Nghiên cứu đánh giá nón xâm nhập mặn từ phía dưới lên công trình khai thác nước dưới đất

Nghiên cứu đánh giá nón xâm nhập mặn từ phía lên cơng trình khai thác nước đất Nguyễn Văn Hồng1*, Vũ Đình Hùng**, Nguyễn Thành Cơng*** Viện Địa chất - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam ** Ban Quản lý Dự án Thủy lợi (CPO) - Bộ NN&PTNT *** Viện Thủy công - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam * Tóm tắt: Phương pháp xác định nón xâm nhập mặn từ lên lỗ khoan khai thác nước đất xây dựng dựa phương pháp Dagan Bear điểm khai thác Các kết phân tích đánh giá với nhiều trường hợp thiết kế công trình khai thác nước khác tầng chứa nước phân bố dải cồn cát ven biển huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh cho thấy chiều cao nón xâm nhập mặn tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ đáy lỗ khoan đến ranh giới mặn-nhạt bên Đồng thời lỗ khoan khai thác nước có chiều sâu đáy lỗ khoan nhau, chiều cao nón xâm nhập mặn thời gian đỉnh nón xâm nhập mặn đạt tới lỗ khoan khai thác nước tỷ lệ nghịch với chiều dài ống lọc (tức ống lọc dài mức độ xâm nhập mặn giảm) Việc sử dụng nhiều lỗ khoan để lưu lượng khai thác nước lỗ khoan giảm (nhưng tổng lưu lượng khai thác giữ nguyên để đáp ứng yêu cầu khai thác cơng trình) làm hạn chế đáng kể q trình xâm nhập mặn lên cơng trình khai thác Phương pháp phân tích đánh giá xâm nhập mặn trình bày có vai trị lớn việc hỗ trợ cơng tác thiết kế cơng trình khai thác nước đất có nguy bị nhiễm mặn từ tầng chứa nước phía nhằm khai thác bền vững tài nguyên nước đất quan điểm đảm bảo chất lượng nước khai thác sử dụng bảo vệ tài nguyên nước đất qua việc hạn chế chí khơng để xảy tượng xâm nhập mặn Từ khóa: Nước đất; xâm nhập mặn; lỗ khoan khai thác nước đất; phương pháp Dagan Bear Mở đầu Khai thác nước đất khu vực ven biển, tầng chứa nước có phần nước mặn bên tầng chứa nước mặn ln có nguy bị xâm nhập mặn Dagan Bear (1968) [1] phát triển phương pháp xác định nón xâm nhập mặn từ bên lên lỗ khoan khai thác khơng có q trình phân tán phương pháp nhiễu tuyến tính (linearized perturbations) cho quan hệ chiều cao (h) nón xâm nhập mặn tỷ lệ với lưu lượng khai thác nước từ lỗ khoan (Q) Mặc dù phương pháp cho thấy hình dáng nón xâm nhập mặn nồng độ muối khơng thay đổi tồn hình nón, mà khơng cho thấy tranh thực tế tồn cảnh nón xâm nhập mặn với nồng độ muối thay đổi, nhiên phương pháp có vai trị lớn việc thiết kế cơng trình khai thác nước nhằm xác định thời gian khai thác mà đỉnh nón xâm nhập mặn đạt tới vị trí để đưa định thiết kế có phân tích bổ sung hiệu xâm nhập mặn theo chế phân tán Phân tích đánh giá xâm nhập mặn nước đất có vai trị lớn việc hỗ trợ thiết kế cơng trình khai thác nước đất có nguy bị nhiễm mặn từ tầng chứa nước phía phần tầng chứa nước bị mặn cần thiết nhằm lựa chọn cơng trình khai thác phù hợp (số lượng lỗ khoan bãi giếng khai thác, lưu lượng