2. Tổng quan về các phương pháp đánh giá tính tổn thươngcủa các tầngchứa
2.4. Phương pháp GALDIT
Phương pháp GALDIT là một trong các phương pháp xác định chỉ số đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của tầng chứa nước ven biển đối với xâm nhập mặn. GALDIT được cấu tạo từ những chữ cái đầu tiên của nhóm các nhân tố ảnh hưởng đến kiểm sốt q trình xâm nhập mặn được giả định bởi Lobo-Ferreira (2007), với các thành phần:
+ G - (Groundwater Occurrence or Aquifer Type): Loại tầng chứa nước; + A - (Aquifer Hydraulic Conductivity): Hệ số thấm của tầng chứa nước;
+ L - (Height of Groundwater Level above Sea Level): Cốt cao mực nước dưới đất;
+ D - (Distance from the Shore): Khoảng cách từ đường bờ biển đến vị trí nghiên cứu;
+ I - (Impact of existing status of Sea Water Intrusion): Hiện trạng ảnh hưởng của xâm nhập mặn;
+ T - (Thickness of Aquifer): Chiều dày tầng chứa nước;
Mỗi nhân tố được đánh giá dựa vào tính chất của chúng và mức độ nhạy cảm với sự tác động của xâm nhập mặn của nước biển, các nhân tố được đánh giá theo điểm từ 2.5 (mức độ tổn thương thấp nhất), 5, 7.5, 10 (mức độ tổn thương cao nhất). Tùy theo mức độ quan trọng các nhân tố sẽ được nhân với các trọng số. Giá trị của các trọng số này được xác định từ 1 (nhân tố ít quan trọng nhất) tới 4 (nhân tố quan trọng nhất). Chỉ số tổn thương cuối cùng GALDIT là tổng điểm số của 6 nhân tố trên và được xác định theo công thức:
(W1 X G) + (W X A) + (W X L) + (W4 X D) + (W5 XI) + (W6 X T) GALDlỉ Index 6 ỉ W 1 Trong đó:
W1, W2, ..., WĨ: Lần lượt là trọng số của các nhân tố
G, A, L, D, I, T: Lần lượt là điểm số tương ứng cho từng nhân tố
Chỉ số tổn thương cuối cùng GALDIT có giá trị biến đổi từ 2.5 đến 10 và được chia ra thành 3 mức tổn thương: tổn thương cao (>7.5), tổn thương trung bình (5 đến 7.5), và tổn thương thấp (<5). Chỉ số tổn thương càng cao thì mưc độ tổn thương của
tầng chứa nước do tác động xâm nhập mặn của nước biển càng cao.
Đánh giá mức độ
tổn thương và trọng số của các nhân tố được sử dụng trong phương pháp GALDIT
được trình bày trong bảng sau:
Bảng 1.2. Các nhân tố GALDITvà trọng số trong nghiên cứu của Lobo-Ferreira
Điểm Loại tầng chứanước Hệ số thấmtầng chứa Cốt caomực nước
Khoản g cách
Hiện trạng ảnh hưởng của xâm
nhập mặn Bề dày tầngchứa nước nước (m d-1) (m) bờ biển (m) Cl- / [HCO3- + CO32-] a EC (pS cm-1) (mg lCl-1) (đới bão hịa) (m) 10 nước có ápTầng chứa > 40 < 1 < 500 > 2 > 1,000 > 200 > 10 7.5 nước không ápTầng chứa 10-40 1-1.5 500-700 1.5 - 2 1,000800- 100-200 7.5 - 10 5 nước có áp cóTầng chứa
thấp xuyên
5-10 1.5-2 1000700- 1 - 1.5 400-800 25-100 5 - 7.5 2.5 nước bán vôTầng chứa
hạn b < 5 > 2 > 1000 < 1 < 400 < 25 < 5 Trọng
số 1 3 4 4 1 2
Các nhân tố thể hiện hiện trạng xâm nhập mặn được đánh giá phân loại dựa vào tiêu chuẩn nước uống, EC < 2,500 pScm-1 and Cl < 250 mg l-1 do WHO đưa ra năm 2011. Nồng độ Cl trong nước ngầm thường được phân ra < 50, 50-100, 100-200, và > 200 mg l-1 tương ứng với các điểm số đánh giá 2.5, 5, 7.5, 10. Theo báo cáo của Măkinen (2008) dựa vào vị và các đặc tính gây ăn mịn, nồng độ Cl trong nước ngầm nên <25 mg l-1 để ngăn ngừa sự ăn mịn vật liệu làm ống dẫn. Bên cạnh đó, Bộ xã hội và y tế Phần Lan khuyến cáo nồng độ Cl trong nước uống nên <100 mg l-1 sẽ tốt cho con người. Do đó, trong bảng 1 chúng tơi sử dụng nồng độ Cl trong nước ngầm là 25 mg l-1 (thay vì 50 mg l-1) được sử dụng làm ngưỡng tối thiểu của việc phân loại đánh giá [6],[7].
