Nhằm phục vụ công tác quy hoạch nước dưới đất theo các mục đích sử dụng, nghiên cứu này tiến hành tính toán trữ lượng động và tĩnh theo các phân vùng sử
64
dụng nước dưới đất. Trữ lượng động tự nhiên của một vùng được tính theo phương pháp cân bằng nước: từ mô - đun Zone Budget trong mô hình MODFLOW biết được lượng nước vào và ra theo phương ngang của vùng đó, trữ lượng động tự nhiên được tính theo:
Qdtn = Qra – Qvào
Giá trị trữ lượng động tự nhiên phụ thuộc nhiều vào lượng bổ cập từ mưa nên sẽ được lấy trung bình theo 24 năm. Các vùng I.1, III.3, IV.1, V.1 có cấu tạo khe nứt, có ranh giới tự nhiên thuộc miền núi không tính bằng mô hình được. Giá trị của các vùng đó được đánh giá trên tiêu chí sự đóng góp của dòng chảy ngầm vào lưu lượng mùa kiệt trên các sông. Theo Đặng Đình Phúc (2008) trong báo cáo "Tổng quan nước dưới đất" đối với khu vực Bắc Trung Bộ, hệ số này 0,94. Công thức tính sẽ là : Mtổng dòng ngầm = 0.94 M kiệt tự nhiên
Cụ thể, thông qua tính toán trên 19 phân vùng các kết quả được trình bày trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Trữ lượng động thiên nhiên của các tiểu vùng sử dụng nước dưới đất
TT Tên tiểu vùng Diện tich (km2) Trữ lượng động (m3/ngày)
(1) (2) (3) (4) 1. I.1 115 2082.0 2. I.2 65 10170.8 3. I.3 91 15301.8 4. I.4 75 16947.2 5. II.1 119 13174.8 6. II.2 38 5648.8 7. II.3 65 15709.0 8. II.4 49 7506.3 9. III.1 40 4408.3 10. III.2 68 7601.3 11. III.3 49 646.2 12. IV.1 133 816.8
65
TT Tên tiểu vùng Diện tich (km2) Trữ lượng động (m3/ngày)
(1) (2) (3) (4) 13. IV.2 47 6058.6 14. IV.3 106 24364.8 15. IV.4 72 15312.1 16. V.1 277 1938.0 17. V.2 82 9565.2 18. V.3 81 11519.1 19. V.4 52 13005.1 3.3.5. Tính toán trữ lượng tĩnh
Trữ lượng tĩnh thiên nhiên miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị được tính toán từ kết quả tính toán cốt cao mực nước theo mô hình MODFLOW kết hợp với cao độ của đáy các tầng chứa nước. Theo công thức ta có:
- Trữ lượng tĩnh trọng lực:
Vtl = μ.m.F ( đối với tầng chứa nước áp lực) Vtl = μ.h.F ( đối với tầng chứa nước không áp) trong đó:
m - chiều dày tầng chứa nước áp lực ( chiều dày này thay đổi theo không gian nên đó là chiều dày trung bình của tầng chứa nước)
h - chiều dày tầng chứa nước không áp ( chiều dày này thay đổi theo thời gian nên ta lấy chiều dày tầng chứa nước lúc mực nước thấp nhất).
. F - diện tích phân bố của tầng chứa nước. μ - Hệ số nhả nước trọng lực
- Trữ lượng tĩnh đàn hồi: Vđh = μ*.H.F
trong đó: H - áp lực nén, chính là cột nước trên mái tầng chứa nước F - diện tích phân bố của tầng chứa nước
66 μ* - hệ số nhả nước trọng lực.
