Mạch nước

Bài viết nghiên cứu mạch nước với các khía cạnh như: phân loại mạch nước, phân loại mạc nước của Bryan, phân loại mạch nước của Ovshinikov, phân loại mạch nước của Clarke, mạch nước karst nổi tiếng trên thế giới và Việt Nam... Để nắm chi tiết nội dung nghiên cứu mời các bạn cùng tham khảo bài viết.

448 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT cẩn phải biết tâ't thành phẩn lại Kết tính tốn m ang tính gần đ ún g v ì sai s ố xác định thành phần đến đểu dựa n h ữ n g giả thiết định Phương trình cân (1) biếu d iễn thơn g qua chiều cao lớp nước (m) n hư sau: (3) Qi»-Q„u, Aí + _w )A , + W A t + w Al _ QịịA L = /z A / / F F năm ỊẤ hệ số nhả nước đâ't đá diện tích diễn suy giảm m ực nước D âu ± phụ thuộc vào điểu kiện địa chât thủy văn cụ thể, tủy thuộc vào n guồn hình thành nước đât vùng nghiên cứu N ếu tổng n guồn đến lớn n guồn m ang dâu (+); ngược lại tổng n g u n thoát mà lớn n guồn cung câp m ang dấu (-) Tài liệu tham khảo N ếu đặt AQ = Qin - Qout đại lượng cu n g cấ p n gâm từ nước mưa xác định theo m ực nước n g ẩ m năm: Wpe = VVm - Wbh (trong đó: Wm, Wbh cư n g đ ộ cung cấp bốc từ m ặt nước ngầm , m /n gày) C ường độ khai thác trung bình lỗ k hoan trén diện tích F ký hiệu q _ Qịl (m /ngày) F A/ ± fVpeAt + W Ạt + WtxM - qlkAt = ± //A H United States 2009 74 pgs USA Gerrit Jousma, 2008 Guideline: on Groundvvater monitoring for general reíerence purposes, IGRAC, The N etherlands In­ ternational Working Group I Utrecht 90 pgs UNESCO Paris Jousma G., Roeloísen F ]., 2003 Ưtrecht Inventory of existing guidelines and protocols for groundvvater assessm ent and Phương trình (3) đưa v ề dạng: ±— A National Framework for Groundvvater M onitoring in the monitoring IGRAC, The Netherlands Internationaỉ Working (4 ) F Wt Wtx cường đ ộ ngấm tử n ớc tư ới cường đ ộ cung cấp d o thấm xu yên đ ợ c xác đ ịnh theo công thức Darcy theo p h n g p háp đ o đạc trực tiếp V ế trái phương trinh (3) (4) thê n n g thành phần cân nước hay yếu tổ h ình thành động thái nước, v ế phải biến đối trữ lư ợ n g nư ớc ngầm gây su y giảm m ực nước n gầm AH Group I Uừecht 22 pgs UNESCO Paris Jousma G., Roelofsen F.JL, 2009 VVorld-vvide mventory on groundwater monitoring by Utrecht IGRAC 31 pgs UNESCO Paris UlecTaKOB B M , no BedeHMio 1989 MOHMTopMHra MeTOAMHecKơe pecypcoB pyKOBOACTBO no43eMHbix B04 BopoõbeBbi ĩop b i, MocKBa reoÁOỉUHecKUU (paK yAtm erĩĩ M /y CTp MocKBa Mạch nước Vũ Thị Minh Nguyệt V iện Địa chất, Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam Đoàn Văn Cánh Trường Đại học Mỏ - Địa chất Giới thiệu Mạch nước (nguổn lộ) nơi nước n gầm xuất lộ tự nhiên b ề mặt Trái Đât, tạo thành d ò n g chảy D òng xuất lộ nước ngầm tự nhiên có th ể thoát từ đá gốc hay từ lớp đất phủ m ặt đất h oặc khu vực có nước mặt Mạch nước k g g m xuất lộ nước ngầm nhân tạo giếng lỗ khoan M ạch nước xuât lộ theo quy m ô, đ iể u k iện n hiều tình h u ốn g