BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Nước mặt Nước mặt là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại dương, bốc hơivà thấm xuống đất. Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng c... Dòng chảy ngầm Trên suốt dòng sông, lượng nước chảy về hạ nguồn thường bao gồm hai dạng là dòng chảy trên mặt và chảy thành dòng ngầm trong các đá bị nứt nẻ (không phải nước ngầm) dưới các con sông. Đối với một số Thung lũng lớn, yếu tố không quan sát được này có thể có lưu lượng lớn hơn rất nhiều so với dòng chảy mặt. Dòng chảy ngầm thường hình thành một bề mặt động lực học giữa nước mặt và nước ngầm thật sự. Nó nhận nước từ nguồn nước ngầm khi tầng ngậm nước đã được bổ cấp đầy đủ và bổ sung nước vào tầng... Nước ngầm Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Đôi khi người ta còn phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐIỀU 56 BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT TP HCM, tháng năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC ĐIỀU 56 BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT GVHD: PGS.TS Lê Quốc Tuấn HVTH: Đặng Mai Anh Lớp: Cao học QLTNMT 2016 Khóa: 2016 TP HCM, tháng năm 2017 MỤC LỤC MỤC LỤC .i DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH SÁCH CÁC HÌNH .iv MỞ ĐẦU 1 TÔNG QUAN VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT .2 1.1 Một số khái niệm 1.2 Vai trò bổ sung nhân tạo nước đất 1.3 Phương pháp bổ sung nhân tạo nước đất 1.3.1 Phương pháp BSNTNDĐ gián tiếp 1.3.2 Phương pháp BSNTNDĐ trực tiếp 1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu bổ sung nhân tạo nước đất .10 1.4.1 Yếu tố môi trường tự nhiên 10 1.4.2 Yếu tố kinh tế - xã hội 12 TÌNH HÌNH VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT 14 2.1 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất giới 14 2.2 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất Việt Nam .17 ĐÁNH GIÁ VỀ MƠ HÌNH BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT .19 3.1 Ưu điểm 19 3.2 Hạn chế 20 GIẢI PHÁP BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT .22 2.1 Giải pháp thu gom nước mưa 22 2.2 Giải pháp kỹ thuật .23 2.2.1 Phương pháp bồn thấm 23 2.2.2 Xây dựng giếng khoan hố khoan 24 KẾT LUẬN 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO .26 DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT BSNT BSNTNDĐ Bổ sung nhân tạo Bổ sung nhân tạo nước đất ĐCTV NDĐ MAR (Management of Aquifer Recharge) IAHS Địa chất thủy văn Nước đất Quản lý bổ sung tầng chứa nước Hội Địa chất thủy văn quốc tế DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 1.1 BSNTNDĐ bồn thấm vào tầng chứa nằm nơng Hình 1.2 BSNTNDĐ trực tiếp qua hố móng moong khai thác Hình 1.3 Nước ép vào tầng chứa nước thơng qua kỗ khoan ép nước khai thác từ lỗ khoan khai thác khác Hình 2.1 Bổ sung nhân tạo nước đất Thụy Điển Hình 2.2 Cấp nước Hague, Hà Lan MỞ ĐẦU Nước tài nguyên đặc biệt quan trọng, thành phần thiết yếu sống môi trường, định tồn tại, phát triển bền vững quốc gia ưu tiên hàng đầu để phát triển bền vững Tài nguyên nước Thế giới Việt Nam nhiều phân bố không đồng không gian theo thời gian Đặc biệt tài nguyên nước đất, chiếm ty lệ cao nguồn tài nguyên nước, mà nguồn tài nguyên tái sinh, phục hồi trữ lượng; nguồn nước chủ yếu phục vụ cấp nước sinh hoạt cho nhân dân góp phần phát triển kinh tế - xã hội đất nước Tuy nhiên, nước đất nguồn tài ngun vơ tận, với phát triển nhanh chóng hoạt động cơng nghiệp, dịch vụ, q trình thị hóa gia tăng dân số địi hỏi nhu cầu nước ngày tăng số lượng chất lượng, tạo sức ép lớn nguồn nước đất, với việc sử dụng nước không hợp lý, ô nhiễm nước từ đất khơng khí, khai thác q mức làm nhiễm nguồn nước ngầm biến đổi khí hậu làm cho nhân loại phải đối mặt với nguy thiếu nước trầm trọng, dẫn đến cạnh tranh sử dụng nước Nếu không quản lý tốt biết cách khai thác sử dụng hợp lý se dẫn đến cạn kiệt tài nguyên Bên cạnh tình trạng thiếu nước, ngập úng vấn đề quan tâm Ở Việt Nam, lượng mưa phân bố không theo mùa gây tượng hạn hán, thiếu nước vào mùa