CHƢƠNG 1 : CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.3. Đặc điểm tự nhiên
2.3.1. Đặc điểm địa chất
Địa chất khu vực đã đƣợc tiến hành điều tra từ những năm đầu thế kỷ 20, điển hình là các cơng trình của C.Jacob (1921) và J. Fromaget (1927) đƣợc thể hiện trên Bản đồ địa chất tờ Vinh tỷ lệ 1:500.000. Đến những năm đầu thập kỷ 60, Tổng Cục Địa chất đã tiến hành chỉnh lý và khảo sát thực địa trên toàn miền Bắc Việt Nam. Tờ bản đồ Mahaxay - Đồng Hới (E-48-XXII&E-48-XXIII) do Nguyễn Quang Trung chủ biên có tỷ lệ 1: 200.000 đƣợc thành lập trong những năm 1979 – 1983 và đƣợc hiệu đính năm 1992-1993. Nội dung tờ bản đồ đã thể hiện đặc điểm địa tầng địa chất vùng nghiên cứu bao gồm các hệ tầng điển hình nhƣ trầm tích Devon – hệ tầng Đông Thọ, Triat - hệ tầng Đồng Trầu, Neogen – hệ tầng Đồng Hới và các trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc.
Các thành tạo Đệ tứ phân bố hầu khắp trên đồng bằng ven biển tỉnh Quảng Bình. Trong phạm vi nghiên cứu, chủ yếu có mặt các phân vị địa tầng sau:
Pleistocen thượng. Trầm tích sơng - biển, hệ tầng Tú Loan (amQIIItl): phân bố rộng, phủ lên trên các trầm tích cổ hơn. Mặt cắt tại Tú Loan – huyện Quảng Trạch cho thấy, thành phần thạch học gồm bột, cát màu xám vàng, bị laterit hóa, lớp
laterit có chỗ dày tới 1m. Phần lộ trên mặt thƣờng phân bố ở ven rìa đơng bằng, nơi tiếp giáp với vùng đồi, trên độ cao tuyệt đối 15 – 25 m, thành phần chủ yếu là cát, sét lẫn sạn sỏi, có nhiều kết vón laterit. Chiều dày trung bình của hệ tầng khoảng 12 – 13 m.
Holocen trung. Trầm tích nguồn gốc sơng – biển (amQIV2): phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, trong đó phần giáp biển phía Đơng bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn, về phía của vùng (ven Quốc lộ 1A), hệ tầng lộ ra và kéo dài tận vào vùng đồi núi. Độ cao tuyệt đối thƣờng từ 4 – 5 m. Thành phần trầm tích amQIV2 gồm bột sét, ít cát màu vàng, xanh xám, xám đen xen lẫn mùn thực vật và vỏ Trùng lỗ. Chiều dày trung bình khoảng 25 40m.
Holocen thượng. Trầm tích nguồn gốc biển - gió (mvQIV3): Các trầm tích nguồn gốc biển - gió mvQIV3 phân bố rộng khắp ở phía Đơng của vùng nghiên cứu, là hệ tầng nằm trên cùng của địa tầng khu vực. Diện tích phân bố khoảng 65 km2, kéo dài trên 55km đƣờng bờ biển, chiều rộng trung bình khoảng 1,5km. Thành phần thạch học chủ yếu là cát. Phần phía dƣới là cát màu trắng hạt nhỏ, phần giữa là cát hạt vừa, màu vàng lẫn cát xám đen, phần trên cùng là cát thạch anh hạt mịn màu xám trắng, có nhiều vảy muscovit, mảnh vỏ sị, ốc biển. Chiều dày tăng dần từ phía Tây sang Đơng. Chiều dày trung bình khoảng 19m.
Holocen thượng. Trầm tích nguồn gốc sơng (aQIV3
): Trầm tích aluvi nguồn
gốc sông aQIV3 phân bố thành dải hẹp dọc thung lũng các sông suối dƣới dạng các bãi bồi ven bờ hoặc cù lao giữa sông. Theo từng khu vực thƣờng có thành phần khác nhau: ở các cửa sơng, bãi bồi gồm có cát, bột, sét; tới các vùng cao hơn thì có cát, cuội, sạn. Chiều dày thay đổi từ 2 - 8m.