Bảng 3.2. Kết quả tính trữ lượng tĩnh miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị
Cốt cao mực nước(m) Cao độ đáy(m) Trữ lượng tĩnh các tầng (m3) TT Tên
vùng
Holocen Pleistocen Neogen Holocen Pleistocen Neogen Holocen Pleistocen Neogen
Trữ lượng tĩnh tự nhiên (m3) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) 1. I.1 - - - 0 0 0 2. I.2 12.4 15.0 17.9 0.0 -40.0 -50.0 120900000 419250000 210405000 750555000 3. I.3 40.0 - 36.5 20.0 0.0 -110.0 273000000 0 1601145000 1874145000 4. I.4 4.5 8.5 6.8 -20.0 -20.0 -50.0 275625000 154125000 397800000 827550000 5. II.1 60.0 - 18.2 30.0 0.0 0.0 535500000 0 64974000 600474000 6. II.2 6.8 11.8 12.7 0.0 -10.0 -50.0 38760000 70452000 253878000 363090000 7. II.3 7.5 7.5 7.0 -20.5 -64.5 -150.0 205529936 328465680 733397456 1267393072 8. II.4 6.7 9.0 7.4 -10.0 -26.6 -100.0 162825000 199198868 781710905 1143734774 9. III.1 7.6 6.9 7.4 0.0 -10.0 -15.0 45600000 68280000 50880000 164760000 10. III.2 8.7 13.0 7.8 0.0 -10.0 -25.0 87435000 126630000 186528000 400593000 11. III.3 - - - 0 0 0 12. IV.1 - - - 0 0 0 13. IV.2 9.0 14.8 9.0 0.0 -10.0 -75.0 63450000 91368000 485040000 639858000 14. IV.3 4.6 2.5 5.0 -18.3 -60.0 -100.0 364274079 665150000 842700000 1872124079 15. IV.4 5.5 3.0 3.2 -36.4 -90.4 -150.0 452211842 594000000 845856000 1892067842 16. V.1 - - - 0 0 0 17. V.2 4.3 7.4 6.7 0.0 -35.2 -45.0 23450000 41368000 175040000 2398580000 18. V.3 4.1 5.0 4.9 -11.0 -60.2 -100.0 183562443 476280000 641763000 1301605443 19. V.4 6.8 6.3 5.0 -28.7 -80.3 -120.0 287948536 401436000 459756000 1149140536
Ghi chú: ‘-‘ là vùng không có tầng chứa nước tương ứng
Tại các vùng I.1, III.3, IV.1, V.1 là tầng chứa nước khe nứt, nên trữ lượng tĩnh có thể coi gần bằng 0. So với các tính toán trước đây, trong nghiên cứu này đã tính toán trữ lượng tĩnh là tổng của cả ba tầng chứa nước trầm tích lỗ hổng là
67
Holocen, Pleistocen và Neogen. Kết quả tính toán trữ lượng tĩnh cho từng phân vùng theo các tầng chứa nước được trình bày trong bảng 3.2
Bảng 3.3. Trữ lượng khai thác tiềm năng miền đồng bằng Quảng Trị
TT Tên Vùng Trữ lượng khai thác tiềm năng (m3/ngày)
1. I.1 2082.0 2. I.2 32687.45 3. I.3 40128.26 4. I.4 73171.51 5. II.1 31188.97 6. II.2 16541.49 7. II.3 50021.01 8. II.4 45528.09 9. III.1 9351.12 10. III.2 19619.1 11. III.3 646.2 12. IV.1 816.83 13. IV.2 10565.5 14. IV.3 80528.54 15. IV.4 72074.16 16. V.1 1938 17. V.2 28477.77 18. V.3 50567.22 19. V.4 47479.57
3.3.6. Tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng
Trữ lượng khai thác tiềm năng được tính toán với các hệ số cho phép khai thác kế thừa từ nghiên cứu của Nguyễn Văn Lâm và nnk, 2000. Kết quả cho trong bảng 3.3.
68
Kết quả tính toán bằng mô hình MODFLOW cho giá trị mô đun dòng chảy ngầm trung bình tháng với chuỗi số liệu 24 năm đối với 15/19 tiểu vùng quy hoạch. Riêng 4 tiểu vùng còn lại: I.1. III.3, IV.1 và V.1 do không đưa vào tính toán trong mô hình MODFLOW sẽ được tính trên cơ sở tính toán sự đóng góp dòng chảy ngầm vào lưu lượng kiệt trên sông. Số liệu giá trị mô đun dòng chảy kiệt lấy từ báo cáo "Quy hoạch tổng thể tài nguyên nước Quảng Trị đến 2010, có định hướng 2020" năm 2006 của Nguyễn Thanh Sơn và nnk [8], với hệ số đóng góp của dòng chảy ngầm là 0,94 đối với khu vực Bắc Trung Bộ, theo kết quả nghiên cứu "Tổng quan nước dưới đất" của Đặng Đình Phúc năm 2008 [2]. Kết quả tổng hợp ở bảng 3.4 và hình 3.10.
