Nghiên cứu đặc điểm hình thành và đề xuất hướng sử dụng hợp lí tài nguyên nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình

ển Quảng Bình nằm trong miền đồng bằng chịu tác động bởi nhiều yếu tố tự nhiên khắc nghiệt như nền nhiệt cao, bão, lốc, cát bay, cát chảy, thảm thực vật kém phát triển v.v...tạo nên một đơn vị lãnh thổ địa lý có nhiều đặc điểm riêng biệt trong cả dải ven biển miền Trung. Với thành phần chủ yếu là đất cát phân bố dưới dạng dải hẹp về chiều ngang nhưng trải dài suốt phần phía đông của tỉnh. Tuy vùng nghiên cứu có ít lợi thế về tài nguyên thiên nhiên, nhưng nước nhạt dưới đất được xem như nguồn tài nguyên đặc biệt, có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội (KT - XH) của địa phương. Kết quả điều tra, đánh giá về nguồn nước nói chung tại khu vực chưa nhiều, trong đó mức độ tìm kiếm, thăm dò nước dưới đất (NDĐ) chỉ mới được thực hiện ở những phạm vi hẹp và phân tán với mức độ chi tiết khác nhau, nguồn thông tin, số liệu về các đơn vị chứa NDĐ trong khu vực còn nhiều hạn chế. Việc khai thác và sử dụng NDĐ của nhân dân trong vùng còn mang tính tự phát, thiếu sự quy hoạch, quản lý cụ thể và chưa có các giải pháp bảo - 2 - vệ thích hợp, nên đã xảy ra các hiện tượng suy thoái nguồn nước bởi sự xâm nhập mặn, nhiễm bNn và thất thoát, nhiều nơi đã có dấu hiệu thiếu hụt nguồn nước cấp, nhất là vào mùa khô hạn. N hằm góp phần giải quyết những vấn đề cấp thiết nêu trên, nội dung luận án “ghiên cứu đặc điểm hình thành và đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình” sẽ tập trung nghiên cứu một cách toàn diện về điều kiện phân bố, đặc điểm hình thành trữ lượng và chất lượng cũng như các giải pháp khai thác, sử dụng và bảo vệ nguồn tài nguyên N DĐ trong vùng cát ven biển Quảng Bình. 2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu: Làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, nguồn gốc, điều kiện hình thành trữ lượng, chất lượng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình, từ đó đề xuất hướng khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên. hiệm vụ: - Xác định các vấn đề lý luận và phương pháp nghiên cứu N DĐ trong các vùng cát ven biển. - N ghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và nhân sinh đến sự hình thành N DĐ vùng nghiên cứu. - N ghiên cứu đặc điểm phân bố, nguồn gốc, sự hình thành trữ lượng và chất lượng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình. - Đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng và dự báo nhu cầu sử dụng N DĐ vùng nghiên cứu. - Đề xuất không gian khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên N DĐ và các giải pháp bảo vệ môi trường vùng cát ven biển Quảng Bình. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian nghiên cứu là vùng cát ven biển Quảng Bình: phía ngoài giáp với mực nước biển, phía trong đất liền đến mức địa hình 25m. - Đối tượng nghiên cứu là N DĐ trong các trầm tích Đệ tứ. 4. Điểm mới của đề tài - Lần đầu tiên nước nhạt dưới đất trong vùng cát ven biển Quảng Bình được đánh giá một cách tổng hợp, có hệ thống và tương đối định lượng bằng việc xử lý khối lượng tài liệu phong phú và tiến hành điều tra, nghiên cứu bổ sung về điều kiện hình thành các tầng chứa nước, trữ lượng khai thác tiềm năng và chất lượng nước dưới đất. - 3 - - Đã xây dựng được định hướng khai thác, sử dụng nước nhạt dưới đất trong vùng nghiên cứu, đó là kết hợp giữa quy hoạch với việc áp dụng các kỹ thuật công nghệ khai thác và quản lý nguồn nước hợp lý. 5. Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Vùng cát ven biển Quảng Bình với cấu trúc địa chất khá phức tạp, các hoạt động tân kiến tạo tương đối mạnh, thành phần thạch học của trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc, địa hình có hướng nghiêng thoải dần từ lục địa ra biển và sự phân hóa điều kiện khí hậu với nền nhiệt cao, lượng bốc hơi và lượng mưa lớn là những yếu tố đóng vai trò quyết định đến sự hình thành hai tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (ký hiệu qh) và Pleistocen (ký hiệu qp) trong trầm tích Đệ tứ. Chế độ thủy văn, hải văn, đặc điểm thổ nhưỡng, thảm thực vật và các hoạt động nhân sinh là những yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành trữ lượng và chất lượng N DĐ trong vùng. - 4 - Luận điểm 2: N ước nhạt dưới đất trong trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu được hình thành chủ yếu từ nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16%, trữ lượng tiềm năng không lớn khoảng trên 1.850.000m3/ngày, được hình thành chủ yếu từ trữ lượng động tự nhiên (95%) và một phần từ trữ lượng tĩnh tự nhiên (5%). Tuy nhiên, nước có chất lượng tốt, có thể khai thác đáp ứng được nhu cầu về sinh hoạt và phát triển các ngành kinh tế bằng các giải pháp kết hợp quy hoạch với kỹ thuật công nghệ khai thác và bảo vệ, quản lý. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học: Làm sáng tỏ điều kiện hình thành, quy luật phân bố, đặc điểm trữ lượng, chất lượng nước nhạt dưới đất trong trầm tích Đệ tứ vùng cát ven biển Quảng Bình; Đề xuất các giải pháp mang tính khoa học nhằm bảo vệ nước dưới đất khỏi bị hao hụt trữ lượng và suy giảm về chất lượng. Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu là tài liệu có thể sử dụng để định hướng khai thác, sử dụng nước dưới đất và hỗ trợ công tác quy hoạch cấp nước cho vùng cát ven biển Quảng Bình cũng như các vùng khác có điều kiện tương tự. 7. Cơ sở tài liệu và cấu trúc luận án Luận án được xây dựng trên cơ sở nguồn tài liệu là các báo cáo điều tra tài nguyên nước, các đề tài, dự án nghiên cứu đánh giá tài nguyên N DĐ và các hợp phần tài nguyên khác liên quan thuộc phạm vi nghiên cứu; các tạp chí, báo cáo khoa học chuyên ngành tài nguyên nước, địa lý, địa chất, địa chất thủy văn (ĐCTV), địa mạo, môi trường trong và ngoài nước, đặc biệt là đề tài cấp N hà nước mã số KC09.08/06.10 (2010), KC08.21 (2005), các đề tài KHCN cấp tỉnh Quảng Bình năm 2005, 2007 và các công trình nghiên cứu khoa học của tác giả về lĩnh vực N DĐ từ năm 2005 đến nay. N goài phần Mở đầu và Kết luận, cấu trúc luận án gồm 4 chương như sau: Chương 1: Cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu nước dưới đất vùng cát ven biển. Chương 2: Điều kiện hình thành và các nhân tố ảnh hưởng đến nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình Chương 3: Đặc điểm nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình Chương 4: Định hướng khai thác, sử dụng nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình. - 5 - CHƯƠ