Nhƣ vậy, có thể thấy rằng chính sự phân dị của địa tầng đã tạo ra sự phân cắt về cả hình thái lẫn đặc điểm của các dải cát trong khu vực nghiên cứu.
Đặc điểm địa mạo và thành phần vật liệu cấu tạo các đơn vị địa mạo là nhân tố quan trọng trong quá trình hình thành các tầng chứa nƣớc dƣới đất. Khu vực nghiên cứu phân bố từ phía nam đèo Ngang tới bờ Bắc cửa sơng Nhật Lệ với chiều rộng thay đổi từ 500-2500 m có địa hình ghồ ghề, tạo nên 1-2 dãy cồn, đụn với độ cao phổ biến 10-15m chạy dọc ven biển. Cấu thành nên dải cát này chủ yếu là cát vàng nhạt, xám vàng phân bố trên các cồn, đụn ; các thành tạo cát trắng phân bố trong nội đồng và ở các bãi biển. Do sự chia cắt của các dịng sơng, cũng nhƣ ảnh hƣởng của nền đá gốc, khu vực nghiên cứu có 3 nhóm dạng địa hình ảnh hƣởng trực tiếp đến sự hình thành của các tầng chứa nƣớc dƣới đất với các dạng địa hình cụ thể nhƣ sau:
a) Nhóm dạng địa hình nguồn gốc biển
1. Thềm biển tích tụ bậc I cao 4-6m tuổi Holoxen giữa (QIV2)
Đây là các thành tạo cát trắng đƣợc thành tạo trong giai đoạn biển tiến Holoxen trung (Flandrian) hiện tồn tại ở độ cao 4-6m. Trong phạm vi đồng bằng khu vực Quảng Bình bắt gặp chúng đƣợc bảo tồn dƣới dạng dải kéo dài nổi cao từ Quảng Tiến xuống Quảng Long (Quảng Trạch), từ Thanh Trạch xuống Phú Trạch và từ Đức Trạch xuống Trung Trạch (Bố Trạch). Bề mặt thềm biển tƣơng đối bằng phằng nghiêng về phía biển với dấu vết là những val bờ cổ và các dải trũng giữa val. Cấu tạo nên chúng là cát sét có màu xám đen, độ mài tròn tốt với thành phần thạch anh chiếm 60%, cịn 40% là các thành phần khác. Ngồi ra trong thành phần trầm tích cịn có chứa ít sạn, sỏi thạch anh. Trong thành tạo cát sét này có chứa phức hệ bào tử phấn hoa đƣợc xác định tuổi Holoxen.
2. Bãi biển tích tụ cao 0-2m tuổi hiện đại ( QIV3)
Phân bố thành dải hẹp chạy dọc theo đƣờng bờ biển hiện đại, rộng khoảng 20-30m, nhiều chỗ rộng đến 100m, nghiêng thoải về phía biển đƣợc cấu tạo bởi cát có kích thƣớc hạt trung và nhỏ mài tròn chọn lọc tốt. ở khu vực cửa sơng cấu tạo nên bãi tích tụ ngồi cát ra cịn có lẫn bùn sét. Các bãi này thƣờng xuyên chịu tác động của thủy triều và sóng biển.
3. Bãi biển mài mòn cao 0-2m tuổi hiện đại ( QIV3)
Phân bố chủ yếu ở nơi có các mỏn đá các mũi đá nhơ ra phía biển, tập trung chủ yếu ở đoạn bờ phía bắc Quảng Bình, bao gồm các đoạn bờ khu vực bãi Đá Nhảy- Bố Trạch, các đoạn bờ biển chân Đèo Ngang của các xã Quảng Đông, Quảng Phú (Quảng Trạch). Hoạt động của sóng và triều đã tác động mài mịn nên các bờ đá gốc này, tạo ra các bãi mài mòn với bề mặt lởm chởm đá gốc.
