1. 1 NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ KHỐI LƯỢNG
3.3.4 -Trữ lượng khai thác tiềm năngNDĐ
3.3.4.1 -Lựa chọn các tầng chứa nước tính trữ lượng
Khái quát về các tầng chứa nước
Tỉnh Sóc Trăng có 7 tầng chứa nước, gồm có:
- Tầng chứa nước lỗ hổng qh: Cấu tạo bởi thành phần hạt thô của các trầm tích đa nguồn gốc tuổi Holocen gồm 2 dạng: các giồng cát kéo dài theo hướng đông bắc - tây nam ở Châu Thành, TP. Sóc Trăng, Mỹ Xuyên... diện lộ không lớn tổng cộng khoảng 78,3km2 nhưng chất lượng khá tốt và phần bị phủ có bề dày mỏng và chất lượng nước xấu.
- Các tầng chứa nước lỗ hổng qp3, qp2-3, qp1, n22, n21 và n13 là các đối tượng chứa nước chính trong vùng, tuy nhiên diện phân bố nước nhạt chất lượng tốt khác nhau. Trong đó:
- Tầng chứa nước qp3 là tầng chứa nước triển vọng phân bố nông nhất trên mặt cắt.
+ Đáng quan tâm nhất là 2 tầng chứa nước qp2-3 và qp1 có diện nước nhạt chất lượng tốt phân bố rộng, độ giàu nước từ trung bình đến giàu, chiều sâu phân bố nông thuận tiện khai thác sử dụng. Hầu hiện các địa phương trong tỉnh Sóc Trăng có sự hiện diện 2 tầng chứa nước này.
+ Tầng chứa nước n22 có diện phân bố rộng, bề dày lớn nhưng phổ biến là nước lợ mặn. Khu vực phân bố nước nhạt chỉ hiện diện phía đông với diện tích khoảng 644,7km2 (thuộc phạm vi các huyện Kế Sách, Châu thành, Long Phú và Cù Lao Dung) và một khỏanh nhỏ ở Thạnh Trị.
+ Tầng chứa nước n21 có diện phân bố rộng, bề dày lớn nhưng phổ biến là nước lợ mặn. Khu vực nước nhạt chỉ hiện diện thành khoảnh lớn ở phía tây có diện tích 645,4km2 (thuộc phạm vi các huyện Ngã Năm, Thạnh Trị và Mỹ Tú) và khoảnh nhỏ phía đông có diện tích 103,2km2 (thuộc phạm vi huyện Châu Thành và Kế Sách).
+ Tầng chứa nước n13 có diện phân bố rộng, bề dày lớn nhưng phổ biến là nước lợ mặn. Khu vực nước nhạt chỉ hiện diện thành khoảnh lớn ở phía tây có diện tích 487,9km2 (thuộc phạm vi các huyện Ngã Năm, Thạnh Trị và Mỹ Tú) và khoảnh phía đông có diện tích 588,5km2 (thuộc phạm vi huyện Châu Thành, TP. Sóc Trăng, Long Phú, Cù Lao Dung, Trần Đề và Kế Sách).
Ngoài ra, ở Sóc Trăng còn có những khu vực tồn tại các tầng chứa nước chất lượng tốt gồm dải trung tâm có diện tích khoảng 475,14km2 (thuộc phạm vi các huyện Vĩnh Châu, Mỹ Xuyên, Trần Đề và Mỹ Tú) và một khoảnh nhỏ ở Vĩnh Châu có diện tích 15,06km2.
Diện phân bố nước nhạt tại từng tầng được thống kê trong Bảng 3.32.