G 1 CƠ SỞ LÝ LUẬ
VÀ PHƯƠ
G PHÁP
GHIÊ
CỨU
ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ
G CÁT VE
BIỂ
1.1. Tổng quan nghiên cứu về sự hình thành nước dưới đất vùng cát ven biển 1.1.1. Trên thế giới N DĐ vùng đồng bằng ven biển đã được nghiên cứu khai thác sử dụng từ rất sớm trên nhiều vùng của thế giới. Đến nay việc nghiên cứu về N DĐ trong các miền đồng bằng ven biển đã đạt được nhiều kết quả quan trọng. N ổi bật là các hướng chuyên sâu về nguồn gốc (Girinxki N .N , 1948; Smiles và Stokes, 1976; Li, 2004; Hebert D. và Bui Hoc, 1992; Burnett, 2001;...), về sự hình thành thành phần hóa học của N DĐ (Lomonoxov M.V., 1765; Bunsen R., 1871; Fresenius, 1857; Than K., 1864 và Arrhenius S., 1887; Fetter C.W., 1993;...), về đánh giá chất lượng theo từng mục đích sử dụng (Ranwell, 1972; Pettijohn, 1987; Paterson, 1997; Oosting và Billings, 1982; Asprey và Loveless, 1958; Martin, 1959 và Sauer, 1976;...), về sự hình thành trữ lượng, sự vận động của N DĐ cũng như xác định cấu trúc chứa nước,... (Girinxki N .N ., 1948; Cooper, 1959; Levassor, 1978; Cote, 1993; Bonard và Gảdel, 1998). Sự nghiên cứu N DĐ phần lớn vận dụng các phương pháp dựa trên nguyên lý toán học, hóa học và vật lý. N hững thành tựu to lớn về nghiên cứu N DĐ đã chứng minh rằng, N DĐ vùng ven biển là nguồn tài nguyên có giá trị cao và đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của con người và sinh vật. 1.1.2. Ở Việt am Các công trình nghiên cứu N DĐ của các cơ quan chuyên ngành được triển khai trên hầu khắp lãnh thổ Việt N am với nhiều vấn đề khác nhau, gồm có ĐCTV khu vực (N guyễn Thượng Hùng, 1967; N guyễn Văn Túc, 1974; N guyễn Kim Cương, 1988 - 1995; Đặng Hữu Ơn, 1995,..); thủy địa - 6 - hóa (Vũ N gọc Kỷ, 1975,1988,1992; N guyễn Kim N gọc, 1983 - 1988),... Giai đoạn 1976 - 1980 có nhiều chương trình cấp N hà nước và đề tài nghiên cứu tổng hợp ĐCTV lãnh thổ ra đời. Đề tài “DĐ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt am” đã phản ánh khách quan điều kiện ĐCTV của đất nước và đã đánh giá đầy đủ các khía cạnh của lĩnh vực ĐCTV và N DĐ trong mấy chục năm qua. Khu vực ven biển miền Trung có hàng loạt các công trình điều tra về N DĐ phục vụ cho công tác thành lập bản đồ chuyên đề, điển hình là “DĐ các đồng bằng ven biển miền Trung và am Trung Bộ” (N guyễn Trường Giang, 1992), “Báo cáo lập bản đồ ĐCTV Việt am tỷ lệ 1:500.000” (Trần Hồng Phú, 1988). Công tác điều tra cơ bản về tài nguyên, môi trường, đánh giá tổng hợp hiện trạng chất lượng nước và khả năng cung cấp nước ở dải ven biển miền Trung đã được tiến hành bởi N gô Đình Tuấn (1995), N gô N gọc Cát (1999), N guyễn Xuân Tặng (2008), Phạm Văn Thanh (2005), Lê Thị Thanh Tâm (2009). Đới bờ biển Quảng Bình - Quảng Trị - Thừa Thiên Huế đã được nghiên cứu xác lập luận chứng khoa học về điều kiện tự nhiên, tài nguyên, KT-XH, môi trường và tai biến thiên nhiên, mâu thuẫn trong khai thác và sử dụng tài nguyên làm căn cứ đầu vào cho phân vùng chức năng để xác lập mô hình quản lý tổng hợp và phát triển bền vững (N guyễn Cao Huần, 2010). Công tác tìm kiếm N DĐ vùng Đồng Hới và Quảng Trạch đã xác lập và phân chia các tầng chứa nước và tính toán trữ lượng khai thác dự báo và đánh giá chất lượng N DĐ (N guyễn Trường Đỉu, 1984; N guyễn Trường Giang, 1995). Một số kết quả điều tra cấp nước phạm vi thuộc các vùng ven biển Quảng Bình đã đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng và chất lượng N DĐ trong dải cát ven biển tuổi mvQ2 3 và đã định hướng khai thác sử dụng N DĐ phục vụ phát triển các mục đích KT-XH (Trần Văn Ý, 2004; Lại Vĩnh CNm, N guyễn Xuân Tặng, 2007; N guyễn Văn Canh, 2009). N hững kết quả nghiên cứu N DĐ trong khu vực mới chỉ phần nào đóng góp cho việc khai thác sử dụng tài nguyên phục vụ phát triển KT - XH của một vài địa điểm trong vùng, do vậy, cần phải nghiên cứu sâu hơn, toàn diện hơn về điều kiện phân bố, nguồn gốc, điều kiện hình thành trữ lượng và chất lượng cũng như mức độ ảnh hưởng của các hợp phần tự - 7 - nhiên và nhân sinh đối với N DĐ làm cơ sở cho định hướng khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên môi trường. 1.2. Các cơ sở khoa học về nghiên cứu nước dưới đất 1.2.1. Khái niệm và phân loại nước dưới đất Khái niệm: N DĐ là nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, tính linh động cao và có khả năng tái tạo. N DĐ có vai trò vô cùng quan trọng trong sự phát triển tự nhiên, đời sống loài người và sinh vật. N DĐ được xem là toàn bộ nước thiên nhiên ở tất cả các dạng: lỏng, hơi, rắn tồn tại trong lòng đất, bao gồm cả nước trong đới bão hòa (có áp và không áp) và đới thông khí (hơi nước, nước ngưng tụ, nước thổ nhưỡng, nước thượng tầng, nước đóng băng). N DĐ tồn tại trong các tầng chứa nước được đánh giá dưới 3 dạng trữ lượng khác nhau gồm trữ lượng tĩnh tự nhiên, trữ lượng động tự nhiên và trữ lượng khai thác tiềm năng. Phân loại nước dưới đất: Trên cơ sở điều kiện thế nằm, đặc điểm áp lực, đặc điểm động thái, nguồn gốc và khả năng sử dụng nước trong mục đích phát triển KT-XH, cách phân loại N DĐ của Ovtsinnicov A.M. - Klimentov P.P (1967) là tương đối phù hợp, N DĐ được phân thành nước trong đới thông khí, nước ngầm và nước acterzi. 