2.5. Các phương pháp đã áp dụng ở Việt Nam
Tại Việt Nam, các cơng trìnhnghiên cứu đã áp dụng các phương pháp đánh giá mức độ dễ tổn thương do XNM đã được nghiên cứu và áp dụng trên thế giới để áp dụng đánh giá cho một vùng cụ thể tại Việt Nam. Một số chuyên gia và nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp DRASTIC để đánh giá cho tầng chứa nước Holocen được thực hiện trong các đề tài như sau:
- Trường đại học mỏ địa chất: Đề tài dự báo khai thác bền vững nguồn nước ngầm thành phố Đà Nằng trên cơ sở điều tra chất lượng, trữ lượng , hiện trạng ô nhiễm và khả năng tự bảo vệ nước đưới dất, năm 2006.
- Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, năm 2006 của Nguyễn Đình Tiến, Hồng Ngơ Từ Do: Đánh giá độ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất ở thành phố Huế và vùng phụ cận.
- Bùi Trần Vượng, Ngô Đức Chân, Nguyễn Xuân Nhạ, Phạm Văn Hùng, Nguyễn Thị Hường, 2004: Xây dựng bản đồ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất tỉnh Đồng Nai. Báo cáo HTKH nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực các KHTĐ phục vụ phát triển bền vững KT-XH khu vực Nam Bộ. TP Hồ Chí Minh, tr 357 - 366.
Phương pháp GOG đã được Đoàn Văn Cánh và các cộng sự sử dụng trong đề tài “Nghiên cứu đề xuất các tiêu chí và phân vùng khai thác bền vững, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng Nam Bộ” năm 2015 [19].
2.6. Đánh giá, nhận xét, lựa chọn phương pháp
Tóm lại, trên thế giới hiện nay đã có nhiều phương pháp đánh giá mức độ tổn thương cho các tầng chứa nước. Tuy nhiên, phương pháp phù hợp nhất để đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn là phương pháp GALDIT với các nhân tố liên quan nhiều nhất đến hoạt động xâm nhập mặn của nước biển vào các tầng chứa nước ven biển. Vì vậy, phương pháp GALDIT đã được sử dụng trong luận văn này để đánh giá mức độ dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn của các tầng chứa bở rời Đệ Tứ nước ven Ninh Thuận.
3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu
3.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội3.1.1. Vị trí địa lý 3.1.1. Vị trí địa lý
Ninh Thuận là một tỉnh ven biển thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ của Việt
Namđược giới hạn từ vĩ tuyến 11o18'28" đến vĩ tuyến 11o50'52" (vĩ Bắc); Từ kinh tuyến 108o45'19" (kinh đơng) đến sát bờ biển Đơng (xem hình 1.4).
Nghiên cứu này tập trung vào khu vực ven biển của Ninh Thuận bao gồm các xã:Xã Bắc Sơn, Bắc Phong, Công Hải thuộc huyện Thuận Bắc; xã Vĩnh Hải, Nhơn Hải, Tri Hải, Phương Hải, Hộ Hải, Tân Hải và thị trấn Ninh Hải thuộc huyện Ninh Hải; Xã Văn Hải, Mỹ Hải, phường Mỹ Đông và Đông Hải thuộc thị xã Phan Rang- Tháp Chàm; Xã An Hải, Phước Diêm, Phước Dinh, Phước Sơn, Phước Nam, Nhị Hà, Phước Hữu, Phước Hậu thuộc huyện Ninh Phước, và một số xã thuộc huyện Ninh Sơn.