Bảng 3.32 - Diện phân bố nhạt trong từng tầng chứa nước
TT
Huyện, thành phố Diện tích phân bố nước nhạt trong từng tầng (km2) Tên Diện tích (km2) qh qp3 qp2-3 qp1 n22 n21 n13
1 TP. Sóc trăng 76,15 9,7 7,8 62,8 64,1 0,0 - 60,2 2 Kế Sách 353,00 - 188,5 354,6 353,0 353,0 68,1 193,1 3 Long Phú 263,72 2,1 110,4 248,2 263,7 142,8 - 181,1 4 Ngã Năm 242,20 - - 117,3 5,6 0,0 242,2 211,2 5 Thạnh Trị 287,60 - - 250,6 93,4 44,0 275,9 249,0 6 Mỹ Tú 368,16 4,7 - 239,1 74,0 0,0 124,5 27,7 7 Vĩnh Châu 473,40 26,4 - 307,1 381,2 - - - 8 Mỹ Xuyên 370,95 29,2 - 145,5 224,6 - 2,8 - 9 Cù Lao Dung 261,40 - 8,4 241,8 173,0 101,3 - 20,6 10 Châu Thành 236,30 6,2 12,0 230,7 223,4 47,6 35,1 133,5 11 Trần Đề 378,76 - 191,7 200,4 145,7 - - - Tổng 3.311,76 78,3 518,7 2.398,1 2.001,7 688,7 748,6 1.076,4
Lựa chọn tầng chứa nước tính trữ lượng
Căn cứ điều kiện tự nhiên và cấu trúc hệ thống NDĐ thì nguồn hình thành trữ lượng NDĐ cho toàn tỉnh Sóc Trăng bao gồm 7 tầng chứa nước như trình bày trong mục trên.
Nước lợ mặn trong vùng cũng có giá trị nhất định trong khai thác sử dụng cho nhiều mục đích không cần yêu cầu chất lượng cao, do đó báo cáo cũng quan tâm đến nguồn nước này và sẽ tính trữ lượng tiềm năng các số tầng chứa nước.
Bảng 3.33 - Thống kê đặc điểm phân bố các tầng chứa nước
TT
Huyện, thành phố Diện tích phân bố nước mặn trong từng tầng (km2)
Tên Diện tích (km2) qh qp3 qp2-3 qp1 n22 n21 n13 1 TP.Sóc trăng 76,15 47,4 68,4 13,4 12,1 76,2 76,2 15,9 2 Kế Sách 284,90 88,3 164,5 1,6 0,0 0,0 284,9 159,9 3 Long Phú 263,72 77,0 153,4 15,5 0,0 120,9 263,7 82,6 4 Ngã Năm 0,00 242,2 242,2 124,9 236,6 242,2 0,0 31,0 5 Thạnh Trị 11,70 287,6 287,6 37,0 194,2 243,6 11,7 38,6 6 Mỹ Tú 243,66 69,0 368,2 129,1 294,2 368,2 243,7 340,4 7 Vĩnh Châu 473,40 447,0 473,4 166,3 92,2 473,4 473,4 473,4 8 Mỹ Xuyên 368,13 249,0 371,0 225,5 146,4 371,0 368,1 371,0 9 Cù Lao Dung 261,40 261,4 253,0 19,6 88,4 160,1 261,4 240,8 10 Châu Thành 201,23 41,1 224,3 5,6 12,9 188,7 201,2 102,8 11 Trần Đề 378,76 378,8 187,1 178,4 233,1 378,8 378,8 378,8 Tổng 2.563,21 2.188,6 2.793,1 913,8 1.310,1 2.623,1 2.563,2 2.235,4
Thành phần đất đá chứa nước của các tầng chứa nước lỗ hổng là cát hạt mịn đến trung thô, có chỗ lẫn sạn sỏi; đôi chỗ xen kẹp các lớp sét hoặc bột sét. Mái và đáy
của các tầng chứa nước là những thành tạo địa chất rất nghèo nước với thành phần đất đá gồm: sét, sét bột, bột sét, bột, bột cát màu xám tro, xám xanh đến nâu sẫm, vàng loang lổ, chứa sạn sỏi laterit, khả năng chứa nước rất kém. Thực tế chúng được coi là các tầng cách nước.
3.3.4.2 -Lựa chọn phương pháp tính trữ lượng
Việc lựa chọn phương pháp tính trữ lượng khai thác NDĐ tuỳ thuộc vào điều kiện và mức độ nghiên cứu ĐCTV trong vùng, điều quyết định cấp trữ lượng của NDĐ. Các tầng chứa nước triển vọng trong tỉnh Sóc Trăng gồm 7 tầng là Holocen (qh), Pleistocen trên (qp3), Pleistocen giữa - trên (qp2-3), Pleistocen dưới (qp1), Pliocen giữa (n22), Pliocen dưới (n21) và Miocen trên (n13). Dựa vào đặc điểm ĐCTV, mức độ nghiên cứu và tài liệu hiện có, báo cáo sẽ chọn phương pháp cân bằng để tính trữ lượng cho các tầng chứa nước.
