Nguyên tắc phân vùng động thái nước dưới đất- 123docz.net

Chương 3. PHÂN VÙNG VÀ ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG THÁI NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙNG DUYÊN HẢI ĐÀ NẴNG - QUẢNG NGÃI

3.1. Nguyên tắc phân vùng động thái nước dưới đất

Hiện nay, có nhiều cách phân vùng ĐT NDĐ, đặc biệt là nước ngầm. Có tác giả phân vùng theo một điều kiện hoặc nhân tố hình thành ĐT. Có tác giả phân vùng theo ảnh hưởng tổng hợp của các điều kiện và nhân tố đến ĐT NDĐ. Theo hướng thứ nhất có M. A. Smid, O. I. Ingievatov, N. K. Ignatovic và G. Iu. Ixraphilov... Trong thực tế khi nghiên cứu ĐT NDĐ có nhiều tác giả đề nghị phải kết hợp giữa phân loại và phân vùng ĐT. Đơn vị lớn nhất trong phân loại ĐT NDĐ là kiểu ĐT. Các kiểu ĐT đƣợc đặc trƣng bởi những nét tổng quát và khác nhau rõ ràng về đặc điểm ĐT. Trong phân vùng nó đặc trƣng cho một đới ĐT. Mỗi kiểu ĐT đƣợc chia ra các phụ kiểu. Còn trong phân vùng, mỗi đới có thể chia ra các phụ đới. Dưới phụ kiểu là lớp ĐT, tương ứng với một miền ĐT. Trong mỗi lớp ĐT lại chia ra phụ lớp, tương ứng với một vùng. Mỗi phụ lớp có thể chia ra các dạng và tương ứng với khu trong phân vùng. Trong mỗi dạng lại chia ra phụ dạng, tương ứng với khoảnh ĐT.

Nhƣ vậy, theo điều kiện và nhân tố hình thành ĐT có thể phân ra: Kiểu, phụ kiểu, lớp, phụ lớp, dạng, phụ dạng ĐT NDĐ. Tương ứng với phân loại ĐT nêu trên trong phân vùng là: Đới, phụ đới, miền, vùng, khu, khoảnh. Tuy nhiên sau khi nghiên cứu kỹ điều kiện và các nhân tố hình thành ĐT NDĐ vùng duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi trong chương 2, chúng tôi nhận thấy vùng duyên hải Đà Nẵng - Quảng

Ngãi có nét đặc thù riêng. Mặt khác đối tƣợng nghiên cứu của công trình này chỉ giới hạn trong phạm vi hẹp là trầm tích Đệ Tứ, có chiều sâu phân bố không lớn do đó chúng tôi chọn nguyên tắc phân vùng ĐT theo các nhân tố hình thành ĐT NDĐ, tức là theo điều kiện khí tượng, thủy văn, thủy triều và nhân tạo (khai thác nước).

Các đơn vị phân vùng ĐT NDĐ ở vùng duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi đƣợc xác định là: Vùng ĐT - Khu ĐT - Khoảnh ĐT. Nguyên tắc phân vùng đƣợc xây dựng dựa trên các chỉ tiêu tổng quát sau (bảng 3.1).

Bảng 3.1 Đơn vị và chỉ tiêu phân vùng theo nhân tố hình thành ĐT NDĐ Đơn vị phân

vùng Chỉ tiêu phân vùng Ký hiệu

Vùng Sự nổi trội của các nhóm nhân tố

hình thành ĐT NDĐ A, B,...

Khu Sự nổi trội của một nhân tố hình

thành ĐT NDĐ I, II, III,...

Khoảnh

Sự đan xen của các nhân tố phụ hình thành ĐT NDĐ hoặc mức độ tác động của các nhân tố hình thành ĐT NDĐ

1, 2, 3,...