khô, vào mùa mưa, lượng nước lớn khơng thể kịp xuống lịng đất gây ngập lụt, chảy tràn bề mặt kéo theo tượng xói mịn đất Vấn đề đặt cần phải dự trữ lượng nước dư thừa mùa mưa cung cấp đủ nước an tồn cho mùa khơ Bổ sung nhân tạo nước đất giải pháp nhiều nước giới sử dụng để giải vấn đề quản lý nước cấp nước mang lại hiệu cao Nghiên cứu điều kiện tự nhiên điều kiện kinh tế - xã hội cho thấy Việt Nam phù hợp việc ứng dụng mơ hình Vì thực tế nêu cần thiết phải thực Điều 56 – Luật Tài nguyên nước năm 2013: “Bổ sung nhân tạo nước đất” 1 TỔNG QUAN VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT 1.1 Một số khái niệm - Bổ sung nhân tạo nước đất hoạt động người làm nước mặt từ sông, suối, hồ thấm vào lòng đất với tốc độ thường lớn nhiều lần bổ sung tự nhiên, tạo gia tăng tương ứng mức độ an toàn khai thác nước đất - Bổ sung nhân tạo nước đất nhằm tăng thêm hồ chứa nước ngầm cách thay đổi dòng chảy tự nhiên nước mặt sử dụng kỹ thuật xây dựng dân dụng phù hợp Kỹ thuật bổ sung nhân tạo thường đề cập đến vấn đề sau đây: + Để nâng cao suất bền vững nơi phát triển mức cạn kiệt tầng nước ngầm + Bảo tồn lưu trữ nước mặt dư thừa cho yêu cầu tương lai, yêu cầu thường thay đổi mùa hay giai đoạn +Để nâng cao chất lượng nước ngầm + Để loại bỏ vi khuẩn tạp chất từ nước thải nước thải phù hợp để tái sử dụng nước Mục đích bổ sung nhân tạo nước ngầm để khôi phục nguồn cung cấp từ tầng chứa nước cạn kiệt phát triển nước ngầm mức - “Quản lý bổ sung tầng chứa nước” (Management of Aquifer Recharge – MAR) tên gọi thay BSNTNDĐ Hội Địa chất thủy văn quốc tế (IAHS) thay đổi nhằm làm rõ ý nghĩa việc BSNT, tránh gây hiểu lầm cho người dân “Bổ sung nhân tạo” hàm ý việc chứa nước xử lý nước có chủ ý tầng chứa nước đất, MAR gồm việc “bổ sung nhân tạo” nước đất vào tầng chứa quản lý bổ sung tầng chứa nước suốt thời gian vận hành cơng trình để cung cấp nước Mục tiêu MAR chứa nước tầng chứa để sử dụng tương lai, điều hoà nhu cầu sử dụng nước lượng nước cung cấp, giảm tổn thất nước qua bốc dòng mặt, ngăn cản dịng chảy nước mưa xói mịn đất, cải thiện chất lượng nước, trì dịng chảy sơng, suối, quản lý xâm nhập mặn, sử dụng hợp lý nước mưa tái sử dụng nước thải Quản lý bổ sung tầng chứa nước phần chiến lược quản lý tổng thể nguồn nước để ổn định tăng mực nước đất nơi bị khai thác qua mức MAR áp dụng nơi khơng có hồ chứa nước mặt thích hợp Để triển khai có hiệu đề án quản lý bổ sung tầng chứa nước cần phải: hiểu rõ đặc điểm địa chất thuy văn, yếu tố thủy văn, khí tượng vùng khảo sát; đánh giá không gian tầng chứa để chứa nước bổ sung; định lượng yếu tố cân nước ảnh hưởng dòng ngầm cấu trúc khu vực; đồng thời đánh giá chất lượng nước đất nguồn nước: tương tác hóa, vi sinh tầng chứa nước cuối hiểu rõ đặc điểm kinh tế-xã hội địa phương nơi tiến hành cơng trình MAR cơng cụ quản lý nước cấp nước MAR giải vấn đề khai thác mức kết hợp với việc quản lý nhu cầu nước, giá thành mét khối nước, hiệu tăng cường nước tưới MAR thường tạo hình thức cung cấp nước an tồn rẻ cho thị trấn cộng đồng nhỏ, đặc biệt cấp nước cho làng vùng khô cằn bán khơ cằn theo chương trình Liên hợp quốc Tuy nhiên, hiểu biết địa chất thủy văn MAR hạn chế nên cịn bị địa phương hóa, chưa mở rộng địa lý - Hồ chứa nước ngầm nơi tích trữ nước đất Các hồ chứa nước bề mặt lựa chọn thay hấp dẫn có tính khả thi mặt kỹ thuật để lưu trữ thặng dư gió mùa chạy Các hồ chứa nước bề mặt lưu trữ số lượng đáng kể nước Các thành tạo địa chất bề mặt coi "kho" để lưu trữ nước đến từ nguồn nằm bề mặt đất Bên cạnh đó, để tạo kho bề mặt cấu trúc địa chất thuận lợi đơn vị địa văn học, có kích thước hình dạng se cho phép trì khối lượng đáng kể nước hình thành xốp thấm Các hồ chứa nước bề mặt môi trường thân thiện đề xuất khả thi mặt kinh tế Các kho bề mặt có ưu điểm giảm thiểu ngập lụt diện tích lớn, khơng làm đất canh tác hay ảnh hưởng động đất Việc lưu trữ nước lịng đất se có ảnh hưởng tốt chế độ nước ngầm có Mực nước sâu nhiều nơi đất nước, xảy tự nhiên phát triển nước ngầm mức tăng lên đáng kể, dẫn đến giảm chi phí