khai thác, chiều sâu mái ống lọc lỗ khoan ) Bài báo trình bày sở lý thuyết phương pháp mơ hình giải tích Dagan Bear (1968) phát triển (tạm gọi phương pháp Dagan-Bear), thực mô hình Tác giả liên lạc: Nguyễn Văn Hồng, Email: N_V_Hoang_VDC@yahoo.com; DĐ: 0912150785 số cơng trình khai thác nước có cấu trúc khác nhau, so sánh đánh giá mức độ xâm nhập mặn để xác định cơng trình phù hợp Vị trí cơng trình khai thác nước lựa chọn khu vực dải cồn cát ven biển huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh Mơ hình giải tích Dagan-Bear xác lập nón xâm nhập mặn Dagan Bear (1968) [1] phát triển mơ hình giải tích nhằm xác định nón xâm nhập mặn từ nước mặn phía cơng trình khai thác nước đất Xâm nhập mặn từ nước mặn bên lên nước nhạt có điểm khai thác nước theo phương pháp DaganBear mô tả sau: Tầng chứa nước có phần: phần nước nhạt phần bên nước mặn Ranh giới nước mặn nước nhạt cho mặt phẳng nằm ngang (hình 1) ranh giới “đột ngột” nước mặn nước nhạt, khơng có pha trộn chuyển tiếp Tuy nhiên, thực tế tồn đới chuyển tiếp nước nhạt nước mặn pha trộn hai loại nước chế phân tán thủy động lực Đới chuyển tiếp phát triển tiếp khai thác nước nhạt đất phía mặt cắt tạo nên nón xâm nhập mặn Bởi vậy, giả thiết ranh giới nước mặn nước nhạt ranh giới “đột ngột” cho phép làm gần tốt cho điều kiện thực tế sử dụng hầu hết toán kỹ thuật ranh giới thể vị trí trung bình đới chuyển tiếp có 50% nước nhạt xáo trộn với 50% nước mặn Hình Sơ đồ dịng chảy không gian hai chiều mặt cắt rz qua điểm hút nước Các ký hiệu hình 1: φn(r,t) - áp lực nước nhạt; φm(r,t) - áp lực nước mặn ranh giới phân cách mặn/nhạt Từ tác giả Dagan Bear xác lập hệ phương trình sau:   n n  n  m t    n n  n  m t   m   n 2 0    n  n    n  n   m   t  z  m   m 2 0    m  n    n  n   m   t  z ranh giới =z (1) Trong đó: αn=γn/(KΔγ); αm=γm/(KΔγ); Δγ= γm -γn; Φn=Kφn(x,z,t); Φm=Kφm(x,z,t); γn, γm tương ứng tỷ trọng nước nhạt nước mặn; K hệ số thấm Khi xác định φn(r,t) φm(r,t) xác định tọa độ ζ(r,t) (hình 1) mặt ranh giới nước mặn nước nhạt: (2)  ( r , t )   m  m ( r , t )   n n ( r , t ) Để giải phương trình (1) tác giả sử dụng phương pháp nhiễu động nhỏ (small pertubations):  n (r , t )   0n (r , t )  1n (r , t )    2n (r , t )    m (r , t )   0m (r , t )  1m (r , t )    2m (r , t )   (3) Trong đó: Φ0n Φ0m mực áp lực nước ổn định φnvà φm, thành phần lại (3) thành phần lệch khỏi giá trị ổn định (hoặc giá trị trung bình) với ε đại lượng đặc trưng nhiễu động mà toán học cho giá trị nhỏ nhiều Mặc dù phương pháp có khả thực tuyến tính bậc cao (các thành phần thứ trở vế phải phương trình (3)), tác giả giới hạn tuyến tính hóa bậc (tức có thành phần đầu vế phải (3)) Kết thu là:    nQ  K Z ( m   n )t cosh a  d    (r , t )  1  exp J (r )d (4)  n[ n coth(D)   m coth(S )]  2 ( m   n ) K r K Z sinh(a)  Trong đó: Kr KZ - hệ số thấm theo phương ngang theo phương đứng; t - thời gian tính