Hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp) có tuổi Pleistocen muộn, tồn tại dưới dạng thềm
Oai, Chương Mỹ, Xuân Mai và Cổ Nhuế. Chúng phân bố ở độ cao tuyệt đối 8-20m;
còn ở vùng đồng bằng, mạn từ Nam Đơng Anh, Nam Cổ Nhuế đổ về phía nam chỉ gặp trong các lỗ khoan từ độ sâu 2-26,5m. Trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc có các nguồn gốc sông, sông-hồ-đầm lầy và sông biển.Thành phần vật liệu trầm tích sơng bao gồm sỏi, cát, sạn thạch anh, bột, sét; cấu tạo phân lớp xiên chéo.Bề mặt trầm tích bị laterit
hóa có màu loang lổ vàng xám, nâu đỏ rất đặc trưng.Trầm tích sơng-hồ-đầm lầy phần
bố hạn chế và gồm có bột, sét màu xám, sét xám đen, sét kaolin xám trắng chứa di tích thực vật tuổi Pleistocen muộn.Thành phần thạch học của trầm tích sơng biển gồm sét bột lấn ít cát màu xám, bề mặt bị phong hóa có màu loang lỗ.
Hệ tầng Hải Hưng (Q21-2hh) gồm hai tập chính. Tập 1 gồm các thành tạo
nguồn gốc hồ,đầm lầy(lbQ21-2hh) và tập 2(mQ21-2hh) gồm các trầm tích nguồn gốc biển.
Các trầm tích hồ,đầm lầy (lbQ21-2hh) không lộ ra trên mặt mà nằm dưới độ sâu
khoảng 1.5 đến 20m,bề dày trung bình là khoảng 13.5m. Các trầm tích hệ tầng Hải
Hưng được hình thành trong khoảng thời gian 10.000 - 4.000 năm cách ngày
nay.Trong khoảng thời gian này, đồng bằng Bắc Bộ, trong đó có diện tích thành phố
Hà Nội chịu ảnh hưởng của đợt biển tiến Flandrian.Trầm tích hồ - đầm lầy được hình thành vào thời kỳ trước biển tiến Flandrian nằm phía dưới với các vật liệu sét bột màu xám sẫm, xám đen chứa di tích thực vật, than bùn dạng thấu kính.Lớp này có pH biến
đổi từ 4,5 đến 6,5 và mang đặc tính của mơi trường axit và khử. Phía dưới của tập là
bột sét,bùn lẫn mùn thực vật chưa phân hủy hết,màu xám chứa nhiều tảo nước ngọt,lợ,mặn rất phổ biến trong khu vực nội thành Hà Nội.
Các lớp trầm tích biển (mQ21-2hh) thuộc tướng vũng vịnh, có chiều dày dao động
từ 0.4 – 4m,trung bình là 1.5m. Thành phần thạch học của chúng chủ yếu sét, sét bột lẫn ít cát mịn, màu xám xanh, xám vàng rất dẻo và mịn. Tổ hợp khống vật sét phổ biến là: hydromica, kaolinit, mơnmorilonit, clorit.
Bảng 4: Bề dày lớp bùn hệ tầng Hải Hưng ở một số khu vực
TT Khu vực Chiều dày (m)
Nhỏ nhất Lớn nhất 1 Xuân Phương-Nhổn 1,5 11,8 2 Mai Dịch 0,7 14,5 3 Ngọc Hà-Đội Cấn 0,7 15,2 4 Giảng Võ-Thành Công 8,4 16,7 5 Ngã Tư Sở-Ngã Tư Vọng 0,7 15,9 6 Hồ Hoàn Kiếm 2,3 10,5 7 Giáp Bát-Đuôi Cá 1,1 14,5 8 Pháp Vân 5,0 19,3 9 Văn Điển 0,5 11,1 10 Hạ Đình-Triều Khúc 6,0 12,0 11 Hà Đông 2,5 8,0 Nguồn: Vũ Nhật Thắng và nnk, 2003
Hệ tầng Thái Bình (Q23tb) bao gồm các trầm tích hiện đại, được thành tạo sau
khi biển lùi.Trầm tích của hệ tầng thuộc các tướng bãi bồi trong đê, ngoài đê và hồ -
đầm lầy với thành phần thạch học bao gồm cát, bột, sét, cuội, sỏi, sạn.