Bảng 3.4. Các đặc trưng mô đun dòng chảy ngầm ở miền đồng bằng Quảng Trị (l/s.km2)
STT Tên vùng Mô đun TB năm Mô đun TB mùa kiệt Mô đun tháng kiệt nhất 1. I.1 3.58 1.34 0.74- 2. I.2 2,63 2,45 1,55 3. I.3 2,37 1,68 0,30 4. I.4 2,16 2,16 1,42 5. II.1 1,29 1,27 1,09 6. II.2 1,73 1,70 0,6 7. II.3 2,81 1,79 0,37 8. II.4 1,78 1,78 0,77 9. III.1 0,43 0,43 0,19 10. III.2 1,32 0,91 0,34 11. III.3 3.80 1.31 0.66 12. IV.1 4.45 1.58 0,55 13. IV.2 1,97 1,46 0,71 14. IV.3 2,77 2,06 0,68 15. IV.4 2,47 2,46 1,36 16. V.1 3.90 1.43 0.78
69
STT Tên vùng Mô đun TB năm Mô đun TB mùa kiệt Mô đun tháng kiệt nhất
17. V.2 1,34 1,27 0,83
18. V.3 1,65 1,07 0,34
19. V.4 2,80 2,79 1,64
3.4. Đánh giá chất lượng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị
Tiêu chuẩn về chất lượng nước thể hiện bằng hàm lượng cho phép của các thành phần có mặt trong nước. Trong quá trình đánh giá chất lượng nước, nguời ta so sánh hàm lượng các cation, anion, hàm lượng vi trùng, hàm lượng chất hữu cơ… có trong nước với hàm lượng cho phép với một mục đích nào đó, ví dụ so sánh với chất lượng nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt, tưới…
Chất lượng nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị được khảo sát và đánh giá thông qua các loại hình nước, tổng độ khoáng hóa và so sánh với các chỉ tiêu chất lượng nước ngầm (TCVN 5944-1995) [1], tiêu chuẩn Vệ sinh nước sạch do Bộ Y tế ban hành kèm theo quyết định 09/2005/QĐ-BYT ngày 11/3/2005.
Trong khuôn khổ luận văn này, do thời gian và số liệu hạn chế tác giả không có điều kiện đi sâu đánh giá chất lượng nước cho từng phân vùng quy hoạch và theo các tầng chứa nước như trong phần tính toán trữ lượng nước dưới đất ở trên, mà đánh giá chung cho toàn vùng theo 2 tầng chứa nước chủ yếu: Đó là các tầng chứa nước thứ nhất (tầng mặt, chủ yếu là trầm tích bở rời Holocen) và nước dưới đất tầng sâu (chủ yếu trầm tích lỗ hổng Pleistocen và Neogen).
Nước dưới đất được phân loại và khoanh vùng theo độ mặn nhạt của nước và các loại hình hóa học của nước. Độ mặn nhạt của nước dưới đất trong các tầng chứa nước được đánh giá thông qua độ tổng khoáng hóa (M) theo 4 cấp.
Nước siêu nhạt: M<500 mg/l Nước nhạt: 500<M<1000 mg/l Nước lợ: 1000<M<3000 mg/l Nước mặn: M> 3000 mg/l
70
Tùy theo sự có mặt của các loại ion, nước dưới đất còn có thể được phân thành các loại hình hóa học khác nhau:
Loại I: Nước bicarbonat Loại II: Nước clorua Loại III: Nước sunfat và Loại IV: Nước hỗn hợp
Trong giới hạn diện tích miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị có nhiều đơn vị ĐCTV với khả năng chứa nước khác nhau và nhìn chung đều có chất lượng tốt
3.4.1. Chất lượng môi trường nước dưới đất tầng chứa nước thứ nhất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị bằng tỉnh Quảng Trị
Ở miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị, tầng chứa nước thứ nhất là tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích bở rời nguồn gốc Holocen có diện phân bố rộng khắp từ đới tiếp xúc với đá gốc ra tận bờ biển.
