trạng thái dòng chảy ổn định .39 3.4.1 Các thiết lập xây dựng mơ hình 39 3.4.2 Chạy, cân hiệu chỉnh mơ hình MODFLOW trạng thái dòng chảy ổn định 44 3.5 Kết xác định co ngót tầng chứa nước hạ thấp mực nước đất mơ hình số Modflow + Sub trạng thái dòng chảy khơng ổn định 46 3.5.1 Chạy mơ hình Modflow với trạng thái dòng chảy khơng ổn định 46 3.5.2 Chạy mơ hình Modflow tích hợp module Sub trạng thái dòng chảy khơng ổn định để tính co ngót tầng chứa 49 3.6 Kết phân vùng xác định ngưỡng khai thác nước đất 57 3.6.1 Bãi giếng Cáo Đỉnh .58 3.6.2 Bãi giếng Yên Phụ .60 3.6.3 Bãi giếng Mai Dịch .61 3.7 Đề xuất xây dựng kịch khai thác nước đất 66 v 3.7.1 Kịch khai thác 66 3.7.2 Kịch khai thác theo quy hoạch nêu Quyết định 499/QĐ-TTg .67 3.7.3 Kịch khai thác giả định .67 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 PHỤ LỤC 75 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Tổng lượng khai thác nước đất bãi giếng khai thác nước đất thuộc Công ty TNHH thành viên nước Hà Nội quản lý 28 Bảng 3.2 Số liệu khai thác nước đất năm 2015 bãi giếng thuộc Công ty TNHH thành viên nước Hà Nội quản lý 29 Bảng 3.3 Định hướng khai thác nước đất nhà máy nước Hà Nội (Trích từ Quy hoạch cấp nước Thủ Hà Nội) .30 Bảng 3.4 Bảng code lớp thạch học cột địa tầng địa chất từ Neogen đến Đệ tứ 37 Bảng 3.5 Bảng So sánh giá trị tính tốn tổng co ngót tầng .55 Bảng 3.6 Bảng So sánh giá trị tính tốn tổng co ngót tầng .56 Bảng 3.7 Tổng hợp giá trị co ngót (tính cm) tầng chứa nước mơ hình tính giai đoạn 2003 – 2012 57 Bảng 3.8 Tổng hợp kết phân tích đánh giá kịch khai thác nước bãi giếng Cáo Đỉnh theo tiêu tốc độ sụt giảm mực nước tốc độ co ngót tầng chứa – sụt lún đất giai đoạn 2000 – 2030 59 Bảng 3.9 Tổng hợp kết phân tích đánh giá kịch khai thác nước bãi giếng Yên Phụ theo tiêu tốc độ sụt giảm mực nước tốc độ co ngót tầng chứa – sụt lún đất giai đoạn 2000 – 2030 61 Bảng 3.10 Tổng hợp kết phân tích đánh giá kịch khai thác nước bãi giếng Mai Dịch theo tiêu tốc độ sụt giảm mực nước tốc độ co ngót tầng chứa – sụt lún đất giai đoạn 2000 – 2030 62 Bảng 3.11 Ngưỡng khai thác nước đất bãi giếng khu vực nghiên cứu 64 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ hình phễu mực nước đất hạ thấp khai thác .8 Hình 2.1 Bản đồ Địa chất thủy văn khu vực Thành phố Hà Nội .20 Hình 3.1 Sơ họa hình ảnh giếng khai thác nước đất kiểu Unicef địa bàn thành phố Hà Nội .31 Hình 3.2 Mơ hình 3D phân lớp trầm tích đệ tứ theo đặc tính ĐCCT vùng nghiên cứu 35 Hình 3.3 Vị trí lỗ khoan thu thập sử dụng để xây dựng mơ hình địa chất thủy văn vùng nghiên cứu 36 Hình 3.4 Mơ hình khối đặc chiều địa tầng địa chất thủy văn .38 Hình 3.5 So sánh mặt cắt ĐCTV từ kết lỗ khoan dự án hợp tác nghiên cứu VIETAS khu vực bãi giếng Nam Dư Vị trí D mặt cắt VIETAS cách bờ trái sông Hồng 120 m 39 Hình 3.6 Phân chia vùng hệ số truyền dẫn thủy lực ngang thẳng đứng tầng chứa nước qh 40 Hình 3.7 Phân chia