Giếng khai thác nước dưới đất Công ty TNHH Châu Âu Hưng Yên, xã Trung Hưng, huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên lưu lượng 220 m3/ngày đêm

CÔNG TY TNHH PTCN CHÂU ÂU HƯNG YÊN. ĐỀ ÁN KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT C«ng tr×nh : GiÕng khai th¸c n­íc d­íi ®Êt C¤NG TY TNHH ptcn ch©u ©u H¦NG Y£N, X· TRUNG H¦NG, HUYÖN Y£N Mü, tØnh h­ng yªn l­u l­îng 220 m3/ngµy ®ªm CÔNG TY TNHH PTCN CHÂU ÂU HƯNG YÊN. CÔNG TY CP CÔNG NGHỆ ĐỊA VẬT LÝ Hưng Yên, tháng 01 năm 2007. môc lôc Trang Më ®Çu 2 I. §Æc ®iÓm ®Þa chÊt thñy v¨n 4 II. HiÖn tr¹ng khai th¸c n­íc d­íi ®Êt trong khu vùc 8 III. Dù b¸o h¹ thÊp mùc n­íc d­íi ®Êt vµ t¸c ®éng m«i tr­êng 10 IV. ThiÕt kÕ c«ng tr×nh khai th¸c n­íc 13 V. Lùa chän c«ng nghÖ xö lý n­íc 16 MỞ ĐẦU 1.1. Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên có giấy chứng nhận đăng ký kinh doanh số 0504000098 do Sở kế hoạch và Đầu tư tỉnh Hưng Yên cấp. Chủ sở hữu Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên: Công ty CP PTCN Châu âu - trụ sở chính số 4, ngõ 674 Nguyễn Văn Cừ, phường Gia Thuỵ , quận Long Biên, thành phố Hà Nội. 1.2. Địa chỉ Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên: Thị trấn Yên Mỹ, huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên. 1.3. Điện thoại : 04.8271893-0321.962366/80/81 Fax :04.8772816 Email: ctychauau@hn.vnn.vn Ngành,nghề kinh doanh: Sản xuất rượu, bia, nước giải khát dich vụ ăn uống giải khát, chế biến tinh dầu thực vật; đại lý mua, đại lý bán ký gửi hàng hoá; buôn bán hàng nông lâm, hải sản, hàng lương thực, thực phẩm; kinh doanh dịch vụ ăn uống, giải khát; sản xuất và mua bán rượu, bia, bánh kẹo, nước giải khát; xuất nhập khẩu hàng hoá, sản phẩm công ty kinh doanh; cho thuê nhà xưởng. Hiện nay, trong khu vực huyện Yên Mỹ chưa có nhà máy cấp nước sạch. Cơ sở vật chất Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên đã hoàn thiện, đội ngũ công nhân viên cán bộ tương đối đầy đủ. Bộ máy Công ty đi vào sản xuất được 1 thời gian. Nhưng do thiếu nước, quá trình sản xuất Công ty gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy, Công ty quyết định sẽ tiến hành khoan một giếng khai thác nước tại phần đất Công ty. Dự kiến giếng khoan có toạ độ như sau: X = Y = Dựa vào nhu cầu sử dụng nước Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên: + Nước cần cho sản xuất: 180 m3/ngày đêm. + Nước cần cho sinh hoạt: 30 m3/ngày đêm. + Nước cần cho vệ sinh nhà xưởng: 10 m3/ngày đêm. Như vậy, nhu cầu dùng nước Công ty: 220 m3/ngày đêm. Từ đó chúng tôi dự kiến sẽ thiết kế giếng khai thác có lưu lượng tối thiểu 220 m3/ngày đêm và chế độ khai thác 12 h/24h. Qua tài liệu thu thập về tình hình địa chất, địa chất thuỷ văn khu vực xã Trung Hưng, huyện Yên Mỹ, tỉnh Hưng Yên, đồng bằng bắc bộ, Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên quyết định: khai thác nước tại tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen Hệ tầng Hà Nội. Theo tài liệu thu thập, đây là tầng chứa có thành phần chính cuội sỏi, rất giàu nước, chất lượng nước tốt, bề dày tầng chứa nước lớn. Chấp hành luật tài nguyên nước Nghị định số 149/2002/NĐ- CP ngày 17 tháng 7 năm 2004 của chính phủ quy định việc cấp phép thăm dò, khai thác sử dụng tài nguyên nước, xả nước thải vào nguồn nước; căn cứ vào thông tư số 02/2005/TT-BTNMT ngày 24 tháng 6 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn thực hiện Nghị định số149/2002/NĐ- CP của Chính phủ; chấp hành