từ bắt đầu hút nước; D - chiều dày tầng chứa nước; a - chiều dày lớp nước nhạt; b chiều dày lớp nước mặn; d - khoảng cách ban đầu từ điểm hút nước tới mặt ranh giới nước mặn nhạt (hình 1) Để thực hệ thống điểm hút nước, ngun lý cộng dịng sử dụng nón xâm nhập mặn tổng cộng xác định cách lấy tổng nón xâm nhập mặn thành phần gây nên điểm hút nước (hình 2): n  (r , t )    i (r , t ) (5) i 1 Trong đó: i - điểm hút nước (i=1,n); n - số lượng điểm hút nước; ζi(r,t) - đại lượng chiều cao xâm nhập mặn điểm hút nước (i) gây nên Hình Minh họa ngun lý cộng dịng nón xâm nhập mặn nhiều điểm hút nước Phân tích, đánh giá xâm nhập mặn cơng trình khai thác nước 3.1 Đối với cơng trình khai thác nước dải cồn cát cát ven biển Vị trí cơng trình nghiên cứu dải cồn cát ven biển phân bố xã Thạch Trị, huyện Thạch Hà, tỉnh Hà Tĩnh (hình 3), theo bề mặt dải cồn cát ven biển có cao độ khoảng 5-15m, chiều rộng 300m- 2.300m (nơi rộng vùng Cẩm Hoà 2.300m), diện xuất lộ tầng chứa nước khoảng 34 km2 với thành phần thạch học gồm cát thạch anh hạt mịn đến trung màu xám vàng, nhiều nơi lẫn mảnh vỏ sò ốc vụn nát, chiều dày tầng chứa nước thay đổi từ 3m đến 15m, trung bình khoảng 11,5m Tại vị trí cơng trình bố trí 02 chùm hút nước thí nghiệm [2], khảo sát 38 điểm lộ đo 04 mặt cắt địa vật lý (đo sâu điện đo mặt cắt điện) Kết cho thấy phần tầng chứa nước bị mặn với chiều dày phần nước mặn lớn dần phía biển (xem sơ đồ mặt cắt ĐCTV hình 4) chùm hút nước thí nghiệm xác định thơng số địa chất thủy văn: chùm bố trí thôn Quang Lạc, xã Thạch Lạc, huyện Thạch Hà chùm bố trí xã Cẩm Hịa, huyện Cẩm Xuyên Kết thí nghiệm cho thấy tầng chứa nước có chiều dày trung bình 12,5m, hệ số thấm K=15,3m/ngày hệ số nhả nước trọng lực µ=0,105 Một số quy ước mơ hình tính tốn sau: chiều dày lớp nước mặn nằm thay đổi theo khoảng cách tới bờ biển (càng xa bờ biển chiều dày lớp nước mặn mỏng), vậy, tính toán lấy chiều dày lớp nước mặn 1,5m chiều dày lớp nước nhạt phía 11m); giá trị hệ số thấm theo phương pháp Morris Johnson (1967) [3] theo phương đứng có giá trị từ 1/2 đến 1/10 giá trị hệ số thấm theo phương ngang, viết sử dụng tỷ số 1/10 tỷ số thơng dụng Hình Dải cồn cát ven biển huyện Thạch Hà huyện Cẩm Xuyên Hình Sơ đồ mặt cắt địa chất thủy văn vng góc bờ biển khu vực nghiên cứu Với mục đích tính tốn cho trường hợp bất lợi mặt trữ lượng khả xảy xâm nhập mặn lớn nhất, mơ hình tính tốn thực với điều kiện: - Khơng có nguồn nước mưa cung cấp từ phía cho tầng chứa nước; - Lượng bốc ngầm từ độ sâu 2,5m xuống lượng bốc từ cát số 0,4 lượng bốc tiềm từ mặt đất (Soylu nnk, 2011) [4]; - Tầng chứa nước khơng có áp lực; - Khơng có thấm xun từ phía qua lớp sét, bột, cát, cát bột, bột sét (amQ23); - Lưu lượng khai thác thiết kế cơng trình 100m3/ngày 3.2 Các trường hợp mơ hình khai thác khác nhau: Hình thể sơ đồ khai thác 01 giếng đứng với thơng số liên quan trường hợp mơ sau: - Tổng