1.2.2. guồn gốc và sự hình thành trữ lượng nước dưới đất guồn gốc nước dưới đất: N DĐ có thể có nguồn gốc ngấm, ngưng tụ, nguồn gốc khoáng vật, nguồn gốc trầm tích hay nguồn gốc chôn vùi. Trong môi trường các trầm tích Đệ tứ vùng đồng bằng ven biển, nước có nguồn gốc ngấm phổ biến hơn cả và đóng vai trò quan trọng nhất. Các quá trình cơ bản quyết định thành phần hóa học của nước ngấm là sự hòa tan và rửa lũa đất đá, hỗn hợp với nước biển, trầm đọng chất khoáng, vi sinh vật và các quá trình hóa lý. Sự hình thành trữ lượng nước dưới đất: Sự hình thành trữ lượng N DĐ thông qua các quá trình cung cấp ngấm, thấm xuyên,...và được quyết định bởi cấu trúc, kiến tạo địa chất, thành phần thạch học, địa hình, khí hậu và chịu sự chi phối của các nhân tố tự nhiên và nhân sinh. N guồn cung cấp cho tầng chứa nước khu vực ven biển phần lớn từ nước mưa, động thái N DĐ phụ thuộc chặt chẽ vào các yếu tố khí hậu. - 8 - Miền thoát của N DĐ vùng cát ven biển là bốc hơi qua bề mặt, thảm thực vật và thoát theo các dòng bên sườn theo hướng dốc, thế nằm của tầng chứa nước và tiêu thoát theo cơ chế trộn lẫn với nước mặn dưới đất ở đới chuyển tiếp hoặc thấm qua lớp bán thấm. Ở những nơi địa hình thấp của các cồn và đụn cát, thường tạo nên dòng mặt tạm thời và các hồ chứa. Sự hình thành chất lượng nước dưới đất: Sự hình thành thành phần hóa học cũng như chất lượng của N DĐ diễn ra phụ thuộc vào điều kiện hình thành, quá trình vận động, thành phần và đặc tính hóa lý của môi trường thạch học cũng như các chất mà nó tiếp xúc. Các quá trình chính xảy ra trong N DĐ là quá trình thủy phân và rữa lũa các đất đá, hấp phụ và trao đổi ion, khuếch tán và quá trình pha trộn. 1.2.3. Quan điểm tiếp cận Trên quan điểm phát triển bền vững tài nguyên N DĐ và tiếp cận theo hướng tổng hợp - hệ thống và không gian - thời gian nhằm làm sáng tỏ bản chất sự hình thành trữ lượng, thành phần hóa học, nguồn gốc cũng như thành phần vật chất trong N DĐ đồng thời thể hiện sự phân bố N DĐ theo từng vùng đặc trưng, làm cơ sở cho việc định hướng khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo vệ môi trường. 1.2.4. Quy trình nghiên cứu Quy trình nghiên cứu đề tài luận án gồm các bước sau: 1-N ghiên cứu tổng quan các kết quả nghiên cứu nhằm xác định mục tiêu, nhiệm vụ và lựa chọn phương pháp nghiên cứu; 2-Từng bước xác định điều kiện hình thành, các nhân tố ảnh hưởng đến N DĐ nhằm tiến tới nghiên cứu đặc điểm hình thành trữ lượng và chất lượng N DĐ; 3- Đề xuất hướng khai thác sử dụng, bảo vệ tài nguyên N DĐ trên cơ sở nghiên cứu định hướng phát triển KT- XH, nhu cầu sử dụng nước và đánh giá khả năng cung cấp nước cũng như các biện pháp khai thác sử dụng. 1.2.5. Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng tổng hợp nhóm phương pháp nghiên cứu sự hình thành N DĐ truyền thống gồm phương pháp giải tích nghiên cứu sự bổ cập của nước mưa cho N DĐ, phương pháp cân bằng nghiên cứu các thành phần tham gia hình thành trữ lượng khai thác tiềm năng N DĐ và phương pháp tương tự nghiên cứu tổng thể vùng dựa trên tính tương đồng của các cấu trúc tầng chứa nước. - 9 - Trong quá trình nghiên cứu, luận án đã sử dụng tổng hợp các phương pháp hỗ trợ khác gồm phương pháp kế thừa, phương pháp điều tra khảo sát thực địa, xử lý, tổng hợp tài liệu và phương pháp bản đồ và GIS. Trong nghiên cứu sự hình thành thành phần hóa học và đánh giá chất lượng N DĐ, đề tài đã sử dụng phương pháp điều tra, phân tích thành phần các ion trong N DĐ, sau đó tiến hành xác định nguồn gốc và sự hình thành của chúng. Các chỉ tiêu cơ bản gồm tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng các ion chủ yếu H+, N a+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO4 2-, HCO3 -, thành phần thứ yếu: các vi nguyên tố, hợp chất của nitơ, chỉ tiêu hóa sinh, vi trùng và độc tố. Kết luận chương 1: N DĐ vùng cát ven biển là đối tượng được nhiều nước trên thế giới tập trung nghiên cứu. N hững mục tiêu chính là xác định nguồn gốc hình thành, đặc điểm trữ lượng, chất lượng và nghiên cứu đề xuất các hướng khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ cho các ngành kinh tế và phát triển xã hội. Ở Việt N am, nghiên cứu N DĐ trên cả nước nói chung và vùng ven biển nói riêng mới được chú trọng từ sau năm 1954 và đã đạt được những kết quả nhất định. Riêng đối với vùng cát ven biển Quảng Bình, nghiên cứu về N DĐ chưa nhiều, bước đầu xác định được cấu trúc ĐCTV tầng chứa nước và một số định hướng khai thác sử dụng cấp nước cho dân sinh trên cơ sở đánh giá tiềm năng N DĐ tại một số khu vực nhỏ trong phạm vi nghiên cứu. Vì vậy, việc nghiên cứu chuyên sâu và đồng bộ về N DĐ trên vùng cát ven biển Quảng Bình nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc, đặc điểm phân bố, điều kiện hình thành trữ lượng và chất lượng cũng như mức độ ảnh hưởng của các hợp phần tự nhiên và nhân sinh đối với N DĐ để từ đó đề xuất định hướng khai thác, sử dụng tài nguyên N DĐ phục vụ phát triển bền vững KT-XH của tỉnh cũng như khu vực này là rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn to lớn. - 10 - CHƯƠ
G 2 ĐIỀU KIỆ
HÌ
H THÀ
H VÀ CÁC
HÂ
TỐ Ả
H HƯỞ
G ĐẾ

ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ
G CÁT VE
BIỂ
QUẢ
G BÌ
H 2.1. Vị trí địa lý và tính đặc thù vùng nghiên cứu Khu vực nghiên cứu thuộc đồng bằng ven biển Quảng Bình giới hạn trong phạm vi từ 17010’ - 17043’ vĩ độ bắc và từ 106030’ - 106050’ kinh độ đông, phía bắc bị chắn bởi Đèo N gang - một nhánh Hoành Sơn của dãy Trường Sơn, phía đông tiếp giáp với biển Đông có đường bờ biển dài hơn 116km, phía tây là vùng trung du đến mức địa hình 25 mét và phía nam giới hạn bởi ranh giới hành chính với tỉnh Quảng Trị. - 11 - Diện tích tự nhiên của vùng khoảng 1.100km2, phân bố dạng dải kéo dài song song theo bờ biển, hẹp về chiều ngang, bề mặt địa hình không bằng phẳng, trong đó dạng cồn cát ven biển chiếm 30% diện tích của vùng và bị chia cắt bởi các cửa sông ven biển của sông Roòn, sông Gianh, sông Lý Hòa, sông Dinh và sông N hật Lệ. Dưới tác động của nhiều yếu tố tự nhiên khắc nghiệt và là nơi tập hợp của nhiều hệ sinh thái rất nhạy cảm với điều kiện môi trường tự nhiên, kể cả sự phân bố dân cư cũng tuân theo sự phân hóa tự nhiên đã tạo nên một đơn vị lãnh thổ địa lý có nhiều nét đặc thù của miền Trung. N DĐ cùng với một số dạng tài nguyên khác đóng vai trò quyết định đến sự phát triển về KT - XH vùng nghiên cứu. Chính vì những nét đặc thù nêu trên, “Vùng cát ven biển Quảng Bình” đã trở thành tên gọi đặc trưng cho vùng đồng bằng ven biển Quảng Bình. 2.2. Điều kiện hình thành nước dưới đất 2.2.1. Cơ chế hình thành các thấu kính nước nhạt vùng cát ven biển N ước nhạt dưới đất trong trầm