Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu đề xuất mô hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt trong cồn cát ven biển huyện Thạch Hà Hà Tĩnh (Luận văn thạc sĩ)

L I CAM OAN Tôi xin cam đoan Lu n v n th c s cơng trình nghiên c u c a b n thân Các s li u k t qu trình bày lu n v n s th t, có ngu n g c rõ ràng, ch a đ c công b b t k cơng trình nghiên c u Tác gi Tr n V n Quang L IC M N Lu n v n đ Th y L i H c th c hi n b mơn a k thu t, khoa Cơng trình tr ng ih c ng nghiên c u c a lu n v n “ Nghiên c u đ xu t mơ hình khai thác b n v ng th u kính n c nh t c n cát ven bi n huy n Th ch Hà, t nh Hà T nh” Nó m t ph n nghiên c u đ tài c p Nhà n XHTN, thu c ch ng trình c l p c p nhà N c mã s 62/2015- T L.CN- c c a B Khoa h c Công ngh Vi n khoa h c th y l i Vi t Nam ch trì th c hi n có th hồn thành lu n v n m t cách hoàn ch nh, bên c nh s c g ng, n l c h t c a b n thân cịn có s giúp đ t n tình c a th y cô b môn thu t Xây d ng tr ng i h c Th y L i Hà N i, đ c bi t d is h ak ng d n khoa h c c a th y TS Nguy n V n L c c a PGS.TS Nguy n Thành Công ch nhi m đ tài đ c l p c p nhà N c mã s 62/2015- T L.CN-XHTN Tác gi xin b y t lòng bi t n sâu s c t i th y h ng d n, t n tâm h h c su t trình t l a ch n đ tài, xây d ng đ c ng d n khoa ng đ n hoàn thành lu n v n Tác gi xin chân thành c m n th y cô b môn a k thu t, khoa Cơng trình giúp đ t o u ki n tác gi hoàn thành lu n v n Xin chân thành c m n b n đ ng nghi p t i phòng a k thuât- Vi n Th y công cung c p nh ng s li u c n thi t t o u ki n thu n l i đ tác gi x lý k t qu phòng h tr kh o sát t i hi n tr ng M CL C L I CAM OAN L I C M N DANH M C CÁC HÌNH NH DANH M C B NG BI U .8 PH N I M U .9 Tính c p thi t c a đ tài M c đích c a đ tài .12 it ng ph m vi nghiên c u 12 3.1.1 Ph m vi nghiên c u 12 it 3.1.2 ng nghiên c u: .12 N i dung nghiên c u 12 Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u 12 1.1 Cách ti p c n 12 1.2 Ph ng pháp nghiên c u s d ng 12 K t qu d ki n đ t đ CH c 13 NG T NG QUAN 14 1.1 Các nghiên c u v n cd i đ t d i c n cát ven bi n 14 1.1.1 Ngoài n c 14 1.1.2 Trong n c 19 1.2 T ng quan v đ c m đ a ch t th y v n c a tr m tích T khu v c Hà T nh .22 1.2.1 T ng ch a n c l h ng tr m tích Holocen (qh2): 22 1.2.2 T ng ch a n c l h ng tr m tích Holocen d 1.2.3 K t qu nghiên c u n cd i (qh1) 23 i đ t vùng cát ven bi n Hà T nh 24 1.3 T ng quan v mơ hình khai thác n c vùng c n cát ven bi n 26 1.3.1 Gi ng đào 27 1.3.2 Gi ng khoan đ n 28 1.3.3 Hành lang gi ng 31 1.3.4 Gi ng tia .32 1.3.5 Gi ng đ ng k t h p cơng trình thu n 1.3.6 Gi ng đào thu n 1.4 K t lu n ch CH NG c n m ngang 34 c thành bên 35 ng .36 NGHIÊN C U C S KHOA H C VÀ XU T CÁC MƠ HÌNH KHAI THÁC B N V NG V I VÙNG NGHIÊN C U .38 2.1 C s khoa h c 38 c m đ a ch t th y v n d i c n cát ven bi n huy n Th ch Hà 38 2.1.1 2.1.2 Các y u t 38 nh h ng đ n s hình thành n 2.1.3 Các y u t nh h ng c a ranh gi i m n đ n t ng ch a n 2.1.4 C ch xâm nh p m n t ng ch a n 2.1.5 Các ph 2.1.6 Ph i đ t vùng nghiên c u c 40 c 42 ng trình vi phân v n đ ng c a n ng pháp đánh giá tr l cd cd ng t ng ch a n i đ t 46 c 49 2.1.7 Phân tích đánh giá s t n t i c a c a cơng trình khai thác 56 2.1.8 ánh giá s t n t i c a cơng trình khai thác .56 2.2 Phân tích đ xu t mơ hình khai thác phù h p v i đ c m đ a ch t th y v n c a khu v c nghiên c u 58 2.2.1 Mô hình gi ng đào thu n c thành bên 59 2.2.2 Mơ hình gi ng tia 62 2.2.3 Mơ hình gi ng đ ng k t h p cơng trình thu n 2.3 K t lu n ch CH NG c n m ngang .65 ng .69 ÁP D NG