khác C ó thê gặp m ạch n c xuất lộ theo m ạch rỉ nhỏ (chi đủ q u an sát thây d ò n g chảy), tới m ạch nước xuâ't lộ v i lư u lư ợng cực lớn M ạch nước cũ n g có g ặ p sườn núi, bên bờ sôn g, hay m ạch đ ù n lên thành đầm lầy hay chí gặp m ạch nước n g ọ t n g o i biến Đ ộn g thái m ạch nước rât khác n hau , có loại m ạch n ớc chảy vào m ùa m a biến m ất vào m ùa khơ, có loại chảy quanh n ăm v i lưu lư ợn g ổn định, lại có loại xuất lộ theo ch u kỳ, v v Mạch nước đ ó n g vai trò quan trọng phát triển kinh t ế xã hội bảo tổn hệ sinh thái nhiều khu vực M ạch nước lớn tiêu biếu có khả cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố, khu công nghiệp lớn, dự án tưới tiêu khu vui chơi giải trí N g h iên cứu v ể m ạch nước có ý nghĩa q u an trọng Địa chất thủy văn (cung cấp th ô n g tin v ề điều kiện địa chất thủy văn) đ ồn g thời cu n g cấp thông tin nhằm quản lý v ữ n g n g u n nước bảo vệ hệ sinh thái vùng Đ ỊA CHẤT TH U Ỷ V Ă N Phản loại mạch nước Sự đa dạng m ạch nước v ể n guồn gốc, quy mơ, tình h uống x't lộ đ ộn g thái chúng tạo đa dạng, không thống phân loại mạch nước Trong Địa chất thủy văn xuât râ't nhiều cách phân loại mạch nước theo tiêu chí khác nhau, theo n guồn gốc hình thành, theo cấu trúc đặc điếm địa chất, theo quy m ô xuất lộ/lưu lượng m ạch nước đến theo nhiệt độ theo chất lượng nước (giá trị sử dụng) Trong số đó, phân loại mạch nước Bryan (1919) theo tiêu chí đặc điểm , nguồn gốc hình thành, đánh giá phân loại hồn thiện nhâí đa s ố nhà khoa học đ ồng tình sử dụng nhiều (Alíaro YVallace, 1994) 449 M ạch nước xâm thực m ực ngầm dàng cao có n h n g nơi bê mặt địa hình cắt qua m ực nước n g ẩ m đá thấm nước M ạch nước tiếp xúc xuất lộ nơi tiếp xúc đâ't đá có tính chất chứa nước khác Thường d o đá thấm nư ớc nằm đất đá không thấm nước M ạch nước artesi có nơi d o tầng thấm nước nằm giữ a tầng không thâm nước [H.2] Phân loại mạch niPỚc Bryan N ăm 1919, Bryan chia m ạch nước thành nhóm - 2) M ạch nước có n guồn gốc nước sâu; 2) M ạch nước có n gu ồn gốc từ nước m ưa thoát d o trọng lực Các mạch nước có nguổn gốc nước sâu h ình thành hòa trộn với n gu ồn nước m ưa, k hôn g chảy d i áp lực thủy tĩnh đ ộn g thái m ạch nước Ổn đ ịn h Bryan chia làm loại n hư sau [H l] Mạch nước núi lửa liên quan đến tượng núi lửa đá núi lửa N ớc m ạch nư ớc n ày thường nóng, đ ộ khống hóa cao có gas Mạch nước khe nứ t từ khe nứt phần sâu vỏ Trái Đất N ớc m ạch nước có độ khống hóa cao thường có nhiệt độ từ âm đến nóng Loại lại có th ế phân làm loại mạch M ạch nước đứt gãy liên quan đ ến đứt gãy có biên độ lớn m ạch nước khe nứt có nhiệt đ ộ d ò n g chảy ồn định Mạch nước có nguân gốc nước mưa vận đ ộn g nước ngẩm cung cấp, d òn g chảy d o áp lực thủy tĩnh Đ ộn g thái m ạch nước k hông ốn định mà thay đổi theo lư ợn g m ưa Bryan phân làm bốn nhóm chính: N guồn lộ từ núi lừa N guồn lộ từ khe nứt H ìn h Các dạng mạch nước artesi (Theo Bryan, 