tích Đệ tứ trong vùng nghiên cứu được hình thành chủ yếu bằng con đường thấm của nước mưa, nước mặt qua lớp cát cung cấp cho tầng chứa nước. N ước mưa và nước mặt ngấm qua lớp cát và dưới tác động của trọng lực và tỷ trọng của nước thông qua cơ chế chèn ép nước mặn ra khỏi tầng chứa nước. 2.2.2. Tính toán độ sâu lý thuyết phân bố ranh giới “mặn nhạt” Đối với tầng chứa nước đồng nhất về tính thấm, khi biết độ cao mực N DĐ so với mực nước biển là z thì việc xác định chiều dày của nó (h) (hình 1) có thể dựa trên nguyên lý Giben-Herzberg: h = 42z 1 3 2 z Hình 1: Sơ đồ quan hệ giữa nước nhạt dưới đất và nước mặn vùng cát ven biển (hình 2.3 trong luận án) 1. Mực nước biển; 2. Bề mặt tự do của nước nhạt dưới đất; 3. Ranh giới mặn - nhạt h-z h h-z A B guồn: theo Giben – Herzberg (1901) Formatted: Right - 12 - 2.3. Các yếu tố quyết định đến sự hình thành trữ lượng nước dưới đất 2.3.1. Địa chất Cấu trúc - kiến tạo Vùng nghiên cứu nằm trên hai đới cấu trúc Long Đại và Hoành Sơn, thuộc miền uốn nếp Lào Việt. Chúng được cấu thành bởi đầy đủ các phức hệ thạch kiến tạo, trong đó, phức hệ Kainozoi có diện phân bố hầu khắp vùng cát ven biển, gồm thành tạo N eogen và Đệ tứ, chúng phản ánh các hoạt động tân kiến tạo khá mạnh. Các đới cấu trúc trong khu vực gồm Đới Hoành Sơn: N ằm về phía bắc tỉnh Quảng Bình cấu tạo bởi các đá magma phun trào và xâm nhập tuổi Mesozoi sớm. Phía đông nam của đới là trũng sụt Kainozoi đồng bằng Ba Đồn, được lấp đầy các thành tạo trầm tích lục nguyên và lục địa. Trong đó, trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc, chiều dày từ 30 - 70m, chiều dày tăng dần từ rìa đồng bằng về phía biển; Đới Long Đại: nằm về phía nam đứt gẫy sông Rào N ậy, gồm các phức hệ đá phức tạp có tuổi từ Paleozoi đến Kainozoi. Thành phần đất đá hệ Đệ tứ gồm sạn sỏi, cát sét cấu tạo rời rạc. N hìn chung, cấu trúc địa chất và hoạt động tân kiến tạo trong khu vực tạo nên hình thái đồng bằng ven biển, có hướng nghiêng thoải từ tây sang đông và là điều kiện hình thành nên hai tầng chứa nước có triển vọng khai thác là tầng Pleistocen và tầng Holocen. Thành phần thạch học Các tầng chứa nước vùng nghiên cứu được hình thành chủ yếu gồm các trầm tích Đệ tứ (Q) đa nguồn gốc: nguồn gốc sông (aQ2 3), biển - gió (mvQ2 3), sông - biển (amQ1, amQ2 2) và tàn tích, sườn tích (edQ1). Các trầm tích Holocen với thành phần chủ yếu là cát (chiếm trên 84%), phần còn lại là bột, sét, bùn, dăm sạn có chiều dày trung bình 5 - 13m, điển hình là phần cồn cát ven biển có khả năng chứa nước tốt hơn so với các lớp trầm tích Pleistocen. Lịch sử phát triển địa chất với mối tương quan hình thành các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ tứ vùng cát ven biển Quảng Bình Sự hình thành các đơn vị chứa nước trong vùng cát ven biển Quảng Bình có diện phân bố trùng khớp với các trầm tích Đệ tứ và có liên quan chặt chẽ với các hoạt động tân kiến tạo, thay đổi mực nước biển trong các kỳ băng hà, gian băng. - 13 - 2.3.2. Đặc điểm địa mạo Đặc điểm chung của dải đồng bằng ven biển Quảng Bình là hẹp và dốc nghiêng dần từ tây sang đông, phía đông được giới hạn với biển bởi các đụn cát, các cửa sông đều hẹp và thường bị thu lại đáng kể vào mùa khô bởi sự kéo dài của các doi cát biển. Với dạng địa hình này là điều kiện hình thành miền cung cấp cho N DĐ từ bề mặt, từ bên sườn đá gốc và tạo nên sự vận động của dòng ngầm. Đặc biệt, nơi địa hình cồn cát N DĐ có dạng thấu kính, bề mặt địa hình thường hay bị biến đổi do quá trình thổi mòn hoặc tích tụ và thường xuất hiện các dòng tạm thời vào mùa mưa. Đặc trưng hình thái địa hình với sườn dốc, nhiều trũng là điều kiện để nước mưa cung cấp cho các tầng chứa nước. 2.3.3. Đặc điểm khí hậu Khu vực nghiên cứu mang đặc trưng của vùng nhiệt đới gió mùa phân hóa thành hai mùa, mùa mưa nhiều (tháng VIII - XII) với lượng mưa chiếm 77% lượng mưa cả năm. Tổng lượng mưa năm trung bình đạt 2.010mm. Trong mùa khô (tháng I - VII) lượng bốc hơi lớn, mưa ít, nền nhiệt cao, gió mạnh đã gây ra thời tiết khô hạn ở khu vực, điều này có ảnh hưởng rất lớn gây biến đổi trữ lượng và chất lượng N DĐ. 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến nước dưới đất 2.4.1. Chế độ thủy văn, hải văn Chế độ thủy văn: Quảng Bình có mạng lưới sông suối khá dày, với năm lưu vực sông gồm Sông Ròn, sông Gianh, sông Lý Hoà, sông Dinh và sông N hật Lệ. Mật độ sông suối vùng ven biển 0,45 - 0,5km/km2. N ước sông nhạt và nước hồ nhìn chung có chất lượng tốt. N DĐ và nước mặt trong vùng cát có mối quan hệ thủy lực với nhau. N ước mặt là nhân tố làm phong phú trữ lượng N DĐ của vùng. Chế độ hải văn: Chế độ triều vùng biển Quảng Bình có đặc điểm bán nhật triều và nhật triều không đều. Ảnh hưởng của thủy triều tới N DĐ qua sự truyền áp và tạo nên kiểu động thái khí hậu - thủy triều của N DĐ vùng ven biển và gây nên xâm nhập mặn tầng chứa nước. 2.4.2. Thổ nhưỡng Đất đồng bằng Quảng Bình chiếm phần lớn đất cát (trên 4,7 vạn ha) phân bố dọc bờ biển từ Quảng Trạch đến Lệ Thuỷ, nhóm đất mặn (3,9 nghìn ha) phân bố phần lớn ở các cửa sông, nhóm đất phù sa (2,3 vạn ha) phân bố ở dải đồng bằng và các thung lũng sông và một số loại đất khác - 14 - (đất lầy thụt và đất than bùn) phân bố ở các vùng trũng, ngập nước thuộc các huyện Lệ Thuỷ, Quảng N inh. N hìn chung, đất ở vùng nghiên cứu nghèo dinh dưỡng, thành phần cơ giới rời rạc. Đất trong vùng là môi trường tự nhiên quan trọng góp phần hình thành trữ lượng, thành phần hóa học N DĐ và làm thay đổi cả về thành phần lẫn hàm lượng các ion. 2.4.3. Thảm thực vật Thảm thực vật ảnh hưởng đến vận tốc thấm của nước mưa hay bốc hơi nước trong đới thông khí và hàm lượng muối trong lớp thổ nhưỡng. Vùng nghiên cứu có thảm thực vật tự nhiên kém phát triển, chủ yếu là cây thân gỗ, cỏ, cây bụi chịu hạn,...; cây trồng chiếm tỷ lệ lớn nhất dưới dạng cây lương thực, thực phNm. Độ che phủ của thảm thực vật trên các cồn cát tương đối ổn định từ 20 - 35 % và trên miền bằng (trảng cát) có độ che phủ khoảng 40%. 