VÀ TÍNH TỐN CHO D ÁN 70 3.1 Gi i thi u chung v D án 70 3.1.1 Tên D án: 70 3.1.2 a m xây d ng: 70 3.1.3 S c n thi t ph i xây d ng cơng trình: 70 3.1.4 Nhi m v c a cơng trình: 71 3.1.5 Quy mô c a D án: 71 3.2 c m đ a hình, đ a ch t th y v n khu v c d án 72 3.2.1 c m đ a hình d i c n cát .72 3.2.2 c m đ a ch t th y v n khu v c đ u m i c p n c .72 3.2.3 Hi n tr ng xâm nh p m n .74 3.3 L a ch n mơ hình ph ng pháp tính tốn .77 3.3.1 L a ch n mơ hình 77 3.3.2 Ph ng pháp tính tốn .77 3.4 Tính tốn theo ph ng pháp mơ hình l a ch n 80 3.4.1 Mơ hình s khu v c nghiên c u 80 3.4.2 K t qu tính tốn mơ ph ng .83 3.4.3 L a ch n thông s kích th 3.5 K t lu n ch c mơ hình đ u m i .86 ng .90 K T LU N VÀ KI N NGH .91 4.1 K t lu n .91 4.2 Nh ng t n t i 92 4.3 Ki n ngh 92 TÀI LI U THAM KH O 93 DANH M C CÁC HÌNH NH Hình 1.1 M t c t đ a ch t ngang d i c n cát Nghi Xuân .25 Hình 1.2 M t c t đ a ch t ngang d i c n cát L c Hà – C m Xuyên .26 Hình 1.3 C u t o c a gi ng đào 27 Hình 1.4 C u t o c a gi ng khoan đ n 29 Hình 1.5 S đ khai thác n cd i đ t d ng hành lang gi ng 32 Hình 1.6 S đ khai thác n cd i đ t b ng gi ng tia 32 Hình 1.7 Hình chi u đ ng 3D k t c u gi ng tia 33 Hình 1.8 Mơ hình c p n c ven sông N k Dong, thành ph ChangWon, Hàn Qu c 33 Hình 1.9 M t b ng th c t thi công nâng công su t c p n Hình 10 S đ khai thác n cd i đ t b ng cơng trình thu n Hình 11 C t ngang cơng trình thu n Hình 1.12 S đ khai thác n cd c nhà máy KiNuta .33 c n m ngang 34 c n m ngang 35 i đ t b ng gi ng đào thu n c thành bên 35 Hình 1.13 Thi cơng, l p đ t gi ng đào thu n c thành bên 36 Hình 2.1 Ranh gi i m n nh t ng v i m c n c tri u cao 41 Hình 2.2 Ranh gi i m n nh t ng v i m c n c tri u trung bình 41 Hình 2.3 Ranh gi i m n nh t ng v i m c n c tri u th p 41 Hình 2.4 Hình d ng th u kính n c nh t n m tr c ti p t ng n Hình 2.5 Hình d ng th u kính n c nh t n m tr c ti p t ng cách n Hình 2.6 Nón xâm nh p m n t d Hình 2.7 S đ t ng ch a n Hình 2.8 S đ c ch hoà tr n n i lên cơng trình khai thác n c m n 42 cd c 42 i đ t .43 c khu v c ven bi n (C.W Fetter, 2001) 44 c nh t-m n(C.W Fetter, 2001) 44 Hình 2.9 Quan h c t n c ng m m n nh t ven bi n(C.W Fetter, 2001) Dagan and Bear3 45 Hình 2.10 Nón xâm nh p m n ký hi u dùng tính tốn 46 Hình 2.11 Phân t dịng th m .47 Hình 2.12 Phân t dịng ph ng ngang khơng áp 48 Hình 2.14 Phân tich đ th dao đ ng m c n c l khoan đ xác đ nh đ i l ng cung c p 51 Hình 2.15 K t c u gi ng s đ dòng th m ch y vào gi ng đào tr ng h p không k t c u h t b dày t ng ch a n c 59 Hình 2.16 K t c u gi ng s đ dòng th m ch y vào gi ng đào tr ng h p k t c u h t b dày t ng ch a n c .60 Hình 2.17 S đ tính tốn ngun t dịng th m ch y vào gi ng 61 Hình 2.18 Hình chi u đ ng 3D k t c u mơ hình gi ng tia 63 Hình 2.19 M t b ng k t c u mơ hình gi ng tia 64 Hình 2.20 M t b ng mơ hình gi ng đ ng k t h p cơng trình thu n Hình 2.21 C t d c mơ hình gi ng đ ng k t h p cơng trình thu n c n m ngang .66 c n m ngang 66 Hình 2.22 T ng ch a n c có đáy cách n c n m ngang 67 Hình 2.23 T ng ch a n c có đáy cách n c n m nghiêng 68 Hình 3.1 S đ b trí t ng th h ng m c cơng trình c p n c 71 Hình 3.2 B n đ đ a ch t th y v n d i c n cát ven bi n Th ch Hà – C m Xuyên .73 Hình 3.3 M t c t đ a ch t th y v n ngang khu đ u m i 73 Hình 3.5 B n đ phân b m n t ng ch a n c qh n m 2016 .75 Hình 3.6 M t c t đ a n qua v trí c n cát xã Th ch L c – Th ch Hà 75 Hình 3.7 B n đ phân b m n nh t t ng ch a n c qp n m 2016 .76 Hình 3.8 S đ r i r c hố khơng gian mơ hình 79 Hình 3.9 L ng n c m a b c