chiều dày tầng chứa nước D (=12,5m), chiều dày lớp nước nhạt bên a (=11,0m), chiều dày lớp nước mặn nằm b (= 1,5m); - Đáy đỉnh ống lọc có tọa độ theo phương đứng ZLd ZLt chiều dài ống lọc thu nước LL= ZLt - ZLd Hình Sơ đồ mặt cắt qua giếng khai thác trường hợp từ 1÷5 Trước đưa phương án chiều sâu chiều dài ống lọc giếng khai thác nước cần xác định độ hạ thấp mực nước trường hợp, theo độ hạ thấp mực nước vị trí xác định theo công thức Theis (xem Fletcher, 1987) [5]: 2, 25Kr btbt Q ln (6) 4 Kr btb Syr Trong đó: ln - loga số tự nhiên; s - độ hạ thấp mực nước (m) điểm nằm cách tâm giếng khoan hút nước khoảng cách r; Q - lưu lượng khai thác nước (m3/ngày); Kr - hệ số thấm theo phương ngang (m/ngày); btb - chiều dày trung bình tầng chứa nước; t - thời gian (ngày) tính từ bắt đầu bơm; r - khoảng cách (m) tính từ lỗ khoan hút nước tới điểm tính tốn ; (đối với lỗ khoan hút nước, r=rLK bán kính ống lọc lỗ khoan trần (với độ hoàn thiện lỗ khoan 100%); Sy = hệ số nhả nước trọng lực (khơng thứ ngun) Nếu cơng trình khai thác 01 giếng độ hạ thấp mực nước tương đối lớn nên xâm nhập mặn xảy nhanh Vì tiến hành đánh giá cho trường hợp thứ cơng trình khai thác gồm 04 giếng Theo nguyên lý cộng dòng, độ hạ thấp mực nước tổng cộng vị trí tổng độ hạ thấp mực nước gây giếng khai thác: n Qi 2, 25Kr btbt s ln (7) S y ri i 1 4 Kr btb s Trong đó: n số lượng giếng; Qi lưu lượng hút nước giếng; i, ri khoảng cách từ điểm tính tốn đến giếng thứ (i) Kết tính tốn cho thấy với giếng khai thác có bán kính 1m sau 365 ngày khai thác: khai thác nước 01 giếng độ hạ thấp mực nước giếng s=2,3m khai thác bãi giếng gồm 04 giếng phân bố hình vng có cạnh 15m (hình 6) độ hạ thấp mực nước giếng s=1,5m tâm bãi giếng s=1,1m Như vậy, trường hợp cơng trình có 01 giếng khai thác nước ống lọc cần đặt từ độ sâu 2,3m trở xuống trường hợp bãi giếng gồm 04 giếng khai thác nước bố trí đỉnh hình vng có cạnh 15m, ống lọc cần đặt từ độ sâu 1,6m trở xuống Sẽ sử dụng độ sâu 2,3m cơng trình có 01 giếng 1,5m bãi giếng có 04 giếng khai thác nước để đặt ống lọc thu nước cho tất trường hợp Hình Sơ đồ mặt cắt mặt giếng khai thác nước (trường hợp 6) Các trường hợp tính tốn nhằm đánh giá so sánh giếng có chiều sâu chiều dài ống lọc khác nhau, 01 trường hợp cơng trình khai thác có 04 giếng đặt đỉnh hình vng có cạnh 15m, cụ thể 17 trường hợp nêu bảng Bảng Các trường hợp đánh giá so sánh Trường Tọa độ Z đầu Tọa độ Z đầu Chiều dài ống TT hợp ống lọc ZLd (m) (m) ống lọc ZLt (m) lọc LL (m) 1a 6,5 1,0 1b 7,5 2,0 5,5 1c 8,5 3,0 1d 9,2 3,2 2a 7,0 1,0 2b 8,0 2,0 6,0 2c 9,0 3,0 2d 9,2 3,2 3a 7,5 1,0 10 3b 6,5 8,5 2,0 11 3c 9,2 2,7 12 4a 8,0 1,0 13 4b 7,0 9,0 2,0 14 4c 9,2 2,2 15 5a 8,5 1,0 7,5 16 5b 9,2 1,7 17 7,5 8,5 1,0 Tỷ lưu lượng khai thác trường hợp tổng lưu lượng (Q=100m3/ngày) chia cho chiều dài ống lọc Chương trình máy tính viết ngôn ngữ Fortran thiết lập để thực mơ hình tính