2.3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn
Đặc điểm địa chất nổi bật của vùng nghiên cứu là có nhiều tầng chứa nước
phân bố rộng rãi trên toàn bộ vùng nghiên cứu với bề dày khá lớn. Các tầng chứa nước khe nứt phân bố hẹp hơn và đóng vai trị thứ yếu trong cung cấp nước
Các tầng chứa nước lỗ hổng Tầng chứa nước Holocen (qh)
Tầng chứa nước này lộ ra trên bề mặt và phân bố rộng rãi từ sơng Hồng, sơng
Đuống về phía nam, ở phía bắc chỉ phân bố thành dải hẹp dọc theo sông Cầu, sông Cà
Lồ với chiều dày nhỏ. Tổng diện tích khoảng 530km2. Thành phần thạch học thường có
hai tập. Tập trên phân bố khơng liên tục gồm sét pha thuộc hệ tầng Hải Hưng (Q212);
phần trên của hệ tầng Thái Bình (Q2-3tb1) có chiều dày từ rất nhỏ đến 10m, đất đá có
tính thấm yếu với hệ số thấm từ 0,0036 đến 0,065; trung bình 0,023m/ng; tập dưới là
cát các hạt khác nhau lẫn sạn sỏi, chiều dày trung bình ở vùng bắc sông Hồng, sông
Đuống là 9,2m; Gia Lâm là 10,1m và nam sông Hồng là 13,3m, chứa nước tốt. Hệ số
dẫn (km) của đất đá chứa nước từ 20 đến 800m2/ngày, hệ số nhả nước trọng lực (µ)
thay đổi từ 0,01 đến 0,17. Tỷ lưu lượng (q) các lỗ khoan thí nghiệm từ rất nhỏ đến
4,5l/sm, đánh giá chung tầng chứa nước vào loại giàu nước trung bình.
Nguồn cung cấp cho tầng là nước mưa, nước tưới, riêng dải ven sơng do có quan hệ chặt chẽ nên nước sông là nguồn cung cấp chính (về mùa lũ), thốt ra các sơng (về mùa khô), bốc hơi và cung cấp các tầng chứa nước nằm dưới. Ở vùng ven sông
Hồng, sông Đuống và một số nơi khác do tầng cách nước bên dưới bị vát mỏng hoặc vắng mặt hoàn toàn nên tầng chứa nước qh nằm trực tiếp lên tầng chứa nước qp bên dưới nên chúng có quan hệ thủy lực chặt chẽ với nhau.
Tầng chứa nước Pleistocen (qp)
rất nhỏ. Phần bị phủ hồn tồn phân bố liên tục từ Nam huyện Sóc Sơn trở xuống, chỉ gặp trong lỗ khoan độ sâu 2-10m ở phía Bắc sông Hồng, sông Đuống, 5-22m ở Gia
Lâm và 10-35m ở nam Sông Hồng. Tầng chứa nước qp ngăn cách với tầng chứa nước qh bởi các trầm tích cách nước thuộc hệ tầng Vĩnh Phúc. Riêng ở dải ven sông Hồng, sông Đuống do bị bào mòn nên hai tầng chứa nước nằm trực tiếp lên nhau tạo thành “cửa sổ địa chất thủy văn”; giữa chúng với nhau và với nước sơng có quan hệ thủy lực chăt chẽ.
Tầng chứa nước qp gồm hai lớp. Lớp trên gồm các hạt vừa đến thơ lẫn sạn, sỏi có bề dày trung bình 10-15m.Lớp dưới là cuội lẫn cát sạn đơi nơi lẫn cát sét ở đáy. Phía
Bắc sơng Hồng và sơng Đuống có bề dày 12-22m, ở Gia Lâm và Nam sông Hồng bề
dày 30-35m. Giữa hai lớp đôi nơi tồn tại các thấu kính mỏng sét pha ngăn cách, còn
phần lớn trực tiếp nằm lên nhau. Hệ số dẫn (kM)của lớp trên tù 50 đến 300m2/ng , lớp
dưới 260-700 m2/ng ở vùng Sóc Sơn đến 300-1600 m2/ng ở vùng Đông Anh và 1000-
1600 m2/ng ở các vùng cịn lại.