p (mm/ng) cho t ng ch a n c 81 Hình 3.10 th dao đ ng m c n c t i gi ng b m n m h n hán 83 Hình 3.11 th dao đ ng m c n c t i gi ng b m n m có m a 83 Hình 3.12 M t c t ngang m c n c qua gi ng b m khu v c c n cát th i m tháng II/2017 84 Hình 3.13 ng đ ng m c n c khu v c c n cát th i m tháng II/2017 .84 Hình 3.14 M t c t ngang m c n c qua gi ng b m khu v c c n cát th i m tháng X/2017 84 Hình 3.15 Bi u đ quan h kh n ng thu n c c a ng l c cát vùng nghiên c u v i đ ng kính khác 87 Hình 3.16 Bi u đ quan h kh n ng thu n c c a ng l c cát h t thô v i đ ng kính khác 88 Hình 3.17 C t d c mơ hình khai thác 89 Hình 3.18 M t b ng mơ hình khai thác 90 DANH M C B NG BI U B ng 2.1 Th c tr ng cơng trình khai thác n c TCN qh2 d i cát ven bi n Hà T nh 56 B ng 2.2 S gi m tr s h th p m c n c t ng bán kính gi ng 63 B ng 3.1: Các thông s đ a ch t th y v n c a t ng ch a n c qh2 72 B ng 3.2 Kh n ng thu n c c a lo i ng l c theo chi u cao c t n c th m cát h t m n đ n trung 87 B ng 3.3 Kh n ng thu n c c a lo i ng l c cát h t thô .88 B ng 3.4 K t qu thí nghi m kh n ng thu n c c a ng l c .89 PH N I M U Tính c p thi t c a đ tài Ch ng trình MTQG N chung t i đ t đ c s ch VSMTNT, sau 15 n m tri n khai k t 2001, tính c đ bao ph 84% n c h p v sinh cho vùng nông thôn toàn qu c Tuy nhiên, m c đ bao ph v c p n c gi a t nh, vùng m t t nh có khác bi t l n Riêng khu v c dân c vùng ven bi n B c Trung b có đ c thù riêng v u ki n t nhiên đ a hình, đ a ch t khí h u nên khu v c có r t nhi u khó kh n đ đ m b o ngu n đáp ng nhu c u c p n c Trong tình tr ng bi n đ i khí h u, có r t nhi u vùng khu v c lâm vào c nh thi u n c đ c bi t vào th i m mùa khô Theo s li u th ng kê m i nh t c a B Tài nguyên & Môi tr ng cho th y, t i t nh (g m Ngh An, Hà T nh, Qu ng Bình, Qu ng Tr ) có t i 12 vùng v i 17 xã c a huy n n m tr i d c d i ven bi n khu v c B c Trung B hi n khu v c h t s c khó kh n v u ki n c pn c sinh ho t đ kh n v c p n Nh c li t kê vào danh sách 500 khu v c khan hi m khó c sinh ho t toàn qu c v y, đ đ m b o m c tiêu t ng nhanh đ che ph v c p n c cho vùng nông thơn d c ven bi n Mi n Trung nói chung vùng Hà T nh nói riêng, bên c nh vi c ti p t c u tiên cao v v n cho đ u t xây d ng cơng trình c p n c n t ng c c đ ng th i ng tri n khai nghiên c u ng d ng ti n b k thu t, tìm ki m gi i pháp, mơ hình khai thác tiên ti n, phù h p đ đ m b o tính b n v ng k p th i thích ng v i u ki n bi n đ i toàn c u v khí h u nh h ng c a n c bi n dâng th i gian t i Vùng ven bi n khu v c Hà T nh v i đ c m d i cát kéo dài d c b bi n, đó, ngu n n c c p cho sinh ho t n v i t ng ch a n c ng m t n t i ch y u thành t o tr m tích t c nh sau: *T ng ch a n c tr m tích Holocen th ng ngu n g c sông (aQ 3), sông bi n (amQ 3) bi n gió (mvQ 3) ây t ng ch a n ch a n c th nh t v i đ c thù t ng c không áp v i chi u dày t ng khai thác không l n (t 2,0m-3,0m cho đ n 8,0-10,0m), đ sâu m c n c t nh không nh (t 0,3-2,5m v mùa m a 1,5-2,0m v mùa khô) Do xu t l tr c ti p m t đ t nên t ng ch a n v i y u t khí t ng th y v n, ch t l ng n nhi m sinh v t nhi m m n Nhìn chung t ng ch a n n cđ c có quan h ch t ch c không n đ nh, d b ô c Holocen th c đánh giá t nghèo đ n trung bình, u ki n khai thác t nên t lâu ngu n c p quan tr ng cho ng ng có đ ch a ng đ i thu n l i i dân vùng ven bi n Theo s li u th ng kê, hi n trình khai thác s d ng n c khu v c cịn mang tính t phát, khai thác theo mơ hình h cá nhân khơng có s qu n lý ho c quy ho ch c th Ngoài ra, tác đ ng c a môi tr ng đ n ch t l ng n c cịn ch a có