vùng hệ số truyền dẫn thủy lực ngang thẳng đứng tầng chứa nước qp 40 Hình 3.8 Phân chia vùng hệ số truyền dẫn thủy lực ngang thẳng đứng cách nước 41 Hình 3.9 Vị trí điểm khống chế biên thủy lực tầng chứa nước qh qp Dọc theo đoạn biên nối điểm khống chế, giá trị biên nội suy thuyến tính theo giá trị biên điểm khống chế .42 Hình 3.10 Phân vùng thấm bổ cập cho nước đất hồ thấm bổ cập mơ hình dòng chảy nước đất 43 Hình 3.11 Vị trí giếng khoan khai thác nước tập trung sản lượng khai thác (Flow rate m3/day) mơ hình MODFLOW .44 Hình 3.12 Kết chạy mơ hình MODFLOW vùng nghiên cứu trạng thái dòng chảy ổn đinh tầng chứa nước qh kết cân chỉnh mơ hình 15 vị trí quan trắc 45 vii Hình 3.13 Minh họa biên áp lực tầng chứa nước qh thay đổi theo mực nước sông quan trắc chân cầu Long Biên , lượng thấm bổ cập thay đổi theo lượng mưa vùng nội đô lượng khai thác thay đổi theo mùa năm theo kịch khai thác giếng khoan thuộc bãi giếng Yên Phụ 47 Hình 3.14 Tồn cảnh phễu hạ thấp mực nước đất tầng qh tầng qp khai thác nước đất thời điểm tháng 1/2000 tháng 12/2012 theo kết tính tốn mơ hình dòng chảy nước đất trạng thái khơng ổn định 48 Hình 3.15 Diễn biến mực nước đất tầng qh tầng qp theo kịch bãi giếng Ngô Sỹ Liên theo kết tính tốn mơ hình MODFLOW 49 Hình 3.16 Sáu zone tính sụt lún theo thứ tự từ xuống: (i) zone Thượng Cát – Yên Phụ (ii) zone Mai Dịch – Ngọc Hà (iii) zone Thành Cơng – Ngơ Sỹ Liên (iv) Zone Hạ Đình – Tương Mai – Lương Yên (v) zone Pháp Vân (vi) Zone Nam Dư 53 Hình 3.17 Diễn biến mực nước đất bãi giếng Mai Dịch 53 Hình 3.18 Co ngót tầng chứa nước qh, tầng cách nước, tầng chứa nước qp giá trị quan trắc sụt lún bãi giếng Mai Dịch 54 Hình 3.19 Diễn biến mực nước đất bãi giếng Ngọc Hà .55 Hình 3.20 Co ngót tầng chứa nước qh, tầng cách nước, tầng chứa nước qp giá trị quan trắc sụt lún bãi giếng Ngọc Hà 56 Hình 3.21 Diễn biến mực nước đất tầng qp Biến động mức co ngót tầng chứa trung tâm bãi giếng Cáo Đỉnh theo kịch khai thác nước 59 Hình 3.22 Diễn biến mực nước đất tầng qp Biến động mức co ngót tầng chứa trung tâm bãi giếng Yên Phụ theo kịch khai thác nước 60 Hình 3.23 Diễn biến mực nước đất tầng qp biến động mức co ngót tầng chứa trung tâm bãi giếng Mai Dịch theo kịch khai thác nước 61 Hình 3.24 Phân bố phễu hạ thấp mực nước đất tầng qp vào cuối năm 2030 khai thác đạt ngưỡng 600.000 m3/ngày 65 viii Mai, Pháp Vân) vượt số tốc độ suy giảm mực nước đất, số vượt số tốc độ sụt lún mặt đất Do vậy, việc cắt giảm sản lượng giếng khai thác định hướng khai thác nước đất quy hoạch theo Quyết định 499/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ cần thiết để ngăn chặn xu hướng suy giảm phục hồi dần mực nước đất sụt lún đất khai thác nước đất Như thấy qua kết chạy mơ hình MODFLOW + SUB cho kịch 1, việc giữ nguyên sản lượng khai thác ngăn chặn xu hướng suy giảm mực nước đất sụt lún đất phục hồi yếu tố Trong kịch 2, việc cắt giảm dần sản lượng khai