Các tiêu chí và căn cứ cụ thể để phân vùng ĐT NDĐ đƣợc xác định nhƣ sau:

1. Vùng ĐT: là đơn vị phân vùng lớn nhất, cơ sở để phân chia dựa vào nhóm các nhân tố hình thành nên ĐT NDĐ.

Nhƣ đã biết các nhân tố hình thành nên ĐT là yếu tố quyết định đặc điểm, quy luật ĐT NDĐ. Các nhân tố hình thành ĐT NDĐ đƣợc chia thành hai nhóm chính là tự nhiên và nhân tạo (các nhân tố nội sinh chƣa đƣợc nghiên cứu và quan sát thấy ở vùng duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi). Dựa vào tác động chủ yếu đến NDĐ của hai nhóm nhân tố cơ bản này, ĐT NDĐ đƣợc phân ra vùng ĐT tự nhiên và vùng ĐT bị phá huỷ.

Cơ sở để phân vùng ĐT bị phá huỷ dựa trên các tiêu chí chủ yếu sau:

- Phân tích ảnh hưởng các nhân tố nhân tạo bao gồm sự tồn tại của các hoạt động kinh tế của con người trong đó có các hoạt động làm tăng lên lượng cung cấp cho NDĐ như tưới, xây hồ chứa và các công trình thuỷ lợi,.. các hoạt động làm tăng lượng thoát như khai thác nước, tháo khô và mức độ tác động của chúng đến ĐT NDĐ.

- Phân tích đặc điểm ĐT NDĐ, sự biến dạng ĐT tự nhiên NDĐ.

- Phân tích hàm điều hoà để xác định chu kỳ dao động mực NDĐ trong tự nhiên và khi bị phá huỷ. Xác định và so sánh mối tương quan giữa các nhân tố tự nhiên với ĐT NDĐ trong vùng bị phá huỷ.

- Trên bình diện ranh giới vùng đƣợc xác định nhƣ sau: Đối với vùng có hoạt động làm tăng lượng thoát nước, ranh giới được xác định nhờ đặc trưng khép kín của đường thuỷ đẳng cao và thuỷ đẳng áp. Trong đường này dòng chảy là phẳng - toả tụ, ở ngoài là song - phẳng. Đối với vùng có hoạt động làm tăng lên lƣợng cung cấp cho NDĐ đƣợc xác định trên cơ sở mức độ tăng lên của NDĐ so với thời điểm hạ thấp độc lập tự nhiên của NDĐ.

Vùng ĐT tự nhiên là vùng còn lại mà trong đó ĐT NDĐ tự nhiên không hoặc chƣa bị phá huỷ.

2. Khu ĐT: là đơn vị tiếp theo đƣợc phân chia trên cơ sở phân tích một nhân tố hình thành ĐT nổi trội trong nhóm các nhân tố ảnh hưởng đến ĐT NDĐ.

Trong vùng động thái bị phá huỷ dựa trên một nhân tố chính hình thành ĐT NDĐ có thể chia ra khu động thái bị phá huỷ do khai thác nước.

Trong vùng ĐT tự nhiên có thể chia ra các khu ĐT nhƣ: khu động thái khí tƣợng, khu động thái thuỷ văn, khu động thái thuỷ triều. Các khu ĐT này đƣợc phân chia dựa trên các tiêu chí chủ yếu sau.

- Khu ĐT thuỷ triều: ĐT NDĐ phải có chu kỳ dao động ngày, nửa tháng tương tự như dao động của thuỷ triều.

- Khu động thái thuỷ văn đƣợc xác định dựa trên các tiêu chí sau:

+ Có các nguồn nước mặt, là các dải ven nguồn nước mặt như sông, hồ.

+ Có cấu trúc ĐC-ĐCTV thuận lợi (mức độ cắt vào tầng chứa nước).

+ Có sự cung cấp của nước mặt cho NDĐ (vào mùa lũ hay quanh năm) được xác định bởi dải nước dâng.

+ Có mối quan hệ thuỷ lực, có mối tương quan chặt chẽ giữa sự dao động của mực nước mặt và NDĐ. Mối tương quan này được xác định trên cơ sở xác lập mô hình hồi quy tuyến tính bội giữa NDĐ với các nhân tố tự nhiên khác để so sánh, loại trừ những biến không ảnh hưởng.

- Khu ĐT khí tƣợng đƣợc xác định dựa trên các tiêu chí sau:

+ Có cấu trúc ĐC-ĐCTV thuận lợi cho NDĐ nhận đƣợc sự cung cấp thấm từ mƣa hay bốc hơi đi.