bi n pháp ng n ng a nên ngày d n đ n gây lãng phí, c n ki t, nhi m nhi m m n ngu n n n c ng t d i đ t h u h n c a khu v c c, vi c nghiên c u ng d ng thành t u khoa h c th gi i áp d ng vào u ki n Vi t Nam đ c bi t cho khu v c Mi n Trung đ gi i quy t v n đ khai thác n c h n ch kh n ng nhi m m n c ng đ 1996 - 2003 c a nhi u tác gi nh m n đ i v i m t s cơng trình ng d ng ch ng H u c tri n khai ti n hành t nh ng n m n n m 1996 [D báo kh n ng nhi m V ng Tàu song v n ng trình tính tốn b ng ph ph m vi nh m t s vùng ng pháp L p trình n tính (LTTT) l p trình đ ng (LT ) đ gi i quy t toán khai thác t i u cho t ng ch a n c không áp theo u ki n biên khác nhau, thay đ i theo th i gian khơng gian tính tốn th nghi m cho m t s vùng (đi m) n m r i rác t i m t s t nh nh Qu ng Ngãi, Qu ng Tr (Nguy n V n Hồng, Nguy n Thành Cơng 2001) Trong k t qu nghiên c u kh ng đ nh vai trò, ti m n ng khai thác ngu n n c t th u kính n c nh t gi i cát ven bi n đóng vai trị quan tr ng; Nó có th góp ph n c i t o n đ nh môi tr ng sinh thái đ c khai thác, s d ng m t cách h p lý Tuy nhiên s li u ph m vi nghiên c u ch a bao trùm chi ti t h th ng cho c u trúc ch a n c đ c tr ng nh t toàn vùng nghiên c u Th c t cho th y: th i m hi n nay, v i đ nh h ng chi n l c v phát tri n l nh v c kinh t bi n đem l i nh ng thay đ i l n v di n m o cho khu v c dân c d i ven bi n mi n Trung; nhiên, nh ng thay đ i v kinh th kéo theo nh ng bi n đ ng v dân c c ng nh s t ng theo nhu c u khác v đ i s ng sinh ho t S gia t ng dân s , phát tri n dich v du lich, ho t đ ng s n xu t, kinh t khu v c ven 10 H ph ng trình sai phân nh n đ c t ph ng trình (3.1) đ c thành l p c s qui t c cân b ng: T ng t t c dòng ch y vào ch y t m t ô ph i b ng s thay đ i th tích n c có Gi thi t r ng m t đ c a n khơng đ i cân b ng dịng ch y cho m t đ = ∑ Qi Ss i - Qi l nh n ng n c, môi tr c th hi n b ng ph ng ch a n c ng trình sau: ∆H ∆V ∆t (3.2) c ch y vào ô (n u ch y Q l y giá tr âm), S s giá tr c a h s c, giá tr Ss(x,y,z), ∆V th tích ơ, ∆h giá tr bi n thiên c a h th i gian ∆t t i ô l i xét Có lo i u ki n biên g m: - i u ki n biên lo i I u ki n biên m c n cđ ki n biên Dirichlet) c xác đ nh tr đ i su t b - ó ô mà m c n cđ c xác đ nh tr c (còn g i u c giá tr không c th i gian tính tốn i u ki n biên lo i II u ki n biên dòng ch y đ c xác đ nh tr c (còn g i u ki n biên Neumann) ó mà l u l ng dòng ch y qua biên đ tr ng h p khơng có dịng ch y l u l c su t b ng đ c th i gian tính tốn Tr c xác đ nh c xác đ nh b ng “0” - i u ki n biên lo i III u ki n biên l u l ng biên ph thu c vào m c n c (còn g i u ki n biên Cauchy ho c biên h n h p) Tùy thu c vào biên th c t sông, su i, barie đá cách n h in c ng m, l khoan hút n c mà ng c, l ng b c p, b c i ta mô ph ng mô hình biên lo i I, lo i II ho c lo i III 3.4 Tính tốn theo ph ng pháp mơ hình l a ch n 3.4.1 Mơ hình s khu v c nghiên c u Trên c s đ c m đ a ch t th y v n, u ki n t nhiên d i c n cát ven bi n khu v c nghiên c u mơ hình s đ - Kích th c xây d ng nh sau: c mơ hình bao trùm m t vùng di n tích kho ng (1000 x 2000)m2 80 - S d ng cao đ gi đ nh nh m t c t Hình 3.3 - Trên m t c t mơ hình đ v i chi u dày l n l c chia thành l p l p t c t m t c t nh mơ t hình 3.3 - Trên m t b ng: Mơ hình đ khai thác, ô l ng ng v i t ng ch a n iđ c phân chia thành ô l c chia m n h n v i kích th cơl i 20 x 20 m, vùng g n gi ng i x 1m - Các u ki n biên: + M a, b c h i: M a ngu n hình thành tr l cát b c h i n b c p cho n cd i đ t nh t c n c ng m m t nh ng ngu n thoát c a n