CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1 Đặc điểm địa chất thủy văn
Vùng nghiên cứu nằm ở góc Tây Nam đồng bằng Châu thổ sông Hồng, một vùng sụt lún trong Kainozoi … có tầng trầm tích Neogen dày hàng trăm mét, các trầm tích Đệ Tứ dày khoảng hơn 100m. Trầm tích có các tập đất đá vụn thơ xen kẽ dính kết là cơ sở để phân chia mặt cắt địa chất ra các tầng chứa nước khác nhau, luân phiên với các thành tạo chứa nước kém hoặc cách nước do trong giai đoạn hình thành trầm tích diễn ra một vài chu kì biển biến, biển thối.
Dựa vào các tài liệu khảo sát địa chất thủy văn của khu vực, có thể phân chia các đơn vị địa chất thủy văn (ĐCTV) từ trên xuống dưới của khu vực như sau (hình 3, 4, 5).
-Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen trên (qh2) -Các thành tạo nghèo nước Holocen dưới
-Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen dưới (qh1) -Các thành tạo rất nghèo nước Pleistocen trên
-Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen (qp)
-Tầng chứa nước lỗ hổng –khe nứt vỉa các trầm tích Pliocen (n2)
Hình 5: Mặt cắt địa chất thủy văn theo đường CD
Đặc điểm các đơn vị ĐCTV được phân chia như sau:
1-Các tầng chứa nước
a-Tầng chứa nước các trầm tích Holocen trên (qh2)
Đây là tầng chứa nước thứ nhất kể từ mặt đất, có chiều dày chung là từ 2 đến 28m, trung bình 15m , chúng phân bố trên tất cả diện tích nghiên cứu. Trầm tích thuộc hệ tầng Thái bình phụ hệ tầng dưới (QII3tb1), giữa (QII3tb2) và trên (QII3tb3) gồm các nguồn gốc sông biển (am QII3tb1, amQII3tb2, am QII3 tb3), biển đầm lầy (mb QII3 tb1), biển (mQII3
tb2, mQII3tb3), gió biển (mVQII3
tb3), sơng biển đầm lầy (ambQII3
tb3), có thành phần đất đá chứa nước gồm cát, cát pha, sét pha. Các thành tạo có nguồn gốc biển, gió biển phân bố ở dải ven biển, nguồn gốc sông biển (am QII3) phân bố ven sông Hồng, sơng Đáy, do có thành phần hạt thơ hơn nên chứa nước tốt hơn các thành tạo nguồn gốc khác.
Đặc điểm của nước dưới đất (NDĐ) tầng chứa nước qh2: - Tầng chứa nước khơng có áp lực.
- Chiều sâu phân bố mực nước rất nông thường từ sát mặt đất khoảng 3m ít khi sâu hơn.
Tầng chứa nước được khảo sát chủ yếu thông qua các giếng đào của nhân dân và các lỗ khoan tay, thí nghiệm chủ yếu bằng múc nước thí nghiệm cho thấy lưu lượng dao động trong khoảng 0,1-1,45l/s, phần lớn các giếng có lưu lượng nhỏ 0,5l/s.
Tầng qh2 có thể đánh giá và xếp chung tầng chứa vào loại nghèo nước.
- Kết quả quan trắc động thái NDĐ cho thấy biên độ dao động năm của mực nước là 0,5 ÷ 1m. Mực nước cao nhất về mùa mưa là 0-0,5m, thấp nhất vào mùa khô từ 1,0-1,5m cách mặt đất (đồ thị hình 7, 8, 9 các LK Q110, Q109 và Q108). Vùng ven biển mực nước dưới đất cịn có dao động ngày do ảnh hưởng của thuỷ triều với biên độ 0,5m/ngày. Độ tổng khoáng hoá và thành phần hoá học NDĐ cũng biến đổi theo mùa.
Vậy tầng chứa nước qh2 là tầng nghèo nước, nhiễm bẩn nên khơng có ý nghĩa cung cấp nước, ảnh hưởng đến cây trồng.
b-Tầng chứa nước các trầm tích Holocen dưới (qh1)
Qua các tài liệu khảo sát cho thấy tầng chứa nước phân bố đều khắp diện tích lựa chọn để nghiên cứu nhưng không lộ ra trên mặt mà chỉ có thể bắt gặp nhờ lỗ khoan. Thành phần đất đá chứa nước gồm cát hạt mịn, cát bột sét, sét cát có nguồn gốc sơng đầm lầy, đầm lầy biển, biển thuộc hệ tầng Hải Hưng dưới (amQII1-2hbh1; mbQII1- 2hbh1).