thác theo Quyết định 499/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ ngăn chặn xu hướng suy giảm phục hồi dần mực nước đất sụt lún đất khai thác nước đất Tuy nhiên, lãng phí khơng có phương án khai thác hợp lý tài nguyên nước đất có đủ cho phép tăng sản lượng khai thác, quan trọng ngăn chặn xu hướng suy giảm phục hồi dần mực nước đất sụt lún đất việc tăng sản lượng khai thác nước đất Qua phân tích vị trí phễu hạ thấp mực nước bãi giếng thấy có khả tăng số lượng giếng khoan khai thác (và tăng tổng sản lượng khai thác) số bãi giếng ven sơng nơi chưa hình thành phễu hạ thấp mực nước sâu Ngoài ưu thuận tiện bố trí cơng trình khai thác hành lang đới bảo vệ (do mật độ dân cư thấp sở hạ tầng đô thị phát triển so với khu trung tâm) có lợi tiếp nhận lượng bổ cập trực tiếp từ sơng từ vùng ngoại vi Vì thế, kịch 3, tăng dần tổng sản lượng khai thác cách tăng số lượng giếng khoan ―giả tưởng bãi giếng ven sông (Yên Phụ, Lương Yên Nam Dư) đến vượt giới hạn hai số tốc độ suy giảm mực nước đất số tốc độ sụt lún mặt đất Kết cho thấy tăng tổng lượng khai thác thêm khoảng 193.600 m3/ngày mà không vượt giới hạn hai số nói Như vậy, tổng lượng khai thác giới hạn (tức ngưỡng khai thác) nước đất khu vực nghiên cứu khoảng 193.600 + 405.605 = 608.000 m3/ngày phân 63 bố cụ thể cho bãi giếng bảng 3.11 Bảng 3.11 Ngưỡng khai thác nước đất bãi giếng khu vực nghiên cứu Khai thác năm 2015 Bãi giếng khai thác Cáo Đỉnh Yên Phụ Mai Dịch Ngọc Hà Ngơ Sỹ Liên Hà Đơng I Hạ Đình Tương Mai Lương Yên Pháp Vân Nam Dư Tổng cộng Số lượng giếng khai thác 14 21 14 11 11 11 14 19 Sản lượng khai thác (m3/ngày) 52.572 90.465 64.592 32.217 44.737 16.000 20.587 20.333 49.814 20.873 50.552 462.742 Ngưỡng khai thác Số lượng giếng khai thác 14 31 14 11 11 28 53 Sản lượng khai thác tối đa (m3/ngày) 53.000 130.000 52.000 26.000 36.000 16.000 20.000 99.000 17.000 159.000 608.000 Trên sở kết phân tích đánh giá nói phân vùng khai thác nước đất vùng nghiên cứu sau: - Vùng 1: phân bố phía bắc vùng nghiên cứu tiếp giáp với sơng Hồng bao gồm tồn bãi giếng Cáo Đỉnh Tại bắt đầu hình thành phễu hạ thấp mực nước phễu chưa phát triển sâu rộng (Hình 3.14) Tốc độ hạ thấp mực nước tốc độ co ngót tầng chứa vùng chưa vượt số giới hạn việc gia tăng săn lượng khai thác so với trạng làm gia tăng tốc độ hạ thấp mực nước (hiện - 0,16 m/năm) dẫn đến gia tăng tốc độ sụt lún Vì vậy, sản lượng khai thác tối đa vùng nên giữ tại, nghĩa khoảng 53.000 m3/ngày - Vùng 2: phân bố phần trung tâm vùng nghiên cứu, bao gồm bãi giếng Mai Dịch, Ngọc Hà Ngô Sỹ Liên Tại tồn phễu hạ thấp mực nước sâu bao quanh bãi giếng liên kết với tạo thành phần phía bắc phễu hạ thấp lớn khu vực nội Hà Nội Cả hai tiêu chí tốc độ hạ thấp mực nước tốc độ co ngót tầng chứa vùng vượt ngưỡng số giới hạn Do cần phải giảm sản lượng khai thác nhằm giúp phục hồi mực nước phục hồi sụt lún mặt đất Ngưỡng khai thác vùng xác định 52.000 + 26.000 + 36.000 = 114.000 m3/ngày 64 Hình 3.24 Phân bố phễu hạ thấp mực nước đất tầng qp vào cuối năm 2030 khai thác đạt ngưỡng 600.000 m3/ngày - Vùng 3: phân bố phía nam vùng nghiên cứu, bao gồm bãi giếng Hà Đơng I, Hạ Đình, Tương Mai Pháp Vân Tương tự tình trạng vùng 2, tồn phễu hạ thấp mực nước sâu bao quanh bãi giếng liên kết với tạo thành phần phía nam phễu hạ thấp lớn khu vực nội đô Hà Nội Cả hai tiêu chí tốc độ hạ thấp mực nước tốc độ co ngót tầng chứa vượt ngưỡng số giới hạn phần lớn bãi giếng Vì vậy, trừ bãi giếng Hà Đông Tương Mai giữ nguyên công suất khai thác trạng, bãi giếng Pháp Vân cần giảm công suất đặc biệt bãi giếng Hạ Đình ngừng hoạt động theo Quyết định 499/QĐ-TTg Thủ tướng Chính phủ Ngưỡng khai thác vùng khoảng 53.000 m3/ngày - Vùng 4: phân bố phía đơng bắc vùng nghiên cứu, bao gồm bãi giếng Yên 65 Phụ phần diện tích ven sơng Hồng Tại khai thác 130.000 m3/ngày mà chưa vượt ngưỡng số giới hạn tốc độ hạ thấp mực nước sụt lún mặt đất - Vùng 5: phân bố phía đơng đông nam vùng nghiên cứu, bao gồm dải đất ven sơng Hồng kéo dài từ phía bắc bãi giếng Lương yên đến phía nam bãi giếng Nam Dư Khu vực sở hạ tầng cho phép phát triển thêm giếng khoan hành lang bảo vệ khai thác với tổng công suất khai thác 258.000 m3/ngày Nếu khai thác tới ngưỡng 600.000 m3/ngày xác định trên, vào cuối năm 2030 phễu hạ thấp mực nước đất phân bố lại phục hồi thu hẹp dần trình bày hình 58 3.7 Đề xuất xây dựng kịch khai thác nước đất Mục đích việc xây dựng kịch khai thác nước khn khổ đề tài để phân tích so sánh tình khai thác nước đất vùng nghiên cứu, từ đề xuất ngưỡng khai thác nước đất theo tiêu chí định Trong khuôn khổ đề tài này, xây dựng kịch khai thác nước đất đến năm 2030 dựa yếu tố sau: - Các định hướng, tiêu đặt Quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt định 1081/QĐ-TTg ngày 06 tháng năm 2011 - Các định hướng, tiêu đặt Quy hoạch cấp nước Thủ đô Hà Nội đến năm 2030 tầm nhìn đến năm 2050 Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Quyết định 499/QĐ-TTg ký ngày 21 tháng năm 2013 - Hiện trạng khai thác nước thành phố Hà Nội Từ số liệu nói trên, chúng tơi xây dựng số kịch khai thác nước đất khu vực nội đô thành phố Hà Nội sau: - Kịch 1: Kịch khai thác - Kịch 2: Kịch khai thác theo quy hoạch nêu Quyết định 499/QĐ-TTg - Kịch 3: Kịch khai thác giả định 3.7.1 Kịch khai thác Theo kịch này, tổng lượng khai thác nước đất hàng năm khu vực nội đô Hà Nội đến năm 2030 giữ nguyên trạng khai thác 66 năm 2012 Ngồi ra, kịch có tính đến biến động lượng bổ cập thay đổi theo lượng mưa dự báo theo kịch phát thải khí trung bình (B2) 3.7.2 Kịch khai thác theo quy hoạch nêu Quyết định 499/QĐTTg - Theo kịch này, mục tiêu đến năm 2030 giảm tổng lượng khai thác xuống 395.000 m3/ngày theo Quyết định 499/QĐ-TTg Như vậy, công suất khai thác nước đất tất bãi giếng khu vực nội đô Hà Nội hàng năm giảm 0,9% so với năm trước năm 2013 kéo dài đến hết năm 2020; Sau đó, nhà máy nước Hạ Đình ngừng hẳn hoạt động công suất khai thác nước đất tất bãi giếng lại khu vực nội đô Hà Nội hàng năm giảm 0,7% so với năm trước suốt giai đoạn 2021-2030 Ngồi ra, kịch có tính đến biến động lượng bổ cập thay đổi theo lượng mưa dự báo theo kịch phát thải khí trung bình (B2) 3.7.3 Kịch khai thác giả định Mục đích kịch để xác định ngưỡng khai thác hợp lý nhằm phòng chống nguy sụt lún đất khai thác nước đất Về bản, kịch tương tự kịch Tuy nhiên, từ năm 2021, việc dừng hẳn hoạt động nhà máy nước Hạ Đình cắt giảm khoảng 20% công suất khai thác bãi giếng có mức hạ thấp mực nước sâu (Mai Dịch, Ngọc Hà, Ngô Sỹ Liên Pháp Vân) Để bù vào phần thiếu hụt (53.071 m3/ngày) cắt giảm nói để có sở xác định ngưỡng khai thác nước đất, tăng công suất khai thác nhà máy khai thác nước bố trí ven sông Hồng (Yên Phụ, Lương Yên, Nam Dư) cách bổ sung thêm giếng có cơng suất khai thác Số lượng giếng thử cách tăng dần đến thỏa mãn điều kiện sau: Mực nước bãi giếng trung tâm tiếp tục phục hồi (kèm theo sụt lún mặt đất giảm phục hồi dần trở lại) Mực nước đất bãi giếng bố trí thêm giếng khai thác không hạ thấp tốc độ 0,2 m/năm mức sụt lún trung tâm bãi giếng không lớn 0,5 mm/năm Cụ thể, tổng lượng khai thác bổ sung 193.600 m3/ngày 58 giếng khoan bổ sung sau: 10 giếng khoan bổ sung bãi giếng Yên Phụ với tổng 67 công suất bổ sung 40.000 m3/ngày, 14 giếng khoan bổ sung bãi giếng Lương Yên với tổng công suất bổ sung 44.800 m3/năm, 34 giếng khoan bổ sung bãi giếng Nam Dư với tổng công suất bổ sung 108.800 m3/năm 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Đánh giá tác động môi trường việc khai thác nước đất đến vấn đề sụt lún đất khu vực thành phố Hà Nội áp dụng thành công phổ biến nhiều nước giới Ở Việt Nam, ĐTM khai thác nước đất Quốc hội, Thủ tướng Chính phủ ban hành Luật bảo vệ Môi trường năm 2015 Nghị định có hiệu lực triển khai từ năm 2016 sau thời gian dài đến chưa có đơn vị tổ chức triển khai đánh giá tác động môi trường việc khai thác nước đất - Thành phố Hà Nội thành phố lớn nước có khai thác sử dụng nước đất lớn để cấp nước cho ăn uống, sinh hoạt sản xuất công nghiệp, nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, chứa đựng giá trị tồn cầu quốc gia, việc khai thác, sử dụng hiệu tài nguyên nước đất chưa tương xứng với tiềm năng, đòi hỏi cách tiếp cận quản lý khai thác bền vững bảo vệ nguồn tài nguyên tái tạo quý giá - Về mặt sở lý luận khoa học, đề tài nghiên cứu, thử nhiệm đề xuất hệ phương pháp sử dụng để xác định ngưỡng khai thác nước đất nhằm phòng chống sụt lún khai thác nước đất gây nên Cốt lõi hệ phương pháp sử dụng module tính co ngót tầng chứa SUB tích hợp với mơ hình dòng chảy nước đất MODFLOW Việc tích hợp cho phép tính đồng thời biến động mực nước đất co ngót lớp trầm tích hạt mịn xen kẹp tầng chứa nước Về mặt ứng dụng thực tiễn, qua việc triển khai áp dụng cụ thể vùng nghiên cứu, đề tài