1919) Phân loại mạch nước Ovshinikov T h eo n gu ồn cung cấp nước cho mạch nước, O v sh in ik o v chia m ạch nước làm hai nhóm M ạch nước nước thượng tầng cung cấp xuất nơi địa hình bị m ạng xâm thực cắt qua đới thơng khí Mạch nước khơng ốn định, có xuất theo mùa Thành phần lý - hóa biến đổi phụ thuộc v điều kiện khí tượng thủy văn vùng M ạch nước cung cấp nước ngầm loại p hổ b iến nhât, xuâ't lộ dư ới nhiều dạng n hiểu kiểu địa h ìn h khác Các m ạch nư ớc thường có quan h năm , lu n lư ợng tư ơng đối ốn định Thành phần lý - hóa học tủy thuộc vào n guồn cung cấp cho m ạch nước M ạch nước artesi ổn định v ể lưu lư ợ n g, n hiệt độ thành phần hóa học Phản loại mạch nước theo lưu lượng Meinzer N ă m 1923, M einzer phân chia m ạch nước theo lư u lư ợ n g thành loại [Bảng 1] Phân loại mạch nước Netopil theo lưu lượng H ình Các dạng mạch nước nguồn nước sâu cung cấp (Theo Bryan, 1919) N ă m 1971, N etopil đ ề xuất m ột cách phân loại khác v ể m ạch nước dựa vào xu th ế thay đổi tỷ s ố lư u lư ợ n g cao thấp CDR = Q10%/Q90% Theo tỳ 450 BÁCH KHO A T H Ư Đ ỊA CHÂT SỐ lu n lư ợng, có loại m ạch n ớc ổn đ ịn h (CDR = l + 2,5), m ạch n c ổn đ ịn h tư ơng đ ối (CDR = 2,6 -ỉ- 5), m ạch n ớc ổn đ ịn h (CDR = 5,1 7,5), m ạch n c k h ôn g ổn đ ịn h (CDR = 7,6 -*• 10) m ạch nư ớc k h ôn g ốn đ ịn h (CDR > ) Bảng Phân chia mạch nước theo lưu lượng Meinzer Quy mơ mạch niPỚc Lưu lượng trung bình Loại > 10 (m3/s) Loại -1 (m3/s) Loại , - (m3/s) Loại - 0 l/s quản lý sử d ụn g v ữ n g n guồn n ớc cũ n g bảo vệ hệ sinh thái m ạch nước, n ên sử d ụn g cách thức phân loại đa tiêu chí đ ể lập sở liệu v ề mạch nước th ế giới Mạch nước karst tiếng giới Việt Nam Theo tài liệu v ề lưu lượng cô n g bố, m ạch nước karst m ạch nước có lu n lư ợng lớn biên độ lưu lư ợng dao đ ộ n g nhiều nhâ't M ột s ố m ạch nước karst có lưu lư ợng lớn t h ế giới đư ợc liệt kê Bảng Loại - 10 1/s Bàng Lưu lượng số mạch nước karst lớn Loại 0.1 - l/s giới (Ford & VVilliam, 2007) Loại -1 0 ml/s Loại < 10 ml/s Phân loại mạch nước Clarke N ăm 1924, Clarke phân m ạch nước th eo tiêu chí - theo n g u n g ốc địa chât, theo tính châ't vật lý theo tính chất hóa học T h eo tính chất vật lý, v í dụ n hư theo n hiệt độ, xác đ ịn h đ ợc m ạch n ớc âm, n ó n g vừa, n ó n g h ay n ón g T heo thàn h p hần hóa học, có loại m ạch n c carbonat, m ạch nư ớc chlorit, m ạch n ớc acid loại n c khác với thành p hẩn h ỗn hợp khác n hau n h nitrat, su líu r, silicat T h eo phân loại Clarke d i đ â y có th ể n m ột s ố m ạch n ớc đ iển hình th ế g ió i M ạch nước chlorit - Thành phần c r (m ạch n ớc Pahua, N e w Zeland); M ạch nước suựat - Thành p hần SƠ42 (m ạch n ớc L oren zq uell T h ụy Sĩ); M ạch nước sul/at-chlorit - T hành p hần SƠ42 c r (m ạch n c k hoán g K ing b ang Indiana, Mỹ); M ạch nước carbonat - Thành phẩn CCh HCƠ3" (m ạch n ớc th u n g lũ n g Pine, Canada); M ạch nước silicat - giàu S 1O 32 (m