các quy định pháp luật, Công ty quyết định làm đầy đủ các thủ tục để được khai thác nước hợp lý. Để thực hiện tốt điều đó, Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên căn cứ vào năng lực công ty CP Công nghệ Địa vật lý đã tiến hành hợp đồng với đơn vị này làm đơn vị tư vấn lập hồ sơ xin khai thác nước dưới đất trình Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Hưng Yên, Uỷ ban nhân dân tỉnh Hưng Yên phê duyệt. Đề án được tập thể cán bộ Phòng Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Địa vật lý(Phòng N.C.¦.D.C.N.Đ.V.L) thành lập với kỹ sư Trần Thiên Nhiên làm chủ biên. Đề án được lập theo thông tư số 02/2005/TT-BTNMT ngày 24 tháng 6 năm 2005 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường hướng dẫn thực hiện Nghị định số149/2002/NĐ- CP của Chính phủ. Trong quá trình lập đề án Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên đã nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của tập thể cán bộ Phòng N.C.Ư.D.C.N.Đ.V.L, Viện hoá, nhân dân tỉnh Hưng Yên và một số đơn vị khác… Nhân đây cho Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên gửi tới quý vị lời cảm ơn chân thành nhấy. I. Đặc điểm các tầng chứa trong khu vực Dựa vào kết quả khoan thăm dò, đặc điểm địa chất thuỷ văn, thành phần thạch học và đặc tính thuỷ lực, chất lượng nước dưới đất có thể phân chia thành 7 đơn vị chứa nước và cách nước như sau: 1. Lớp cách nước trầm tích Holocen hệ tầng Thái Bình Lớp cách nước này phủ phần lớn diện tích vùng nghiên cứu. Thành phần chủ yếu là sét bột màu nâu của hệ tầng Thái Bình. Bề dày dao động từ 0 – 6 m. Đấy là lớp cách nước không cho các chất bẩn ngấm trực tiếp từ trên mặt đất xuống nguồn nước ngầm. Tuy nhiên do hoạt động của con nguời nhiều nơi ở hệ tầng này bị phá thủng, tạo thành những cửa sổ địa chất thuỷ văn liên thông nước trên mặt xuống nước ngầm. 2. Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen, phụ Hệ tầng Hải Hưng dưới (qh) Tầng chứa nước phân bố rộng khắp trong vùng nghiên cứu và bị lớp cách nước trầm tích Hệ tầng Thái Bình phủ lên trên. Đất đá chứa nước được thành tạo từ nhiều nguồn khác nhau: sông - biển, biển - đầm lầy, biển. Thành phần chủ yếu là cát, cát - bột, cát – sét. Bề dày chứa nước thay đổi trong khoảng 4 – 12 m. Chiều sâu mực nước tĩnh thường từ 1,39 m đến 1,75 m. Nguồn cung cấp cho tầng chứa nước là nước mưa. Tỷ lưu lượng của một số lỗ khoan đạt 0,39l/sm. Hệ số dẫn nước Km: 355m2/ngày. Nước chủ yếu loại hình Bicarbonat- Calci. Nước nhạt với tổng độ khoáng hoá khoảng 0,5 mg/l; PH đạt 7,6; nhiệt độ khoảng 25 0C. Công thức Kurlov: Thành phần hoá học một số mẫu nước được thể hiện trong bảng 1. Bảng 1. Thành phần hoá học của nước tầng qh 3. Lớp cách nước trầm tích Pleistocen thượng, phụ hệ tầng Vĩnh Phúc trên Đây là lớp cách nước phân bố khá rộng trong vùng nghiên cứu và phụ cận. Trầm tích lớp cách nước này có nguồn gốc sông biển. Thành phần thạch học chủ yếu sét, sét cát. Các lỗ khoan thường gặp mái lớp ở độ sâu 15 – 17 m, đáy lớp ở độ sâu 22 – 32 m. Bề dày của lớp dao động 6 – 14 m, trung bình 8,2 m. Hệ số thấm của lớp khá nhỏ, chỉ đạt 0,00085 – 0,0011 m/ngày. Thực tế lớp này hầu như không thấm nước. 4. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen thượng, hệ tầng Vĩnh Phúc dưới (qp2) Tầng chứa nước phân bố rộng rãi trong vùng. Các thành tạo chứa nước của tầng chủ yếu có nguồn gốc sông. Thành phần cát hạt thô lẫn ít sạn sỏi, chuyển lên phần trên của tầng là cát hạt trung đến nhỏ. Thà nh phần hóa học được nêu ở bảng 2. Bảng 2. Thành phần hoá học của nước tầng qp2 Chiều sâu mực nước tĩnh theo tài liệu thăm dò nước tại khu vực tỉnh Hưng Yên, tại các Nhà máy Lavie và Thực phẩm Đông Nam Á là 0,8 – 2,17 m. Kết quả thí nghiệm tại các lỗ khoan cho kết quả đạt lưu lượng 1,95 – 7,7 l/s, tỷ lưu lượng đạt 0,1 – 0,95l/sm. Như vậy không phải là tầng giầu nước. Công thức Kurlov: Thành phần hoá học của nước được thể hiện trong bảng 7. 5. Lớp cách nước Pleistocen trung- thượng, phụ hệ tầng Hà Nội trên (amQ12-3hn) - Đây là các thành tạo nguồn gốc sông biển phụ Hệ tầng Hà Nội trên (amQ12-3hn) Phụ hệ tầng này phân bố rộng rãi với thành phần chủ yếu sét, sét bột màu xám đen, xám nâu. Chiều sâu mái cách nước thay đổi từ 35 – 41 m, chiều sâu đáy lớp biến đổi từ 41 – 62 m, bề dày thay đổi 6 – 21 m, trung bình 11 m. Hệ số thấm khá nhỏ, chỉ đạt 0,00085 – 0,0011 m/ngày. Thực tế lớp này hầu như không thấm nước.  6. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen trung- thượng, Hệ tầng Hà Nội (qp1) Đây là tầng chứa nước phong phú và phân bố rộng khắp trong khu vực nghiên cứu cũng như trên cả đồng bằng Bắc bộ. Thành phần thạch học là cuội sỏi. Lót dưới đáy là bột, sét lẫn cuội sỏi. Bề dày của tầng khá lớn, đạt từ 26 – 32 m, trung bình 29 m. Hệ số thấm biến đổi từ 500 – 920 m2/ngàyđêm (hệ số thấm tại giếng khai thác là 525 m2/ngày đêm). Mực nước tĩnh trong tầng biến đổi từ 1,81 m đến 2,55 m. Biên độ giao động mực nước nhỏ. Đây là tầng chứa nước áp lực. Kết quả các thí nghiệm bơm hút nước trước đây cho thấy: các giếng khoan có lưu lượng từ 4,8 – 5,7l/s, tỷ lưu lượng 0,5 – 17,84 l/sm. Điều này cho thấy mức độ chứa nước của tầng rất khác nhau, từ trung bình đến rất giàu. nước trong tầng có chất lượng tốt. Công thức Kurlov của nước như sau: Do những đặc điểm trên nên chúng tôi chọn tầng chứa nước khai thác là tầng này. 7. Tầng chứa nước khe nứt trầm tích Neogen, hệ tầng Vĩnh Bảo Tầng chứa nước phân bố rộng rãi trong phạm vi toàn bộ đồng bằng Bắc Bộ. Một số lỗ khoan thăm dò nước, thăm dò dầu khí ở đồng bằng Bắc Bộ đã bắt gặp tầng này ở độ sâu trên 100 m. Ở tỉnh Hưng Yên, có lỗ khoan của Công ty Lavie sâu 340 m khai thác nước tinh khiết trong tầng chứa nước này. Đất đá cấu tạo nên tầng chủ yếu là cát kết, bột kết, cuội kết nứt nẻ, mức độ gắn kết yếu. Kết quả thí nghiệm tại LK58 – 4 cho thấy lưu lượng lỗ khoan đạt 12,33l/s, trị số hạ thấp mực nước 6,76 m, tỉ lưu lượng đạt 1,97 l/sm. Nước nhạt với tổng độ khoáng hóa 0,16 g/l. Do nằm sâu nên nước trong tầng chứa này không phải là đối tượng thăm dò khai thác của tỉnh Hưng Yên hiện nay. Như vậy việc lựa chọn tầng chứa nước Pleistocen Hệ tầng Hà Nội là tầng chứa nước khai thác là hoàn toàn hợp lý. Tầng chứa có thành phần chính cuội sỏi, rất giàu nước, chất lượng nước tốt, bề dày tầng chứa nước lớn. II. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG KHU VỰC II.1. Hiện trạng khai thác nước dưới đất 1. Tóm tắt hiện trạng khai thác nước Vùng lân cận nhà máy hiện có nhiều nhà máy, cơ sở khai thác đang hoạt động. Do chưa có hệ thống cấp nước sạch nên hầu hết các nhà máy đều phải tự tổ chức khoan khai thác nước ngầm phục vụ cho nhu cầu sản xuất của mình. Mỗi nhà máy thường có 1 – 2 lỗ khoan khai thác nước. Trong khu vực tỉnh Hưng Yên hiện đang có hàng chục giếng khoan khai thác nước riêng lẻ của các nhà máy, xí nghiệp với tổng lưu lượng khoảng 3.500 m3/ngày đêm. Tất cả các