+ Phân tích, so sánh sự biến đổi (dao động đồng pha, lệch pha; biên độ dao động; tốc độ dâng hạ mực NDĐ,...).

+ Có mối tương quan giữa NDĐ với nhân tố khí tượng.

3. Đơn vị phân vùng tiếp theo là khoảnh ĐT. Đối với vùng ĐT tự nhiên, khoảnh được phân chia trên cơ sở phân tích các nhân tố phụ ảnh hưởng tới ĐT NDĐ. Đối với vùng ĐT bị phá huỷ khoảnh đƣợc phân chia dựa vào mức độ tác động của các nhân tố nhân tạo để phân ra: khoảnh bị phá huỷ mạnh và bị phá huỷ yếu. Đối với vùng có hoạt động làm tăng lƣợng thoát ranh giới giữa khoảnh bị phá huỷ mạnh và yếu là đường có cốt cao mực nước bằng “0 m”. Đối với vùng có hoạt động làm tăng lượng cung cấp, đặc trưng cho phá huỷ mạnh là xu hướng tăng liên tục mực NDĐ; còn phá huỷ yếu, sự tăng lên mực nước làm biến dạng ĐT tự nhiên chỉ xảy ra vào một số thời điểm nhất định.

3.2. Phân vùng động thái NDĐ ở vùng duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi

Trên cơ sở tổng hợp các sơ đồ phân vùng ĐT NDĐ, chúng tôi dự kiến sơ đồ phân vùng ĐT NDĐ vùng Đà Nẵng - Quảng Ngãi nhƣ sau (bảng 3.2).

Bảng 3.2. Phân vùng ĐT NDĐ theo nhân tố hình thành ĐT Tầng

chứa nước

Vùng ĐT

Khu ĐT

Khoảnh

ĐT Căn cứ phân vùng

Tầng chứa nước Holocen

(qh)

Vùng ĐT tự nhiên (A)

Khu ĐT khí

tƣợng (A-I)

Khoảnh ĐT khí

tƣợng

Các khu vực có mối quan hệ giữa yếu tố khí tƣợng (lƣợng mƣa) và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT2a-QN có phương trình 3.1, hệ số tương quan R

= 0,9 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khu ĐT thuỷ

văn (A-II)

Khoảnh ĐT thuỷ văn-khí

tƣợng (A-II.1)

Các khu vực ven sông có mối quan hệ giữa mực nước sông và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT7a- QD, QT16a-QD, QT8a-QD…có phương trình 3.2 - 3.7, hệ số tương quan R = 0,75 - 0,83 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khu ĐT triều (A-III)

Khoảnh ĐT triều-khí

tƣợng (A-III.1)

Các khu vực ven biển có mối quan hệ giữa mực nước triều và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT3a- QD, QT9a-QN, QT12-QD có phương trình 3.8 - 3.10, hệ số tương quan R = 0,77 - 0,79 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khoảnh ĐT triều- thuỷ văn (A-III.2)

Các khu vực cửa sông ven biển có mối quan hệ giữa mực nước sông và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT1-QD, QT9-QD,… có phương trình 3.11 - 3.14, hệ số tương quan R = 0,7 -

0,83 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Vùng ĐT phá hủy (B)

Khu ĐT phá hủy

Khoảnh ĐT phá

hủy

Các khu vực khai thác nước tập trung đã xuất hiện các phễu hạ thấp mực nước dưới đất.

Tầng chứa nước Pleistocen

(qp)

Vùng ĐT tự nhiên (A)

Khu ĐT khí

tƣợng (A.I)

Khoảnh ĐT khí

tƣợng

Các khu vực có mối quan hệ giữa yếu tố khí tƣợng (lƣợng mƣa) và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT13b- QD, QT17-QD,… có phương trình 3.15 - 3.18, hệ số tương quan R = 0,71 - 0,74 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khu ĐT thuỷ

văn (A.II)

Khoảnh ĐT thuỷ

văn

Các khu vực ven sông có mối quan hệ giữa mực nước sông và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT11b- QD, QT16b-QD, QT8a-QD…có phương trình 3.19 - 3.21, hệ số tương quan R = 0,78 - 0,82 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khu ĐT triều (A.III)