Hình 1.4. Sơ đồ khu vực nghiên cứu [20] 3.1.2. Địa hình địa mạo
Tỉnh Ninh Thuận được bao bọc bởi ba mặt là núi và một mặt là biển. Phía Tây, phía Bắc và Đông Bắc là vùng núi. Ở giữa và ven biển là các đồng bằng chuyển tiếp thấp dần từ Bắc và Tây Bắc xuống Đơng Nam. Phía Bắc và phía Tây thuộc huyện Bác Ái và Ninh Sơn là những nơi có địa hình cao nhất tồn tỉnh. Địa hình của tỉnh Ninh Thuận có 3 dạng chủ yếu sau:
Địa hình đồi núi thấp
Là địa hình chuyển tiếp giữa đồi núi thấp trung bình xuống đồng bằng ven biển, gồm đồi gị bán sơn địa, độ cao tuyệt đối từ 50 - 400m, khoảng 480km2. Đặc điểm các đồi gò là đỉnh tròn, sườn thoải, núi thấp xen kẽ với thung lũng sông suối nhỏ và nghiêng dần ra biển.
Độ cao tuyệt đối dưới 50m, là phần cịn lại. Gồm có đồng bằng Phan Rang vàcồn cát ven biển phân bố dọc theo bờ biển và các vũng vịnh ven bờ thuộc địa phận các xã ven biển của huyện Ninh Hải, Ninh Phước. Đặc điểm của địa hình này là bằng phẳng, giao thơng thuận tiện. Thành phần các tích tụ tạo nên đồng bằng và cồn cát ven biển chủ yếu là trầm tích Đệ Tứ, rất đa dạng về nguồn gốc và thành phần vật chất.
3.1.3. Mạng thủy văn
Khu vực nghiên cứu có nguồn nước mặt hạn chế, lượng mưa ít, lượng bốc hơi lớn. Điều tiết nguồn nước đóng vai trị đặc biệt quan trọng đối với phát triển nông nghiệp và các ngành kinh tế khác.
Sông suối trong địa bàn khá phát triển và phân bố tương đối đồng đều. Đặc điểm chung là các sông, suối đều bắt nguồn từ phía Đơng dãy Trường Sơn, chảy theo hướng Đơng rồi đổ ra biển Đơng. Nhìn chung các sơng thường ngắn, độ dốc lưu vực 7 - 15o.
Tuy hệ thống sông suối ở Ninh Thuận tương đối nhiều, nhưng phần lớn sơng có lưu vực nhỏ, lịng sơng hẹp, ngắn, nguồn nước khơng dồi dào, nhiều sơng suối khơng có nước vào mùa khô.
- Hệ thống sông Cái Phan Rang
Sông Cái Phan Rang cịn gọi là sơng Cái, sơng Kinh Dinh hay sơng Dinh nếu tính cả phụ lưu các sơng nhánh là các sông Mê Lam, sơng Sắt, sơng Ơng, sơng Chá, sơng Lu và sơng Quao thì hệ thống sơng Cái Phan Rang có tổng chiều dài 246 km, diện tích lưu vực khoảng 3.000 km2, với trữ năng thủy điện trên hệ thống sơng Cái khoảng 20 nghìn KW.
Sơng Cái Phan Rang bắt nguồn từ các dãy núi Som Gung, núi Già Lục phía Bắc tỉnh, thuộc địa phận huyện Bác Ái, tiếp giáp với Khánh Hịa. Sơng chảy theo hướng Bắc - Nam, uốn lượn quanh co qua núi Hịn Rịa và xã Phước Bình chảy theo hướng Tây Nam qua Phước Bình tiếp tục chảy theo hướng Bắc - Nam qua các xã Phước Hòa (huyện Bác Ái), Quảng Sơn, Mỹ Sơn, Nhơn Sơn đến xã Phước Vinh (huyện Ninh Sơn) đổi hướng chảy Tây Bắc - Đông Nam qua các xã Phước Sơn, Phước Hải, Phước Thuận (Ninh Phước), Mỹ Hải (Phan Rang), An Hải (Ninh Phước) rồi đổ ra biển Đông ở cửa Đông Hải.