nâng cao tiết kiệm lượng Chất lượng mặt đất tự nhiên nước se cải thiện đáng kể lĩnh vực nước lợ mặn Chức ống dẫn tầng chứa nước làm giảm chi phí hệ thống vận chuyển nước mặt Các bốc lên lưu trữ bề mặt điểm giao cắt bề mặt khác hình thức dịng suối, dịng xuất hiện, se tăng cường dịng sơng cải thiện hệ sinh thái xuống cấp vùng ven sông, đặc biệt lĩnh vực cửa sông Các cấu trúc cần thiết để bổ sung hồ chứa nước ngầm có kích thước nhỏ hiệu chi phí thấp, chẳng hạn bể thấm, lưu vực bề mặt lan rộng, hố,… 1.2 Vai trò BSNTNDĐ BSNTNDĐ có vai trị: - Lọc ổn định chất lượng nước: Các tầng chứa nước hoạt động lọc cát chậm, nước từ sông hay hồ chảy qua tầng chứa nước se xuất thấm, loại bỏ phần chất huyền phù lơ lửng, vi khuẩn sinh vật khác, làm thay đổi thành phần hóa học nước Nếu khoảng cách thời gian di chuyển đất không ngắn (hơn 50m tháng tương ứng) nước se lọc sinh vật gây bệnh uống Khi thời gian di chuyển trung bình đất lâu hơn, thông số chất lượng nước se ổn định mặt hóa học lý học Đối với tầng chứa nước hạt khô hệ tầngđá nứt nẻ, việc giảm nhẹ thay đổi chất lượng nước không thay đổi, ảnh hưởng thấm ngày nhỏ - Tái sử dụng nước chất lượng nước: giữ vai trò trung tâm thu hứng nước tái sử dụng Nhiều thành phố thoát nước mưa vào tầng chứa nước thông qua bồn thấm, hầm giếng khoan cuối tái sử dụng nước cấp nước uống tưới - Tàng trữ nước: Trường hợp tầng chứa nước khơng áp, mực nước nằm sâu, BSNTNDĐ nâng cao mực nước, tăng lượng nước, khơng gây nguy Đây tầng chứa nước nứt nẻ/lỗ hổng có khả tàng trữ đặc tính thuy lực tốt Lớp bề mặt định lượng bổ sung (cả tự nhiên nhân tạo) ● Các tầng chứa nước đá cacbonate Lý thuyết tương tự đá cát kết áp dụng cho tầng chứa nước cacbonate ngoại trừ khả tàng trữ khe nứt tăng hòa tan  Nguồn nước Một điều kiện tiên với BSNTNDĐ tính sẵn có nguồn nước, chất lượng thích hợp số lượng đầy đủ Nhiều nguồn nước lựa chọn để sử dụng làm nước bổ sung như: nước mặt, nước dòng chảy mặt, nước thải, nước đất nước cung cấp cho sinh hoạt  Chất lượng nước đất Nước đất không bị tác động người coi có chất lượng tốt mặt hóa học, độ đục visinh vật Nước đất thường nguồn cho nước suối nước đóng chai Chất lượng cao nước đất kết trình lọc tự nhiên “xử lý” vi sinh vật tạo cho nước mưa nước sông chúng thấm qua lớp đất phủ vào tầng chứa nước Chất lượng tự nhiên nước đất bị thay đổi chịu tác động hoạt động người, hoạt động quan trọng khai thác nước đất, tưới, thay đổi cách sử dụng đất, nông nghiệp rừng, thị hóa, khai mỏ, chất thải lỏng rắn Khi đánh giá tính hiệu BSNTNDĐ cần phảiđánh giá đầyđủ chất lượng nước đất 1.4.2 Yếu tố kinh tế - xã hội BSNTNDĐ cơng nghệ có tác động trực tiếp đến cộng đồng, yếu tố kinh tế - xã hội đóng vai trị quan trọng hiệu BSNTNDĐ  Hạn chế yếu tố kinh tế - xã hội hiệu BSNTNDĐ Hiệu BSNTNDĐđã bịảnh hưởng số hạn chế yếu tố kinh tế - xã hội sau: - Khả tạo lợi ích hữu hình qui mơ thời gian hợp lý: Lợi ích BSNTNDĐ xuất từ từ sau thời gian dài thường dồn 11 vùng lớn nơi thực hoạt động BSNTNDĐ Do cá nhân cộng đồng se miễn cưỡng đầu tư thời gian cố gắng vào BSNTNDĐ - Khả liên hệ lợi ích nhóm đầu tư cho BSNTNDĐ: Lợi ích BSNT mang lại thường khác cho đối tượng lợi ích khu vực tham gia cần thuyết phục cộng đồng đóng góp vào cơng trình BSNTNDĐ + Về mặt kinh tế: Các hoạt động BSNTNDĐ khơng tạo lợi ích kinh tế cho người đầu tư thực + Kiểu sở hữu đất nước: Đất sở hữu tư nhân thường phân tán có mảnh đất nhỏ nên khơng gian hạn chếđể xây dựng cơng trình BSNTNDĐ Đất phủ, thuộc nhiều ban ngành khác nên việc xin giấy phép thường phức tạp + Động thúc đẩy: Sáng kiến BSNT mức cộng đồng dựa vào giả thiết cộng đồng có quyền lợi trực tiếp từ hoạt động nông nghiệp kinh tế khác dựa vào bền vững tài ngun nước Trong tình hình phát triển kinh tế thị phi nơng nghiệp, nơng dân thường tìm kiếm lợi nhuận lớn để tạo thu nhập hỗ trợ giáo dục phát triển hoạt động phi nông nghiệp khác, không cần biết liệu kiểu sử dụng nguồn nước có bền vững hay khơng - Khơng có khả kiểm soát khai thác: Trong nhiều trường hợp, BSNT khả thi vềmặt kỹ thuật xã hội