ạch n ớc p h u n O ld Faithfull, C ông viên q u ốc gia Yellovvstone, bang VVyoming, Mỹ); M ạch nước hỗn hợp chlorit, sulfat carbonat (M ạch n ớc C hayb eale Australia) Các m ạch n c cũ n g có th ể p h ân loại theo thủy địa hóa, sở thành phần h óa h ọc (cation an ion bản) phân loại n ớc th eo b iếu đổ tam giác b iểu đ ổ Piper (Fetter, 1994) Gần đ ây nhâ't, Springer đ ề xuất sử d ụ n g đa tiêu chí đ ể phân loại, g m th ôn g tin v ề địa m ạo (bối cảnh xuất lộ m ạch nước, h ìn h thái m iện g m ạch nước, đặc đ iểm thủy lực d ò n g chảy, lư u lư ợ n g ), địa hóa (đặc đ iểm lý - hóa, tiêu chí nhiễm , tiêu chí sinh thái (hệ sinh thái x u n g quanh m ạch nước, kích thước, khu hệ sin h vật) tiêu chí v ể m ứ c đ ộ quản lý phân loại m ạch n ớc (Springer et a i, 2008) Đ ê Lưu Lưu lưọng lưọng nhỏ lớn nhất, l/s l/s Tên mạch nước Lưu lưọng trung bỉnh, l/s Tobio (New Guinea) 85+115 - - - Matali (New Guinea) 90 >240 - 350 Trebisnjica, (Herzegovina) 80 - - 1.140 Bussento (Itaiia) > 76 117 76 - Dumanli (Thổ Nhĩ Kỳ) 50 - 25 2.800 Ljublianica (Slovenia) 39 132 4,2 1.100 Ras el Ain (Syria) 39 - - - Disu (Trung Quốc) 33 390 1.050 stella (Italia) 37 - 23 - Chingshui, (Trung Quốc) 33 390 1.040 spring Creek (Florida, Mỹ) 33 - - >1.500 Timavo (Italia) 30 138 >1.000 Diện tích lưu vực (km2) Khu vực tập trung nhiều m ạch n ớc n ó n g tiếng th ế giới côn g viên quốc gia Yellovvstone Mỹ Tại đây, m ạch nước n ó n g p hu n lên theo chu kỳ đạt tới nhiệt đ ộ 95,5°C; n c đ ộ sâu b ề m ặt 300m đạt tói nhiệt đ ộ 240°c (A líaro & W allace/ 1994) Tại Việt Nam , mạch nước karst tập trung chủ yếu phía bắc đa số có lưu lượng thuộc loại theo phân loại Meizer Các m ạch n ớc nguồn câp nước quan trọng cho phát triển kinh tế xã hội nhiểu thị trấn, thị xã Mạch nước karst có áp từ cửa hang H ang D oi Bản Sang có lun lượng trung bình đạt 8,58m3/s 7,92m 3/s (VIBEKA, 2001) Đ ây m ột mạch nư ớc karst có lưu lượng lớn nhât Việt Nam H ình thê m ạch nước Thẩm Ta Toong, mạch nước quan trọng, cu n g cấp nước sin h hoạt cho Đ ỊA C HẤ T T H U Ỷ V Ă N Tp San La Tuy nhiên lu n lượng không ổn định (động nước thay đổi theo mùa), chât lượng nước thay đối theo lượng mưa 451 ch o thành p h ố P leiku v i lư u lư ợ n g khai thác k hoản g 15.000 m 3/n g y Tài liệu tham khảo Alfaro c and YVallace M., 1994 O rigin and classification of springs and historical revievv vvith current applications Environm ental G eology V.24, N°2 (1994): 112-124 Bryan K., 1919 C lassiíication of springs The ịournal o f geoỉogy Vol 27 N° 7: 522-561 Clarke F.w , 1924 Mineral vvells and springs The data of geochemistry: G overnm ent Printing Office, VVashington DC USGS: 181-127 Fetter C.WV 1994 Applied H ydrogeology PrenHce Hall, NJ, 598 p Ford D and VVilUams p., 2007 Karst geom orphology and hydrology Chapntan &Halỉ 601 pgs M einzer O.E., 1923 O utline of ground-w ater hydrology, with deíinitions, s G eol Surv W ater S u pply