Chế độ dịng chảy của sơng Cái phân phối theo hai mùa rõ rệt. Lưu lượng mùa kiệt chỉ đạt 3,35 m3/s. Vào cuối mùa khơ, sơng Cái nhiều nơi trơ lịng, trơ đáy và nhiều đoạn, đặc biệt là ở hạ lưu, nước khơng chảy. Ngồi ra, sơng Cái cịn bị chi phối mạnh mẽ bởi chế độ xả nước của Nhà máy thủy điện Đa Nhim.
Lưu vực sơng Cái có hai mùa lũ là lũ chính vụ từ tháng 9 đến 11, và lũ phụ từ tháng 6 đến tháng 7. Phân phối dòng chảy trong năm theo phân phối đại biểu trung bình và tổ hợp bất lợi với tần suất 75 % của lưu vực sơng Cái tại trạm Tân Mỹ (tính cả lượng nước của Đa Nhim).
Dòng chảy mùa cạn là đặc trưng hết sức quan trọng đối với lưu vực sông Cái, đặc biệt là vùng hạ lưu có lượng mưa nhỏ nhất nước.
Khu vực cửa sông Cái nước bị nhiễm mặn. Đoạn từ xã Nhơn Sơn lên phía thượng lưu có tổng khống hóa thấp, có thể sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt. Vào mùa khơ, nước trung tính, pH dao động từ 7,17 đến 8,08. Hàm lượng Clo trong nước thấp, dao động trong khoảng 7 đến trên 30 mg/l. Loại hình hóa học của nước chủ yếu là nước hỗn hợp bicarbonat - natri - calci, bicarbonat - clorur - natri - calci và bicarbonat - natri. Đoạn chảy qua các xã Phước Hòa, Quảng Sơn, Mỹ Sơn, Nhơn Sơn sơng có mức độ uốn khúc lớn, xâm thực bờ xảy ra khá phổ biến và tương đối mạnh.
- Hệ thống các sông độc lập
Hệ thống các sơng độc lậptrong đó đáng chú ý là các sông:
- Sông Bà Râu phát nguồn ở độ cao 200 m, chảy ra cửa Ninh Chữ. Các đặc trưng hình thái chính của lưu vực là: diện tích lưu vực 250 km2, độ dài sơng chính 26 km, độ dài lưu vực 16 km, độ rộng bình quân 5,6 km.
- Sơng Trâu, ở phía bắc Ninh Hải, diện tích lưu vực khoảng 66 km2, chảy từ hồ Sông Trâu (xã Công Hải) ra suối Dâu rồi đổ ra biển tại vịnh Cam Ranh.
- Sông Quán Thẻ (Suối Tre) bắt nguồn từ dãy núi Tà Lan, đổ ra eo biển Cà Ná. Sơng có diện tích lưu vực khoảng 79 km2, độ dài sơng chính 11 km, độ dài lưu vực 10,8 km, độ cao bình qn lưu vực 201,7m. Lưu vực sơng này cũng thuộc vùng mưa bé nên lượng nước ít.
Cịn lại một số sơng suối nhỏ khác thường ngắn và dốc đổ thẳng ra biển. Mùa khô hầu hết các sông suối nhỏ này thường cạn kiệt.
- Hệ thống thủy lợi
Hệ thống thủy lợi Kênh Bắc và Kênh Nam lấy nước từ đập Nha Trinh trên sông Dinh. Đây là hệ thống thủy lợi rất hiệu quả đối với sản xuất nông nghiệp cũng như việc bổ cập trữ lượng cho nước dưới đất.
Ngồi ra, khu vực nghiên cứu có một hệ thống kênh mương nội đồng rộng khắp các đồng bằng lớn nhỏ, đặc biệt là ở khu vực miền núi và vùng sâu, vùng xa. Các hệ thống kênh mương này đón nước thủy lợi từ các đập dâng, hồ chứa và nước điều tiết của nhà máy thủy điện Đa Nhim.
-Các hồ
Khu vực nghiên cứu có hồ tự nhiên lớn là đầm Nại, song đây lại là hồ nước mặn có chế độ thủy triều của biển Đơng (chế độ nhật triều).