khơng thể kiểm sốt khai thác vượt q mức đóng góp BSNTNDĐ  Thiết lập động ý nghĩa quản lý Cần công nhận thay đổi cấu xuất xã hội động chúng tạo loại quản lý để đánh giá BSNTNDĐ Ở vùng nơng thơn, cần xem xét tính ổn định xã hội qua vấn đề: chuyển hóa nhân khẩu, đa dạng hóa kinh tế, tồn cầu hóa, lợi nhuận hữu hình sinh với người đầu tư vào BSNTNDĐ, động chúng tạo có ảnh hưởng lớn tới khả đứng vững cách tiếp cận cấu tổ chức khác BSNTNDĐ  Sắp xếp cấu tổ chức 12 Trong năm gần đây, việc tổ chức quản lý tài nguyên thiên nhiên có phân quyền khuyến khích nhiều người tham gia từ lên Sự phân quyền thể sau: Nhóm người sử dụng truyền thống khơng thức: Chỉ hưởng quyền truy cập khơng thức, nhà nước miễn cưỡng chuyển quyền truy cập tới cộng đồng địa phương cá nhân Tuy nhiên việc xếp lại hệ thống quản lý tài sản chung ngày đươch ý Hành cơng: Tăng cường cộng tác quản lý tài nguyên thiên nhiên với cộng đồng với nhóm người sử dụng tài nguyên đặc biệt Chính quyền địa phương: điều hành sở cách độc lập, nhờ đến dịch vụ từ sở Chínhquyền địa phương đảm nhận trách nhiệm cấp nước người tạo điều kiện trình điều khiển nhu cầu Ở Ấn độ, nơi phân quyền hành yếu tố cốt lõi phát triển lưu vực (dưới mơ hình hợp tác mơ tả trên), tăng cường ý vào ranh giới với phân quyền trị thơng qua cải cách quyền địa phương  Tiếp cận đánh giá Cách tiếp cận để đánh giá ảnh hưởng hoạt động BSNTNDĐ vấn đề cần lưu ý Để thấy hiệu BSNTNDĐ phải xem xét ảnh hưởng tới hiệu suất tài nguyên tự nhiên lợi ích mà người dân địa phương nhận được, bao gồm tích cực tiêu cực Đầu tiên cần đánh giá khí hậu, địa chất thủy văn, địa hình, kiểm sốt sử dụng đất quan trọng Những yếu tố ảnh hưởng tới độ ẩm đất, điều kiện nước đất đặc tính cộng đồng hộ gia đình, cần xác định thay đổi tình trạng tài nguyên nước (chiều sâu tới mực nước, tính sẵn có nhiều tháng hơn, cung cấp ngược lại mùa hạn, lượng độ ẩm đất tăng v.v ) mà BSNTNDĐ đem lại, sau xác định ảnh hưởng BSNTNDĐ đến cách sinh sống.Có thể so sánh với vùng lân cận nơi khơng có hoạt động BSNTNDĐ để thấy rõ điều TÌNH HÌNH VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT 2.1 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất giới 13 BSNT phục vụ cấp nước xuất từ năm 80 đầu ky 19, với việc xây dựng hành lang thấm cát sỏi gần kề đáy sông để lọc nước sông chảy vào tầng chứa nước qua đấtđá Cơng trình thuộc loại hầm ngầm xây dựng năm 1810 dọc theo sông Clyde để cấp nước cho thành phố Glasgow, Xcốtlen bồn mở đào gần Garonne năm 1820 để cấp nước cho thành phố Toulouse, Pháp Theo sau cơng trình này, cơng trình thấm qua bờ sơng xây dựng nhiều nơi Anh, Pháp, Đức, Ý, Hungari Mỹ Vào thời kì này, phương pháp sử dụng chủ yếu phương pháp gián tiếp Đến cuối ky 19, phương pháp trực tiếp áp dụng cơng trình BSNT cấp nước cho thành phố Gothenburg, ThụyĐiển Hình 2.1 Bổ sung nhân tạo nước đất Thụy Điển Đến năm 1950 1960, cách mạng công nghiệp lần thứ hai nổ gây ô nhiễm trầm trọng nước mặt sông việc chuyển trực tiếp nguồn nước thành nước chất lượng tốt vơ khó khăn tốn Trước tình hình đó, mơhình BSNTNDĐ lựa chọn tốt Mơ hình sử dụng phương pháp trực tiếp để làm giảm lượng nhiễm bẩn nước theo hai cách: thứ là, tiền xử lý nước bổ sung để loại bỏ phần lớn chất không sạch; thứ hai là, khả ngừng bổ sung vào cơng trình nước bổ sung có chất lượng thấp, nước khai thác lấy từ trữ lượng nước đất tạo giai đoạn bổ sung nước sơng có chất lượng tốt 14 Hình 2.2 Cấp nước Hague, Hà Lan Chỉ riêng Hoa Kỳ, việc sử dụng nước ngầm cho tưới tăng lên đưa đến việc tham gia Cục Địa chất Hoa Kỳ (USGS) vào nghiên cứu BSNT bang Kansas, Nebraska, Colorado, nam Dakota, bắc Dakota USGS nghiên cứu BSNT cho tầng chứa nước alluvi bang vùng bao gồm việc nghiên cứu dự án khả thi lập mơ hình cho BSNT tầng chứa nước alluvi lưu vực South Platte River, Colorado (Burns, 1980; 1984) cho tầng chứa nước alluvi vùng South Dakota (Koch, 1984; Emmons, 1987) Hội Địa chất thuy văn Quốc tế (IAH) vào năm 1998 thành lập nhóm cơng tác gọi nhóm Bổ sung nhân tạo (BSNT - Group on Artificial Recharge) [5,6,7,8] Vào