Trữ lượng khai thác tiềm năngNDĐ được tính theo công thức:
kt d t
Q =Q +Q (3.1)
Với:
Qd - Trữ lượng động của tầng chứa nước. Qt - Trữ lượng tĩnh của tầng chứa nước.
a) Xác định trữ lượng tĩnh
Đối với các tầng chứa nước có áp, trữ lượng tĩnh gồm 2 thành phần:
t tl dh
Q =Q +Q (3.2)
Ở đây:
Qtl - Trữ lượng khai thác từ trữ lượng tĩnh trọng lực của tầng chứa nước; Qdh - Trữ lượng khai thác từ trữ lượng tĩnh đàn hồi của tầng chứa nước;
- Xác định trữ lượng tĩnh trọng lực
Trữ lượng tĩnh trọng lực tự nhiên được xác định theo công thức:
1 tl kt F m Q t µ α × × = (3.3) - Xác định trữ lượng tĩnh đàn hồi:
Trữ lượng tĩnh đàn hồi tự nhiên của các tầng áp lực được xác định:
* 2 a dh kt F h Q t µ × × = (3.4) b) Trữ lượng động
Trữ lượng động được xác định theo tài liệu quan trắc ĐCTV. Giá trị cung cấp cho NDĐ sẽ được xác định dựa theo theo tài liệu dao động mực nước trong lỗ khoan (các lỗ khoan quan trắc). Phương pháp này do N.N. Bideman đề ra và là phương pháp tính gần đúng lượng bổ cập cho tầng chứa nước. Giả thiết trong thời kỳ cung cấp,
NDĐ vẫn thoát và mực nước hạ thấp giống như thời kỳ hạ thấp. Vì vậy, giá trị ΔZn sẽ được xác định như sau: xác định điểm M, N và thời gian mực nước dâng cao Δt (Hình 3.21) kẻ đường thẳng qua MN và xác định được điểm B. Từ đó, sẽ xác định điểm ΔZn (với ΔZn= BH). Tương tự, sẽ xác định được giá trị ΔHi và ΔZi cho tất cả các thời gian cung cấp. Giá trị cung cấp thấm trung bình năm sẽ được tính toán theo công thức: 1 ( ) 365 n ni ni i m H HZ W µ = ∆ + ∆ = ∑ (3.6)
Trong đó: μ là hệ số phóng tích nước được lấy bằng hệ số nhả nước trọng lực nếu tầng chứa nước không áp hoặc hệ số nhả nước đàn hồi nếu tầng chứa nước có áp. Trong trường hợp không có số liệu thí nghiệm tin cậy để xác định hệ số nhả nước đàn hồi có thể sử dụng hệ số nhả nước trong lực của lớp phủ trên mặt của tầng chứa nước tính toán. Lúc đó, lượng nước bổ cập cho các tầng chứa nước hay còn được gọi là trữ lượng động sẽ được tính toán theo công thức: Qđ = F x Wm (3.6a)
Trong đó, F là diện tích vùng cung cấp thấm (m2) và Wm là giá trị cung cấp thấm trên một đơn vị diện tích (m3/ngày/m2).
Hình 3.21 - Sơ đồ xác định giá trị cung cấp thấm theo tài liệu quan trắc động thái mực nước (theo N.N. Bindeman)
3.3.4.3 -Tính toán và lựa chọn các thông số tính trữ lượng
Trên cơ sở các tài liệu hút nước thí nghiệm tại các lỗ khoan đã có tại Sóc Trăng và chung quanh, các tài liệu được kiểm tra và tính toán các thông số ĐCTV cơ bản theo điều kiện vận động không ổn định nhờ phần mềm Aquifer Test.
Ngoài ra, việc tính toán các thông số ĐCTV cơ bản cũng còn được tính theo điều kiện vận động không ổn định để có thêm cơ sở cho việc so sánh, lựa chọn giá trị các thông số cho các tầng chứa nước.
Các thông số khác phục vụ cho việc đánh giá trữ lượng được xác định trên cơ sở các tài liệu sau đây:
- Số liệu quan trắc mực nước xác định cường độ bổ cập cho các tầng chứa nước.
- Các mặt cắt ĐCTV: xác định chiều dày các lớp chứa nước nhạt; - Bản đồ ĐCTV: xác định diện tích nước nhạt, lợ, mặn;
- Các thông số µ, µ* xác định theo các công thức truyền thống;
- Cột địa tầng các lỗ khoan: xác định chiều cao cột áp trên mái tầng chứa nước; tra hệ số độ rỗng của đất đá chứa nước trong các sách chuyên môn.