2.4.4. Các nhân tố nhân sinh Phần lớn dân cư trong vùng phân bố rải rác dọc ven biển và các cửa sông, chiếm trên 62% dân số toàn tỉnh, tạo nên một sức ép đáng kể tới tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Trong đó, các hoạt động về khai thác, sử dụng nước, phát triển kinh tế - xã hội đã tác động đến trữ lượng và chất lượng N DĐ trong khu vực. Kết luận chương 2 Vùng cát ven biển Quảng Bình có diện tích gần 1.100km2, chiếm khoảng 40% diện tích tự nhiên tỉnh Quảng Bình và trải rộng trên 4 huyện Quảng Trạch, Bố Trạch, Quảng N inh, Lệ Thủy và thành phố Đồng Hới tạo nên một vùng địa lý đặc trưng của dải ven biển miền Trung. Sự hình thành N DĐ trong trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu được quyết định bởi các nhân tố cấu trúc, kiến tạo địa chất, thành phần thạch học, địa hình và khí hậu. Chúng hình thành nên hai tầng chứa nước qh, qp và quyết định đến nguồn gốc, dạng tồn tại, mức độ chứa nước cũng như sự hình thành trữ lượng và thành phần hóa học của N DĐ. Các đặc trưng của các nhân tố tự nhiên khác như thủy văn, hải văn, lớp phủ thổ nhưỡng, thảm thực vật cùng với việc khai thác sử dụng nước phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội ở khu vực đã ảnh hưởng đến động thái, điều kiện cung cấp, tiêu thoát và biến đổi trữ lượng, chất lượng N DĐ. - 15 - CHƯƠ
G 3 ĐẶC ĐIỂM
ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ
G CÁT VE
BIỂ
QUẢ
G BÌ
H 3.1. Đặc điểm phân bố nước dưới đất 3.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng trong các trầm tích Holocen Tầng chứa nước Holocen phân bố chủ yếu dọc theo các bờ sông phía hạ lưu giáp với biển (lớp chứa nước aQ2 3) và dạng dải song song với đường bờ biển (lớp chứa nước mvQ2 3, amQ2 2). Bề dày của các lớp chứa nước trung bình khu vực Quảng Trạch là 13m, Đồng Hới là 9,71m, phần phía nam từ sông N hật Lệ đến Lệ Thủy là 20 - 30m. N ước trong tầng qh lớp trên (aQ2 3, mvQ2 3) thuộc loại không áp có hình thể dạng thấu kính. Lớp dưới (amQ2 1-2) có diện phân bố khá rộng, phần ven biển bị phủ bởi các trầm tích mvQ2 3, mức độ chứa nước kém, chiều dày thay đổi 1 - 5m. 3.1.2. Phân bố nước dưới đất trong các trầm tích Pleistocen Tầng chứa nước qp trùng với thể địa chất Pleistocen (amQ1), diện phân bố khá rộng, phần lớn diện tích của tầng qp bị phủ bởi tầng qh, chúng chỉ lộ ra ở phía tây Đồng Hới và Quảng Trạch, N DĐ đôi nơi có áp lực yếu. Tầng qp thường có dạng hình nêm, mỏng về phía lục địa và dày lên về phía biển. 3.2. Đặc điểm động thái nước dưới đất 3.2.1. Khu vực động thái khí tượng Phân bố hầu hết diện tích vùng cát ven biển (trừ khu vực giáp biển và cửa sông ven biển) thuộc các lớp chứa nước mvQ2 3, amQ1 và am,mQ2 2. Mực N DĐ có chu kỳ dao động đồng pha với lượng mưa và ngược pha với lượng bốc hơi. 3.2.2. Khu vực động thái thủy văn Vùng cát ven biển bị chi phối bởi yếu tố thủy văn trên diện tích không lớn, biên độ dao động mực nước biến đổi theo mùa. Mực nước trong hồ và N DĐ dao động đồng pha theo mùa mưa và mùa khô trong năm. Khu vực thấp trũng thuộc lưu vực sông N hật Lệ biểu hiện kiểu động - 16 - thái này do sông là chủ yếu. 3.2.3. Khu vực động thái triều Phân bố với dải hẹp dọc ven bờ biển và cửa sông ven biển. N hân tố tác động lớn nhất là thủy triều, sau đó là yếu tố khí tượng và thủy văn gây nên sự dao động đồng pha giữa mực N DĐ và mực triều. Biểu hiện rõ nhất trong các lớp chứa nước mvQ2 3 (phân bố giáp biển) và aQ2 (phân bố dọc cửa sông ven biển). Dưới ảnh hưởng của sự biến đổi khí hậu toàn cầu, mực nước biển dâng sẽ tác động đến động thái vùng cát ven biển, đặc biệt là kiểu động thái triều sẽ gia tăng diện phân bố. Mực N DĐ trong các lớp chứa nước sẽ tăng cao, đồng thời thể tích tầng chứa nước vùng nghiên cứu bị thu hẹp. 3.3. Sự hình thành trữ lượng nước dưới đất 3.3.1 Cơ sở lý thuyết Các tầng chứa nước nhạt vùng nghiên cứu có diện phân bố trùng với miền cung cấp, nước mưa là nguồn chính hình thành nên trữ lượng động tự nhiên của N DĐ. Thành lập mối quan hệ của mực nước theo thời gian dưới dạng đồ thị đường cong gồm nhiều đỉnh (hình 3), mô tả thời kỳ nước bắt đầu ngấm xuống (đoạn đường cong đi lên và đạt cực đại tại đỉnh) và thời kỳ lượng nước cung cấp chấm dứt (đoạn đường cong đi xuống). Mỗi đợt mưa sẽ tạo ra một trị số dâng cao mực nước là ∆Hi + ∆Zi tương ứng với một lớp nước cung cấp dày µ(∆Hi + ∆Zi), µ là hệ số nhả nước trọng lực. Tổng lượng nước mưa W (mm) cung cấp (n đợt) cho N DĐ sẽ là: ∑ = ∆+∆= n i ii ZHW 1 )(.µ Mực nước H (m) ∆Z A B D C E ∆H ∆t Ai Di Bi Ci Ei ∆Zi ∆Hi Thời gian T (ngày) ∆t ∆ti ∆ti guồn: theo Bindeman . (1963) Hình 3: Phân tích biểu đồ dao động mực
DĐ (Hình 3.3 trong luận án) - 17 - Các thành phần tham gia hình thành trữ lượng khai thác tiềm năng được đảm bảo theo cân bằng trong phương trình sau: KT T TKTT t V QQ α+= - 18 - Trong đó: QKTTN (m 3/ng) - Trữ lượng khai thác tiềm năng; QTN (m3/ng) - Trữ lượng động tự nhiên, QTN = W.F; VTN (m 3) - Trữ lượng tĩnh tự nhiên: trữ lượng tĩnh trọng lực: Vtl = µ.h.F và trữ lượng tĩnh đàn hồi: Vđh = µ*.h.F (µ* - độ nhả nước đàn hồi); h (m) - chiều dày trung bình tầng chứa nước; tKT - Thời gian khai thác, chọn tKT = 10 4ngày; α - Hệ số xâm phạm vào trữ lượng tĩnh tự nhiên (chọn α = 0,3 và F - Diện tích phân bố tầng chứa nước (m). 3.3.2. Các nguồn hình thành trữ lượng nước dưới đất Trữ lượng động tự nhiên: Trữ lượng động tự nhiên N DĐ vùng nghiên cứu có thể phân thành hai giai đoạn hình thành ứng với thời kỳ mưa nhiều từ tháng VIII đến đầu tháng XII và thời kỳ ít mưa từ nửa sau tháng XII đến cuối tháng VII năm sau. Kết quả xác định lượng cung cấp ngấm từ nước mưa cho N DĐ trung bình đạt 15 - 16%. Trữ lượng khai thác tiềm năng: Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ng, được hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) và toàn bộ trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%). Do chế độ mưa vùng nghiên cứu có tính phân đới theo mùa, vào mùa mưa nhiều lượng nước chiếm trên 77% tổng lượng mưa cả năm, lượng nước cung cấp cho các tầng chứa nước vì thế cũng có sự phân hóa tương đồng, lưu lượng N DĐ vào mùa mưa đạt 1.425.000m3/ngày và mùa khô 425.000m3/ngày. Đây là một trong những cơ sở để lập kế hoạch khai thác, sử dụng hợp lý N DĐ theo thời gian trong năm (bảng 1). 3.4.