Nước dưới đất có áp lực, đơi nơi có áp lực yếu (vùng cửa sổ địa thủy văn). Cột áp lực (tính từ mái tần chứa nước đến mức nước ổn định) trung bình 9,5m ở Bắc sông
Hồng, sông Đuống, 20m ở Gia Lâm đến 23m ở phía Nam sơng Hồng. Cả hai lớp có
chung mực nước áp lực. Mực nuớc thường ổn định ở độ sâu 2-4m cách mặt đất, vùng
ven sơng Hịng và sông Đuống về mùa lũ phun cao hơn mặt đất, có chỗ cao hơn mặt
đất đến 1,5m. Hệ số nhả nước đàn hồi (µ*) thay đổi từ 0,00004 đến 0.066 và tính trung
bình cho Bắc sơng Hồng và sông Đuống là 0,025, Gia Lâm là 0,51, và Nam sông Hồng là 0,012.
Tầng chứa nước qp ở vùng lộ có chiều dày nhỏ có thể xem như thực tế khơng có nước, phần bị phủ rất giàu nước và tương đối đồng nhất. Một số chỗ khoan chỉ thi
nghiệm lớp trên chỉ có tỷ lưu lượng (q) đạt từ 0,3 đến 5l/sm, còn lớp dưới đều lớn hơn 1l/sm; 70% số lỗ khoan thí nghiệm có tỷ lưu lượng lớn hơn 3l/sm.
Nguồn cung cấp cho nguồn chứa nước qp chủ yếu là nước sông (về mùa lũ), nước mưa thấm qua tầng chứa nước qh bên trên, một phần thốt ra sơng (về mùa khơ), cịn lại cung cấp cho tầng chứa nước bên dưới. Ở Gia Lâm nước thốt cịn hình thành dịng chảy liên tục về phía tây nam.Ngồi ra, sự khác mạnh mẽ nước dưới đất cũng tạo sự thoát đáng kể của nước dưới đất.
Tầng chứa nước qp có quan hệ thủy lực có quan hệ với nguồn nước mặt, ở vùng sông Hồng, sông Đuống, hồ Quảng Bá quan hệ này rất chặt chẽ. Tầng chứa ước qp còn có quan hệ thủy lực rất chặt chẽ với tầng chứa nước qh ở trên và tầng chứa nước
Neogen (n) bên dưới dọc theo vùng sông Hồng, sông Đuống và các vùng cửa số địa
chất thủy văn.
Tầng chứa nước qp có trữ lượng nước lớn nên rất có ý nghĩa trong việc cung cấp nước sinh hoạt cho thành phố Hà Nội. Hiện nay có gần 150 giếng khoan khai thác do Công ty kinh doanh nước sạnh Hà Nội quản lý, khai thác với tổng cơng suất bình quân
420.000m3/ng và 500 giếng khoan khai thác do các công ty kinh doanh, các đơn vị sự
nghiệp quả lý với tổng lưu lượng khoảng 150.000m3/ng khai thác vào lớp dưới của tầng chứa nước, còn lớp trên là đối tượng khai thác nhỏ phục vụ dân vùng ngoại thành.
Các tầng chứa nước khe nứt
Các tầng chứa nước khe nứt có diện phân bố rộng, diện lộ chủ yếu là vùng núi cao Ba Vì, vùng núi phía tây giáp tỉnh Hồ Bình và các dải đồi chuyển tiếp với độ dốc nhỏ.
Lượng mưa hàng năm ~1600mm, lớn hơn lượng bốc hơi nhiều.Đất bề mặt thường có độ thấm nước tốt, nhất là tại những nơi có rừng che phủ có khả năng giữ được hầu hết lượng mưa rơi, điều tiết dòng chảy và cung cấp tốt cho nước dưới đất.
