CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.4. Đặc điểm thủy địa hóa
Đặc điểm thuỷ địa hoá của nước thể hiện ở độ tổng khoáng hoá và thành phần hoá học.
Vùng ven biển nói chung rất khan hiếm các nguồn nước nhạt. Các nguồn nước ở trên mặt phần lớn bị mặn trong đó nước biển có độ mặn rất cao, độ muối thường lớn hơn 30g/l, các cửa sông chịu tác động của biển với các dao động thuỷ triều cũng có độ mặn cao, nước mặn ăn sâu vào cửa sông đến hàng chục km. Các nguồn nước nhạt tồn tại 1 cách hiếm hoi chỉ những hồ rất nông, hệ thống suối và kênh rạch nhỏ được ngăn mặn tốt. Nước dưới đất cũng khơng nằm ngồi quy luật do cùng với các thành tạo địa chất hình thành trong điều kiện biển nên phần lớn bị mặn. Nơi nào có cấu trúc địa chất thuận tiện, các q trình trao đổi nước diễn ra mạnh mới có nước nhạt. Cùng 1 tầng chứa nước nhưng nơi này mặn nơi kia nhạt giữa chúng là ranh giới mặn nhạt, đặc điểm này có thể vẽ được trên bản đồ. Cũng có thể cùng 1 tầng chứa nước nhưng phần trên nhạt, phần dưới mặn giữa chúng cũng là ranh giới mặn nhạt. Đôi khi ranh giới giữa mặn nhạt thể hiện ở hình nêm phần nước nhạt như là một thấu kính.
Để nghiên cứu độ tổng khoáng hoá cần thống nhất phân loại NDĐ. Để thuận tiện cho mục đích nghiên cứu, mục đích sử dụng nước và tình hình thực tế ở vùng nghiên cứu thống nhất sử dụng phân loại nước theo độ tổng khoáng hoá như sau:
M < 1g/l là nước nhạt M < 1÷ 3 là nước lợ M > 3 là nước mặn
Phục vụ mục đích nghiên cứu của đề tài này, dưới đây tiến hành đánh giá đặc điểm thuỷ hoá của các nguồn nước mặt và nước của tầng chứa nước qh2; qp.
1- Đặc điểm thuỷ hoá nước mặt
Nước mặt bao gồm biển và tồn bộ hệ thống sơng ngịi, kênh rạch, ao hồ trong vùng.
Vịnh Bắc Bộ thông ra biển Đơng bao bọc ở phía đơng nam vùng nghiên cứu với đường bờ biển dài 72km. Độ tổng khoáng hoá của nước biển thường trên 30g/kg, theo thời gian và khơng gian có thay đổi nhưng khơng đáng kể. Các sơng vùng nghiên cứu đều là các vùng hạ lưu cũng bị nhiễm mặn do ảnh hưởng của nước biển và dao động thuỷ triều. Sự truyền độ mặn cũng thay đổi theo không gian và thời gian: sông Hồng truyền được xa hơn sông Đáy, về mùa khô độ mặn vào được sâu hơn. Nếu lấy độ tổng khoáng hoá bằng 1g/l làm ranh giới mặn nhạt thì ở sơng Hồng độ mặn truyền được tối đa là 25km, sông Đáy được 22km cách cửa sơng. Như vậy tồn bộ các cửa sơng lớn: sông Hồng, sông Ninh Cơ, sông Đáy nằm trong vùng nghiên cứu đều bị mặn. Ranh giới mặn nhạt trên các sông biến đổi rất phức tạp theo thời gian: vào mùa khô ranh giới mặn nhạt tối đa đã nêu ở trên, nhưng về mùa mưa nguồn cung cấp từ nguồn về lớn là nước nhạt do đó ranh giới mặn nhạt bị đẩy về phía biển. Ranh giới mặn nhạt cũng phụ thuộc vào thuỷ triều. Khi triều lên thì ranh giới mặn nhạt đẩy đi xa, còn khi triều xuống ranh giới mặn nhạt lại tiến về phía biển.
2-Đặc điểm thuỷ hố tầng chứa nước qh2
Để nghiên cứu đánh giá độ tổng khoáng hố NDĐ dựa vào kết quả phân tích mẫu tồn diện, ngồi ra cịn sử dụng kết quả phân tích ngun tố clo trong mẫu đơn nguyên tố bằng cách xây dựng mối quan hệ giữa độ tổng khoáng hoá NDĐ với hàm lượng clo có kết quả như sau:
Độ tổng khoáng hoá 1g/l tương ứng với hàm lượng clo là 300mg/l. Độ tổng khoáng hoá 3g/l tương ứng với hàm lượng clo là 1300mg/l.
Kết quả nghiên cứu đánh giá độ tổng khoáng hoá NDĐ được thể hiện ở bản đồ ĐCTV (hình 10).