lỗ khoan trong vùng đều khai thác nước ở độ sâu 55 – 100 m trong tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen Hệ tầng Hà Nội (Ngoại trừ giếng khoan của Công ty Lavie khoan sâu trên 340 m). Các giếng dạng Unicef trong vùng rất nhiều, trung bình 50 % số hộ gia đình có giếng khoan kiểu này, tổng số ước tính có tới hàng vạn giếng với tổng công suất khai thác khoảng 5000 m3/ngày đêm. Phần lớn giếng khoan dạng Unicef khai thác trong tầng nước nông độ sâu 12 – 40 m. Tất cả các giếng khoan khai thác trong vùng đều khai thác nước nhạt. Chất lượng nước khá tốt, tuy nhiên nhiều nơi nước có hàm lượng sắt và mangan khá cao, để phục vụ sinh hoạt cần được xử lý. Thời gian tới trong vùng sẽ có nhiều giếng được khoan thêm, khối lượng nước dưới đất được khai thác thêm ước tính khoảng 10.000 m3/ngày đêm, nâng tổng lượng nước dưới đất sẽ được khai thác trong vùng lên khoảng 40.000 m3/ngày đêm. 2. Hiện tượng biến đổi mực nước, chất lượng nước, sụt lún mặt đất trong khu vực do các công trình khai thác nước gây ra Do trong vùng có nhiều giếng khoan đang hoạt động nên mực nước tĩnh tại một số điểm đã có dấu hiệu hạ thấp cục bộ nhưng không đáng kể. Mực nước tĩnh của tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen phụ hệ tầng Hà Nội trên toàn vùng nghiên cứu hiện nay đang dao động trong khoảng 0,81 m đến 2,15 m dưới mặt đất (tuỳ theo từng vị trí). Khảo sát tại giếng khai thác nước tại nhà máy Lavie và nhà máy Thực phẩm Đông Nam Á cho thấy, khi giếng khoan khai thác hoạt động với công suất 840 – 900 m3/ngày đêm thì mực nước động trong giếng đạt mức 3,05 m. Mực nước tại nhiều giếng vùng phụ cận hầu như không bị hạ thấp. Điều đó cho thấy, hiện tại chưa có hiện tượng hạ thấp mực nước dưới đất trên diện rộng do các công trình khai thác nước trong vùng gây ra. Tham khảo kết quả phân tích mẫu nước của các nhà máy xí nghiệp trong vùng và qua kết quả khảo sát thực tế cho thấy hiện tại cũng chưa có hiện tượng biến đổi chất lượng nước dưới đất và sụt lún mặt đất do các công trình khai thác nước dưới đất trong vùng gây ra. II. 2. Các nguồn thải, chất thải có khả năng gây ô nhiễm trong khu vực 1. Nguồn gây ô nhiễm từ các làng nghề Theo báo cáo hiện trạng môi trường hàng năm của tỉnh Hưng Yên, trong vùng hiện có một số làng nghề tiểu thủ công nghiệp gây ô nhiễm môi trường trong vùng. Điển hình là làng nghề tái chế nhựa Minh Khai và làng nghề tái chế chì Đông Mai. Hầu hết nước thải từ các làng nghề đều thải ra hệ thống thuỷ nông Bắc – Hưng – Hải. Hiện nay, trong khu vực phần lớn các ao hồ tại các làng nghề đều bị san lấp để xây nhà ở, vì vậy gây ứ đọng nước nhiễm bẩn làm ô nhiễm môi trường trong các làng nghề. Từ đó làm cho nguy cơ làm nhiễm bẩn nguồn nước ngầm trong tỉnh do các làng nghề gây ra là rất lớn. 2. Nguồn gây ô nhiễm từ phân bón và thuốc bảo vệ thực vật Để đạt mục tiêu tăng năng suất cây trồng con người đã áp dụng nhiều biện pháp kỹ thuật tiên tiến, trong đó có việc tăng cường sử dụng hoá chất, phân bón hoá học, thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt chuột, chất kích thích tăng trưởng. Tất cả các biện pháp này ít nhiều đều có tác động nguy hại đến môi trường trong vùng. Theo thống kê của Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh Hưng Yên thì lượng hoá chất, thuốc bảo vệ thực vật hàng năm sử dụng tại Hưng Yên khoảng 201.000 kg các loại. 3. Nguồn gây ô nhiễm từ các khu công nghiệp và các khu dân cư Hệ thống thuỷ nông Bắc – Hưng – Hải trước khi chảy đến khu vực nghiên cứu đã chảy qua một loạt các khu công nghiệp khác. Mặt khác, quanh khu vực nhà máy có nhiều cụm dân cư, nhà máy công nghiệp khác có khả năng gây ô nhiễm nước mặt và tầng nước ngầm nông. Qua phân tích mẫu nước của Sở Tài nguyên và Môi trường cho thấy các chỉ tiêu: cặn lơ lửng, BOD, COD, Coliforms trong nước mặt của hệ thống thuỷ nông Bắc – Hưng – Hải tại Khu CN Phố Nối A, đều cao hơn TCVN 5942 – 1995. III. DỰ BÁO HẠ THẤP MỰC NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 1. Tính dự báo hạ thấp mực nước do công trình gây ra cho các giếng xung quanh Giếng khai thác nước của nhà máy nằm cách xa các giếng xung quanh khoảng 200 m. Để đánh giá ảnh hưởng của giếng khai thác đến các giếng xung quanh, chúng tôi coi giếng khai thác và các giếng xung quanh là một giếng lớn với bán kính r = 100 m. Sau đó tiến hành đánh giá ảnh hưởng tương tác giữa các giếng nhỏ trong giếng lớn với nhau. Mực nước hạ thấp do giếng khai thác gây ra tại vị trí cách giếng khai thác 200 m được tính theo công thức: Trong đó: + Q: lưu lượng giếng khai thác 220 m3/ngày đêm. + S: mực nước hạ thấp. + Km: hệ số dẫn nước: 252 m2/ngày đêm. + Rdd: bán kính ảnh hưởng dẫn dùng của giếng khai thác trong hệ thống giếng lớn. + r: khoảng cách giữa giếng khai thác với giếng xung quanh Trong đó F là diện tích của hình bao quanh giếng khai thác giới hạn bởi các đường thẳng chạy qua trung điểm khoảng cách giữa giếng khai thác với các lỗ xung quanh. Trường hợp này F = 100x100 = 10000 m2. Từ công thức trên ta có Rdd = 26,52m. Với r = 100 m, thay vào công thức trên ta tính được mực nước hạ thấp do giếng khoan gây ra tại các giếng xung quanh là -0,1845m. Có thể nói ảnh hưởng không đáng kể. 2. Xác định lưu lượng và chế độ hạ thấp mực nước hợp lý Trên cơ sở thí nghiệm hút nước giật cấp (bảng 8), dựa vào công thức kinh nghiệm của Đuypuy (phương pháp thuỷ lực) đối với tầng chứa nước có áp: Skt = aQkt + bQkt2. Ở đây a, b là những hệ số thực nghiệm ứng với trạng thái chảy tầng và chảy rối của nước dưới đất: b = (S’i+1 – S’i)/(Qi+1 – Qi ); a = Si +1 – bQi+1 S’ = Si/Qi ; S’i+1 = Si+1/Qi+1 Từ số liệu dưới đây: Lưu lượng (l/s) Hạ thấp mực nước (m) Thời Gian (ca) Lưu lượng (l/s) Hạ thấp mực nước (m) Thời Gian (ca) Lưu lượng (l/s) Hạ thấp mực nước (m) Thời Gian (ca) 5,1 2,8 3 5,5 2,94 3 6,0 7,26 3 ta có bảng sau S(m) Q(l/s) So = f(Q) lgQ lgS 1,90 5,1 0,3726 2,21 5,5 0,4018 2,63 6,0 0,4383 Từ đó ta có đồ thị: Nhìn vào đồ thị ta thấy Đồ thị Q = f(S) là đường cong từ đó chúng tôi lập tiếp đồ thị quan hệ bổ sung sau: + Lập đồ thị trong hệ toạ độ So = S/Q = f(Q): Ta thấy đồ thị có dạng đường thẳng, từ đó suy ra phương trình đường cong lưu lượng có dạng S = aQ + bQ2 Thay kết quả hút nước thí nghiệm trên, ta tính được: a = -0,0002; b = 0,0731 Từ đó ta có: Skt = -0,0002xQkt + 0,0731xQkt2. Như vậy khi đưa vào khai thác với lưu lượng 5,1l/s (tương đương 15,8m3/h) thì độ hạ thấp mực nước dự báo vào cuối thời gian khai thác là: Skt = 1,9 m. Trị số hạ thấp mực nước trong khu vực: Sht = S + Skt = 1,9 + 0,1845 Sht = 2,0845 (m) Trị số hạ thấp mực nước cho phép khi khai thác nước dưới đất được xác định dựa theo công thức: Scp = ∆H + 1/2m Trong đó: Scp: trị số hạ thấp mực nước cho phép (m). ∆H: Chiều cao cột nước áp lực nước (m). m: Bề dày tầng chứa nước khai thác (m) Theo công thức trên và dựa vào đặc điểm tầng chứa nước Pleistocen phụ hệ tầng Hà Nội trong khu vực thì