Về tổng độ khoáng hóa
Mức độ mặn, nhạt của tầng chứa nước thứ nhất phân bố không có quy luật rõ ràng. Phần lớn diện tích nước dưới đất có độ tổng khoáng hóa nhỏ hơn 500 mg/l (nước nhạt hoàn toàn) và chiếm tới hơn 95% diện tích của miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị.
Vùng có độ tổng khoáng hóa từ 500 đến 1000 mg/l phân bố thành một dải dọc theo sông Thạch Hãn và sông Vĩnh Định đoạn nối với sông Thạch Hãn thuộc một phần địa phận các xã Triệu Tài, Triệu Đông, Triệu Thuận, Triệu Giang, Triệu Trạch, Triệu Phước, Triệu Độ và Triệu An thuộc huyện Triệu Phong; một phần phường Đông Lễ, Đông Giang, Phường 1 và phường 2, thị xã Đông Hà; một phần xã Gio Quang, Gio Mai, Gio Việt. Ngoài ra còn có một số vùng nhỏ ở quanh khu vực ngã ba sông Bến Hải và Bến Xe thuộc một phần các xã Vĩnh Lâm, Vĩnh Thành, Vĩnh Giang huyện Vĩnh Linh và một phần nhỏ xã Trung Hải, huyện Gio Linh; một vùng ở phía Nam giáp với Thừa Thiên – Huế thuộc xã Hải Hòa, một phần Hải Thành, Hải Dương và Hải Quế của huyện Hải Lăng.
71
Nước dưới đất có độ tổng khoáng hóa lớn hơn 1000 mg/l phân bố trên diện tích bé tạo thành các dải phân bố ở phía Đông Bắc huyện Triệu Phong chạy dọc theo sông Thạch Hãn ra tới gần Cửa Việt, gồm một phần các xã Triệu Hòa, Triệu Đại, Triệu Độ, Triệu Phước, Triệu An huyện Triệu Phong; và một phần các xã Gio Mai và Gio Việt.
Về loại hình hóa học của nước
Nhìn chung tầng chứa nước thứ nhất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị chủ yếu nước thuộc loại hỗn hợp, phân bố ở hầu hết các vùng miền. Có một số ít vị trí quan trắc thấy nước thuộc loại hình Clorua và nước Bicacbonat, chủ yếu tập trung tại xã Vĩnh Tú, Vĩnh Long, Triệu Lễ, Triệu An, Gio Mỹ, Gio Thành và nằm rải rác ở một số xã Hải Dương, Hải Trường, Triệu Tài.
Về hàm lượng sắt tổng
Theo tài liệu phân tích hàm lượng sắt tổng của nước trong tầng chứa nước thứ nhất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị từ báo cáo « Quy hoạch quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị » của trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội này cho thấy nước ở tầng chứa nước thứ nhất chủ yếu có hàm lượng sắt tổng nhỏ (<1,0 mg/l) và có sự biến đổi khá phức tạp.
Diện tích nước có hàm lượng tổng sắt nhỏ phân bố rộng khắp và bao trùm hầu hết diện phân bố của tầng chứa nước, bao gồm địa phận của các huyện Vĩnh Linh, Cam Lộ và một số xã thuộc một phần địa phận các huyện Hải Lăng, Triệu Phong, Gio Linh và thị xã Đông Hà.
Nước có hàm lượng sắt tổng từ 1,0 đến 5,0 mg/l phân bố dưới dạng các dải rải rác dọc theo các sông Thạch Hãn, sông Cam Lộ, sông Vĩnh Định. Đáng chú ý nhất là dải phân bố bắt đầu từ địa phận các xã Trung Giang, Trung Hải chạy dọc qua các xã Gio Mỹ, Gio Hải, Gio Việt, Gio Thành, Gio Mai, Gio Quang huyện Gio Linh và các xã Triệu An, Triệu Phước huyện Triệu Phong.
Dải nước thứ hai cần phải quan tâm nằm ở phía Đông - Đông Bắc huyện Hải Lăng bao gồm địa phận của các xã Hải Sơn, Hải Thượng huyện Hải Lăng và xã
72
Triệu Thành, Triệu Đông, Triệu Tài huyện Triệu Phong.
