Đánh giá sự biến động của các yếu tố thủy động lực dòng ngầm tầng 1 nước dưới đất khu vực nội thành tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN KHOA ĐỊA LÍ [ \ -NGUYỄN PHÁT MINH ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ THỦY ĐỘNG LỰC TRONG TẦNG I NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHUYÊN NGÀNH : BẢO VỆ, SỬ DỤNG HƠP LÍ VÀ TÁI TẠO TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN MÃ SỐ: 01.07.14 TP HỒ CHÍ MINH, 12-2007 LỜI CẢM ƠN Nhân dịp hoàn thành luận văn Thạc sỹ khoa học, chuyên ngành BẢO VỆ, SỬ DỤNG HP LÝ TÁI TẠO TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN KHOA ĐỊA LÍ-ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI NHÂN VĂN, tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý Thầy, Cô thuộc Khoa Địa Lí chuyên gia giáo ban, tận t trình đào tạo, giúp cho có kiến thức chuyên ngành bổ ích Người viết xin bày tỏ lòng biết ơn đặc biệt, PGS-TS Hoàng Hưng, người tận tình bảo, động viên suốt thời gian học tập, giai đoạn thực luận văn Trong trình công tác, học tập giai đoạn thực luận văn tốt nghiệp, tác giả nhận giúp đỡ tận tình Ban Chủ Nhiệm Khoa Địa chất-Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM, hỗ trợ đồng nghiệp Khoa Địa Chất, Bộ môn Địa chất Công Trình – Địa Chất Thủy Văn Địa Chất Môi Trường, Liên Đoàn Địa Chất Thủy Văn – Địa Chất Công Trình Miền Nam, Chi Cục Quản Lý Nước-Sở Nông Nghiệp, Phòng Quản Lý Tài Nguyên-Sở Công Nghiệp Tp.HCM Cũng này, cho phép bày tỏ lòng tri ân gia đình, người chia sẻ, động viên tạo điều kiện cho suốt thời gian công tác học tập vừa qua NGUYỄN PHÁT MINH MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU CHƯƠNG I KHÁI QUÁT KHU VỰC NGHIÊN CỨU CHƯƠNG II SƠ LƯC LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT- ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 16 CHƯƠNG III ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU 22 CHƯƠNG IV ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT THỦY VĂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 4.1.Tầng chứa nước lổ hổng Holocène 4.2.Tầng chứa nước lổ hổng Pleistocène 33 4.3 Tầng chứa nước lổ hổng Pliocene 4.4 Tầng chứa nước lổ hổng Pliocène 4.5 Đới chứa nước khe nứt Mesozoi CHƯƠNG V ĐÁNH GIÁ SỰ BIẾN ĐỘNG CỦA CÁC YẾU TỐ THỦY ĐỘNG LỰC TRONG TẦNG I 5.1 Các yếu tố thủy động lực dòng thấm -Áp lực -Gradien áp lực -Lưu lượng -Đường dòng đường đẳng áp 5.2 Các kết xử lí máy tính ghi nhận diễn biến yếu tố thủy động lực tầng I giai đoạn -Giai đoạn 1930 -Giai đoạn 1960 -Giai đoạn 1985 -Giai đoạn 2000 33 35 38 40 41 42 42 43 45 45 46 50 50 55 61 68 CHƯƠNG VI CHƯƠNG VII KHÁI QUÁT HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 6.1 Khai thác sử dụng cho sinh hoạt, sản xuất 6.2 Hiện trạng khai thác tầng Pleistocène 6.3 Hiện trạng khai thác tầng Pliocène 75 ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẦNG I KHU VỰC NỘI THÀNH TP.HỒ CHÍ MINH 7.1 Sự biến đổi mực nước theo thời gian khai thác 7.2 Chất lượng nước tầng Pleistocène 86 CHƯƠNG VIII KIẾN NGHỊ MỘT SỐ BIỆN PHÁP BẢO VỆ, CẢI TẠO NGUỒN NƯỚC DƯỚI ĐẤT 8.1.Một số biện pháp quản lí, bảo vệ nguồn tài nguyên nước đất 8.2.Một số phương pháp bổ cấp nhân tạo cho nước đất 75 81 85 86 97 109 109 110 KẾT LUẬN 116 THƯ MỤC THAM KHẢO 118 ABSTRACT First part of the thesis is the introduction in general geology, hydrogeology of HoChiMinh City, especially focus on the first aquifer at the inner part After that, with the highest aquifer level data collecting at hundreds local drilling wells in research area since 1930 till now, the author used the Surfer software, version 8.0 for mapping the water level surface in 1930, 1960, 1985, 2000, presenting on 3D models with contour lines and arrows for groundwater flow direction Finally, base on this result, the author proposed replenishment as the urgent solution for preventing the