trị số hạ thấp mực nước cho phép trong khu vực nghiên cứu là: Scp = 64,1 + 1/2*36 = 72,1 (m). So sánh với mực nước hạ thấp cho phép ta thấy khi: giếng khai thác với lưu lượng 5,1 l/s (9m3/h) thì mực nước hạ thấp trong khu vực là 2,0845 m; vẫn rất bảo đảm (Skt = 2,0845 m < < 72,1 m). Như vậy việc khai thác nước Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên sẽ không gây ra hiện tượng cạn kiệt nguồn nước vì: tầng chứa nước qp ở đây có bề dày lớn. Trị số hạ thấp mực nước cho phép đạt tới 72,1 m. Sau 27 năm khai thác với lưu lượng 220 m3/ngày đêm thì mực nước chỉ hạ 2,0845 m. mực nước hạ thấp này nhỏ hơn rất nhiều so với chỉ số hạ thấp cho phép nên không thể gây cạn kiệt nguồn nước. Với trị số hạ thấp mực nước vào cuối thời kỳ khai thác (sau 27 năm) là 2,0845 m và tầng chứa nước qp lại nằm sâu dưới tầng chứa nước qh nên khả năng xảy ra sụt lún mặt đất là rất nhỏ. Hiện nay tại Hà Nội, mực nước tại một số giếng khai thác đã hạ thấp tới 35 m nhưng hiện tượng sụt lún mặt đất chưa xảy ra. Theo lý thuyết thì quá trình khai thác nước dưới đất có thể gây ra những thay đổi chất lượng nước. Nhưng thực tế các công trình khai thác nước ở Hà Nội, Hưng Yên và nhiều nơi khác cho thấy điều này hầu như không xảy ra. Để có thể chủ động đánh giá được vấn đề này, nên định kỳ lấy mẫu phân tích kiểm tra để có biện pháp xử lý kịp thời khi cần thiết. Do ranh giới mặn nhạt ở quá xa khu vực nên việc nhiễm mặn do khai thác với lưu lượng trên sẽ không xảy ra. Khi khai thác nước với hạ thấp mực nước qúa lớn có thể xảy ra hiện tượng thấm xuyên, gây ô nhiễm nguồn nước. Điều này thường xảy ra với tầng chứa nước không áp, không có lớp bảo vệ. Trong khu vực huyện Yên Mỹ, tầng qp nằm rất sâu, lớp cách nước phía trên dày nên khả năng thấm xuyên rất kho xảy ra khi khai thác với lưu lượng như trên.  IV. THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH KHAI THÁC NƯỚC 1. Yêu cầu nước và chế độ dùng nước Khi xây dựng công ty, Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên dự kiến về nhu cầu sử dụng nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt của nhà máy là 220 m3/ngày đêm(tương đương 6.6 00 m3/tháng), cụ thể: - Cấp nước cho sản xuất: 180 m3/ngày đêm (chiếm 81,82%). - Cấp nước ăn uống, sinh hoạt của cán bộ, công nhân viên nhà máy: 30 m3/ngày đêm (chiếm 13,63%). - Cấp nước tưới cây vệ sinh nhà xưởng: 10 m3/ngày (chiếm 5,09%). 2. Chọn tầng chứa nước và số lượng giếng khoan khai thác Trên cơ sở kết quả khoan nghiên cứu địa tầng ĐCTV và phân tích mẫu nước tại lỗ khoan LK – CA trong khuôn viên Công ty, chúng tôi thống nhất lựa chọn tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen phụ Hệ tầng Hà Nội làm tầng khai thác. Vì tầng chứa nước này có thành phần thạch học chủ yếu là cuội sỏi, bề dày lớn rất giàu nước, chất lượng nước tương đối tốt. Do nhu cầu sử dụng nước Công ty trung bình nên chúng tôi thiết kế một giếng khoan khai thác nước. Giếng khoan có lưu lượng 220m3/ngày đêm, mực nước tĩnh là 1,9 m, mực nước động 3,4 m. 3. Kết cấu giếng Sử dụng phương pháp khoan xoay, phá toàn đáy bằng 3 loại choòng: ba nón xoay, choòng đuôi cá và choòng ba cạnh. Khoan bằng dung dịch sét có tỷ trọng từ 1,25 đến 1,30 g/cm3. Khi khoan doa mở rộng đường kính, yêu cầu phía trên phải đạt 219 mm, sau đó thu hẹp đường kính xuống 168 mm để đặt ống lọc và các loại ống chống, ống lắng phù hợp (xem bản vẽ thiết kế giếng khoan). Sau khi doa xong, tiến hành kết cấu: chống ống, đặt