tháng 11 năm 2000, họp Ủy ban thành phố Cape Town - Nam Phi định đổi tên ủy ban BSNT thành ủy ban Quản lý bổ sung tầng chứa nước “Management of Aquifer Recharge” (viết tắt IHA-MAR) Sự đổi tên phản ánh thực tế khách quan trình thấm lọc ven bờ quản lý làm tăng lượng bổcập cho tầng chứa nước cách tự nhiên, cơng cụ sống cịn việc quản lý bền vững tài nguyên nước đất phạm vi toàn cầu, giải pháp nhân tạo Mục đích Ủy ban IHA-MAR làm gia tăng trữ lượng cải thiện chất lượng nước đất đường thích hợp, thỏa mãn bền vững môi trường, đáp ứng nhu cầu ngày cao kinh tế - xã hội kỹ thuật người 15 Hiện nay, việc bổ sung nhân tạo cho nước ngầm áp dụng nhiều nước đạt hiệu Các nước thường sử dụng giải pháp cơng trình tích trữ nước mưa, nước mặt dạng hồ chứa, kênh đào từ cho nước thấm vào tầng nước ngầm Tại Mỹ, gần 1/3 lượng nước dùng sản xuất sinh hoạt lấy từ nguồn bổ sung nhân tạo; Mexico, Nhật Bản, Đức dùng phương pháp bổ sung nước mưa để khắc phục tượng sụt lún mặt đất; Israel, Mỹ, Ma Rốc sử dụng giải pháp để ngăn chặn xâm nhập nước mặn 2.3 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất Việt Nam Hiện nay, phương pháp mẻ nước ta Tuy nhiên, việc áp dụng mơ hình bổ sung nhân tạo nước đất bắt đầu sử dụng, bước đầu số trung tâm công nghệ môi trường trường đại học áp dụng thử nghiệm - PGS-TS Nguyễn Việt Kỳ, Trưởng khoa Kỹ thuật - Địa chất - Dầu khí (ĐH Bách khoa TP.HCM) thực đề tài “Nghiên cứu bảo vệ phát triển nguồn nước đất nguồn nước mưa khu vực nội thành TP.HCM” Đề tài xây dựng đồ khả bổ sung nhân tạo nước đất nước mưa TS Kỳ xây dựng mơ hình thực nghiệm tòa nhà B8 ĐH Bách khoa Với hệ thống thu gom nước mưa từ mái nhà diện tích 400 m2 vào bể lọc m3, sau nước chuyển vào bể chứa điều tiết có dung tích 10 m3, từ nước bơm xuống mạch nước ngầm qua giếng thu nước đường kính 200 mm, lượng nước mưa hấp thụ tối đa đạt 60 m3/giờ Sau năm thực nghiệm, mực nước ngầm khu vực tăng m Đặc biệt, trộn lẫn nước mưa với nước tầng chứa nước khơng xảy q trình kết tủa muối Đó thuận lợi lớn cho q trình bổ sung nước mưa qua giếng Từ kết này, TS Kỳ đánh giá việc thu gom nước mưa từ mái nhà để bổ sung cho nước ngầm hoàn toàn khả thi cơng trình có mặt tương đối rộng rãi, diện tích mái lớn có hệ thống bể chứa điều tiết, giếng hấp thụ nước phù hợp Sự phát triển mạnh me khu đô thị với tòa cao ốc, biệt thự với diện tích mái nhà lớn điều kiện để thu gom lượng 16 nước mưa bổ sung trực tiếp cho tầng chứa nước tích trữ sử dụng vào mục đích khác cứu hỏa, tưới cây, sinh hoạt vào mùa khô Việc dùng nước mưa bổ cập cho nước ngầm hướng tốt kết nghiên cứu thực nghiệm hiệu Tuy nhiên, số vấn đề quan điểm khác phải tiếp tục nghiên cứu đưa vào thực tế giải pháp mặt công nghệ, chất lượng nước mưa Quan trọng người dân bình thường để người ta ủng hộ việc khó khăn - Đề tài nghiên cứu “Tính tốn bổ sung nhân tạo cho tầng chứa nước pliocen thượng Thành phố Hồ Chí Minh” Ngơ Đức Chân đăng Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ , Tập 10, Số 02 – 2007 Đề tài thiết kế mơ hình xây dựng đồ dự đoán trường hợp thay đổi bổ sung nhân tạo Vị trí bãi giếng bố trí theo đường thẳng kéo dài theo hướng Đơng Đông Bắc - Tây Tây Nam qua trung tâm hai bãi giếng khai thác Nhà máy nước ngầm Gò Vấp Nhà máy nước ngầm Hóc Mơn (đỉnh phân thuy mực nước hai bãi giếng) Bắt đầu từ cầu Bình Phước đến khu cơng nghiệp Tân Bình, bao gồm 40 giếng với khoảng cách trung bình 300m lưu lượng giếng 5.000m3 /ngày Mục đích nhiệm vụ hành lang BSBT dự kiến: - Bổ sung cho tầng chứa nước Pliocen thượng lượng nước 200.000m3 /ngày - Bổ cập cho khu vực khai thác tập trung Hóc Mơn Gị Vấp Sau BSNT 200.000m3 /ngày nguồn hình thành trữ lượng có biến đổi theo hướng có lợi Ngoại trừ thành phần: lượng bổ cập từ mưa, bốc hơi, thấm xuyên từ sông biên mực nước xác định có biến đổi khơng đáng kể lượng thấm xun lại có biến động lớn, đặc biệt từ tầng Pleistocen hạ Điều se làm mực nước yếu tố khác hai tầng có thay đổi theo Từ kết tính toán cho thấy khả thực BSNT TPHCM khả thi Lượng BSNT chiếm khoảng 20% lượng khai thác cho phép cải