tốn 3.3 Kết mơ hình thảo luận Các kết tính tốn tổng hợp dạng đồ thị quan hệ chiều cao xâm nhập mặn theo khoảng cách từ tâm cơng trình khai thác theo thời gian khai thác (các hình từ đến 10); quan hệ chiều cao xâm nhập mặn tâm cơng trình khai thác, nơi có chiều cao xâm nhập mặn lớn thời gian (hình 11); quan hệ thời gian nón xâm nhập mặn đạt tới đáy cơng trình khai thác chiều dài ống lọc (hình 12) - Trường hợp 1a-1d: Trên hình từ đến 12 thể chiều cao nón xâm nhập mặn theo khoảng cách thời gian cho thấy mức độ xâm nhập mặn giảm dần Ở trường hợp 1a: nón xâm nhập mặn đạt tới đáy giếng khai thác sau khoảng 15,5 ngày tính từ khai thác trường hợp 1d thời gian xâm nhập mặn khoảng 32 ngày Kết cho thấy trường hợp 1a-1d có độ sâu đáy ống lọc, chiều dài ống lọc khác nhau, thời gian đỉnh nón xâm nhập mặn đạt tới đáy cơng trình tỷ lệ thuận với chiều dài ống lọc (hình 12) 5,5 4,5 ngày Trường hợp 1b: ống lọc dài 2m Z= 5,5-7,5m 5,0 Chiều cao xâm nhập mặn - Z (m) 5,0 Chiều cao xâm nhập mặn - Z (m) 5,5 Trường hợp 1a: ống lọc dài 1m Z= 5,5-6,5m ngày 4,0 3,5 3,0 2,5 ngày 10 ngày 2,0 11 ngày 12 ngày 1,5 13 ngày 14 ngày 1,0 15 ngày 16 ngày 4,5 ngày 11 ngày 13 ngày 15 ngày 17 ngày 19 ngày 21 ngày 23 ngày 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,5 0,0 0,0 10 15 20 25 30 Hình Xâm nhập mặn theo khoảng cách (trường hợp 1a) 5,5 Trường hợp 1c: ống lọc dài 3m Z=5,5-8,5m 5,0 4,5 10 ngày 12 ngày 14 ngày 16 ngày 18 ngày 20 ngày 22 ngày 24 ngày 26 ngày 28 ngày 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 10 15 20 25 30 Hình Xâm nhập mặn theo khoảng cách (trường hợp 1b) Trường hợp 1d: ống lọc dài 3,7m Z= 5,5-9,2m 5,0 11 ngày 13 ngày 15 ngày 17 ngày 19 ngày 21 ngày 23 ngày 25 ngày 27 ngày 29 ngày Chiều cao xâm nhập mặn - Z (m) 5,5 Khoảng cách tính từ tâm giếng (m) Khoảng cách tính từ tâm giếng (m) Chiều cao xâm nhập mặn - Z (m) 10 ngày 12 ngày 14 ngày 16 ngày 18 ngày 20 ngày 22 ngày 4,5 15 ngày 16 ngày 4,0 17 ngày 18 ngày 3,5 19 ngày 20 ngày 21 ngày 22 ngày 23 ngày 24 ngày 3,0 2,5 25 ngày 26 ngày 2,0 27 ngày 28 ngày 1,5 29 ngày 30 ngày 1,0 31 ngày 32 ngày 0,5 0,0 0,0 10 15 20 25 30 Khoảng cách tính từ tâm giếng (m) Hình Xâm nhập mặn theo khoảng cách (trường hợp 1c) 10 15 20 25 30 Khoảng cách tính từ tâm giếng (m) Hình 10 Xâm nhập mặn theo khoảng cách (trường hợp 1d) 40 Quan hệ chiều cao nón xâm nhập mặn tâm cơng trình chiều dài ống lọc: ZLd=5,5m Thời gian đỉnh nón mặt đạt đáy td (ngày) Chiều cao nón xâm nhập mặn - Z (m) 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 35 30 Trường hợp 1a Trường hợp 1b Trường hợp 1c Trường hợp 1d 25 td = 5,664LL + 11,441 R² = 0,9963 20 15 1012 141618 20 222426 28 303234 36 38 Thời gian (ngày) Hình 11 Xâm nhập mặn tâm cơng trình theo thời gian (trường hợp 1c- 1d 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Chiều dài ống lọc LL (m) Hình 12 Xâm nhập mặn tới đáy cơng trình theo