đưa hướng dẫn quy trình áp dụng hệ phương pháp, bao gồm bước cần thực hiện, tài liệu cần thu thập, dẫn phần mềm hỗ trợ kèm để áp dụng cho công tác điều tra, đánh giá, xác định ngưỡng khai thác phòng chống sụt lún nước đất vùng miền khác Cụ thể để đề xuất ngưỡng khai thác hợp lý nhằm phòng chống nguy sụt lún đất khai thác nước đất cho khu vực nội đô thành phố Hà Nội, đề tài thực hạng mục công việc theo chu trình khép kín sau: - Thu thập, tổng hợp, phân tích nguồn tài liệu có, bao gồm kết nghiên cứu, điều tra đánh giá tài nguyên nước đất đo vẽ địa chất thủy văn, địa chất cơng trình – địa kỹ thuật, tài liệu khai thác, quan trắc nước đất 69 sụt lún bề mặt đất - Xây dựng sở liệu GIS, mơ hình số 3D lớp địa chất cơng trình mơ hình số 3D địa tầng địa chất thủy văn vùng nghiên cứu - Nghiên cứu, tiến hành thí nghiệm trường thấm ngang (seepage experiment) sử dụng phần mềm STLK1 & STWT1 để tính tốn lượng bổ cập từ nước sông đến nước đất - Xây dựng hàm tương quan số liệu quan trắc sụt lún mặt đất hạ thấp mực nước đất tầng qp - Xây dựng kịch khai thác nước đất chạy mơ hình Modflow + Sub để đánh giá tốc độ hạ thấp mực nước tốc độ sụt lún ứng với kịch khai thác này; sở phân vùng khai thác lựa chọn ngưỡng khai thác đảm bảo mực nước hạ thấp mực sụt lún không vượt số tốc độ hạ thấp mực nước tốc độ sụt lún mặt đất Kiến nghị - Đánh giá tác động môi trường việc khai thác nước đất đến vấn đề sụt lún đất thành phố Hà Nội nói riêng Việt Nam nói chung đòi hỏi phải làm tốt từ đầu tham gia bên liên quan gồm quan quản lý nhà nước doanh nghiệp, gồm lĩnh vực tư (doanh nghiệp liên quan) tổ chức phi phủ để xác định, phân vùng sụt lún khai thác nước đất khu đô thị, đồng Đệ tứ nên áp dụng kết hợp phương pháp, mơ hình dựa lý thuyết co ngót trầm tích hạt mịn xen kẹp tầng chứa nước(vídụ MODFLOW + SUB sử dụng đề tài này) với phương pháp phân tích ảnh vệ tinh, rada (ví dụ InSAR) đo đạc trắc địa để nâng cao độ tin cậy kết tính tốn Đề tài khuyến nghị không nên áp dụng phương pháp, mơ hình dựa lý thuyết ―co ngót trầm tích hạt mịn để xác định sụt lún đá gốc phát triển hang động karst luận khoa học phương pháp, mơ hình không phù hợp với kiểu sụt lún Đối với vùng có sụt lún đất đồng thời nhiều nguyên nhân, đề tài khuyến nghị nên thử nghiệm phương pháp hệ thần kinh nhân tạo (ANN - Artificial Neural Network) phương pháp cho phép xác định, khoanh vùng sụt lún theo tập hợp yếu tố mà khơng cần làm rõ phương trình tốn lý mơ hình nêu trên; từ xác định ngưỡng khai thác phù hợp Phương pháp 70 áp dụng cho vùng có điều kiện địa chất phức tạp đồng Nam Bộ hay sụt lún địa hình đá vơi tây nam Hà Nội - Do hạn chế thời gian thông tin thực tế, học viên chưa làm rõ hoàn toàn vấn đề liên quan đến đánh giá tác động môi trường việc khai thác nước đất đến vấn đề sụt lún đất địa bàn thành phố Hà Nội, đề xuất cần phải nghiên cứu làm rõ nghiên cứu khác học viên khn khổ chương trình nâng cao sau