Khoảnh ĐT triều (A.III.1)

Các khu vực ven biển có mối quan hệ giữa mực nước triều và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan QT7a- ND, QT7b-QN có phương trình 3.23 - 3.24, hệ số tương quan R = 0,71 - 0,72 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Khoảnh ĐT triều -thuỷ

Các khu vực cửa sông ven biển có mối quan hệ giữa mực nước sông và mực NDĐ là chặt chẽ (tại khu vực lỗ khoan

văn (A.III.2)

QT4b-QN có phương trình 3.25, hệ số tương quan R = 0,81 và các khu vực có điều kiện tương tự).

Vùng ĐT phá hủy (B)

Khu ĐT phá hủy

Khoảnh ĐT phá

hủy

Các khu vực khai thác nước tập trung đã xuất hiện các phễu hạ thấp mực nước dưới đất.

3.2.1. Phân vùng ĐT NDĐ tầng chứa nước Holocen (qh)

Tầng chứa nước Holocen (qh) có diện phân bố rộng khắp vùng nghiên cứu, đây là tầng chứa nước nằm trên cùng nên chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hai nhóm nhân tố là tự nhiên và nhân tạo. Sự ảnh hưởng này đã được chứng minh trong chương 2. Dựa vào nguyên tắc và các tiêu chí phân vùng ĐT đã nêu trên có thể phân tầng chứa nước ra hai vùng ĐT tự nhiên và vùng ĐT bị phá huỷ, tuy nhiên do mạng quan trắc khu vực duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi còn mới (tôi mới có tài liệu quan trắc năm 2011 và 2012) nên chƣa đủ cơ sở để phân vùng ĐT phá hủy. Vì vậy, mặc dù tôi đã phân tầng chứa nước theo hai vùng ĐT tự nhiên và ĐT phá hủy nhƣng vùng ĐT phá hủy chỉ có tính cục bộ.

3.2.1.1. Vùng động thái tự nhiên (A):

Phân bố ở hầu hết diện tích của tầng chứa nước, ở đó ĐT NDĐ không bị phá huỷ, chủ yếu ảnh hưởng bởi các nhân tố tự nhiên, đôi nơi cũng bị tác động bởi các yếu tố nhân tạo nhƣng chƣa làm thay đổi quy luật tự nhiên của chúng. Căn cứ vào tác động của các nhân tố chính phân chia ra 3 khu ĐT sau.

a. Khu động thái khí tượng (A-I): phân bố trên đại bộ phận diện tích của tầng chứa nước trừ những dải ven sông, ven biển. Do là TCN nằm trên cùng nên hầu hết tầng có cấu trúc hở, nửa hở, chính vì vậy ĐT NDĐ chủ yếu do các yếu tố khí tƣợng (mƣa, bốc hơi) quyết định. ĐT NDĐ ở đây có chu kỳ dao động năm (12 tháng) rất điều hoà, mực nước dao động đồng pha với các yếu tố khí tượng...

b. Khu động thái thuỷ văn (A-II): phân bố dọc các sông, chiều rộng phụ thuộc vào độ lớn của các con sông: đa số các sông khu vực nghiên cứu đều là sông nhỏ nên chiều rộng tầng qh chỉ 2-3km, đôi khi hẹp hơn. Động thái NDĐ ở đây bị chi phối chủ yếu do các yếu tố thủy văn, song các yếu tố khí tƣợng cũng đóng vai trò quan trọng do đây là TCN thứ nhất cách mặt đất nên nhận được sự cung cấp từ nước mưa. Đặc điểm dao động mực nước ở đây thuộc kiểu thủy văn nên thường có biên độ dao động năm lớn từ 6-7m ở vùng sát sông, giảm đến 2-3m đối với vùng xa sông.

c. Khu động thái triều (A-III): phân bố thành dải hẹp ở vùng ven bờ biển và dọc sông, cửa sông ven biển. Trong khu này trên cơ sở phân tích đặc điểm ĐT và mức độ tác động của các nhân tố phụ là khí tƣợng và thuỷ văn có thể phân chia vùng ra hai khoảnh ĐT sau:

- Khoảnh động thái triều - khí tượng (A-III.1): phân bố thành dải hẹp chạy dọc ven bờ biển. Sự dao động mực nước ở đây do ảnh hưởng của dao động thuỷ triều làm cho mực NDĐ có chu kỳ dao động ngày và chu kỳ dao động nửa tháng.