chiều dài ống lọc (trường hợp 1a 1d) 50 Thời gian đỉnh nón mặt đạt đáy td (ngày) Chiều cao nón xâm nhập mặn - Z (m) Đối với trường hợp lại (từ trường hợp 2a-2c đến trường hợp 5a-5b) trình bày kết xâm nhập mặn tâm cơng trình hình từ hình 13 đến hình 18 - Trường hợp 2a-2d: 45 Quan hệ chiều cao nón xâm nhập mặn tâm cơng trình chiều dài ống lọc: ZLd=6,0m 40 Trường hợp 2a Trường hợp 2b 35 30 Trường hợp 2c td = 4,773LL + 24,666 R² = 0,9997 25 Trường hợp 2d 20 10 15 20 25 30 35 40 1,0 1,5 Thời gian (ngày) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 Chiều dài ống lọc LL (m) Hình 13 Xâm nhập mặn tâm cơng trình theo thời gian (trường hợp 2c-2d) Hình 14 Xâm nhập mặn tới đáy cơng trình theo chiều dài ống lọc (trường hợp 2a-2d) 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 55 Thời gian đỉnh nón mặt đạt đáy td (ngày) Chiều cao nón xâm nhập mặn - Z (m) - Trường hợp 3a-3c: Quan hệ chiều cao nón xâm nhập mặn tâm cơng trình chiều dài ống lọc: ZLd=6,5m 50 Trường hợp 3a Trường hợp 3b Trường hợp 3c 45 td = 5,781LL + 33,983 R² = 0,9993 40 35 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 1,0 Thời gian (ngày) 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Chiều dài ống lọc LL (m) Hình 15 Xâm nhập mặn tâm cơng Hình 16 Xâm nhập mặn tới đáy cơng trình theo thời gian (trường hợp 3a-3c) trình theo chiều dài ống lọc (trường hợp 3a-3c 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Chiều cao nón xâm nhập mặn - Z (m) Chiều cao nón xâm nhập mặn - Z (m) - Trường hợp 4a-4c, 5a-5b: Trường hợp 4a Trường hợp 4b Trường hợp 4c 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Trường hợp 30 60 90 120 150 180 210 240 270 Thời gian (ngày) Hình 17 Xâm nhập mặn tâm cơng trình theo thời gian (trường hợp 4a-4c) Chiều cao xâm nhập mặn - Z (m) Trường hợp 5b Thời gian (ngày) 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Trường hợp 5a Hình 18 Xâm nhập mặn tâm cơng trình theo thời gian (trường hợp 5a-5b trường hợp 6) Trường hợp 6: giếng cách 15m ống lọc dài 1m Z= 7,5-8,5m 10 ngày 40 ngày 70 ngày 100 ngày 130 ngày 160 ngày 190 ngày 220 ngày 250 ngày 20 ngày 50 ngày 80 ngày 110 ngày 140 ngày 170 ngày 200 ngày 230 ngày 260 ngày 30 ngày 60 ngày 90 ngày 120 ngày 150 ngày 180 ngày 210 ngày 240 ngày 270 ngày 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 Khoảng cách tính từ tâm giếng (m) Hình 19 Xâm nhập mặn theo khoảng cách (trường hợp 1c) - Trường hợp 6: Với công trình khai thác nước gồm lỗ khoan phân bố đỉnh hình vng cạnh 15m có ống lọc đặt độ sâu từ 2,5m đến 3,5m mực nước đất sau tháng khai thác đỉnh xâm nhập mặn đạt gần tới đáy lỗ khoan (hình 18 hình 19) Kết cho thấy hiệu hạn chế xâm nhập mặn đáng kể bãi giếng có giếng nằm cách xa lưu lượng khai thác giếng nhỏ Với điều kiện tầng chứa nước có thành phần cát lộ mặt đất, nên lượng nước mưa ngấm cung cấp cho tầng chứa nước hiệu gần tháng mùa mưa có 10 thể đẩy