Đặc điểm chung nhất là độ chứa và dẫn nước của đất đá rất không đều. Độ
Nước dưới đất trùng với cấu trúc kiến tạo nhỏ là một quan tâm lớn để cung cấp
nước cho đô thị và các điểm dân cư, nhưng chưa được đầu tư nghiên cứu chi tiết để
hiểu rõ được sự hình thành nước dưới đất và sử dụng chúng một cách hợp lý và hiệu
quả.
Sự hình thành cấu trúc xảy ra trong điều kiện chuyển động kiến tạo lặp đi lặp lại
làm cho các cấu trúc khá đa dạng cá về hình dạng và kích thước.Điều kiện địa chất
thủy văn vì thế rất phức tạp và đa dạng và được xác định bởi đặc điểm cấu tạo thành
phần thạch học của đất đá chứa nước và điều kiện hình thành nước dưới đất. Các cấu
trúc này như là hệ thống thủy động lực gồm các vùng cung cấp, lưu thơng và thốt
nước dưới đất có đặc điểm đặc trưng là đóng kín trên bình đồ và kích thước thường
khơng lớn, bao quanh chúng thường là các đất đá thấm nước kém hơn.
Nhìn chung các tầng chứa nước chính thường trùng với các đá carbonat, cát kết...
xen kẽ với các đá sét sét vôi, bột kết. Các đá carbonat chứa nước thường nứt nẻ mạnh
và phát triển hang hốc. Chiều dày các tầng chứa nước thường từ vài chục đến 100m,
đôi khi lớn hơn.
Độ giầu nước của đất đá phụ thuộc trực tiếp vào thành phần thạch học và mức độ
nứt nẻ.Sự thoát nước chủ yếu là bay hơi nước dưới đất ở các nơi tầng chứa nước xuất
lộ tại nơi chiều sâu thế nằm mực nước gần với bề mặt đất (nhỏ hơn 3,5m), và thốt ra sơng suối.Thường vùng cung cấp và thoát nước phân bố rất gần nhau, có khi trùng nhau.
Độ giàu nước rất không đều, ngay cả ở đới giầu nước nhất chúng ta cũng quan sát
thấy độ bất đồng nhất của tính thấm cao cả theo diện tích lẫn chiều sâu. Hệ số thấm dao
động trong phạm vi rất rộng, phễu hạ thấp gây nên bởi hút nước thường kéo dài theo
Một trong những đặc điểm chủ yếu nữa là trữ lượng tĩnh rất lớn và trữ lượng động bị hạn chế. Khối lượng nước chủ yếu do sử dụng trữ lượng tĩnh tự nhiên của các
tầng chứa nước.
Sự phục hồi trữ lượng khai thác được thực hiện chủ yếu bằng nước mưa ngấm, lượng thấm vào của nước mặt, sự chiếm nguồn xuất lộ ra sông suối của rước ngầm và lượng thấm xuyên từ các tầng lân cận.Để có câu trả lời chính xác cần đầu tư nghiên cứu chi tiết hơn.
Các thành tạo rất nghèo nước và cách nước trong Đệ tứ
Các thành tạo cách nước Holocen hạ - trung, trầm tích biển, hồ, đầm lầy,
hệ tầng Hải Hưng (Q1-2hh) phân bố rộng rãi chủ yếu ở huyện Gia Lâm và ở phía
Nam, Tây Nam song Hồng thuộc diện tích các huyện Thanh Oai, Thường Tín, Phú
Xuyên, Ứng Hoà, Mỹ Đức…, bao gồm sét, sét bột màu xám xanh, xán tro, xám đen
chứa tàn tích thực vật và thấu kính than bùn có nguồn gốc biển, hồ, đầm lầy, bề dày 1-
14,5m. Hệ số thấm của đất đá rất nhỏ, từ 0,004 đến 0,03m/ngày, nên có thể xếp vào
loại thấm nước rất yếu hoặc khơng thấm nước.