Hệ số thấm của các tầng chứa nước
Hệ số thấm của các tầng chứa nước qp2-3 và qp1 được lấy từ theo số liệu tính toán của Báo cáo tìm kiếm đánh giá nguồn NDĐ vùng Sóc Trăng (1994).
Hệ số thấm của tầng chứa nước n22 và n21 được lấy từ theo số liệu tính toán của Báo cáo tìm kiếm đánh giá nguồn NDĐ vùng Bạc Liêu (2006).
Hệ số thấm của tầng chứa nước n13 được lấy từ theo số liệu tính toán của Báo cáo bản đồ ĐCTV - ĐCCT tỉ lệ 1:50.000 vùng Trà Vinh - Long Toàn (2006).
Hệ số nhả nước trọng lực của các tầng chứa nước
- Đối với các tầng chứa nước có thành phần đất đá chứa nước bở rời là cát hạt mịn đến trung thô, có chỗ chứa sạn, sỏi thì hệ số nhả nước trọng lực được tính theo công thức thực nghiệm của P.A. Biêxinski:
7 1 0,117 k
µ = × (3.7)
Trong đó k là hệ số thấm của đất đá tầng chứa nước bở rời.
- Đối với các tầng chứa nước là đá bazan lỗ hổng hoặc đất đá nứt nẻ thì hệ số nhả nước trọng lực được lấy gần đúng theo tài liệu ở vùng xung quanh hoặc tra sách chuyên môn.
Hệ số nhả nước đàn hồi của các tầng chứa nước: Hệ số nhả nước đàn hồi của các tầng chứa nước được xác định theo công thức sau:
* * km a µ = (3.8) * n d k a pβ β = + (3.9)
Ký hiệu trong các công thức (3.8) và (3.9):
km - hệ số dẫn nước của đất đá tầng chứa nước áp lực (m2/ngày).
βn - Hệ số đàn hồi thể tích của nước (lấy trung bình bằng 3,85×10-6 1/m).
βđ -Hệ số đàn hồi thể tích của đất đá cấu thành vỉa chứa nước (lấy trung bình bằng 1,15×10-6 1/m).
p - Độ rỗng của vỉa chứa nước.
Diện phân bố đất đá chứa nước (F1) và diện phân bố áp lực (F2) của cáctầng chứa nước được xác định bằng cách đo đạc, tính toán theo bản đồ địa chất thuỷ văn bằng phần mềm MapInfo.
Giá trị chênh lệch mực nước theo tài liệu quan trắc động thái Δh
Giá trị Δh được xác định theo tài liệu quan trắc động thái tại các lỗ khoan của các công trình quan trắc động thái NDĐ của tỉnh Sóc Trăng đang thực hiện. Kết quả tính toán giá trị Δh được thể hiện trong Bảng 3.34.
Bảng 3.34 - Kết quả xác định giá Δh theo tài liệu quan trắc động thái
Tầng chứa nước Lỗ khoan quan trắc Giá trị Đặc trưng mực từng năm (m) 2005 2006 2007 2008 2009 Giá trị trung bình ∆h (m) qh Q59801Z Cao nhất -1,54 -1,51 -1,51 -1,55 -1,48 Thấp nhất -2,08 -1,82 -2,01 -1,97 -2,09 Chênh lêch 0,55 0,31 0,50 0,43 0,60 0,48 qp3 Q409020 Cao nhất -4,17 -5,63 -5,22 -4,21 -4,23 Thấp nhất -5,75 -5,97 -6,31 -5,57 -5,71 Chênh lêch 1,58 0,35 1,09 1,36 1,48 1,17 qp2-3 Q598020 Cao nhất -4,55 -4,74 -5,51 -5,48 -5,51 Thấp nhất -4,87 -5,62 -5,79 -5,86 -5,92 Chênh lêch 0,32 0,88 0,28 0,37 0,41 0,45 qp1 Q598030 Cao nhất -5,68 -5,80 -6,01 -6,00 -6,00 Thấp nhất -6,07 -6,13 -6,33 -6,39 -6,40 Chênh lêch 0,39 0,33 0,33 0,39 0,39 0,37 n22 Q59804 T Cao nhất -5,73 -6,15 -6,43 -6,63 -6,77 Thấp nhất -6,15 -6,52 -6,72 -7,01 -7,97 Chênh lêch 0,42 0,37 0,28 0,38 1,19 0,53 n21 Q59804 Z Cao nhất -7,63 -8,06 -8,34 -6,63 -8,51 Thấp nhất -8,25 -8,46 -8,73 -7,01 -8,79 Chênh lêch 0,62 0,40 0,39 0,38 0,28 0,41 n13 Q598050 Cao nhất - - - - -6,77 Thấp nhất - - - - -7,97 Chênh lêch - - - - 1,19 1,19
Bảng 3.35 - Thống kê kết quả chọn thông số tính trữ lượng