nón xâm nhập mặn xuống sâu Vì vậy, thời gian khai thác nước khơng bị mặn dài đáng kể Kết luận kiến nghị Kết luận: Phương pháp Dagan-Bear (1968) xác định nón xâm nhập mặn từ cho phép đánh giá hiệu việc phân bổ giếng khai thác theo diện, chiều sâu đáy lỗ khoan chiều dài ống lọc Phương pháp áp dụng trường hợp điểm khai thác dạng tích phân hàm số có biến số thay đổi từ đến vơ Phương pháp để tính tốn tích phân phương pháp số Phương pháp cộng dịng áp dụng cơng trình khai thác giếng thu nước chiều dài ống lọc Tính tốn có hiệu lập trình thành chương trình máy tính điện tử tác giả đầu viết tiến hành xây dựng Các kết phân tích đánh giá nêu cho thấy chiều cao nón xâm nhập mặn tỷ lệ nghịch với khoảng cách từ đáy lỗ khoan đến ranh giới mặn nhạt bên Đối với lỗ khoan khai thác có chiều sâu, chiều cao xâm nhập mặn thời gian đỉnh nón xâm nhập mặn đạt tới lỗ khoan khai thác tỷ lệ nghịch với chiều dài ống lọc (tức ống lọc dài mức độ xâm nhập mặn giảm) Việc bố trí nhiều lỗ khoan khai thác để giảm lưu lượng lỗ khoan (nhưng tổng lưu lượng khai thác nước cơng trình giữ ngun) có tác dụng làm hạn chế đáng kể trình xâm nhập mặn Tuy nhiên, khoảng cách lỗ khoan bãi giếng cần phải đủ lớn (lớn 10m) hiệu rõ rệt Phương pháp phân tích đánh giá xâm nhập mặn trình bày có vai trị lớn việc hỗ trợ thiết kế cơng trình khai thác nước đất có nguy bị nhiễm mặn từ phia từ tầng chứa nước nằm sâu nhằm khai thác bền vững tài nguyên nước đất quan điểm đảm bảo chất lượng nước khai thác hạn chế q trình xâm nhập mặn, chí khơng để chúng xảy Kiến nghị: Trong nghiên cứu sử dụng giá trị tham khảo hệ số thấm theo phương thẳng đứng 1/10 giá trị hệ số thấm theo phương ngang Tuy nhiên, trện thực tế tỷ số khác Vì vậy, nghiên cứu hệ số thấm theo phương thẳng đứng cần tiến hành để xác hóa giá trị để có kết tính tốn nón xâm nhâp mặn xác Các mơ hình số lan truyền mặn nước đất theo hai chế đối lưu phân tán thủy động lực cần tiến hành trường hợp tính tốn giải tích nêu nhằm đánh giá so sánh xác định phương pháp cho kết sát với thực tế Trong trường hợp này, cần đầu tư nhiều vào công tác thực địa để xác định hệ số phân tán thủy động lực (thông qua xác định độ phân tán dọc ngang, độ lỗ rỗng hữu hiệu), công tác quan trắc xâm nhập mặn cơng trình thực tế Tài liệu tham khảo: [1] 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) 15 Nguyễn Thành Công (chủ nhiệm đề tài), 2017 Nghiên cứu đề xuất mơ hình khai thác bền vững thấu kính nước nhạt cồn cát ven biển phục vụ cấp nước sinh hoạt cho vùng khan nước khu vực Bắc Trung (đề tài thuộc thuộc chương trình điều tra, tìm kiếm nguồn nước đất để cung cấp nước sinh hoạt vùng núi cao, vùng khan nước) Đề tài thực 11 [2] Morris D.A and JohnsonA I., Summary of Hydrologic and Physical Properties of Rock and Soil Material, as Analyzed by the Hydrologic Laboratory of the U.S Geological Survey 1948-60 Geological Survey and Water-Supply