Các trầm tích cách nước Pleistocen thượng hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp) có
diện phân bố rộng rãi tương đối liên tục ở vùng phủ song chỉ lộ vài khoảnh nhỏ ven các chân đồi, còn lại bị phủ hoàn toàn. Chúng là tầng ngăn cách các tầng chứa nước qh ở bên trên và qp ở bên dưới. Dọc theo sơng Hồng, các trầm tích này thường bị bào mịn
hồn tồn tạo thành các “cửa sổ địa chất thủy văn”, một số nơi khác do bị vát mỏng
cũng có thể tạo thành cửa sổ địa chất thủy văn.
Thành phần đất đá của các trầm tích cách nước này là sét pha màu xám nâu, đôi chỗ chứa mùn thực vật, phần trên bị phong hố laterit kết vón có màu loang lổ. Chiều dày của trầm tích từ rất nhỏ đến 16m.
Hệ số thấm của đất đá được xác định bằng đổ nước thí nghiệm ở các hố biến đổi từ rất nhỏ đến 0,06m/ng, một số lỗ khoan bơm nước cho tỷ lưu lượng (q) từ 0.0002 đến 0.007l/sm cho thấy có thể xếp các thành tạo mơ tả vào loại thấm nước yếu, song vẫn có
thể cho nước trên mặt, nước của tầng chứa nước qh ở bên trên thấm qua để cung cấp
cho tầng qp bên dưới.
2.4 Hiện trạng khai thác và xả thải nước dưới đất 2.4.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng nước dưới đất 2.4.1 Hiện trạng khai thác và sử dụng nước dưới đất
Ở vùng thành phố Hà Nội hiện nay có 3 hình thức khai thác nước dưới đất: khai thác tập trung, khai thác đơn lẻ và khai thác cấp nước vùng nơng thơn.
2.4.1.1 Hình thức khai thác nước dưới đất tập trung
Có đặc điểm là khai thác với số lượng lớn do các cơ quan chuyên môn (các Công ty kinh doanh nước sạch) quản lý, cung cấp cho các nhu cầu ăn uống, sinh hoạt và sản
xuất. Đây là hình thức khai thác chủ yếu cung cấp phần lớn nhu cầu nước của thành
phố. Các giếng khai thác được sắp xếp theo các hình dạng khác nhau (chủ yếu là dạng
đường thẳng và diện tích) tập trung ở các khu vực riêng gọi là bãi giếng. Nước khai
thác từ giếng khoan lên là nước thô được dẫn đến nơi xử lý là nhà máy nước. Nước sau khi xử lý chuyển vào mạng phân phối đến các hộ tiêu dùng.
Hình thức khai thác nước tập trung có lịch sử phát triển lâu dài bắt đầu từ năm 1909, sau đó phát triển mạnh về số lượng bãi giếng, số lượng giếng khoan và lưu lượng khai thác.
Hiện nay đang khai thác ở trên 200 giếng khoan tập trung ở 15 nhà máy nước lớn
và 7 nhà máy nước nhỏ (còn gọi là trạm cấp nước) với tổng công suất 639.000 m3/ngày
như chi tiết thể hiện ở bảng 5 dưới đây.
Việc khai thác tập trung được thực hiện vào tầng chứa nước Pleistocen (qp) theo
nguyên nước được tiến hành rất chậm, mặc dù luật tài nguyên nước ra đời có hiệu lực
đã 12 năm, nhưng mãi đến gần đây mới tiến hành làm các thủ tục cấp giấy phép khai
thác, song đến nay mới chỉ cấp giấy phép được 16/22 bãi giếng đạt 72,7%, lưu lượng
cấp phép 232.100 m3/ngày, lưu lượng thực tế đang khai thác 340.000 m3/ngày đạt
68.2%.
Bảng 5: Tổng hợp tình hình quản lý khai thác tập trung nước dưới đất (Nguồn: Cục Quản lý tài nguyên nước) (Nguồn: Cục Quản lý tài nguyên nước)
STT Nhà máy nước
Lưu lượng, 103 m3/ngày
Ghi chú Khai thác thực tế Cấp phép