guồn gốc và sự hình thành chất lượng nước dưới đất 3.4.1. guồn gốc nước dưới đất N DĐ vùng nghiên cứu được xác định có hai nguồn gốc chính là nguồn gốc ngấm có diện phân bố trùng với các tầng nước nhạt dưới đất và nguồn gốc biển phân bố ở vùng cửa sông ven biển. 3.4.2. Sự hình thành các ion chủ yếu trong nước dưới đất Các ion phổ biến trong N DĐ vùng ven biển thường có (N a + K)+, Mg2+, Ca2+, Cl-, HCO3 - và SO4 2- và đặc trưng bởi tổng chất rắn hòa tan (TDS). Sự hình thành các ion trong N DĐ chủ yếu thông qua các quá trình hỗn hợp nước, phân tán và tác động của các vi sinh vật. - 19 - N DĐ trong các tầng chứa nước chịu ảnh hưởng của quá trình ngấm từ nước mưa. Các thành phần của nước mưa tham gia vào N DĐ chủ yếu là các ion Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3 - và N a+. Bảng 1: Các thành phần tham gia hình thành trữ lượng tiềm năng nước dưới đất QTN (m 3/ngày) QKTTN (m 3/ngày) Lưu vực sông Tầng chứa nước Lớp chứa nước VTN (1.000m3) Tổng mùa mưa mùa khô Tổng mùa mưa mùa khô mvQ2 3 8.833 12.864 9.905 2.959 13.129 10.109 3.020 qh amQ2 2 8.851 73.572 56.650 16.921 73.837 56.855 16.983 Roòn qp amQ1 128.778 67.140 51.697 15.442 71.003 54.672 16.331 mvQ2 3 48.467 27.138 20.896 6.242 28.592 22.016 6.576 qh amQ2 2 583.336 169.875 130.804 39.071 187.375 144.279 43.096 Gianh qp amQ1 83.839 150.756 116.082 34.674 153.271 118.018 35.252 mvQ2 3 6.020 7.577 5.835 1.743 7.758 5.974 1.784 qh amQ2 2 46.695 60.531 46.609 13.922 61.932 47.688 14.244 Lý Hòa qp amQ1 37.590 94.630 72.865 21.765 95.757 73.733 22.024 mvQ2 3 38.085 20.970 16.147 4.823 22.113 17.027 5.086 qh amQ2 2 21.867 36.477 28.088 8.390 37.133 28.593 8.541 Dinh qp amQ1 154.840 69.607 53.597 16.010 74.252 57.174 17.078 mvQ2 3 448.819 200.312 154.240 46.072 213.776 164.608 49.169 qh amQ2 2 166.513 399.147 307.344 91.804 404.143 360.855 107.788 N hật Lệ qp amQ1 518.018 390.711 300.847 89.864 406.251 367.877 109.885 Tổng 2.262.0001.781.0001.371.000 409.7001.850.0001.250.000 425.000 3.4.3. Thành phần một số nguyên tố thứ yếu trong nước dưới đất N goài các chỉ tiêu chủ yếu trong N DĐ, các nguyên tố thứ yếu gồm các hợp chất của nitơ (N O2 -, N O3 - và N H4 +), thành phần các kim loại, thành phần vi sinh - hóa sinh, độ cứng, nhóm độc tố đã được đánh giá theo các mục đích sử dụng nước. N hìn chung, hàm lượng của chúng thấp, đáp ứng tiêu chuNn cấp nước cho sinh hoạt và các hoạt động KT-XH. 3.4.4. Loại hình hóa học nước dưới đất N DĐ trong vùng nghiên cứu có 3 loại hình hóa học chính: loại hình clorua phân bố dọc cửa sông và vùng tiếp giáp với biển; loại hình bicacbonat phân bố những nơi địa hình thấp trũng ngập nước và loại hình hỗn hợp phân bố trong tầng qp đa phần thuộc loại hình clorua - bicacbonat còn trong tầng qh thuộc loại hình bicacbonat - clorua (hình 4). - 20 - 3.5. Quá trình xâm nhập mặn và nhiễm byn nước dưới đất 3.5.1 Quá trình xâm nhập mặn Các tầng chứa nước vùng cát ven biển Quảng Bình bị nhiễm mặn với các mức độ khác nhau, biên độ dao động biên mặn (TDS=1g/l) trong tầng qh giữa mùa mưa và mùa khô khoảng 0,10 - 0,60km. Diện tích nhiễm mặn trong tầng qp thường lớn hơn trong tầng qh. 3.5.2. Quá trình nhiễm bVn Dưới ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên và nhân tạo, N DĐ thường bị nhiễm bNn bởi guồn nhiễm ben từ bên trong: Bản chất các thành tạo địa chất, thành phần thạch học có chứa các chất ô nhiễm (sắt, mangan,…và guồn nhiễm ben từ bên ngoài: chất lượng nước mưa, nước sông suối và các nguồn thải trên mặt. 3.6. Phân vùng nước dưới đất 3.6.1. Bản chất và nguyên tắc phân vùng nước dưới đất Bản chất phân vùng: Phân vùng N DĐ là dạng phân vùng địa lý tự nhiên chuyên ngành như phân vùng thổ nhưỡng, phân vùng địa mạo,...cho nên có thể áp dụng các nguyên tắc trong phân vùng địa lý tự nhiên cho dạng phân vùng này. Phân vùng N DĐ là sự phân chia lãnh thổ thành các không gian riêng biệt, tồn tại một cách khách quan và đồng nhất tương đối về điều kiện hình thành, đặc điểm phân bố và khả năng khai thác, sử dụng N DĐ. Các đơn vị và ý nghĩa của phân vùng nước dưới đất: Do lãnh thổ nghiên cứu thuộc nhiều lưu vực, sông có đặc trưng là ngắn và dốc, chế độ dòng chảy thường biến đổi theo mùa, hơn thế nữa với nội dung của đề tài luận án mang tính cơ bản định hướng ứng dụng, vì vậy phạm vi mỗi lưu vực coi như một cấp vùng có đặc điểm riêng về điều kiện hình thành và đặc điểm phân bố, theo các dẫn liệu phân hóa thứ cấp trong mỗi vùng được chia thành các tiểu vùng. N hư vậy, hệ thống đơn vị phân vùng gồm hai cấp vùng/lưu vực sông và tiểu vùng N DĐ. Việc phân vùng N DĐ có ý nghĩa quan trọng nhằm làm cơ sở nghiên cứu đặc điểm hình thành và hệ thống hóa quy luật phân bố không gian của N DĐ, đồng thời làm cơ sở định hướng khai thác, sử dụng hợp lý N DĐ. Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 21 - 3.6.2. guyên tắc phân vùng nước dưới đất Phân vùng N DĐ được đảm bảo theo các nguyên tắc nguồn gốc phát sinh; tính đồng nhất tương đối; tính toàn vẹn lãnh thổ và đảm bảo khả năng so sánh các kết quả phân vùng. 3.6.3. Tiêu chí phân vùng Phân vùng N DĐ dựa vào những đặc trưng phân hóa khá rõ ràng của tính lưu vực, các yếu tố địa hình và tiềm năng N DĐ. Tính lưu vực: Vùng cát ven biển Quảng Bình nằm hoàn toàn trong 5 lưu vực sông, nên chịu ảnh hưởng của sự phân hóa theo lưu vực. Các lưu vực hầu như có sự tương đồng về cấu trúc địa chất, chịu ảnh hưởng của các điều kiện địa lý rõ rệt với các yếu tố thủy văn, khí hậu. Do nằm tiếp giáp với biển, trong từng lưu vực còn bị chi phối của biển bởi các cửa sông ven biển: cửa Roòn (sông Roòn), cửa Gianh (sông Gianh), cửa Lý Hòa (sông Lý Hòa), cửa Dinh (sông