exhaustion of using groundwater resources for HoChiMinh City TÓM TẮT Những chương đầu luận văn, giới thiệu tổng quát địa chất, địa chất thủy văn thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt tầng chứa nước khu vực nội thành Những chương sau, trình bày số liệu mực nước thu thập từ giếng khoan khai thác, tầng chứa nước khu vực, từ năm 1930 Tác giả sử dụng phần mềm Surfer version 8.0 để xử lí vẽ đồ thể đường đẳng trị mực nước, phương vận động dòng ngầm thiết lập mô hình không gian cho tầng chứa nước, giai đoạn 1930, 1960, 1985 2000 Phần cuối, theo kết thu được, tác giả đề xuất biện pháp cấp thời nhằm hạn chế cạn kiệt diễn nguồn tài nguyên nước đất phạm vi thành phố Luận văn Thạc sỹ Phần Mở đầu MỞ ĐẦU Hiện nay, theo thống kê Liên Hiệp Quốc: “Thế giới có tỉ người khát” Lãnh thổ Việt Nam vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có lượng nước dồi nhiều khu vực thiếu nước nghiêm trọng Thành phố Hồ Chí Minh thành phố có tốc độ phát triển kinh tế cao nước nơi tập trung dân cư đông nước Cùng với phát triển kinh tế, nhu cầu sử dụng nước cho sản xuất, sinh hoạt tăng lên không ngừng Trong đó, “nước máy” không đủ đáp ứng nhu cầu sử dụng cư dân thành phố Do đó, việc sử dụng nước đất lẽ đương nhiên, cư dân vùng ven, nơi chưa lắp đặt mạng lưới cấp nước Hiện nay, thành phố tập trung khai thác nước chủ yếu hai tầng: tầng Pleistocene (QI-III) tầng Pliocene (N22) Việc khai thác nước đất với lưu lượng mức, không theo quy hoạch, với kỹ thuật khai thác không đạt yêu cầu dẫn đến tác hại nghiêm trọng đến nguồn nước đất làm hạ thấp mực nước, chất lượng nước xấu theo thời gian khai thác Trong lượng nước bổ cấp ngày giảm, diện tích bề mặt bị bê tông hoá ngày tăng theo mức độ xây dựng thành phố, lượng nước khai thác ngày nhiều, nguy cạn kiệt nguồn nước điều không tránh khỏi Chính vậy, việc theo dõi diễn biến môi trường nước đất khu vực thành phố Hồ Chí Minh theo thời gian sản lượng khai thác vấn đề cấp bách Trong đó, việc theo dõi, đánh giá biến đổi yếu tố thủy động lực tầng chứa nước khai thác việc làm cần thiết Từ đó, góp phần hình thành giải pháp thích hợp cho việc tổ Nguyễn Phát Minh Luận văn Thạc sỹ Phần Mở đầu chức bổ cấp nhân tạo cho tầng chứa nước, nhằm trì sản lượng khai thác phục vụ cho nhu cầu sử dụng nước ngày tăng cao cộng đồng Đồng thời, hạn chế cạn kiệt tầng chứa nước, góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên nước đất khu vực Trước yêu cầu sử dụng hợp lý bảo vệ nguồn tài nguyên nước đất, với mức độ luận văn tốt nghiệp Thạc sỹ khoa học Địa lý-chuyên ngành Bảo vệ, sử dụng hợp lý tái tạo tài nguyên thiên nhiên, chọn yếu tố thủy động lực tầng nước đất, khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh làm đối tượng nghiên cứu, giới hạn nghiên cứu đề tài I MỤC ĐÍCH, NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Đánh giá biến đổi nước đất thành tạo Pleistocene khu vực nội thành thành phố Hồ Chí Minh theo thời gian sản lượng khai thác, thông qua việc theo dõi, ghi nhận biến đổi yếu tố thủy động lực dòng ngầm khu vực bao gồm: + Sự biến đổi mực nước (áp lực), lưu lựơng, vận tốc lưới thủy động lực dòng ngầm theo thời gian khai thác + Kiến nghị số biện pháp quản lý, bảo vệ nguồn nước đất + Đề xuất số giải pháp bổ cấp nhân tạo cho nước đất khu vực nghiên cứu II Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Kết nghiên cứu góp phần đánh giá cách khái quát trạng khai thác, sử dụng nước đất khu vực tác động bất lợi đến môi trường nước đất khu vực nghiên cứu, biến đổi mực nước, tầng theo thời gian khai thác Nguyễn Phát Minh Luận văn Thạc sỹ Phần Mở đầu Từ kết nghiên cứu được, đề xuất biện pháp cho công tác quản lý, bảo vệ nguồn nước đất Đồng thời, tìm kiếm giải pháp bổ cấp nhân tạo thực điều kiện cụ thể III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thu thập tài liệu, báo cáo khoa học có liên quan