thiện đáng kể tốc độ hạ thấp mức nước tầng chứa nước Pliocen thượng 17 tầng chung quanh Và mực nước dâng cao đáng kể nhiều nơi, đặc biệt dọc theo hành lang BSNT thiết kế Đánh giá mơ hình BSNTNDĐ 3.1 Ưu điểm Về mặt kinh tế, BSNTNDĐ gắn liền với ngành nơng nghiệp, lợi ích bao gồm tiềm tăng tổng diện tích tưới lượng nước đất tăng, tăng sản lượng mùa màng hecta liên quan tới cải thiện hiệu suất đất canh tác đa dạng Ở nơi quan tâm tới tưới, nước đất đáng tin cậy nguồn nước mặt dùng với mức kiểm sốt cao hơn, nên chất lượng dịch vụ tưới cao nhiều so với hệ thống kênh bể chứa Điều quan trọng sử dụng đầu vào bổ sung (laođộng, hạt giống phân bón) giảm rủi ro tổn thất Những lợi ích nhận từ phân tích nước cơng nghiệp hóa Lợi ích khu vực nơng thơn vùng cơng nghiệp hóa cịn ý Về mặt xã hội, BSNTNDĐ góp phần bền vững vào việc giảm xóa nghèo vùng nông thôn, nước nghèo nước phát triển Về mặt sức khỏe, trình thấm lọc nước loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất nhiễm bẩn q trình vật lý sinh vật dùng cơng nghệ BSNTNDĐ giúp cho người dân tiếp cận nguồn nước tin cậy, không chứa chất gây bệnh, từ bảo vệ sức khỏe họ Thấm bồn thấm giảm xói mịn di chuyển đất khỏi lưu vực Ở nơi lớp phủ thực vật giảm với mùa hạn mùa khơ kéo dài, xói mịn đất mối quan tâm hàng đầu mưa lớn xuất Để giảm thiểu mức tàn phá trận lụt đột ngột, loạt biện pháp thực như: cày vòng quanh sườn núi, xây dựng đập đất cơng trình khác dọc theo mương xói nước Các biện pháp làm chậmcác dòng chảy lưu vực bảo tồn nguồn đất đai Vì tăng hội thấm tăng lượng bổ sung cho khối nước đất nằm bên 18 Ngồi ra, BSNTNDĐ cịn trì lượng nước sẵn có giếng khoan làng, từ giảm nhiều sức lao động, đặc biệt phụ nữ việc lấy nước sử dụng hàng ngày Nói chung, BSNTNDĐ tham gia trì tất lợi ích trên, đặc biệt thực phận quản lý nước toàn diện nhằm vào qui mô nhu cầu chất lượng khía cạnh cấp nước Các cơng trình BSNTNDĐ phần lớn cơng trình xây dựng kỹ thuật thấp, cộng đồng cảm thấy có lợi xây dựng bảo trì khơng cần mong đợi vào tư vấn thúc ép từ bên 3.2 Hạn chế  Về mặt kỹ thuật: Lượng nước sẵn có: Đối với vùng có lượng mưa thấp lượng cung cấp sẵn có sử dụng hết hoạt động BSNTNDĐ lấy nước sử dụng cách phân phối lại người sử dụng Thu gom nước chứa nước đất thông qua BSNTNDĐ lưu vực cao lấy nước vùng hạ lưu Tuy nhiên việc thu gom nước thượng nguồn se giảm xói mịn đất thiệt hại khác kéo dài thời gian có dịng chảy suối dịng chảy sở suối bổ sung Tần suất, cường độ thời gian mưa :Lượng mưa phân bố khơng đều, có thời kỳ mưa xuất với cường độ cao tần suất lớn gây chảy tràn, có thời kỳ khơ cạn nước khơng đảm bảo cho việc giữ nước thấm vào tầng chứa nước Vì gây khó khăn trongq trình thiết kế cơng trình giữ nước bổ sung nước để mang lại hiệu lợi ích cho vùng Đất đá tầng chứa nước có tính thấm yếu: Đối với vùng đất có hàm lượng sét cao có xu hướng hình thành lớp vỏ khơng thấm việc BSNTNDĐ thường gặp nhiều khó khăn cơng trình có mức bốc cao, nước nhiều tăng lượng nước sẵn có Đây hạn chế trầm tích có tính thấm yếu nằm tầng chứa nước có tính thấm cao Trong điều kiện này, BSNTNDĐ cần phương tiện phức tạp mặt kỹ thuật để ép nước trực tiếp vào tầng chứa nước 19 Các hạn chế chất lượng: Khi tầng chứa nước chất lượng cao nằm xen kẹp với nước chất lượng kém, xử lý hạn chế nàybằng cơng nghệ ép nước, cần phải có hiểu biết sâu sắc thủy lực ĐCTV để giảm thiểu tổn thất nước thu gom bị trộn lẫn với nước có chất lượng Một hạn chế khác liên quan đến chất lượng nguồn nước sử dụngcác lỗ khoan ép nước trực tiếpđó lợi ích lọc, loại bỏ trầm tích, chất có hại, chất dinh dưỡng chất nhiễm bẩn khác thông qua thấm từ bồn thấm phần lớn bị Sự cân bổ sung bốc hơi: Các bồn chứa nhỏ thường nơng có tỉ số diện tích bề mặt thể tích lớn, dẫn đến tổn thất bốc cao, chí vượt lượng bổ sung vào nước đất Đểđịnh lượng kiểm sốt lượng có biện pháp như: đào sâu thêm bồn chứa, tiến hành làm thường xuyên để tăng tính thấm, xây dựng hồ lắng trước thấm, thay đổi kiểu dùng nước từ hồ chứa mặt  Về môi trường Hoạt động khai thác nước đất dẫn mức làm cho mực