Cuối cùng, học viên xin trân trọng cảm ơn ủng hộ, đạo hướng dẫn tận tình thầy cơ, cán đồng nghiệp Trung tâm Nghiên cứu Tài nguyên Môi trường (CRESS), Khoa Sau đại học Đại học Quốc gia Hà Nội, Cục Quản lý tài nguyên nước – Bộ Tài nguyên Môi trường giúp hồn thành chương trình học này./ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Nguyễn Kim Cương ( 1995), " Để giảm thiểu tình trạng nhiễm nước ngầm sụt lún mặt đất thủ đô Hà Nội ", Tạp chí Địa chất, Số 228, tr 25-28 Nguyễn Văn Đản Trần Minh (1993), "Nghiên cứu lún đất khai thác nước đất thành phố Hà Nội", Tạp chí KHKT Địa chất, Hà Nội, tr 7-9 Vi Quốc Hải (2007), Tiếp tục quan trắc nâng cao độ xác xác định chuyển dịch đới đứt gãy Sông Hồng công nghệ GPS, Đề tài khoa học cấp Viện KH&CN Việt Nam, Viện Địa chất, Hà Nội Trần Văn Hoàng Bùi Thị Bảo Anh (2000), "Mối liên quan tượng lún đất khai thác nước đất với đặc tính địa kỹ thuật trầm tích chưa cố kết Hà Nội", Tạp chí Địa chất, Số 261, trang 79-85 Trần Mạnh Liểu nnk (2005), Báo cáo tổng kết đề tài ― Đánh giá, dự báo trạng thái địa kỹ thuật môi trường đô thị kiến nghị giải pháp phòng ngừa tai biến, nhiễm môi trường địa chất số khu đô thị Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Hà Nội Phạm Quý Nhân (2004), Nghiên cứu đánh giá tiềm tài nguyên nước đất khu vực Hà Nội, khả suy thoái trữ lượng chất lượng nước, xây dựng định hướng chiến lược khai thác hợp lý, bảo vệ môi trường phục vụ cho phát triển bền vững Thủ đô, Đề tài NCKH cấp thành phố Hà Nội Trường Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội, Hà Nội Đặng Đình Phúc (2010), Tính tốn mực nước hạ thấp vùng khai thác cho tầng chứa nước có áp bán giới hạn, Báo cáo khoa học Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Đặng Đình Phúc (2010), Cơ sở thủy động lực phương pháp đánh giá trữ lượng nước đất, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội Đặng Đình Phúc (2007), "Phương pháp tính tốn mực nước hạ thấp dự báo vùng khai thác cho tầng chứa nước vơ hạn", Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ Địa chất, Số 10, tr 12-15 72 10 Đặng Đình Phúc (2011), "Sử dụng phương trình tương quan mực nước đất lưu lượng sông thời kỳ rút nước để xác định lưu lượng dòng ngầm sơng", Tạp chí Thủy lợi, Số 2, tr 6-9 11 Đặng Đình Phúc Nguyễn Trọng Tuấn (2014), "Quản lý hiệu phát triển bền vững tài nguyên nước Việt Nam", Tạp chí Mơi trường, Số 10, tr 12 12 Nguyễn Huy Phương (chủ nhiệm đề tài) nnk (2004), Báo cáo Thu thập, kiểm chứng tài liệu có, nghiên cứu bổ sung lập đồ phân vùng đất yếu Hà Nội phục vụ phát triển bền vững Thủ Đô, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 13 Thủ tướng Chính phủ (2016), Quyết định số 805/QĐ-TTg ngày 12/3/2016 việc Phê duyệt Đề án điều tra, đánh giá việc khai thác, sử dụng nước đất, tác động đến sụt lún bề mặt đất khu vực thành phố Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đồng sông Cửu Long, định hướng