đến đề tài nghiên cứu - Tiến hành thực địa lấy mẫu nước đất, đo mực nưóc giếng khai thác nước tầng I - Tổng hợp, phân tích tài liệu có phân tích, so sánh lý giải vấn đề có liên quan - Sử dụng phần mềm Surfer version 8.0 biểu diễn số liệu mực nước ghi nhận giếng khoan thăm dò khai thác nước đất thành tạo Pleistocene khu vực nghiên cứu IV KHỐI LƯNG CÔNG VIỆC THỰC HIỆN 1) Thu thập tài liệu: - Các tài liệu đặc điểm tự nhiên, kinh tế, đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn Tp.Hồ Chí Minh đồ, sơ đồ, mặt cắt địa chất – địa chất thủy văn kèm theo - Các báo cáo khoa học nghiên cứu nước đất Tp.Hồ Chí Minh - Các tài liệu hố khoan khu vực thành phố Hồ Chí Minh - Các số liệu quan trắc mực nước, chất lượng nước trạm quan trắc thuộc mạng lưới quan trắc quốc gia khu vực nội thành TP Hồ Chí Minh 2) Thực địa lấy mẫu: - Tiến hành lấy 10 mẫu nước giếng khoan thuộc tầng Pleistocene theo hai tuyến mặt cắt từ Đông sang Tây từ Bắc xuống Nam - Lấy mẫu nước sông Sài Gòn cầu Bình Phước Nguyễn Phát Minh Luận văn Thạc sỹ Phần Mở đầu - Đo số tiêu trường độ pH, độ dẫn điện, nhiệt độ 3) Phân tích mẫu nước: Tổng cộng 10 mẫu với tiêu sau: - Tổng chất rắn: Phương pháp sấy khô 1050C - Độ axit tổng cộng (mg CaCO3/l): phương pháp định phân dung dịch chuẩn NaOH 0,02N - Độ kiềm tổng cộng (mg CaCO3/l):phương pháp định phân dung dịch chuẩn H2SO4 0,02N - Bicacbonat (HCO3-): tính từ độ kiềm tổng cộng - Clorua (Cl-): phương pháp Morh - Độ cứng tổng cộng: phương pháp định phân dung dịch EDTA 0,01N - Calci (Ca2+): phương pháp định phân dung dịch EDTA 0,01N - Natri (Na+): phương pháp tính toán - Sunphate (SO42-): đo máy Spectrophotometer với bước sóng 420nm - Sắt tổng cộng: dùng thiết bị Spectrophotometer với bước sóng 510 nm - Nitrat (NO3-): phương pháp Brucine - Amonium (NH4+): phương pháp Nessler hoá trực tiếp 4) Tổng hợp, phân tích tài liệu: - Dựa vào tài liệu thu thập kết thí nghiệm, đo đạc, để tiến hành phân tích, đánh giá biến đổi yếu tố thủy động lực dòng ngầm phạm vi tầng I, góp phần tìm hiểu trạng nước đất khu vực nghiên cứu Nguyễn Phát Minh Luận văn Thạc sỹ Chương I CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH I VỊ TRÍ ĐỊA LÝ Phạm vi nghiên cứu thuộc khu vực nội thành Thành phố Hồ Chí Minh có diện tích 411km2, giới hạn toạ độ địa lý sau: 10044’03”-10055’07” vó độ Bắc 106031’36”-106042’37” kinh độ Đông Diện tích nghiên cứu bao gồm địa phận 12 quận nội thành, phần lớn diện tích huyện Bình Chánh (phần Đông Nam Bình Chánh), huyện Hóc Môn Phía Đông giáp với quận 2, quận Phía Bắc giáp huyện Củ Chi Phía Tây Tây Nam giáp tỉnh Long An, phía Đông Nam giáp với huyện Nhà Bè II ĐỊA HÌNH Thành phố Hồ Chí Minh vùng chuyển tiếp địa hình đồi núi miền trung du địa hình trũng thấp vùng châu thổ Sự chuyển tiếp xảy theo hai hướng từ Bắc xuống Nam từ Đông sang Tây Gồm dạng địa hình: Địa hình đồng cao, nằm phía Bắc phía Đông khu vực nghiên cứu, bao gồm quận Hóc môn, quận Gò Vấp, quận Tân Bình, quận Phú Nhuận, quận 1, quận 3, quận 10 phần lớn quận Bình Thạnh có độ cao từ đến 10m, tương đối phẳng, nghiêng thoải phía Nam, Tây Nam Đông Nam Địa hình đồng thấp bao gồm quận 4, quận 8, quận 6, quận 11, quận huyện Bình Chánh, có độ cao từ đến 5m Địa hình trũng bán ngập ngập nước, chiếm lónh phần phía Tây, phía Nam Đông Nam khu vực nghiên cứu, có độ cao 1m, thường xuyên bị ngập nước theo mùa ngập triều lên Nguyễn Phát Minh Luận văn Thạc sỹ Chương VII q: Lưu lượng thấm xuyên đơn vị (m /ngày) ko: Hệ số thấm tầng thấm yếu m0: Bề dày trung bình tầng thấm yếu (m/ngày) (m) ΔH: Độ chênh lệch áp lực tầng tầng ΔH = H1-H2 (m) Q = q.S Q:Tổng lưu lượng thấm xuyên qua tầng thấm yếu S: Diện tích phân bố tầng thấm yếu Thông thường, nước từ tầng thấm xuống tầng qua tầng thấm yếu chênh lệch mực áp lực tầng với tầng Khi tầng bị khai thác mức làm mực nước (mực áp lực) hạ thấp so với tầng bên (H1