b) Nhóm dạng địa hình nguồn gốc hỗn hợp sơng-biển-đầm lầy-đầm phá
4. Bề mặt tích tụ sơng-biển cao 4-6m tuổi Holoxen sớm- giữa ( QIV1-2)
Cùng với các thành tạo biển thềm bậc I, trong giai đoạn Holoxen giữa còn gặp các thành tạo sông-biển tạo nên bề mặt địa hình nguồn gốc sơng–biển cao 4- 6m. Các bề mặt này gặp chủ yếu ở vùng cửa sông Gianh, sông Dinh. Về độ cao tuyệt đối, bề mặt tích tụ sơng-biển này tƣơng đƣơng với thềm tích tụ biển bậc I, song nguồn gốc thành tạo vật chất có sự kết hợp giữa vật chất của q trình biển và sơng. Cấu tạo nên bề mặt tích tụ sơng-biển này gồm có bột sét, ít cát màu vàng, xám xanh, xám đen chứa mùn thực vật tuổi Holoxen sớm-giữa (QIV1-2) với bề dày trầm tích từ 5-7m. Hiện tại trên bề mặt dạng địa hình này nhân dân xây dựng các điểm quần cƣ, canh tác nông nghiệp (trồng lúa và hoa màu). Tuổi địa hình đƣợc xếp vào Holoxen sớm-giữa (QIV1-2) tƣơng ứng với tuổi trầm tích cấu tạo nên chúng.
5. Bề mặt tích tụ sơng-biển cao 1-3m tuổi Holoxen giữa-muộn ( QIV2-3)
Bề mặt tích tụ sơng-biển này cũng phân bố với diện tích khá rộng ở khu vực cửa sông Gianh, sông Dinh, sông Nhật Lệ. Bề mặt tƣơng đối bằng phẳng, độ chênh cao địa hình 0,5-1m hơi nghiêng về phía xa dần thung lũng sơng. Cấu tạo nên bề mặt này là tập trầm tích cát bột lẫn mùn bã thực vật màu đen. Hiện tại địa hình này đƣợc sử dụng canh tác nông nghiệp là chủ yếu.
6. Hồ nguồn gốc đầm phá cũ tuổi hiện đại ( QIV3)
Hồ có nguồn gốc đầm phá cũ phải kể tới hồ Bàu Tró là hồ nƣớc ngọt nằm ngay cạnh ven biển ở phía bắc Đồng Hới với dung tích khoảng 9 triệu m3
cung cấp nƣớc sinh hoạt và sản xuất, trong đó phục vụ sinh hoạt cho thị xã Đồng Hới khoảng 4500 m3/ ngày với chất lƣọng nƣớc rất tốt. Về nguồn gốc, các hồ này là vũng bàu cổ bị ngọt hóa dần sau khi cách ly khỏi biển do quá trình bồi tụ của các doi cát chắn phía ngồi hoặc cũng có thể là vùng trũng giữa đụn cát cổ ứ nƣớc mà thành. Tuy nhiên các hồ này đang có nguy cơ bị vùi lấp và bị cạn dần.
c) Nhóm dạng địa hình nguồn gốc do gió
7. Đụn cát di động cao 5-20m tuổi hiện đại ( QIV3
)
Bao gồm các cồn cát chắn ven biển di động và các đụn cát ngang, đụn cát dọc di động phân bố trong dải cồn cát ven biển Quảng Bình. Cồn cát chắn ven biển phân bố thành một dải hẹp nằm giáp biển kéo dài dọc theo đƣờng bờ với chiều rộng từ 20-30m. Độ cao của các cồn cát di động này ở từng khu vực khác nhau, trung bình 8-10m. Càng vào sâu phía nam Quảng Bình, độ cao tăng dần lên 15-20m. Về hình thái cho thấy sƣờn đón gió của cồn cát chắn ven biển di động này do chịu ảnh hƣởng hoạt động mạnh của gió nên vách dốc và lở. Phần sƣờn khuất gió dốc hơn so với sƣờn đón gió, đạt tới độ dốc 600. Hình thái có đụn tròn, đụn dài phát triển theo hƣớng ĐB -TN do chịu ảnh hƣởng của cả 2 hƣớng gió chính ĐB vàTN. Thực vật tự nhiên trên các cồn cát này chủ yếu là cỏ gai, cỏ lông chông ƣa hạn mọc ở sƣờn khuất gió. Cấu tạo nên các cồn cát này là cát thơ rời rác có màu vàng nhạt hoặc trắng không gắn kết bị di động do tác dụng của gió. Do nằm vng góc với hƣớng gió nên các cồn cát ngang này bị di chuyển dần vào trong nội địa và thấp đi về độ cao. Vào mùa mƣa cát ở cồn này bị nƣớc mƣa đƣa xuống các trũng thấp tích nƣớc trong cồn sau đó chảy theo các khe suối đổ vào đồng ruộng gây ra hiện tƣợng cát lấp ảnh hƣởng tới giao thông và sản xuất nông nghiệp.