quản lý, khai thác, sử dụng bền vững tài nguyên nước đất, Chính phủ Nước CHXHCN Việt Nam, Hà Nội 14 Phạm Quang Vinh nnk (2010), Nghiên cứu ứng dụng phương pháp viễn thám InSAR vi phân quan trắc sụt lún đất khai thác nước ngầm, Báo cáo tổng hợp đề tài cấp Bộ, Viện Địa chất, Hà Nội 15 Nguyễn Trọng Yêm (chủ nhiệm đề tài) nnk (1992), Đặc điểm địa chất đô thị thành phố Hà Nội, Viện Địa chất, Hà Nội 16 Công ty Kinh doanh nước Hà Nội 17 Trung tâm Quy hoạch Điều tra tài nguyên nước Quốc gia Tài liệu tiếng Anh 18 Heywood C (1995), Investigation of aquifer-system compaction in the Hueco Basin, El Paso, Texas, USA 19 Trisirisatayawong I.( 2009) Bangkok Land Subsidence Situation according to leveling data and monitoring by InSAR, University of Technology Malaysia, Johor Bahru 20 Malay G ( 2010), " Groundwater withdrawal and land subsidence: A study of Singur Block,West Bengal, India", International jour of GEOMATICS AND GEOSCIENCES, Volume 2, No 2, India, pp 39-52 73 21 Jörn H.N, S.A.Leake, D.L.Galloway, and A M.Wilson (2007) MODFLOW- 2000 Ground-Water Model - User Guide to the Subsidence and AquiferSystem Compaction (SUB) Package USGS Open-File Report, Germany 22 Buapeng S.M ( 2006), Groundwater Situation and Land Subsidence Mitigation in Bangkok and ItsVicinity, Department of Groundwater Resources, inistry of Natural Resources and Environment of Thailand, Thailand 23 Thomas L Holzer and AI Johnson (1985), " Land subsidence caused by groundwater withdrawal in urban areas" , Geojournal, Canada, pp 232-246 24 Wadachi K (1940), Ground sinking in west Osaka, Rept Disaster Prevention Research Institute, No 3, Japan 25 Wolkersdofer Ch and G Thiem (2006) Groundwater withdrawal and land subsidence in NorthEastern Saxony (Germany), International Mine Water Assosiation, Germany 74 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bản đồ vùng nghiên cứu Phụ lục 2: Một số hình ảnh tư liệu 75 Phụ lục 1: Phạm vị diện tích nghiên cứu Phụ lục 2:Một số hình vẽ tư liệu luận văn Các bãi giếng khai thác nước đất khu vực nghiên cứu thành phố Hà Nội cao dinh yen phu lang bac phuc tan mai dich thuy loi ngoc ngo si lien don thuy van don luong yen bach khoa bach mai khuong trung quynh mai dinh tuong mai kim giang dong phap van gia lam ... HÀ NỘI TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG NGUYỄN TRỌNG TUẤN ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐẾN VẤN ĐỀ SỤT LÚN ĐẤT KHU VỰC THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Môi trường. .. đánh giá sụt lún, xác định giới hạn khai thác nước đất nhằm phòng chống sụt lún mặt đất - Đánh giá khả nhân rộng việc đánh giá tác động việc khai thác nước đất đến vấn đề sụt lún đất khu vực tương... thác sử dụng nước đất ổn định bền vững, không gây sụt lún mặt đất Kết cấu luận văn Luận văn Đánh giá tác động môi trường khai thác nước đất đến vấn đề sụt lún đất khu vực thành phố Hà Nội có phần