Paper 494: 48-56 N etopil R., 1971 The classification of vvater springs on the Hình Mạch nước karst Thẩm Ta Toong, thị xã Sơn La N h ữ n g mạch nước tiến g xuất lộ từ th ế basalt cao n gu yên Đắk Lắk Cư Pul (lưu lư ợ n g 10.000 m3/n gày), la M 'sen (lưu lư ợng 10.000 m 3/n gày) m ạch nước Ea Co Tam (lưu lượng 15.000 m 3/ngày) n guồn nước câ'p chủ yếu cho thành p h ố Buôn Ma Thuột Đặc biệt Biển H ổ Pleiku m ột m ạch lộ tự nhiên có m ột khơng hai Tây N g u yên , nơi quy tụ nước ngẩm từ ba h ọng n ú i lửa h ìn h th n h m ộ t h ổ nư c lớ n , n g u n nư c c u n g cấp basis of the variability of yields Studia Geographica, V.22: 145-150 Springer A.E., Stevens L.E., A nderson D., Parnell R.A., Kreamer D v and Flora s., 2008 A com prehensive springs classiíication system: integrating geom orphic, hydrogeochem ical, and ecological criteria: 49-75, in Stevens, L.E and V J Meretsky, editors Aridland Springs in North America: Ecology and Conservation U n iversity o f A rỉzon a Press, Tucson Vù N gọc Kỷ, N gu yễn Thượng H ùng, Tôn Sĩ Kinh, N gu yền Kim N gọc, 2008 Địa chất thủy văn đại cương N X B Giao thông Vận tải 300 tr Hà Nội Nước khống, nước cơng nghiệp, bùn khống V õ C ông Nghiệp Hội Đ ịa chất Thủy văn Việt Nam Nước khống H iện có nhiều cách định nghĩa v ề nước khoáng n từ điển, sách giáo khoa, văn liệu khoa học, đ ó có văn bán pháp quy đ ang áp d ụn g V iệt N am Theo Tiêu chuẩn V iệt N am TC V N 6213, 2004 (áp d ụ n g ch o n c k hốn g thiên n hiên đ ó n g chai d ùn g o m ục đích giải khát) - N c khoáng thiên nhiên đ ó n g chai h ay đ ó n g h ộ p loại n ớc có th ể phân biệt rõ với n ớc u ố n g thôn g thư ờn g d o n hữ n g đặc đ iểm sau Trong Luật K hống sản, "N ước khống" giải thích n hư sau: "N ước khoáng nước thiên n hiên đất, có nơi lộ mặt đâ't, có chứa - C ó hàm lư ợ n g m ột s ố m u ố i k hoán g nhât đ ịnh v i tỷ lệ tư n g đ ôi ch ú n g n g u y ên t ố v i lư ợ n g h oặc thành p hẩn khác; SỐ hợp chất có hoạt tính sinh học với nổng độ - Đ ợ c lây trực tiếp từ n g u n thiên n hiên h oặc g iế n g k hoan v o m ạch n ớc ngẩm , đ ợc b ảo vệ thích hợp đ ể k h ô n g bị ô n h iễm h oặc ảnh h n g đ ến châ't lư ợ n g n c k ho n g thiên nhiên; Khái niệm chung nước khoáng cao theo quy định tiêu chuẩn Việt N am theo tiêu chuẩn nước N hà nước Việt N am cho p hép áp dụng  ... h Các dạng mạch nước artesi (Theo Bryan, 1919) Phân loại mạch nước Ovshinikov T h eo n gu ồn cung cấp nước cho mạch nước, O v sh in ik o v chia m ạch nước làm hai nhóm M ạch nước nước thượng... thấm nước nằm giữ a tầng không thâm nước [H.2] Phân loại mạch niPỚc Bryan N ăm 1919, Bryan chia m ạch nước thành nhóm - 2) M ạch nước có n guồn gốc nước sâu; 2) M ạch nước có n gu ồn gốc từ nước. .. Các mạch nước có nguổn gốc nước sâu h ình thành hòa trộn với n gu ồn nước m ưa, k hôn g chảy d i áp lực thủy tĩnh đ ộn g thái m ạch nước Ổn đ ịn h Bryan chia làm loại n hư sau [H l] Mạch nước