Khu vực nghiên cứu có khoảng 12 hồ nước ngọt lớn, điển hình là các hồ: Sơng Trâu, Cho Mo, Phước Trung, Bàu Zôn, Suối Lớn, Bầu Ngư, Phước Nhơn, Sơng Cái, Tân Mỹ, Thành Sơn, Ơng Kinh (bảng 1.3).
Bảng1.3. Thống kê các hồ nước ngọt [20]
TT Hồ Xã Huyện Diện tíchlưu vực (km2)
Dung tích (106m3)
Ghi chú 1 Sơng Trâu Cơng Hải Ninh Hải 31,53
2 Cho Mo Mỹ Sơn Ninh Sơn 77,00 8,795 3 Phước Trung Phước Trung Bác Ái 16,60 2,347 4 Bàu Zôn Phước Hữu Ninh Phước 17,30 1,658 5 Suối lớn Phước Nam Ninh Phước 8,00 1,103 6 Bầu Ngư Phước Dinh Ninh Phước 1,60 7 Phước Nhơn Phước Trung Bác Ái 11,30 0,780 8 Sông Cái Mỹ Sơn Ninh Sơn 773,00 97,800
9 Tân Mỹ Mỹ Sơn Ninh Sơn 3,700 Đập dâng
10 Tân Mỹ Mỹ Sơn Ninh Sơn 1200,00 60,000 11 Thành Sơn Xuân Hải Ninh Hải 30,00 1,760 12 Ông Kinh Xuân Hải Ninh Hải 6,50 0,811
Nhìn chung, do tổng lượng dịng chảy thấp và hệ thống đầm hồ nghèo nàn nên càngvề gần cuối mùa khô thì hầu hết các sơng suối trong vùng đều cạn kiệt, các sơng lớn lượng dịng chảy suy giảm mạnhvà các hồ đều ở dưới mực nước chết. Ngồi ra, sơng Cái Phan Rang, con sông lớn nhất vùng, lại chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ điều tiết bởi Nhà máy thủy điện Đa Nhim. Thủy điện Đa Nhim cung cấp mỗi năm hơn 550 triệu m3 nước phục vụ tưới tiêu cho hơn 20.000 ha canh tác của tỉnh Ninh Thuận.
3.1.4. Đường bờ biển
Bờ biển Ninh Thuận dài 105 km với vùng lãnh hải rộng khoảng 18.000 km2 có 3 cửa biển lớn là Đông Hải, Cà Ná và Khánh Hải. Bờ biển Phan Rang có đường bờ cân bằng động khơng ổn định. Về lâu dài, đường bờ ở Ninh Thuận sẽ có khuynh hướng xói lở khơng phải chỉ ở phía bãi trên mà cịn ở phía bãi dưới.
Chế độ thủy triều của biển Ninh Thuận là chế độ nhật triều không đều với số ngày nhật triều trong tháng chiếm 12 - 16 ngày. Những ngày triều cường biên độ triều có thể đạt tới 1,5 - 2m.
Ngồi khơi biển Đơng của khu vực Ninh Thuận có hai dịng hải lưu đối ngược nhau di chuyển gần bờ qua vùng biển này. Trong đó có một dịng nóng di chuyển từ phía Nam và một dịng lạnh từ phía Bắc xuống. Vị trí của hai dòng này đã quyết định khá lớn đến chi phối mưa từ biển vào Ninh Thuận. Dòng biển lạnh di chuyển gần bờ, trong khi đó dịng biển nóng di chuyển ở ngồi, làm cản trở q trình tạo mưa cho khu vực đất liền.
Do ảnh hưởng của triều dẫn đến sự xâm nhập của nước biển vào tầng chứa nước nên ven biển Ninh Thuận nước dưới đất thường bị nhiễm mặn. Những vùng thấp, trũng gần cửa biển sự xâm nhập mặn diễn ra thường xuyên với cường độ mạnh mẽ hơn. Phần lớn diện tích của đồng bằng Phan Rang - Tháp Chàm, nước dưới đất bị nhiễm mặn, trừ nước tồn tại trong các dải cồn cát cao ven biển. Tổng khống hóa của nước tăng dần từ rìa đồng bằng ra vùng cửa sơng ven biển.
Ngồi ra, khu vực từ vịnh Phan Rang có hiện tượng nước trồi xẩy ra. Nguyên