kớnh nước nhạt, TCN Pleistocen
4.2.1.1. Khỏi niệm chung
Cơ chế xõm nhập mặn là cỏc phương thức hoặc cỏch thức xõm nhập của nước mặn vào cỏc thể địa chất chứa nước nhạt trong tầng chứa hoặc thấu kớnh nước nhạt, cũng cú nghĩa là phương thức hoặc cỏch thức làm tăng nồng độ muối của nước trong TCN hoặc thấu kớnh nước nhạt.
Trong điều kiện tự nhiờn sự nhiễm mặn của nước nhạt trong TCN hoặc trong thấu kớnh nước nhạt cú thể diễn ra theo cỏc phương thức như sau:
1) Xõm nhập mặn diễn ra trong cựng TCN. Thực tế ở cỏc vựng đồng bằng chõu thổ, cỏc đồng bằng ven biển cho thấy nước trong cựng một TCN ở khu vực này chứa nhạt khu vực khỏc lại chứa nước mặn và cơ chế xõm nhập mặn xảy ra trong TCN ngay cả khi tồn tại hoặc khụng tồn tại dũng chảy.
2) Nước mặn từ cỏc TCN khỏc (nằm trờn, hoặc nằm dưới TCN nhạt), nước mặn xõm nhập vào TCN nhạt thụng qua cỏc cửa sổ ĐCTV hoặc khi cỏc TCN này cú quan hệ thủy lực với nhau. Thực tế này thường gặp ở cỏc vựng đồng bằng chõu thổ.
- Sự khuếch tỏn phõn tử nếu nước trong tầng khụng vận động, trong thực tế nước trong TCN luụn vận động; dự mức độ vận động rất nhỏ thỡ tốc độ vận động (đối lưu) cũng thường lớn hơn tốc độ khuếch tỏn rất nhiều nờn thường người ta khụng chỳ ý nhiều đến quỏ trỡnh xõm nhập mặn này;
- Hỗn hợp nước mặn và nước nhạt (do quỏ trỡnh đối lưu và phõn tỏn), cơ chế
này diễn ra do sự vận động của nước trong tầng chứa. Tốc độ vận động của nước trong tầng chứa càng lớn thỡ quỏ trỡnh xõm nhập mặn diễn ra càng mạnh. Khi tốc độ dũng chảy đủ lớn để chuyển động của nước trong tầng chuyển sang trạng thỏi chảy rối như trong cỏc hang hốc, khe nứt karst và đỏ cứng nứt nẻ thỡ sự hỗn hợp nước xảy ra rất mạnh mẽ.
3) Xõm nhập mặn diễn ra từ nước lỗ rỗng của lớp thấm nước yếu (nguồn gốc biển) nằm trờn hoặc dưới TCN (nước lỗ rỗng cú độ mặn lớn hơn nước trong tầng chứa). Cơ chế xõm nhập mặn loại này diễn ra theo cỏc quỏ trỡnh sau:
- Quỏ trỡnh khuếch tỏn: Nước trong cỏc lỗ rỗng của trầm tớch thành tạo trong
mụi trường biển cú độ muối lớn hơn nước trong TCN, nờn xảy ra quỏ trỡnh khuếch tỏn muối từ nước lỗ rỗng đến nước nhạt trong TCN. Quỏ trỡnh này dẫn đến làm giảm nồng độ muối trong nước lỗ rỗng của lớp thấm nước yếu theo quy luật độ muối giảm dần theo hướng đến mặt tiếp xỳc giữa 2 tầng và làm mặn dần TCN.
- Quỏ trỡnh phõn dị trọng lực: Trong cỏc trường hợp lớp thấm nước yếu nằm
trờn TCN, do nước lỗ rỗng cú nồng độ muối cao hơn, cú khối lượng riờng và tỷ trọng lớn hơn nước nhạt nờn quỏ trỡnh phõn dị trọng lực sẽ diễn ra. Quỏ trỡnh này làm tăng nồng độ muối của nước nhạt trong TCN. Đõy chớnh là xõm nhập mặn do ảnh hưởng của tỷ trọng chất lỏng (density flow). Quỏ trỡnh này phụ thuộc vào gradien nồng độ và hệ số thấm nước của lớp thấm nước yếu bị mặn.
- Quỏ trỡnh trầm nộn: Do tỏc động của ỏp lực địa tĩnh cỏc tầng trầm tớch bị ộp
nộn làm cho thể tớch của chỳng giảm đi làm cho nước mặn trong lỗ hổng của lớp thấm nước yếu thoỏt ra và dịch chuyển vào TCN.
4) Xõm nhập mặn do cỏc hoạt động nhõn tạo, cỏc hoạt động nhõn tạo dẫn đến sự xõm nhập mặn rất nhanh và thường tạo nờn sự hỗn hợp của nước mặn với nước
trong tầng chứa. Cỏc hoạt động nhõn tạo thường xảy ra do quỏ trỡnh khai thỏc nước nhạt, hoặc do quỏ trỡnh thải nước mặn, nước thải vào TCN.
4.2.1.2. Định hướng nghiờn cứu cơ chế xõm nhập mặn NDĐ trong trầm tớch Đệ tứ vựng Nam Định
Trờn cơ sở tham khảo cỏc nghiờn cứu cơ chế xõm nhập mặn trờn thế giới và ở Việt Nam cho thấy định hướng nghiờn cứu phự hợp khi làm rừ được cỏc yếu tố sau:
1) Trong vựng nghiờn cứu tồn tại những nguồn mặn nào?
2) Phõn bố của cỏc nguồn mặn này ở đõu so với TCN nghiờn cứu?
3) Ảnh hưởng của cỏc nguồn mặn đến cỏc TCN?
Cỏc kết quả nghiờn cứu địa chất, ĐCTV, thủy địa húa, cũng như lịch sử phỏt triển địa chất, ĐCTV cho thấy, vựng Nam Định tồn tại 3 nguồn mặn chớnh là:
- Nước mặn phõn bố trờn bề mặt (biển và cửa sụng); - Nước mặn nằm trong cựng TCN Pleistocen;
- Nước mặn trong lớp thấm nước yếu nguồn gốc biển nằm bờn trờn TCN Pleistocen.
Thấu kớnh nước nhạt trong Pleistocen tiếp xỳc trực tiếp với hai nguồn mặn là: nguồn trong cựng TCN Pleistocen và trong lớp thấm nước yếu nguồn gốc biển nằm bờn trờn. Ngoài ra, nguồn mặn giỏn tiếp trờn mặt là nước biển, đúng vai trũ duy trỡ nguồn mặn cho lớp sột biển khi hai nguồn mặn này tiếp xỳc với nhau.
Chớnh vỡ vậy, nghiờn cứu này sẽ đỏnh giỏ ảnh hưởng của hai nguồn mặn tiếp xỳc trực tiếp với thấu kớnh nước nhạt trong TCN Pleistocen.