cd i đ t t m a b c h i t b m t n li u m a, b c h i t i tr m khí t cd c ng m đ i đ t L ng c n i suy t s ng khu v c v i li t s li u quan tr c t 1985 - 2014 Do c n cát ven bi n, có h s th m t l y b ng 80% l ng n ng đ i l n, nên c tính l ng b c p ng m a t i khu v c Hình 3.9 L ng n c m a b c p (mm/ng) cho t ng ch a n c + i u ki n biên: Do c n cát ven bi n có b phía đơng ti p giáp v i bi n ông v y bi n s đ c mô ph ng u ki n biên lo i I (m c n c tri u), t tr ng n c bi n ρ s =1200 kg/m3 + V i mơ hình khai thác d ng gi ng tia khai báo mơ hình d ng cơng trình khai thác n c d ng “drain” Chi u sâu c a cơng trình khai thác n đ t cách đáy t ng ch a n c qh1/qh2 kho ng 0.5m L u l 81 cd i ng b m Q = 7.6 m3/h =182.4 m3/ngày.đêm (gi thi t b m liên t c) V trí gi ng N m kho ng trung tâm c n cát - Thông s đ a ch t th y v n: g m h s th m, đ r ng, cho m i l p nh đ t B ng 3.1 Ký hi u n v tính C m Th ch L c - c mô ng thái n y u vào l cd Q H µ K a R dd m3/ng.đ m - m/ng.đ m2/ng.đ m 393,12 12,3 0,10 18,21 2206,6 27,48 i đ t c n cát bi n đ i m nh theo mùa ph thu c ch ng m a V n đ ng c a n cd i đ t c n cát v n đ ng không n đ nh - i u ki n ban đ u: i v i toán th y đ ng l c b n đ đ ng cao đ m c n th i m tháng 1/2006 t ng khống hóa c a n đo, b n đ đ c t ng ch a n c i v i toán d ch chuy n biên m n b n đ phân b đ cd i đ t th i m tháng 1/2006 Do khơng có tài li u th c c xây d ng d a vi c ch y toán u ki n n đ nh - Th i gian mơ ph ng: Bài tốn n đ nh: 10 n m t 2006 đ n 2016 Bài tốn khơng n đ nh (trong u ki n khai thác): 01 n m, cho n m 2017 Th i đo n tính tốn ∆t = 01 ngày Do khơng có tài li u m c n c th c đo nên không ti n hành hi u ch nh ki m đ nh mơ hình, nhiên k t qu tốn vãn có đ tin c y cao vùng nghiên c u c n cát, có h s th m t ng đ i l n, t ng ch a n đ i đ ng nh t, ch có m t cơng trình khai thác, l u l đ i n đ nh, v.v có th đ c ph m vi t ng ng b m n đ nh, biên t ng c s d ng đ làm đ nh h quy ho ch, b trí quan tr c, v.v 82 ng thi t k khai thác, 3.4.2 K t qu tính tốn mơ ph ng 3.4.2.1N m h n hán ho c có m a không đáng k Vào n m h n hán ho c r t m a, dao đ ng m c n 2.5 M c n c t i gi ng b m nh Hình c nh nh t Zmin= - 6.82 m (các m t đ t t nhiên -2,81m), m c n c trung bình -6.50 m (các m t đ t t nhiên -2,50m) Hình 3.10 th dao đ ng m c n c t i gi ng b m n m h n hán 3.4.2.2N m có m a trung bình Vào n m có m a trung bình, dao đ ng m c n M c n c t i gi ng b m nh Hình 3.11 c nh nh t t i gi ng b m vào tháng II Zmin= - 6.21 m (cách m t đ t 2.21m), sau có xu th t ng lên có l ng n c b c p t m a, đ t giá tr l n nh t Zmax= - 3.4 m (cao h n m t đ t 0,6m) cao b ng m t đ t t nhiên nhi u v trí Xâm nh p m n x y t i vùng d i ven bi n, chi u dài xâm nh p m n (TDS < 1000 mg/L) L = 70 - 100m (Hình 3.16) Hình 3.11 th dao đ ng m c n 83 c t i gi ng b m n m có m a Hình 3.12 M t c t ngang m c n c qua gi ng b m khu v c c n cát th i m tháng II/2017 Zmin = - 6.21 m Hình 3.13 ng đ ng m c n Hình 3.14 M t c t ngang m c n c khu v c c n cát th i m tháng II/2017 c qua gi ng b m khu v c c n cát th i m tháng X/2017 84 Hình 3.15 ng đ ng m c n c khu v c c n cát th i m tháng X/2017 Hình 3.16 M t c t ngang xâm nh p m n khu v c c n cát sau m t n m khai thác 85 Hình 3.17 ng đ ng xâm nh p m n khu v c c n cát sau m t n m khai thác 3.4.3 L a ch n thơng s kích th c mơ hình đ u m i T k t qu tính tốn cho th y h th p m c n x y h n hán n m cách m t đ t -2.81m), m c n v i t ng ch a n c l n nh t (vào n m c h th p cho phép đ i c ≤ 5m(cách m t đ t -5.0m) Nh v y thông s đ a vào thi t k đ u m i khai thác nh sau: + ng kính gi ng D=2000 + Cao trình đáy gi ng đ t đ sâu -5,5m so v i m t đ t + Cao trình đ t tia ngang: Do m c n v i m t đ t c an c h th p nh t vào n m h n hán đ t - 2,81m, so tia có th ho t đ ng b n v ng không nh h c ng m m c n ng đ n đ ng thái c t i thi u l i đ nh tia >0.5m Do đ an tồn cao trình đ t tia – 3,5m so v i m t đ t t nhiên +S l ng tia ngang có th xác đ nh đ kh n ng thu n c kh n ng thu n c c a tia ngang chúng tơi thí nghi m c phòng đ i v i lo i ng l c khác t c p ph i h t Các k t qu tính tốn đ ng ng v i c th ng kê trình bày b ng 3.2 hình 3.15, b ng 3.3, hình 3.16 86 K t qu thí nghi m đ i v i cát h t m n đ n trung đ c th hi n b ng 3.2 hình 3.15 B ng 3.2 Kh n ng thu n Chi u cao c t n th m, cm c c a lo i ng l c theo chi u cao c t n cát h t m n đ n trung c L ul ng thu n ng WB.D76 H c th m c đ n v , q (l/ph.m) ng JS.D48 ng JS.D90 0,00 0,00 0,00 10 0,492 2,053 2,362 20 0,910 4,033 4,347 30 1,304 6,396 6,610 40 1,747 8,933 9,428 50 2,762 11,724 12,238 70.0 60.0 50.0 Chi u cao c t n c th m, H (cm) 80.0 Bi u đ quan h v kh n ng thu n c c a lo i ng cát bi n theo chi u cao c t n c th m, q=f(H) WB D 40.0 JS D 30.0 JS D 20.0 10.0 L ul ng thu n cđ n v , q (l/ph.m) 0.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0 16.0 Hình 3.15 Bi u đ quan h kh n ng thu n c c a ng l c cát vùng nghiên c u v i đ ng kính khác K t qu thí nghi m đ i v i cát h t thô đ c th hi n b ng 3.3 hình 3.16 87 B ng 3.3 Kh n ng thu n Chi u cao c t n th m, cm c c c a lo i ng l c cát h t thô L ul ng thu n ng WB.D76 H c đ n v , q (l/ph.m) ng JS.D48 ng JS.D90 0,000 0,000 0,000 10 0,530 3,133 3,747 20 1,040 5,158 5,639 30 1,418 7,828 8,210 40 1,863 10,778 11,212 50 2,241 13,849 14,009 80.0 70.0 60.0 50.0 Chi u cao c t n c th m H (cm) Bi u đ quan h v đ thu n c c a lo i ng cát l c thô theo chi u cao c t n c th m, q= f(H) WB D 40.0 JS D 30.0 JS D 20.0 10.0 L ul 0.0 0.0 5.0 10.0 ng thu n c đ n v q (l/ph.m) 15.0 Hình 3.16 Bi u đ quan h kh n ng thu n c c a ng l c cát h t thô v i đ ng kính khác D a k t qu thí nghi m phân tích k t qu chúng tơi tính tốn giá tr l u l thu đ c c a ng Johnson c a lo i đ c tn c ng t i thi u H= 20cm) đ ng ng kính khác D=48mm 90 mm (v i c th hi n b ng 3.4: 88 B ng 3.4 K t qu thí nghi m kh n ng thu n L ul ul TT i u ki n đ t ng Trong môi tr Trong môi tr ng n c thu (v i =0,05); q (l/ph.m) D=48mm D=90mm ng cát bi n 4,0 4,3 ng cát l c thô 5,1 5,6 Qua k t qu thí nghi m phịng v i tr thành ph n h t c a lo i cát tính tốn đ Jonson mơi tr c c a ng l c ng cát khu v c d án, đ ng h p m c n c kh n ng thu n c khác nhau, đ ch t, c c a ng l c ki u ng kính 90 đ t: 0,26m3/h.m dài, nh v y c n b trí 32m ng l c chia thành tia, m i tia dài 4m đ đ m b o khai thác đ cơng su t 7,6m3/h Hình 3.17 C t d c mơ hình khai thác 89 Hình 3.18 M t b ng mơ hình khai thác 3.5 K t lu n ch ng Qua k t qu phân tích đ xu t l a ch n mơ hình khai thác k t qu tính tốn cho tr ng h p c th thi t k xây d ng thành cơng mơ hình cơng trình gi ng tia khai thác đ m b o hi u qu b n v ng C p n c cho 120 h dân v i kho ng 600 nhân kh u, công su t khai thác 182,4m3/ngđ Vi c xây d ng thành cơng mơ hình thí m cơng ngh khai thác n gi ng tia không nh ng gi i quy t đ c khó kh n v nhu c u ngu n n cd i đ t b ng c sinh ho t cho thơn Hịa L c, Quy t Th ng xã Th ch L c mà cịn có ý ngh a quan tr ng vi c tri n khai áp d ng mơ hình l nh v c c p n c v sinh mơi tr ng nơng thơn Ngồi mơ hình gi ng tia cịn có u m kh ng ch đ n c chi u sâu h th p m c c thi t k , nh m tránh