Vùng có hàm lượng sắt tổng lớn hơn 5,0 mg/l phân bố dưới dạng dải hẹp, kéo dài. Vùng này thường trùng với diện tích phân bố nước lợ và mặn.
Dải lớn nhất kéo dài bắt đầu từ xã Triệu Ái chạy dọc ven theo sông Thạch Hãn ra Cửa Việt bao gồm một phần nhỏ địa phận các xã Gio Việt huyện Gio Linh, Triệu An, Triệu Độ, Triệu Thuận huyện Triệu Phong.
Dải thứ hai chạy dọc theo hướng Tây Bắc - Đông Nam bắt đầu từ địa phận của xã Triệu Đông, Triệu Tài, Triệu Trung huyện Triệu Phong qua các xã Hải Xuân, Hải Vĩnh, Hải Thiện, Hải Trường và Hải Tân huyện Hải Lăng.
Ngoài ra còn một số diện hẹp nằm rải rác như ở xã Gio Hòa huyện Gio Linh, Triệu Phước, Triệu Hòa huyện Triệu Phong.
Mẫu quan trắc QT07-19 cho kết quả hàm lượng sắt tổng khá lớn 23,9 mg/l trong khi tài liệu tại lỗ khoan quan trắc LK14 cho thấy hàm lượng sắt tổng lên tới 30,0 mg/l.
Về hàm lượng nitơ tổng
Tài liệu phân tích các mẫu nước trong báo cáo « Quy hoạch quản lý, khai
thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất miền đồng bằng tỉnh Quảng Trị » cho thấy hầu hết diện tích phân bố của tầng chứa nước thứ nhất trong phạm vi miền
đồng bằng tỉnh Quảng Trị đều có hàm lượng ni tơ tổng nhỏ hơn 10 mg/l.
Bên cạnh đó, có dải nước nhỏ có hàm lượng nitơ tổng từ 10 - 20 mg/l, thuộc địa phận các xã Triệu Phước, Triệu Lương, Triệu Đông, Triệu Tài huyện Triệu Phong, xã Hải Quế, Hải Sơn huyện Hải Lăng.
Một số dải nước nhỏ phân bố rải rác có hàm lượng nitơ tổng lớn hơn 20 mg/l bao gồm một phần xã Hải Hòa, Hải Thọ, Hải Ba huyện Hải Lăng; xã Triệu Thành, Triệu Lễ, Triệu Phước huyện Triệu Phong; xã Gio Việt huyện Gio Linh.
Về thành phần hóa học và so sánh với tiêu chuẩn chất lượng
73
ngầm (TCVN 5944:1995), và tiêu chuẩn Vệ sinh nước sạch của Bộ Y tế, phần lớn các mẫu nước thu thập trong các đợt khảo sát thực địa tháng 4/2008 và tháng 10/2008 thuộc tầng chứa nước thứ nhất đều đạt tiêu chuẩn (xem bảng 3.5).
Bảng 3.5. Hàm lượng các chỉ tiêu đánh giá ô nhiễm tầng chứa nước thứ nhất
Hàm lượng TT Tên chỉ tiêu Tiêu chuẩn
nước ngầm
Tiêu chuẩn
nước sạch Đơn vị Min Max
1 pH 6,5 – 8,5 6.0-8.5 mg/l 6 7,5 2 TDS 750-1500 1200 mg/l 21 415 3 Cl 200-600 300 mg/l 4.097 267.182 4 NO3 45 50 mg/l 0,03 1.32 5 NO2 - 3 mg/l 0.004 2.548 6 NH4 - 3 mg/l 0 0.68 7 HCO3 - - mg/l 0 117.12 8 SO4 200-400 - mg/l 0.937 54.788 9 PO4 - - mg/l 0.01 0.31 10 Fe 1-5 0.5 mg/l 0.017 23.921 11 Ca - - mg/l 1.273 38.262 12 Mg - - mg/l 1.099 23.994 13 Mn 0,1-0,5 0.5 mg/l 0.004 1.146 14 Na - - mg/l 4.317 83.295 15 Zn 5,0 3 mg/l 0.01 6.308