Vùng nước nhạt có diện tích khơng lớn hình thành các chỏm, khoảnh dạng thấu kính phân bố ở ven các sơng lớn khu vực bãi bồi, các đụn cát, doi cát ven biển, ở những nơi có địa hình cao có điều kiện trao đổi nước tốt. Thành phần hoá học của nước ở vùng nhạt là clorua bicacbonat-canxi natri hoặc bicacbonat clorua-natri. Độ pH từ 7,5
đến 8,5. Do có địa hình cao hơn hoặc có thành phần hạt của đất đá chứa nước thô hơn. Đại đa số diện tích tầng chứa nước qh2 có độ tổng khoáng hoá lớn hơn 1g/l.
Vùng nước lợ phân bố phổ biến hơn cả nằm ở vùng xa sơng nơi có địa hình thấp hơn, đất đá chứa nước là bột sét, bột cát…khả năng trao đổi nước kém. Thành phần hoá học nước ở vùng lợ là clorua bicacbonat hoặc clorua natri. Một vài nơi trong vùng nước lợ bắt gặp nước có thành phần sunfat nổi trội ở phía tây và tây nam của vùng, song đó là những điều cá biệt có lẽ liên quan đến thành phần đất đá chứa nước.
Vùng nước mặn thường là các dải hẹp chạy dọc theo bờ biển.
Kết quả cho thấy các vùng phân bố có quy luật như sau: - Theo chiều sâu độ tổng khống hố cũng có xu hướng tăng lên.
- Nước trong tầng chứa nước qh2 đã bị nhiễm bẩn. Hầu hết các mẫu nước phân tích đều bị nhiễm bẩn bởi vật chất hữu cơ, NO2, vi khuẩn.
Thành phần hoá học của nước được nghiên cứu qua kết quả phân tích của một số đề tài cho thấy:
- Độ tổng khoáng hoá và thành phần hoá học của nước biến đổi rất phức tạp.
- Độ tổng khoáng hoá NDĐ biến đổi trong khoảng 0,5-23g/l. Đại bộ phận nước dưới đất có độ tổng khống hố của nước lớn hơn 1g/l.
Kết quả tổng hợp các mẫu phân tích thành phần hố học hoặc Ion clorua giúp có thể vẽ được ranh giới các vùng có độ tổng khống hố khác nhau.
3. Đặc điểm thủy hóa tầng chứa nước qh1
- Qua kết quả thu được từ các lỗ khoan vùng nước lợ chỉ có 1 ít ở phía bắc cịn đại bộ phận diện tích nghiên cứu đều có độ tổng khống lớn hơn 3g/l, các lỗ khoan ven biển như LK55b có độ tổng khoảng hố từ 16 đến 30g/l.
- Nước bị nhiễm bẩn, nhiều mẫu có hàm lượng vi khuẩn cao hơn tiêu chuẩn cho phép.
Để có thêm tài liệu chính xác hố ranh giới các vùng có độ tổng khống hố khác nhau cũng xây dựng mối quan hệ giữa độ tổng khoáng hoá và hàm lượng ion clo trong đó:
M = 1g/l tương ứng hàm lượng clo là 380mg/l M = 3g/l tương ứng hàm lượng clo là 1400mg/l
Hình 10: Sơ đồ ranh giới mặn nhạt trong vùng nghiên cứu trong tầng qh và qp
Kết quả phân vùng NDĐ theo độ tổng khoáng hố thể hiện ở hình 10.
Độ tổng khống hố của nước dưới đất biến đổi trong một khoảng rộng từ nhạt đến mặn. Ranh giới mặn nhạt (M=1g/l) xác định được khá rõ ràng, nội suy từ kết quả thí nghiệm giữa 2 lỗ khoan và kết quả đo địa vật lý. Độ tổng khoáng hoá của nước ở
đây biến đổi từ 0,29 đến 1g/l. Thành phần hoá học của nước biến đổi theo chiều tăng dần của độ tổng khoáng hoá như sau:
- Khi M < 0,5g/l nước có thành phần bicacbonat clorua-natri đơi khi natri-canxi. - Khi M > 0,5g/l nước có thành phần clorua bicacbonat -natri
Tức là khi độ tổng khống tăng thì hàm lượng clo tăng.
- Diện phân bố của các vùng có độ tổng khống hố lớn hơn 1g/l nằm ở phía bắc, phía đơng nghiên cứu, trong đó lớn hơn 3g/l chiếm diện tích rất nhỏ ở phía đơng bắc. Vùng nước có độ tổng khống hố < 1g/l nằm ở phía tây nam, trong đó vùng giáp biển thuộc các huyện Hải Hậu, Nghĩa Hưng vẫn là nước nhạt. Diện phân bố của vùng nước nhạt trong tầng qp ngược với các tầng chứa nước trên nó. Sự tồn tại của vùng nước nhạt khá rộng dãi và sát đến tận bờ biển được tạm giải thích là có nguồn cung cấp từ xa theo các đứt gãy kiến tạo, các đới Karst hoá của các đá cổ cung cấp lên đẩy được nước mặn ra xa để tạo thành lưỡi nhạt khá lớn.