Dinh) và cửa N hật Lệ (sông N hật Lệ). Mặt khác, lưu vực sông là đơn vị lãnh thổ thể hiện bản chất dòng chảy ngầm, có thể coi như trùng với lưu vực ngầm của N DĐ. Phân vùng theo từng lưu vực được ký hiệu bằng các chữ số tương ứng là: 1 - sông Roòn, 2- sông Gianh, 3 - sông Lý Hòa, 4 - sông Dinh và 5 - sông N hật Lệ. Sự phân hóa địa hình: Địa hình là yếu tố quyết định sự hình thành N DĐ, tác động đến dòng chảy ngầm và quá trình tích lũy N DĐ. Địa hình còn ảnh hưởng đến quá trình phân bố dân cư và phát triển KT – XH. Địa hình là một trong những cơ sở để phân định ranh giới quản lý hành chính, nên trong việc phân vùng N DĐ nhằm khai thác sử dụng và bảo vệ, yếu tố địa hình đóng vai trò hết sức thiết yếu. Trong mỗi lưu vực vùng nghiên cứu, địa hình phân hóa dưới 4 dạng là dạng địa hình gò đồi, dạng địa hình đồng bằng châu thổ, dạng địa hình đụn cát ven biển và dạng địa hình cửa sông ven biển, theo thứ tự được ký hiệu bằng chữ: A, B, C, D. Sự phân hóa theo tiềm năng DĐ: Tiềm năng N DĐ là một trong những chỉ tiêu đóng vai trò quan trọng nhất trong đánh giá khả năng khai thác sử dụng N DĐ, do chịu chi phối sâu sắc bởi nhiều yếu tố tự nhiên nên việc định rõ sự phân hóa tiềm năng N DĐ gắn kết hữu cơ với các điều kiện địa lý tự nhiên và xã hội sẽ làm cơ sở cho định hướng sử dụng hợp lý tài Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 22 - nguyên và bảo vệ môi trường N DĐ. - Mức độ phong phú nước: mức độ phong phú của tầng chứa nước được đánh giá theo lưu lượng khai thác, có thể chia thành 3 dạng: vùng giàu nước (Q > 5l/s), vùng chứa nước trung bình ( Q: 1 - 5l/s) và vùng nghèo nước (Q<1l/s). Theo thứ tự được ký hiệu bằng chữ: a, b, c. - Chất lượng nước: chất lượng N DĐ được thể hiện bằng độ tổng chất rắn hòa tan (TDS), được phân thành vùng nước nhạt: TDS ≤ 1g/l và vùng nước mặn - lợ: TDS > 1g/l. Theo thứ tự được ký hiệu bằng chữ: n và m. 3.6.3. Kết quả phân vùng Dựa vào các tiêu chí nêu trên, vùng nghiên cứu được chia thành 5 vùng và 20 tiểu vùng. Mỗi tiểu vùng được bao quát bởi 4 chỉ số đặc trưng của lưu vực, dạng địa hình, trữ lượng và chất lượng N DĐ (bảng 2, hình 5). Bảng 2: Trữ lượng khai thác tiềm năng
DĐ theo vùng và tiểu vùng Vùng/lưu vực sông Tiểu vùng Lớp chứa nước Diện phân bố QKTTN (m 3/ngày) 1Abn amQ2 2, amQ1 14,7 26.696 1Bbn amQ2 2, amQ1 57,4 99.304 Roòn 1Cbn mvQ2 3, amQ2 2, amQ1 14,6 31.969 157.939 2Abn amQ2 2, amQ1 108,0 187.375 2Ban mvQ2 3, am,mQ2 2, amQ1 76,5 145.500 Gianh 2Cbn mvQ2 3, amQ2 2, amQ1 30,8 36.363 369.238 3Abn amQ2 2, amQ1 41,1 36.645 3Ban amQ2 2, amQ1 63,2 113.323 Lý Hòa 3Cbn mvQ2 3, amQ2 2, amQ1 8,6 15.480 165.448 4Acn amQ2 2, amQ1 38,4 36.092 4Bcn amQ2 2, amQ1 36,0 66.126 Dinh 4Cbn mvQ2 3, amQ2 2, amQ1 23,8 31.280 133.488 5Abn amQ2 2, amQ1 198,3 181.592 5Bbn amQ2 2, amQ1 234,8 451.866 N hật Lệ 5Cbn mvQ2 3, amQ2 2, amQ1 127,8 390.442 1.023.901 Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 23 - Kết luận chương 3 N DĐ trong trầm tích Đệ tứ vùng cát ven biển Quảng Bình phân bố trùng với các thành tạo địa chất với hai tầng chứa nước chính là Holocen và Pleistocen. N guồn hình thành N DĐ chủ yếu từ nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16%. Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ngày, được hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) và toàn bộ trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%). N DĐ có sự phân hóa theo hai mùa trong năm, 77% trữ lượng được hình thành trong mùa mưa. Thành phần hóa học N DĐ được hình thành bởi các quá trình hòa tan - rửa lũa và trao đổi hấp phụ, tồn tại dưới ba loại hình hóa học N DĐ: loại hình clorua phân bố chủ yếu trong trầm tích nguồn gốc sông và sông biển, loại hình bicacbonat phân bố trong trầm tích sông biển và loại hình hỗn hợp clorua - bicacbonat phần lớn có mặt trong tầng qp và loại hình bicacbonat - clorua chủ yếu phân bố trong tầng qh. N DĐ vùng nghiên cứu, nhìn chung, có chất lượng đảm bảo nhưng trữ lượng không lớn, tuy nhiên có thể khai thác, sử dụng để cấp nước cho mục đích sinh hoạt và phát triển các ngành KT - XH của khu vực. N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình được phân thành 5 vùng và 20 tiểu vùng theo tính lưu vực, sự phân hóa của địa hình, trữ lượng và chất lượng N DĐ tạo cơ sở cho việc định hướng khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên N DĐ của khu vực. - 24 - CHƯƠ
G 4 ĐN
H HƯỚ
G KHAI THÁC, SỬ DỤ
G HỢP LÝ TÀI
GUYÊ

ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ
G CÁT VE
BIỂ
QUẢ
G BÌ
H 4.1. Hiện trạng khai thác sử dụng nước Mức độ cung cấp nước sạch phục vụ cho nhu cầu ăn uống và sinh hoạt của vùng cát ven biển là không đồng đều và còn ở mức thấp. Trên toàn vùng, hiện có 31 trạm cấp N DĐ tập trung quy mô nhỏ đến trung bình với tổng lưu lượng là 9.188m3/ngày. Vùng nông thôn ven biển hiện đang sử dụng nguồn N DĐ là chính với các công trình khai thác chủ yếu là giếng đào, giếng khoan UN ICEF, một số nơi còn phải sử dụng nước sông hoặc nước mưa. N goài cấp nước sinh hoạt, N DĐ còn được khai thác sử dụng cho phát triển nông lâm ngư nghiệp, du lịch và các loại hình dịch vụ khác. 4.2. Định hướng phát triển kinh tế - xã hội và nhu cầu sử dụng nước 4.2.1. Định hướng phát triển kinh tế - xã hội Định hướng phát triển kinh tế theo hướng liên kết các ngành thành từng cụm kinh tế - kỹ thuật với các mục tiêu phát triển chính gồm công nghiệp, phát triển thế mạnh về thủy sản, khai khoáng và công nghiệp chế biến, nông nghiệp - ưu tiên trồng lúa, du lịch - dịch vụ, kinh tế biển cũng như nâng cao tiềm lực khoa học công nghệ. 4.2.2. Dự báo nhu cầu sử dụng nước Định hướng đến năm 2020, tỉnh Quảng Bình