Paper 1839-D, 42 pp (1967) [3] Soylu M E., Istanbulluoglu E., Lenters J D and Wang T., Quantifying the impact of groundwater depth on evapotranspiration in a semi-arid grassland region Hydrol Earth Syst Sci., 15 (2011) 787 www.hydrol-earth-syst-sci.net/15/787/2011/doi:10.5194/hess15-787-2011 [4] Fletcher G Driscoll, Groundwater and Wells Published by Johnson Division, St Paul, Minnesota 55112, USA 1982 Assessment of salt water upconing to an above groundwater abstraction facilities Nguyen Van Hoang*, Vu Dinh Hung**, Nguyen Thanh Cong*** * Institute of Geological Sciences - Vietnam Academy of Science and Technology ** Central Project Office-Ministry of Agricultural and Rural Development *** Hydraulic Construction Institute - Vietnam Academy of Water Resources Abstract: A methodology for identifying salt water upconing to groundwaterabstraction wells has been based on Dagan and Bear method for an abstraction point The results of the analysis for different design cases of well field and screen length and positions for coastal sand dune aquifer in Thach Ha district, Ha Tinh province has showed that the height of salt water upconing is inversely proportional to the distance from the well screen bottom to the salt and fresh water interface At the same time, for abstraction wells with the same depth, the height of salt water upconing as well as the time of salt water upconing to the abstraction wells are inversely proportional to the length of the well screen (i.e the longer the well screen the less salt water upconing) The use of several abstraction wells to reduce the abstraction rate of each well (the total abstraction rate remains unchanged) has the effect of significantly reducing the salt water upconing process The proposed methodology for salt water upconing assessment has been shown an effective role in supporting the design of groundwater abstraction facilities that are at risk of salinization from the lower part or lower aquifers for sustainable groundwater exploitation on the viewpoint of ensuring the quality of abstracted water and of protecting groundwater resources by limiting (even preventing) salt water intrusion Keywords: Groundwater; salt water upconing; groundwate rabstraction wells; DaganBear method 12 ... xác lập nón xâm nhập mặn Dagan Bear (1968) [1] phát triển mơ hình giải tích nhằm xác định nón xâm nhập mặn từ nước mặn phía cơng trình khai thác nước đất Xâm nhập mặn từ nước mặn bên lên nước nhạt... cao xâm nhập mặn theo khoảng cách từ tâm cơng trình khai thác theo thời gian khai thác (các hình từ đến 10); quan hệ chiều cao xâm nhập mặn tâm cơng trình khai thác, nơi có chiều cao xâm nhập mặn. .. tích đánh giá xâm nhập mặn trình bày có vai trị lớn việc hỗ trợ thiết kế cơng trình khai thác nước đất có nguy bị nhiễm mặn từ phia từ tầng chứa nước nằm sâu nhằm khai thác bền vững tài nguyên nước