y u t khách quan khai thác không v i công su t thi t k gây phá h y t ng ch a n c 90 K T LU N VÀ KI N NGH 4.1 K t lu n Trên c s phân tích k t qu nghiên c u c a lu n v n tác gi rút m t s k t lu n nh sau: - T ng ch a n c (qh2) d i c n cát ven bi n Hà T nh bao g m thành t o thu c th ng Holocen, ph th ng th ng, trung (Q 3), (Q 2), có ngu n g c sông, sông bi n, bi n, bi n gió ( a, am,m, mv) Chi u dày c a t ng ch a n trung bình vào kho ng 10 -15,0m T ng ch a n t ng ch a n ch a n n i b ng m t l p sét pha cách n c m n phía d i N ng đ ng đ i m ng, c ng n cách v i c, ho c ph tr c ti p lên t ng c d i c n cát ch y u đ c hình thành t c m a r i b m t Chúng có quan h ch t ch v i y u t khí t v n, m c n n c phía d c th ct c th c dao đ ng theo mùa tu thu c vào l ng m a V mùa khô, m c ng n m sâu t 1,2 – 2,5m (ph n tr ng cát) t mùa m a n - 6m (c n cát cao), v c ng m có th dâng cao, ch y tràn m t đ t thoát ch tr ng ho c bi n Kh i n c ng t d i c n cát th đ ng so v i n c bi n, g ng n ng có d ng th u kính, n m cân b ng c ng m l p l i b m t đ a hình, đ ch y d c theo “s ng trâu” c a nh ng d i cát ch y d c b bi n Tr l giá m c nghèo đ n trung bình, ch t l xu t ng, th y ây ngu n n ng n ng phân thu ng đ c đánh c đ m b o ph c vu sinh ho t s n c ch y u ph c v sinh ho t s n xu t cho nhân dân phân b d i c n cát c ng nh vùng lân c n - Các cơng trình khai thác truy n th ng b ng gi ng đào, gi ng khoan, c m cơng trình khai thác n v tr l c t p trung ki u truy n th ng x y hi n t ng khai thác ch t l - Do mơ hình khai thác ch y u ng n c m c đ h gia đình d n đ n vi c qu n lý khai thác g p nhi u khó kh n nên khơng ki m sốt đ ngu n n ng suy thoái c l u l ng khai thác ch t l ng c - Lu n v n đ xu t đ c mơ hình gi ng tia, mơ hình cơng trình thu n ngang, mơ hình gi ng đào thu n cn m c thành bên Các gi i pháp mơ hình phù h p v i 91 đ c m đ a ch t th y v n c a khu v c nghiên c u, d qu n lý v n hành, giá thành xây d ng th p, đ m b o khai thác n đ nh b n v ng ngu n n c th u kính d i c n cát - K t qu nghiên c u đ c ng d ng vào th c t xây d ng mơ hình gi ng tia t i thơn Hịa L c, Quy t Th ng xã Th ch L c, c p n c cho 120 h dân v i kho ng 600 nhân kh u, công su t khai thác 182,4m3/ngđ 4.2 Nh ng t n t i Hi n đ a bàn nghiên c u ch a có nhi u gi i pháp c p n xu t, v y đ có th đánh giá đ c nh đ tài đ c tính hi u qu th c t gi a mơ hình tính tốn v i th c t v n hành c a cơng trình ngồi th c đ a ch a có đ Các gi i pháp khai thác m i ch a đ c báo cáo đánh giá chi ti t c ng d ng tri n khai r ng rãi m i đ c thi cơng thí m theo nghiên c u c a đ tài, đ ng th i mang tính ch t đ c tr ng cho m t khu v c áp d ng 4.3 Ki n ngh Vi c phát tri n nhân r ng gi i pháp khai thác m i d i c n cát ven bi n r t c n thiêt h u ích N u gi i pháp đ c áp d ng vào th c t s đ m b o vi c khai thác b n v ng ngu n tài nguyên quý giá m b o n đ nh đ i s ng, kinh t xã h i c a nhân dân vùng ven bi n hi n C n có h ng nghiên c u phát tri n ti p theo v i k ch b n thông s đ u vào phù h p v i t ng u ki n đ a hình, đ a ch t th y v n c th đ i v i t ng gi i pháp 92 TÀI LI U THAM KH O Trong n c oàn V n Cánh, Ph m Quý Nhân (2005) Tin h c a ch t thu v n Nhà xu t b n Giao thông v n t i, Hà N i [2] oàn V n Cánh (2002) án: i u tra, nghiên c u tài nguyên môi tr ng n c d i đ t t nh Qu ng Tr ph c v quy ho ch, b o v khai thác s d ng có hi u qu cho phát tri n kinh t dân sinh [3] Nguy n V n n n m (1996)N c d i đ t vùng đ ng b n ven bi n B c Trung B [4] ng H u n (1999) Ph ng pháp mô hình hố nghiên c u a ch t thu