8. Máng trũng thổi mòn giữa cồn cát tuổi hiện đại ( QIV3
)
Phân bố rải rác trên bề mặt dải cát khu vực. Về hình thái nó là các hố lõm dạng dải, kéo dài vng góc với đƣờng bờ với kích thƣớc từ vài trăm đến vài km2
và thấp hơn xung quanh từ 3-4m. Dạng địa hình cho phép tích nƣớc vào mùa mƣa và giữ đƣợc độ ẩm lâu dài nên nhân dân thƣờng lợi dụng các hố trũng này để sản
xuất và canh tác nông nghiệp. Vào mùa khô các máng trũng thổi mịn này bị khơ cạn và q trình thổi mịn do gió vẫn tiếp tục diễn ra.
9. Địa hình cát lấp tuổi hiện đại ( QIV3)
Dạng địa hình này phát triển sâu trong nội địa. Hình thái chung của dạng địa hình này là có dạng nan quạt, cịn quy mơ thì phụ thuộc vào lƣu vực chứa nƣớc trong cồn cát phía ngồi. Cát đƣợc vận chuyển vào trong nội đồng chủ yếu là cát từ các cồn cát cao nằm ở phía đơng. Động lực chính để đƣa cát lấp vào đồng ruộng là do nƣớc mƣa đƣa cát theo các dòng chảy vào. Do cát kết cấu kém kèm theo lƣợng nƣớc mƣa lớn tập trung nên lƣợng cát cuốn trôi theo rất lớn và hàng năm địa hình cát lấp đều đƣợc mở rộng diện tích. Kích thƣớc của dạng địa hình này đạt tới chiều dài 2m, rộng 1km, với tầng dày cát phủ 1,5-2m. Hoạt động cát chảy, cát lấp đã làm thu hẹp diện tích canh tác, làm nâng cao đáy dịng chảy thốt nƣớc, lấp cầu cống, đƣờng giao thông gây ảnh hƣởng không nhỏ tới hoạt động sản xuất cũng nhƣ thiệt hại kinh tế của ngƣời dân nơi đây.
2.3.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Trong khu vực, nƣớc dƣới đất tàng trữ trong thành tạo trầm tích Đệ tứ là chủ yếu. Dựa vào đặc điểm thạch học của các thể địa chất, có thể phần tầng Địa chất thủy văn khu vực thành 2 tầng chứa nƣớc chính, đó là:
- Tầng chứa nƣớc lỗ hổng trong các trầm tích Holocen thƣợng (am QIV3,mv QIV3, am QIV2), kí hiệu là tầng qh.
- Tầng cách nƣớc trong sét Pleistocen (amQIII), kí hiệu tầng cách nƣớc (C1), kí
hiệu là tầng qp.
Ngoài ra, trong phạm vi nghiên cứu cịn có các thể địa chất khơng có khả năng cấp nƣớc có thể xếp chung vào tầng cách nƣớc C2 nhƣ sau:
- Hệ tầng Bản Giàng (D2ebg)
- Hệ tầng Đồng Trầu (T2ađt)
Đặc điểm địa chất thuỷ văn của các đơn vị chứa nƣớc và cách nƣớc theo thứ tự từ trên xuống đƣợc mô tả nhƣ sau:
a) Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Holocen (qh)
Tầng chứa nƣớc (qh) bao gồm các thành tạo địa chất aQIV3,mvQIV3, amQIV2
phân bố thành dải song song với đƣờng bờ biển từ Quảng Đông – Quảng Trạch đến cửa biển Nhật Lệ. Tầng chứa nƣớc qh đƣợc giới hạn nhƣ sau: Phía Bắc giáp với Đèo Ngang, phía Tây đƣợc giới hạn bởi Quốc lộ 1A, phía Nam là sơng Kiến Giang và phía Đơng giáp với biển Đông.