ống lắng, ống lọc, chèn sỏi, trám lỗ khoan… Sử dụng máy khoan do Liên Xô cũ sản xuất và máy nén khí của Liên Xô cũ có mã hiệu K-9. Giếng khai thác có kết cấu như sau: Sau khi tiến hành khoan thăm dò chúng tôi tiến hành kết cấu giếng như sau Chiều sâu đường kính giếng: Từ 0,5 m đến – 34,0 m; khoan doa đường kính 245 mm để thả được ống chống vách F 168 mm, sỏi chèn qua đi xuống dưới và chèn sét đoạn trên. Từ -34,0 m đến -66,0 m khoan doa đường kính 219 mm để thả được ống thép đường kính 114 mm, chèn sét bên trên và cuội sỏi bên dưới. Ống chống: ống chống giếng bằng thép Đài loan tiêu chuẩn ASTMA35A. Ống lọc thép trần đục lỗ Ф 16 mm, khoảng cách giữa các lỗ đục theo phương nằm ngang 25 mm, khoảng cách giữa các lộ đục theo phương thẳng đứng 22 mm, số lượng lỗ đục theo phương nằm ngang 14, số lượng lỗ đục trên một mét ống dài 635, độ lỗ hổng ống lọc 34,9. Chiều dài ống lọc được chúng tôi tính toán theo công thức: l = a.Q/d. l: chiều dài ống lọc Q: Lưu lượng lỗ khoan theo thiết kế = 15,8 m3/h. d: Đường kính ống lọc = 114 mm a: hệ số kinh nghiệm phụ thuộc vào thành phần đất đá, trường hợp này cuội sỏi chúng tôi lấy a = 30. Sau khi thay vào công thức trên, ta có l = 4,2. Để đảm bảo chúng tôi chọn l = 6,0 m, ống lọc trần được đặt trong lớp cuội sỏi Pleistocen Hệ tầng Hà Nội. Giữa ống thép 168 mm và ống thép 114 mm được nối với nhau bằng côn thu 168/114. Nối bằng phương pháp hàn điện. Quá trình thi công chống ống như sau: + Từ 0,5 m đến -34,0 m: ống vách F 168 mm. + Từ -34,0 m đến – 57,0 m: ống vách F 114 mm. + Từ -57,0 m đến -63,0 m; ống lọc Inoc F 114 mm. + Từ -63,0 m đến -66,0 m; ống lắng F 114 mm. Kết cấu giếng khoan được thể hiện trong bảng 8 Bảng 8: Kết cấu giếng khai thác nước tại Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên. Ký hiệu Giếng Ống chống Ống lọc Ống lắng Ф (mm) Từ (m) Đến (m) Ф (mm) Từ (m) Đến (m) Ф (mm) Từ (m) Đến (m) GK-CA 168 0,5 -34,0 114 -57,0 -63,0 114 -63,0 -66,0 114 -34,0 -57,0 Vật liệu chèn và quy trình chèn, trám xung quanh giếng: Sau khi kết cấu giếng xong chúng tôi tiến hành chèn, trám xung quanh giếng. Vật liệu chèn ống lọc là cuội sỏi đường kính 2 – 4 cm, chiều sâu phân bố lớp sỏi lọc từ - 38,0 m đến -66,0 m. Phần trên ống lọc từ 0,0 m đến -38,0 m được trám cách ly bằng sét để đảm bảo không bị thấm dọc theo thành giếng khoan. Loại máy bơm sử dụng: Máy bơm khai thác là loại máy bơm chìm hiệu ITALIA 16 m3/h, N = 7,5 KW. 4. Chế độ kiểm tra, bảo dưỡng, bơm rửa giếng khai thác Giếng khai thác được lắp ống thép và lắp bảo vệ; được kiểm tra thường xuyên ống bảo vệ, nắp giếng, lớp bê tông cách ly trên mặt có bảo đảm cách ly được nước từ trên mặt thấm trực tiếp vào giếng hay không; kiểm tra thường xuyên thành giếng khai thác có bị bám nhiều rỉ sắt hay không, nếu rỉ sắt bám nhiều thì phải tiến hành bơm rửa giếng khoan. Máy bơm được bảo dưỡng định kỳ hàng năm theo quy định của nhà sản xuất máy. Giếng khai thác được kiểm tra, thau rửa định kỳ một lần trong năm. Khi thau rửa dùng máy nén khí để bơm sục, mục đích làm sạch thành ống, ống lọc và ống lắng. Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên lựa chọn chế độ khai thác tối đa 16/24h. Bình quân một ngày Công ty khai thác với chế độ 14/24h. 5. Chế độ quan trắc mực nước, lưu lượng, chất lượng giếng khoan Mực nước được quan trắc 1lần/1 tháng, vào ngày 15 hàng tháng; Lưu lượng khai thác được ghi lại theo đông hồ đo nước, 1lần/ngày. Chất lượng nước được phân tích đánh giá 2 lần/năm. 6. Phạm vi đới bảo vệ công trình khai thác nước Đới bảo vệ vệ sinh công trình khai thác nước có bán kính 30 m, được xây tường bảo vệ. Trong đới có trồng cây xanh cỏ và xây dựng hệ thống thu gom, thoát nước mưa khá hoàn chỉnh. V. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC 1. Đánh giá chất lượng nước Theo các tài liệu nước ngầm trong khu vực thu thập được và kết quả phân tích mẫu nước giếng khai thác tại Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên chưa qua xử lý. Thì nước Công ty khai thác, sử dụng khá tốt, nhưng độ đục cao, chỉ số Coliform lớn. Muốn sử dụng cho sinh hoạt và sản xuất phải làm trong nước, khử trùng đạt tiêu chuẩn BYT - 1932 (xem phụ lục kết quả phân tích mẫu). 2. Phương pháp và công nghệ xử lý nước a. Biện pháp xử lý nước: Theo kết quả phân tích mẫu tại giếng khai thác Công ty TNHH PTCN Châu âu Hưng Yên trước xử lý thì nước tại giếng có độ đục cao, chỉ số Coliforms lớn. Để sử dụng nước Giếng cho sinh hoạt theo tiêu chuẩn BYT/2002 phải giảm độ đục, chỉ số Coliforms. Hiện nay, có rất nhiều công nghệ xử lý độ đục nước, khử vi trùng; phổ biến hơn cả là 2 công nghệ sau: Xử lý bằng giàn mưa: thường cho kết quả tốt, hiệu quả cao. Tuổi thọ hệ thống xử lý cao, công nghệ đơn giản, rẻ tiền. Tuy nhiên, bên cạnh đó thì nhược điểm của phương pháp là đòi hỏi phải có diện tích rộng tối thiểu 50 m2. Xử lý bằng công nghệ cưỡng bức (tải trọng cao): Phương pháp sử dụng công nghệ hiện đại đã được lắp đặt sẵn nên thời gian thi công nhanh, chất lượng tốt. Chúng ta có thể sử dụng Công nghệ bán tự động hoặc hoàn toàn tự động. Tuy nhiên, Công nghệ có giá đầu tư ban đầu cao. Theo chúng tôi, nhà máy nên sử dụng phương pháp Xử lý bằng công nghệ cưỡng bức (tải trọng cao) bằng tháp tải trọng. Nguyên tắc làm việc Phương pháp là cho luồng tia nước chảy từ trên xuống kéo theo gió cùng chiều, đồng thời giải phóng CO2 và các khí khác. 3. Quy trình xử lý: Hệ thống xử lý nước bao gồm bơm cao áp, tháp cao tải, bình lọc thô, bình lọc tinh, bể chứa nước sạch, giữa chúng được nối với nhau bằng hệ thống ống kẽm, đồng hồ đo nước và các van điều chỉnh. Tháp cao tải đường kính 0,35 m; cao 2,8 m được đặt trên giá đỡ 2,5 m và bệ 0,5 m. Toàn bộ chiều cao của hệ thống tháp cao tải … Bình lọc tinh và bình lọc thô đều có đường kính 0,8 m; cao 3,0 m. Bể chứa nước sạch xây ngầm, có dung tích 100 m3. Quy trình xử lý như sau: Nước thô tháp cao tải Lọc thô Lọc tinh Nước sạch Nước thô được bơm lên từ giếng khoan bằng máy bơm chìm đưa vào tháp cao tải. Tại tháp cao tải, nước được bão hòa oxi nhờ hệ thống injector. Dưới tác động của trọng lực và sự chênh lệch áp lực, nước từ tháp cao tải tự chảy sang bình lọc thô, tại đây dưới tác dụng của các chất xúc tác oxi hóa chuyên dụng, các kim loại nặng hoà tan trong nước được oxi hoá chuyển về dạng không tan, kết tủa và được lọc sơ bộ qua lớp lọc thô của bình. Nhờ sự chênh lệch áp lực, nước từ bình lọc thô tiếp tục chảy sang bình lọc tinh, tại đây tất cả các cặn bẩn không tan được lọc ra khỏi nước và được giữ lại trên mặt lớp lọc (sau đó được đưa ra ngoài nhờ quá trình rửa ngược thuỷ lực và được xả ra rãnh thoát bằng đường van xả cặn riêng), nước sạch chảy qua khoang chứa nước và chảy vào bể chứa nước sạch. Phụ lục kèm theo: 1. Bản đồ ĐCTV khu vực, tỷ lệ … 2. Bản đồ khu vực và vị trí các công trình khai thác (Kèm theo giấy phép) 3. Bản vẽ thiết kế giếng khai thác 4. Các kết quả phân tích mẫu nước