nước đất hạ thấp, gây tượng sụt lún đất, làm thay đổi thảm thực vật tự nhiên, làm khô đầm lầy, hồ, nguồn lộ, suối nhỏ v.v…Những hậu gây tổn thất cho phát triển kinh tế - xã hội thiệt hại mơi trường mà khơng thể nhìn thấy BSNTNDĐ trì vẻ đẹp nơng thơn phải đương đầu với nhiều khó khăn lớn như: lượng nước thay se khác số lượng chất lượng so với nước ban đầu, nguồn nước bị nhiễm bẩn từ sông làm thay đổi thảm thực vật làm tăng độ phì đầm lầy, hồ suối Trong trường hợp BSNTND để tàng chứa nước, dao động mực nước lớn tránh khỏi gây thiệt hại lớn với môi trường Các ảnh hưởng môi trường sử dụng kết hợp khai thác nước đất BSNTNDĐ bỏ qua vùng nơi mực nước đất tự nhiên sâu bề mặt đất phòng ngừa cẩn thận để ngăn cản tổn thất nước bổ sung vào đất xung quanh Trong trường hợp vậy, vận động dòng chảy mực 20 nước NDĐ không ảnh hưởng đến thảm thực vật tự nhiên, chất lượng số lượng nước suối Khi BSNTND sử dụng để cải thiện chất lượng nước sơng dịng chảy nước đất, ảnh hưởng mơi trường ngăn cản cách dùng tầng chứa nước có áp Tàng chứa nước tầng chứa nước có áp khơng thể, nhiên hợp điều tầng chứa nước ven biển nơi nước nhạt nước mặn nằm Khi ngưng BSNTND tiếp tục khai thác nước, nước lấy từ nguồn dự trữ này, biên mặn nhạt nâng cao, không làm ảnh hưởng tới điều kiện địa chất thuy văn chủ yếu tầng chứa nước không áp nằm GIẢI PHÁP BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT Tùy theo điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng mà lựa chọn giải pháp bổ sung nhân tạo nước đất cho phù hợp 4.1 Giải pháp thu gom nước mưa Ngoài nước mặt, nước đất nước mưa nguồn tài nguyên quý giá thiếu cho quốc gia Tuy nhiên lượng mưa phân bố không ảnh hưởng lớn đến việc sử dụng nước Vào mùa mưa lượng nước lớn khơng thể thấm kịp xuống lịng đất gây tượng ngập lụt khắp nơi lại thiếu nước hạn hán vào mùa khô Để điều phối lượng nước sử dụng hợp lý, khắc phục tình trạng ngập lụt mùa mưa cần phải thực giải phápthu gom nước mưa bổ sung vào tầng chứa nước đất để dự trữ cung cấp nước cho mùa khô Thu gom nước mưa từ mái nhà, đường phố, sân vận động, bãi đất trống… se đưa vào bề chứa cho thẩm thấu dần vào lòng đất qua giếng khoan, điều se làm giảm tình trạng ngậpúng mặt đất mưa lớn lấp đầy khoảng không gian tầng chứa nước bị tháo khô hạ thấp mực nước trình khai thác nước Nước mưa thu gom từ mái nhà có chất lượng hồn tồn thỏa mãn với u cầu nước dùng làm nguồn phục vụ cấp nước Nước vỉa hè, đường phố, trước cho thoát xuống lịng đất cần tập trung giao thơng hào, hố đào để lắng lọc sơ bộ.Giải pháp thu gom nước mưa nhanh chóng lượng nước 21 mưa xuống lịng đất vị trí úng ngập cơng trình đơn giản, khơng chiếm diện tích mặt lượng nước bổ sung cho phần nước đất bị lấy Đây coi giải pháp hữu hiệu để bổ sung nước đất chống ngập lụt Những giải pháp thu gom nước mưa từ mái nhà, đường phố nước vào lịng đất xây dựng hầu khắp thành phố Anh, Mỹ, Úc, Đan Mạch, Hà Lan, đặc biệt Ấn Độ, Banglades, Nêpan, Hawaii Ở Việt Nam với điều kiện nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, lượng mưa trung bình hàng năm lớn, đặc biệt tập trung vào mùa mưa mùa khơ bị thiếu nước lại cần thiết thu gom nước mưa bổ sung vào tầng chứa đất Phương pháp thu gom nước mưa từ mái nhà phù hợp cho khu chung cư, thành phố lớn mà mặt đất bị bê tơng hóa khơng thấm nước lượng lớn nước từ mái nhà hay dòng chảy bề mặt tồn khoảng thời gian ngắn sau trận mưa lớn Nước mưa từ mái nhà thu gom đưa vào tầng chứa nước qua giếng khoan vào tầng chứa nước hình thức tự chảy, khơng cần bơm ép Tầng chứa nước có đặc điểm tầng không áp bá náp chứa cát sỏi thấm nước, chứa nước nhạt Thấy phù hợp lợi ích giải phápthu gom nước mưa, Việt Nam áp dụng cho hai thành phố lớn Hà Nội thành phố Hồ Chí Minh 4.2 Giải pháp kỹ thuật 4.2.1 Phương pháp bồn thấm Bồn thấm giải pháp áp dụng cho vùng đụn cát, đồng ven biển đòi hỏi nước tưới cao, mực nước ngầm hạ thấp khô hạn theo mùa Cũng giống giải pháp thu gom nước mưa từ mái nhà để bổ sung vào tầng chứa, đặc điểm tầng chứa giải pháp tầng chứa nước không áp chứa cát, sỏi thấm