v n Bài gi ng dành cho l p Sau đ i h c, i h c M - a ch t, Hà N i [5] Bùi V n Tr ng, Hồng Vi t Hùng: Phân tích th m môi tr ng đ t Nhà xu t b n Xây d ng (2016) [6] tài “Nghiên c u đ xu t mơ hình khai thác b n v ng th u kính n c nh t c n cát ven bi n ph c v c p n c sinh ho t cho vùng khan hi m n c khu v c B c Trung B ”(2016) [7] Nguy n V n Hoàng, Nguy n V n (2000), “L p ph ng trình đ ng liên k t v i mơ hình ph n t h u h n tính tốn khai thác t i u n c TCN không áp”,TC a ch t 260, tr 51 -62, Hà N i [8] Tô V n Nh , Bùi H c, ng H u n, Lê Huy Hoàng, Tr n Minh Báo cáo khoa h c “Nghiên c u áp d ng công ngh khai thác n c d i đ t b ng gi ng đ ng kính l n hành lang thu n c” [9] Nguy n V n Thìn n m (1991) L p b n đ CTV - CCT 1: 50 000 vùng Th ch Khê - Hà T nh [10] Nguy n Tr ng Giang n m (1992).Chuyên kh o n c d i đ t đ ng b ng ven bi n mi n Trung [11] Nguy n Tr ng Giang n m (1995)Tìm ki m n c d i đ t vùng Qu ng Tr ch - Qu ng Bình [12] Tr ng S (2002) Nghiên c u đ c m thu đ a hoá n c d i đ t vùng ven bi n B c B - B c Trung B [13] D án “ i u tra, đánh giá ti m n ng n c d i đ t vùng Hà T nh - Qu ng Bình” C c Qu n lý tài ngun n c ch trì hồn thành n m 2012 [14] Phan v n tr ng (2012) “Nghiên c u đ c m hình thành đ xu t h ng s d ng h p lý tài nguyên n c d i đ t vùng cát ven bi n Qu ng Bình” Lu n v n ti n s N c [1] [15] Dagan, G and Bear, J., 1968 Solving the problem of local interface upconing in a coastal aquifer by the method of small perturbations J Hydr Res 1968, 6, 15 [16] Diersch,H.-J Prochnow D and Thiele M 1984 Finite-element analysis of dispersion-affected saltwater upconing below a pumping well Appl Math Modelling 1984, Vol 8, pp 305-312 Butterworth & Co (Publishers) Ltd 93 [17] Fletcher G Driscoll, 1987 Groundwater and Wells Published by Johnson Division, St Paul, Minnesota 55112, USA [18] Lee E, Hyun Y, Lee KK, Kim HS, Jeong JH (2010a) Evaluation of well production by a riverbank filtration facility with radial collector well system in Jeungsan-ri, Changnyeong gun, Korea J Korean Soc Soil Groundw Env 15:1–12 [19] Lee E, Hyun Y, Lee KK (2010b) Numerical modeling of groundwater flow into a radial collector well with horizontal arms Geosci J doi:10.1007/s12303-0100037-xMarta Faneca Sanchez, Khairul Bashar, Gijs Janssen, Gualbert Dude Essink, Marjolein Vogels, Jan Snel, Yangxiao Zhou and Roelof Stuurman, 2015 SWIBANGLA: Managing salt water intrusion impacts in coastal groundwater systems of Bangladesh Deltares, The Netherlands UNESCO-IHE, The Netherlands Jahangirnagar University, Bangladesh [20] Falkovich, G., 2011 Fluid Mechanics Cambridge University Press [21] Soylu M E., Istanbulluoglu E., Lenters J D and T Wang 2011 Quantifying the impact of groundwater depth on evapotranspiration in a semi-arid grassland region Hydrol Earth Syst Sci., 15, 787–806, 2011 www.hydrol-earth-systsci.net/15/787/2011/doi:10.5194/hess-15-787-2011 94 ... v mơ hình khai thác n Các hình th c khai thác n mơ hình khai thác n c vùng c n cát ven bi n c ng m d i c n cát ven bi n hi n ch y u c ng m theo ph ng th ng đ ng nh gi ng đào, gi ng khoan, hành... l a ch n mơ hình khai thác - Phân tích, so sánh v i mơ hình khai thác truy n th ng h xu t, l a ch n mô hình khai thác h p lý b n v ng th u kính n ng tr c m t lâu dài đ a bàn vùng nghiên c u 13... ng ih c ng nghiên c u c a lu n v n “ Nghiên c u đ xu t mơ hình khai thác b n v ng th u kính n c nh t c n cát ven bi n huy n Th ch Hà, t nh Hà T nh” Nó m t ph n nghiên c u đ tài c p Nhà n XHTN,