Ngoài ra chúng còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố khí tượng do vậy chúng vẫn có chu kỳ dao động theo mùa.

- Khoảnh động thái triều - thuỷ văn (A-III.2): phân bố ở vùng cửa sông ven biển. ĐT NDĐ ngoài việc chịu tác động của các yếu tố thủy văn nhƣ trên, song do nước sông ở vùng này dao động mạnh theo thủy triều và đã tác động đến ĐT NDĐ.

Do vậy NDĐ vừa có sự dao động theo mùa với biên độ dao động năm vừa bị ảnh hưởng thuỷ triều nên có chu kỳ dao động ngày và nửa tháng như thủy triều.

3.2.1.2. Vùng động thái phá hủy (B)

Gặp chủ yếu tại khu vực Liên Chiểu, Đà Nẵng; Điện Nam - Điện Ngọc, Quảng Nam và khu vực thành phố Quảng Ngãi. Tại đây đã xuất hiện phễu hạ thấp mực nước. Nhân tố chính ảnh hưởng đến ĐT NDĐ là hoạt động khai thác nước. Do mạng lưới các công trình quan trắc mực nước còn sơ sài, thời gian nghiên cứu ngắn nên ta chƣa thể có đủ cơ sở để phân vùng ĐT phá hủy. Ta coi vùng ĐT phá hủy ở đây chỉ mang tính cục bộ, bán kính phễu hạ thấp nhỏ, cần nghiên cứu thêm trong thời gian tới.

3.2.2. Phân vùng ĐT NDĐ tầng chứa nước Pleistocen (qp)

Tầng chứa nước Pleistocen (qp) phân bố rộng khắp ở đồng bằng song chỉ lộ ra một ít ở vùng ven rìa còn lại bị phủ ở mức độ khác nhau. Cũng giống nhƣ TCN qh nó cũng chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của hai nhóm nhân tố là tự nhiên và nhân tạo.

Sự ảnh hưởng này đã được chứng minh trong chương 2. Dựa vào nguyên tắc phân vùng ĐT đã nêu trên có thể phân tầng chứa nước ra hai vùng động thái tự nhiên và vùng động thái bị phá huỷ, tuy nhiên do mạng quan trắc khu vực duyên hải Đà Nẵng - Quảng Ngãi còn mới (tôi mới có tài liệu quan trắc năm 2011 và 2012) nên chƣa đủ cơ sở để phân vùng ĐT phá hủy. Vì vậy, mặc dù tôi đã phân tầng chứa nước theo hai vùng ĐT tự nhiên và ĐT phá hủy nhưng vùng ĐT phá hủy chỉ có tính cục bộ.

3.2.2.1. Vùng động thái tự nhiên (A):

Phân bố ở hầu hết diện tích của tầng chứa nước, ở đó ĐT NDĐ chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các nhân tố tự nhiên. Căn cứ vào sự tác động của các nhân tố chính phân chia ra 3 khu nhƣ sau:

a. Khu động thái khí tượng (A-I): phân bố ở vùng ven rìa đồng bằng và phần lớn diện tích kẹp giữa các sông. Động thái NDĐ chủ yếu do các yếu tố khí tượng (lượng mưa) quyết định. Tương tự như TCN qh, ĐT NDĐ ở đây có chu kỳ dao động năm (12 tháng) điều hoà, với biên độ dao động từ 2-3m ở vùng rìa đến 1- 2m ở các vùng còn lại.

b. Khu động thái thuỷ văn (A-II): phân bố thành dải ven các sông nhƣ sông Trường Giang, sông Hội An, sông Vĩnh Điện... ĐT NDĐ bị chi phối chủ yếu bởi nhân tố thủy văn, các nhân tố phụ khác do TCN có cấu trúc kín nên mức độ ảnh hưởng yếu, hệ số tương quan nhỏ.