Vùng nước lợ phân bố ở phía đơng bắc tạo thành dải hẹp theo phương tây bắc- đông nam tạo thành vùng đệm gồm nước nhạt và nước mặn. Thành phần hoá học chuyển từ clorua bicacbonat sang clorua-natri.
Vùng nước mặn phân bố ở góc đơng bắc vùng nghiên cứu và còn phổ biến ở rộng dãi ở tỉnh Thái Bình. Thành phần hố học ở đây là clorua-natri.
- Nồng độ một số chất khác có trong nước:
+ Nồng độ sắt từ rất nhỏ đến 22mg/l, có khoảng 50% số mẫu có hàm lượng sắt >0,5mg/l.
+ Độ ơxy hố từ 2 đến 12mg/l, trong đó 50% số mẫu có độ ơxy hố lớn hơn 4mg/l.
+ Hàm lượng các chất độc hại, kim loại nặng, chất phóng xạ, các hợp chất nitơ đều thấp hơn tiêu chuẩn cho phép, một số mẫu ở một số lỗ khoan hàm lượng vi sinh lớn hơn tiêu chuẩn cho phép.
- Độ tổng khoáng hoá nước dưới đất ở các lỗ khoan nghiên cứu biến đổi từ 0,58 (LK54) đến 16g/l (LK58) song do số lượng điểm nghiên cứu cịn q ít nên chưa vẽ được chính xác ranh giới mặn nhạt mà chỉ sơ bộ nhận định được là vùng phân bố nước nhạt rộng tương đối phù hợp với tầng chứa nước qp.
- Thành phần hoá học của nước ở vùng nước nhạt là bicacbonat clorua natri còn ở vùng nước lợ và mặn là clorua natri. Hàm lượng các nguyên tố vi lượng, các chất độc hại đều nằm dưới tiêu chuẩn cho phép đối với nước ăn uống sinh hoạt. Tuổi của nước được xác định là 18 ± 5 năm.
6. Tầng chứa nước các trầm tích cacbonat trias giữa (t2)
- Độ tổng khoáng hoá 0,46g/l thành phần là bicacbonat clorua -natri canxi.
7. Tính phân đới thuỷ địa hoá và nguồn gốc của nước dưới đất
Vùng nghiên cứu trên mặt cắt địa chất thuỷ văn tồn tại 3 tầng chứa nước lỗ hổng (qh2; qh1; qp); 1 tầng chứa nước lỗ hổng- khe nứt vỉa (n2) và 1 tầng chứa nước khe nứt (t2). Tầng chứa nước trên cùng chủ yếu là nhạt, tầng chứa nước tiếp theo (qh1) bị mặn hoàn toàn. Hai tầng chứa nước tiếp theo là qp và n2 phần lớn diện tích là nhạt. Với đặc điểm như vậy có thể xếp vào kiểu phân đới thuỷ hoá nghịch tương đối phổ biến ở vùng ven biển nước ta.
Về nguồn gốc của nước dưới đất:
- Hai tầng chứa nước trên cùng rõ ràng có nguồn gốc từ khí quyển: được nước mưa, nước tưới cung cấp cho ở trên toàn bộ diện phân bố của tầng.
- Nguồn gốc của nước tầng chứa nước qp và n2 hiện nay có nhiều giả thuyết. Giả thuyết có từ sớm nhất là nguồn gốc chơn vùi khơng đủ sức thuyết phục do đã khá rõ về đặc điểm địa chất thuỷ văn. Đa số ý kiến của nhà khoa học đều cho rằng có nguồn cung cấp từ xa và cung cấp từ dưới lên. Tôi cũng thống nhất ý kiến này với bằng chứng là kết quả phân tích tuổi của nước tầng qp là 25 ± 4 năm của tầng n2 là 18 ± 5 năm. Phân tích cấu trúc địa chất khu vực tơi cho rằng miền cung cấp cho nước của tầng qp và n2 vùng nghiên cứu là dải đá vơi t2a Ninh Bình chạy theo hướng tây bắc-đông
nam và dải đá vơi Hồ Bình, Hà Nam cũng t2a chạy theo hướng bắc tây bắc-nam đông nam. Nước vận động theo các đứt gãy kiến tạo, hệ thống Karst hố của đá vơi đến vùng nghiên cứu thì đá vơi này chìm xuống, nước trong đó có áp lực cao hơn cung cấp cho các tầng chứa nước nằm trên.
Tóm lại đặc điểm thuỷ hố vùng ven biển Nam Định có thể nói một nét khái
quát là tồn tại các thấu kính, các đới nước nhạt xen kẽ nước mặn.