- Chiều dày tầng chứa nước biến đổi trong khoảng từ 2 - 25m, trung bình 12m. - Nước phân bố trong tầng có áp lực yếu, cột áp lực khoảng 10-15m.
- Mực nước cách mặt đất 0,5 ÷ 3,5m, đại bộ phận diện tích phân bố của tầng mực nước cách mặt đất <2m.
- Từ các kết quả thí nghiệm ở các lỗ khoan nơng cho thấy lưu lượng lỗ khoan biến đổi từ 0,5 - 5 l/s có thể xếp vào loại tương đối giàu nước song nước bị lợ và mặn. Tất cả các lỗ khoan nghiên cứu đều có độ tổng khống hố lớn hơn 1g/l.
Mực nước dưới đất của tầng ít thay đổi theo mùa, biên độ dao động năm mực nước ở các lỗ khoan chỉ khoảng 0,1m, tương tự độ tổng khoáng hoá và thành phần hoá học cũng ít biến đổi.
Tầng chứa nước qh1 tuy có độ phong phú nước nhất định song kém về chất lượng nên khơng có ý nghĩa sử dụng.
c- Tầng chứa nước Pleistocen (qp)
Tầng chứa nước phân bố rộng khắp diện tích vùng nghiên cứu nhưng khơng lộ trên mặt mà chỉ có thể bắt gặp nhờ lỗ khoan. Một số đặc điểm của tầng chứa nước:
- Thành phần thạch học của đất đá chứa nước bao gồm cát sạn sỏi lẫn ít cuội đa khống thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc, Hà Nội và Lệ Chi (aQI3
vp; QI1-2hn; QI1lc).
- Chiều dày biến đổi từ 10 đến 78m, trung bình 45m. Nóc tầng chứa nước nằm tiếp dưới các thành tạo chứa nước kém hệ tầng Vĩnh Phúc (amQI3
vp2). Đáy tiếp giáp
với các trầm tích Neogen, 1 ít ở phía tây có thể nằm trực tiếp lên bề mặt đá vôi T2a đg. - Nước trong tầng có áp lực, cột áp lực rất lớn từ 50 - 70m. Mực nước dưới đất nằm không sâu cách mặt đất từ 0,0 - 2,5m, đôi nơi cao hơn mặt đất đến 0,7m (LK55; LK63: LK110a; LK16a) tức là nằm cao hơn mực nước của các tầng chứa nước nằm trên như qh1; qh2. Tuy nhiên hiện nay do khai thác nên mực nước của tầng này giảm xuống khơng cịn nơi nào cao hơn mặt đất.
Từ kết quả thí nghiệm các lỗ khoan thu được vào tầng này đều cho lưu lượng lớn. Các lỗ khoan có lưu lượng lớn hơn 5l/s chiếm 66%, số lỗ khoan có lưu lượng từ 0,5 < Q< 5l/s chiếm 24%, số lỗ khoan có lưu lượng < 0,5l/s chiếm 13%. Một số lỗ khoan có lưu lượng nhỏ thống kê kể trên là các lỗ khoan quan trắc có đường kính nhỏ, ống lọc khơng, phù hợp để thí nghiệm nên có lưu lượng nhỏ.
Từ các kết quả thí nghiệm có thể xếp tầng này vào loại giàu nước.
- Tầng chứa nước có quan hệ thuỷ lực yếu với các tầng chứa nước trên nó (qh2 và qh1) thể hiện ở chỗ ở tất cả các lỗ khoan bơm thí nghiệm tầng qp, các lỗ khoan quan
sát tầng qh1 và qh2 không bị ảnh hưởng; tài liệu quan trắc cố định Q108; Q109; Q110 (xem hình 7, 8, 9) cũng chứng minh điều đó.
- Động thái nước dưới đất ít thay đổi, biên độ dao động trên năm mực nước dưới đất chỉ khoảng 0,2-0,5m, độ tổng khoáng và thành phần hoá học cũng ít biến đổi.
- Ở tất cả diện tích vùng nghiên cứu mực nước dưới đất chịu tác động của dao động thuỷ triều, biên độ dao động ngày đạt đến 0,2m (xem hình 6).