Thành phần tầng chứa nƣớc tƣơng đối đồng nhất gồm: phần trên chủ yếu là cát thạch anh hạt mịn màu xám trắng, có nhiều vảy muscovit, mảnh vỏ sò, ốc biển. Phần giữa là cát hạt vừa màu vàng lẫn cát xám đen và phần dƣới là cát màu vàng, xanh xám, xám đen, bột sét chứa mùn thực vật và vỏ Trùng lỗ. Mặt khác, dọc sông Kiến Giang cịn xuất hiện cát, sét, bùn trầm tích sơng tuổi aQIV3.
Các thơng số của tầng chứa nƣớc (qh) nhƣ sau:
- Chiều dày trung bình khoảng 9,8 m trong đó phần phía Bắc vùng nghiên cứu có chiều dày trung bình khoảng 11m, phần thuộc xã Quảng Phúc, xã Quảng Phú có chiều dày lớn hơn, trung bình đạt 15 m, cịn khu vực Đồng Hới, chiều dày tầng chứa nƣớc mỏng, trung bình khoảng 8 m.
- Hệ số thấm (K) biến đổi từ 5,45 7,16m/ngày. - Hệ số nhả nƣớc trung bình () từ 0,12 0,154/ngày.
- Độ tổng khoáng hoá (M) của nƣớc thay đổi từ 0,2 0,5g/l, độ mặn biến đổi trong khoảng 0,003 0,243%.
Nƣớc ngầm trong tầng qh thuộc loại không áp, đƣợc thành tạo do nƣớc mƣa thấm trực tiếp từ trên xuống tạo thành thấu kính nƣớc nhạt ven biển. Do vậy, mặc dù tầng chứa nƣớc phân bố sát mép biển và có liên hệ thuỷ lực trực tiếp với nƣớc
biển nhƣng nƣớc trong tầng này vẫn là nƣớc nhạt với độ khoáng hoá thấp. Đây là tầng chứa nƣớc nhạt duy nhất trong cồn cát ven biển có thể đƣợc nghiên cứu đánh giá làm nguồn nƣớc cung cấp cho dân sinh, du lịch - dịch vụ và nuôi trồng thuỷ sản. Hiện nay, nhân dân trong vùng và các cơ sở kinh tế đều đang sử dụng nƣớc trong tầng qh để phục vụ sinh hoạt và sản xuất. Các cơng trình lấy nƣớc thƣờng là giếng đào chèn chống bằng ống bê tông hoặc giếng khoan UNICEF. Một số cơ sở nuôi thủy sản cũng đã tiến hành khoan các giếng khoan đƣờng kính lớn để lấy nƣớc nhạt trong tầng này phục vụ cho nuôi tôm trên cát.
b) Tầng cách nước (C1)
Là lớp sét mịn màu xám nguồn gốc sơng biển Pleistocen (amQIII), có diện
tích phân bố rộng và phủ gần nhƣ hoàn toàn lên tầng chứa nƣớc qp ở phía dƣới, chiều dày tăng dần từ phía đất liền ra biển và có hƣớng nghiêng chung là cắm sâu về phía biển. Phần mỏng bên trong đất liền thƣờng khơng bị lộ trên mặt, nhiều nơi có độ sâu lớn nhƣ ở Quảng Phúc, Quảng Phú, đạt 25 m. Một số nơi, tầng C1 bị khuyết tạo nên sự thông thƣơng giữa hai tầng chứa nƣớc qh và qp.
Tầng cách nƣớc C1 có độ sâu cách mặt đất từ 10,0 25,0m. Tầng cách nƣớc gồm sét màu vàng, xám đến xám đen, đơi nơi có lẫn cát, cuội sỏi, chiều dày trung bình khoảng 6,0 m ở phía Tây tăng dần đến 18,0 m ở phía Đơng.
c) Tầng chứa nước lỗ hổng trầm tích Pleistocen (qp)