TT Tầng chứa nước Các thông số tính trữ lượng k (m/ng) (m)mtb (mkm 2/ng) µ* (m2a /ng) µ (m)Δh (m)ha 1 qh 2,0 6,3 0,129 0,48 2 qp3 15,3 15,0 229 3.45E-04 6.65E+05 0,173 1,17 45 3 qp2-3 45,2 39,2 1,770 9.03E-04 1.96E+06 0,202 0,45 75 4 qp1 42,0 43,3 1,815 9.97E-04 1.82E+06 0,200 0,37 135
5 n22 19,5 89,7 1,750 2.07E-03 8.46E+05 0,179 0,53 210
6 n21 17,9 59,9 1,070 1.38E-03 7.75E+05 0,177 0,42 268
7 n13 11,2 75,0 839 1.73E-03 4.85E+05 0,165 0,27 335
3.3.4.4 -Kết quả tính trữ lượng khai thácNDĐ
Trữ lượng nước nhạt
Kết quả tính trữ lượng khai thác NDĐ nhạt được nêu trong Bảng 3.36.
Trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ nhạt là 3.052.378m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh trọng lực là 2.865.313m3/ngày (chiếm tỉ lệ 89,33%), trữ lượng tĩnh đàn hồi là 168.938m3/ngày (chiếm tỉ lệ 5,37%) và trữ lượng động là 23.127m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,76%).
Tầng chứa nước qh có trữ lượng khai thác tiềm năng là 15.475m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 2.221m3/ngày (chiếm tỉ lệ 14,35%) và trữ lượng động là 13.254m3/ngày (chiếm tỉ lệ 85,65%)
Tầng chứa nước qp3 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 45.510m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 44.130m3/ngày (chiếm tỉ lệ 96,97%), trữ lượng động là 574m3/ngày (chiếm tỉ lệ 1,26%) và trữ lượng đàn hồi là 805m3/ngày (chiếm tỉ lệ 1,77%).
Tầng chứa nước qp2-3 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 795.913m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 776.989m3/ngày (chiếm tỉ lệ 97,62%), trữ lượng động là 2.684m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,34%) và trữ lượng đàn hồi là 16.240m3/ngày (chiếm tỉ lệ 2,04%).
Tầng chứa nước qp1 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 722.163m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 693.208m3/ngày (chiếm tỉ lệ 95,99%), trữ lượng động là 2.008m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,28%) và trữ lượng đàn hồi là 26.947m3/ngày (chiếm tỉ lệ 3,73%).
Tầng chứa nước n22 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 516.356m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 484.373m3/ngày (chiếm tỉ lệ 93,81%), trữ lượng động là 2.071m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,40%) và trữ lượng đàn hồi là 29.982m3/ngày (chiếm tỉ lệ 5,79%).
Tầng chứa nước n21 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 359.792m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 330.913m3/ngày (chiếm tỉ lệ 91,97%), trữ lượng động là 1.184m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,33%) và trữ lượng đàn hồi là 27.696m3/ngày (chiếm tỉ lệ 5,37%).
Tầng chứa nước n13 có trữ lượng khai thác tiềm năng là 597.170m3/ngày. Trong đó, trữ lượng tĩnh là 533.479m3/ngày (chiếm tỉ lệ 89,33%), trữ lượng động là 1.352m3/ngày (chiếm tỉ lệ 0,23%) và trữ lượng đàn hồi là 62.338m3/ngày (chiếm tỉ lệ 10,44%).
TT Tầng chứa nước
Các thành phần trữ lượng(m3/ngày)
Trữ lượng động Trữ lượng đàn hồi Trữ lượng tĩnh
Tổng cộng (m3/ngày)
Giá trị Tỉ lệ (%) Giá trị Tỉ lệ (%) Giá trị Tỉ lệ (%) Giá trị Tỉ lệ (%)
1 qh 13.254 85,65 0,00 2.221 14,35 15.475 0,51 2 qp3 574 1,26 805 1,77 44.130 96,97 45.510 1,49 3 qp2-3 2.684 0,34 16.240 2,04 776.989 97,62 795.913 26,08