Chi ều sâu m ực nư ớc ( m) -9.25 -9.2 -9.15 -9.1 -9.05 -9 -8.95 Thời gian
Hình 6: Đồ thị dao động mực nước tại cơng trình Q109a tầng chứa nước Pleistocen ở Hải
Hình 7: Đồ thị dao động mực nước tại các cơng trình quan trắc Q108a tầng qp2; Q108b
tầng qp1 vùng Liễu Đề
Hình 8: Đồ thị dao động mực nước tại các cơng trình quan trắc Q109 tầng qp; Q109a
tầng qp; Q109b tầng qp2 vùng Hải Hậu
Hình 9: Đồ thị dao động mực nước tại các cơng trình quan trắc Q110 tầng qh và Q110a
tầng qp vùng Hải Tây-Hải Hậu
Tầng chứa nước thuộc loại giàu nước nên rất có ý nghĩa cung cấp nước nhất là vùng ven biển khan hiếm các nguồn nước nhạt.
d- Tầng chứa nước Pliocen (n2)
- Tầng chứa nước phân bố rất rộng rãi khắp vùng nghiên cứu song không lộ trên mặt đất mà bị phủ hồn tồn do đó chỉ bắt gặp được bằng các lỗ khoan.
- Thành phần thạch học đất đá chứa nước gồm cát kết hạt nhỏ, hạt trung lẫn sạn sỏi kết, bột kết sét kết. Mức độ gắn kết của đất đá yếu. Nước tồn tại dưới dạng khe nứt- lỗ hổng; ở phần trên của tầng tính chất chứa nước lỗ hổng rõ hơn, phần dưới của tầng tính chất khe nứt rõ hơn.
- Chiều dày của tầng chứa nước chưa được xác định rõ, song tính theo kết quả khoan thực tế ở một số lỗ khoan thì từ 35 - 85m, trung bình là 65m.
- Nước dưới đất có áp lực lớn, cột áp lực đạt đến trêm 100m. Mực áp lực dưới đất nằm rất nông, từ 0,5 - 1m cách mặt đất tức là xấp xỉ với tầng chứa nước qp. Kết quả quan trắc ở lỗ khoan 109 cũng cho thấy tầng qp và n2 có chung 1 mực nước. So sánh với tầng chứa nước t2a cho thấy độ cao tuyệt đối mực nước LK32 vào tầng chứa nước t2 là 1,63 còn LK34 ở gần đấy vào tầng chứa nước qp là 1,07 tức là mực nước tầng m2 thấp hơn tầng t2a.
- Lưu lượng các lỗ khoan thí nghiệm vào tầng chứa nước n2 biến đổi từ 0,4l/s đến 11,01l/s. 4/6 lỗ khoan thí nghiệm có lưu lượng >5l/s, 2/6 lỗ khoan có lưu lượng < 5l/s tuy nhiên trong số 2 lỗ khoan nghèo có lỗ khoan Q109b do kết cấu chỉ để quan trắc nên kết quả bơm thí nghiệm khơng chính xác, do đó có thể xếp tầng chứa nước n2 vào loại giàu nước.
- Sự dao động năm mực nước không đáng kể với biên độ chưa đến 0,3m. Sự dao động mực nước bị ảnh hưởng mạnh bởi dao động thuỷ triều. Mực nước dưới đất đang bị suy giảm mạnh mà do khai thác với tốc độ bình qn 0,4m/năm.
Tóm lại tầng chứa nước các trầm tích Neogen là tầng giàu nước, đại bộ phận
diện tích phân bố tồn tại nước nhạt nên có ý nghĩa lớn trong cung cấp nước.
- Tầng này phân bố ở phía đơng nam vùng nghiên cứu thuộc huyện Nghĩa Hưng song không lộ trên mặt đất mà bị phủ bởi các trầm tích Đệ tứ.
- Đất đá chứa nước là đá vơi bị Karst hố. Lỗ khoan nghiên cứu duy nhất nằm ở Cồn Thoi rìa ngồi góc tây nam vùng nghiên cứu, gặp đá vơi của tầng có mực nước 0,2m cách mặt đất.
- Lưu lượng là 5,87l/s
2-Các thành tạo địa chất rất nghèo nước
a- Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hệ tầng Hải Hưng trên
- Phân bố rộng dãi song bị các trầm tích hệ tầng Thái Bình phủ kín. - Thành phần là sét, sét bột, sét cát có nguồn gốc biển.
- Tầng này có chiều dày từ 3 - 40m, trung bình 13m.
- Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số thấm của đất đá rất nhỏ từ 0,01 đến 0,11m/ngày chứng minh cho tính chất rất nghèo nước của thành tạo.
b- Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hệ tầngVĩnh Phúc
- Phân bố rộng dãi trong vùng song bị các trầm tích hệ tầng Thái Bình và Hải Hưng phủ kín.
- Thành phần thạch học chủ yếu là sét, sét bột có nguồn gốc biển, sơng biển - Tầng này có chiều dày từ 7 đến 34m, trung bình 20m.
- Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số thấm của đất đá rất nhỏ từ 0,01 - 0,06m/ng chứng minh cho tính chất rất nghèo nước của thành tạo.