nước, chứa nước nhạt Nguồn nước sử dụng nước sông, hồ, nước mưa chứa bồn chất lượng nước se tăng cường qua bồn thấm Bồn thấm phương pháp trực tiếp dẫn nước vào bồn chứa: đầu tiên, nước sông, hồ, nước mưa thấm vào đất từ từ ngấm xuống tầng đất chuyển tới công trình 22 khai thác cách chuyển độngtheo phương nằm ngang Do đó, tốc độ nước vào tầng chứa nước nhanh hay chậm phụ thuộc vào tốc động thấm, tốc độ ngấm khả di chuyển ngang nước 4.2.2 Xây dựng giếng khoan hố khoan Đưa nước vào tầng chứa nước thông qua giếng khoan hố khoan cịn gọi phương pháp chơn vùi Phương pháp áp dụng trường hợp tầng chứa nước nằm sâu bị phủ lớp cách nước dày Các giếng khoan hố khoan phải có chiều sâu lớn để nước từ mặt xâm nhập tự nhiên nén ép vào tầng chứa nước Sau nạp, lòng đất biến thành "kho chứa nước ngầm", có dung tích lớn mà khơng chiếm nhiều diện tích đất mặt, hạn chế tổn thất bốc Khi cần lấy nước, người ta "mở kho" cách khoan giếng nơi phạm vi phân bố tầng chứa nước bơm hút lên để dùng chỗ, không cần phải làm đường dẫn dài công trình khai thác nước mặt Ưu điểm phương pháp khơng u cầu diện tích đất lớn giải pháp bể thấm, khơng bị thất nước bốc thấm nhiều vào đất, kỹ thuật thiết kế đơn giản, ứng dụng vùng mà dòng chảy bị hạn chế Tuy nhiên, tốn kinh phí xây dựng cơng trình phải có người vận hành, quản lý cơng trình 23 KẾT LUẬN Bổ sung nhân tạo nước đất giải pháp hiệu cho thiếu hụt nước phù hợp với điều kiện Việt Nam Tuy nhiên, chưa có nhiều sách hay quy định pháp luật chi tiết cụ thể vấn đề Do để cơng nghệ bổ sung nhân tạo nước đất áp dụng rộng rãi hiệu cần quan tâm từ phía quan quyền Khi xây dựng cơng trình bổ sung nhân tạo nước đất, cần phải xem xét điều kiện khí hậu, địa chất địa chất thủy văn, địa hình, tồn nguồn nước chất lượng nguồn nước, phương thức quản lý, phương tiện kiểm tra môi trường yếu tố kinh tế xã hội có ảnh hưởng vùng nghiên cứu; đối tầng chứa nước bổ sung cần đánh giá đánh giá cụ thể khả thích ứng số lượng, chất lượng, khả giữ trữ nước, cần phải xem xét yêu cầu khai thác, sử dụng bảo nguồn nước đất Qua đó, hiểu rõ tầm quan trọng nguồn nước đất giải pháp nhằm bổ sung nhân tạo cho nguồn nước đất nhằm hạn chế ảnh hưởng thiếu hụt nước đất gây đồng thời phát huy lợi ích để phát triển kinh tế xã hội cách bền vững 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO Huisman L & Olsthoorn T N., 2005 Bổ sung nhân tạo nước đất, dịch giới thiệu: Nguyễn Thị Kim Thoa, Bùi Trần Vượng, Hà Nội, 276 trang Nguyễn Thị Kim Thoa (2007), Nghiên cứu sở khoa học công nghệ bổ sung nhân tạo nước đất nhằm đảm bảo khai thác bền vững tài nguyên nước ta Việt nam, báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nước, 395 trang Gale I.A., Neumann I.I., Calow R.C, Moench M.: Tổng quan tính hiệu Bổ sung nhân tạo nước đất, Chương trình Hệ thống nước đất Chất lượng, báo cáo tổng kết Bước CR/02/108N Biên dịch giới thiệu: Nguyễn Thị Kim Thoa, Bùi Trần Vượng Hà Nội, 58 trang Nguyễn Việt Kỳ ctv (2007), Khả bổ sung nhân tạo nước đất nguồn nước mưa Tp.HCM (Mơ hình thử nghiệm ĐHQG Tp HCM HNKH&CN10, ĐHBK 2007) Đoàn Văn Cánh (2010), Nghiên cứu sở khoa học đề xuất giải pháp thu gom nước mưa đưa vào lòng đất phục vụ chống hạn bổ sung nhân tạo nước đất Báo kết thực đề tài độc lập mã số ĐTĐL.2007G/44, 204 trang Peter Dillon (2005), Future Management of Aquifer Recharge, Hydrogeology journal, Publisher by Springer-Verlag, 316 pages 25 ... Luật Tài nguyên nước năm 2013: ? ?Bổ sung nhân tạo nước đất? ?? 1 TỔNG QUAN VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT 1.1 Một số khái niệm - Bổ sung nhân tạo nước đất hoạt động người làm nước mặt từ sông,... 1 TÔNG QUAN VỀ BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT .2 1.1 Một số khái niệm 1.2 Vai trò bổ sung nhân tạo nước đất 1.3 Phương pháp bổ sung nhân tạo nước đất 1.3.1 Phương... ĐẤT 14 2.1 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất giới 14 2.2 Tình hình bổ sung nhân tạo nước đất Việt Nam .17 ĐÁNH GIÁ VỀ MƠ HÌNH BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT .19 3.1 Ưu điểm