sẽ đạt 95% dân cư đô thị và 90% dân cư nông thôn được sử dụng nước hợp vệ sinh trên cơ sở nâng cấp các công trình cấp nước hiện có và phát triển các dự án mới. Tổng nhu cầu sử dụng nước ước tính là 460 triệu m3/năm. 4.3. Xác định không gian và định hướng khai thác sử dụng hợp lý tài Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 25 - nguyên nước dưới đất 4.3.1. Xác định không gian khai thác sử dụng nước dưới đất Bằng phương pháp nhóm gộp các tiểu vùng N DĐ, trong vùng nghiên cứu phân ra thành 4 nhóm đặc trưng: N hóm tiểu vùng gò đồi; N hóm tiểu vùng đồng bằng châu thổ; N hóm tiểu vùng đụn cát ven biển; N hóm tiểu vùng cửa sông ven biển. 4.3.2. Định hướng khai thác, sử dụng nước dưới đất N DĐ vùng nghiên cứu được định hướng khai thác, sử dụng theo từng nhóm tiểu vùng N DĐ (hình 6) như sau: - N hóm tiểu vùng gò đồi: cấp nước quy mô nhỏ cho sinh hoạt và tưới là chủ yếu. - N hóm tiểu vùng đồng bằng châu thổ: cấp nước quy mô tập trung cho sinh hoạt, tưới, công nghiệp, thương mại - dịch vụ và du lịch. - N hóm tiểu vùng đụn cát ven biển: cấp nước quy mô nhỏ cho sinh hoạt, tưới, thương mại, dịch vụ, du lịch và nuôi thủy hải sản. - N hóm tiểu vùng cửa sông ven biển: ít có khả năng khai thác N DĐ, ưu tiên khai thác nước mặt để nuôi thủy hải sản. Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 26 - 4.3.3. Các giải pháp khai thác sử dụng và bảo vệ nước dưới đất Giải pháp kỹ thuật công nghệ khai thác Trên cơ sở phân tích đánh giá khả năng khai thác sử dụng N DĐ vùng nghiên cứu, các nhóm giải pháp đã được đề xuất cụ thể cho từng tiểu vùng, gồm: - Áp dụng các công trình khai thác dạng giếng khơi, giếng khoan nông và các công trình khai thác nằm ngang kiểu hành lang, hào thu nước và các hệ thống giếng tia. - Xây dựng đập chắn trữ nước kết hợp các công trình thủy lợi tại các lưu vực nhỏ trên vùng đồi cát, bãi cát và các lỗ khoan ở chân đập nhằm lưu trữ nước và cân bằng lượng nước sử dụng theo mùa. Các giải pháp nhằm bảo vệ tài nguyên nước dưới đất Từ kết quả thử nghiệm và ứng dụng ở nhiều nơi về khả năng bảo vệ môi trường đối với các vùng đặc thù sinh thái ven biển, có thể ứng dụng các kỹ thuật sinh thái (KTST). Trong mỗi giải pháp đề xuất, có thể nghiên cứu áp dụng độc lập hoặc kết hợp một số công trình KTST như sau: - Giải pháp kiểm soát tại nguồn: gồm các giải pháp nhằm quy hoạch đới phòng hộ ven biển, bảo vệ miền cung cấp thấm. - Giải pháp kiểm soát trên khu vực: áp dụng các giải pháp KTST phù hợp với tầng khu vực. - Giải pháp kiểm soát trên toàn vùng: Có thể áp dụng tổng hợp các giải pháp KTST tùy theo mức độ thích hợp của từng khu vực đồng thời kết hợp với các giải pháp phát triển bền vững kinh tế và bảo vệ tài nguyên môi trường. Các giải pháp quản lý và điều tra Quản lý, điều tra phục vụ khai thác sử dụng N DĐ gồm công tác điều tra chi tiết kết hợp cấp nước cho sinh hoạt, đánh chất lượng, trữ lượng theo các tiểu vùng N DĐ; Triển khai xây dựng và sử dụng có hiệu quả mạng quan trắc động thái N DĐ tại khu vực; N ghiên cứu khả năng bổ sung nhân tạo tăng trữ lượng N DĐ vào mùa khô hạn; Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục cho cộng đồng nhằm nhận thức đầy đủ về vai trò của tài nguyên nước đối với quá trình phát triển KT-XH. - 27 - Kết luận chương 4 Vùng cát ven biển Quảng Bình là nơi tập trung đông dân cư và đa dạng về các loại hình phát triển kinh tế với nhu cầu sử dụng nước khoảng 460 triệu m3/năm (tương đương 1.260.000 m3/ng). Tuy tổng trữ lượng nước nhạt trong khu vực tương đối dồi dào, trong đó, chỉ riêng nước mặt có thể đạt trên 41,7 triệu m3/ng (chưa kể lượng nước trong các ao hồ) nhưng do những tác động của các yếu tố tự nhiên và chưa có các giải pháp kỹ thuật khai thác, sử dụng hợp lý, nên vẫn còn có sự thiếu hụt một lượng nước đáng kể so với nhu cầu sử dụng. Để khai thác, sử dụng hiệu quả N DĐ vùng nghiên cứu có thể áp dụng kết hợp các giải pháp kỹ thuật công nghệ khai thác và bảo vệ, quản lý tài nguyên N DĐ gồm: Các giải pháp kỹ thuật khai thác N DĐ; Giải pháp sử dụng nước; Giải pháp bảo vệ và phòng tránh suy thoái nguồn nước và Giải pháp quản lý và điều tra: nhằm bổ sung nguồn thông tin khoa học về các tầng chứa nước để có điều kiện quản lý và phát triển bền vững tài nguyên nước. KẾT LUẬ
1. Vùng cát ven biển Quảng Bình có diện tích tự nhiên trên 1.100 km2 phân bố thành các dải hẹp trải dài dọc theo bờ biển, là nơi tập trung đông dân cư và các trung tâm phát triển KT - XH của tỉnh Quảng Bình. Đây là vùng chịu nhiều tác động của các yếu tố tự nhiên khắc nghiệt và ít có lợi thế về tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, nguồn nước nhạt dưới đất là nguồn tài nguyên chiếm ưu thế và đóng vai trò rất quan trọng đối với đời sống và phát triển kinh tế của nhân dân trong vùng. Việc nghiên cứu một cách toàn diện về sự hình thành và định hướng khai thác sử dụng hiệu quả và bền vững N DĐ vùng nghiên cứu là rất cấp thiết. 2. Vùng nghiên cứu với cấu trúc địa chất khá phức tạp, các hoạt động tân kiến tạo tương đối mạnh, thành phần thạch học là các trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc, trong đó cát chiếm một tỷ lệ lớn, địa hình có hướng nghiêng thoải dần từ lục địa ra biển và trong mỗi lưu vực sông có sự phân hóa dưới 4 dạng địa hình là gò đồi, đồng bằng châu thổ, cồn cát ven biển - 28 - và cửa sông ven biển cùng với điều kiện khí hậu đặc trưng có nền nhiệt cao, lượng bốc hơi và lượng mưa lớn đã tạo nên một tổ hợp các yếu tố đóng vai trò quyết định đến sự hình thành nước nhạt dưới đất trong hai tầng chứa nước lỗ hổng Holocen và Pleistocen. Các yếu tố địa lý khác như chế độ thủy văn, hải văn, đặc điểm thổ nhưỡng, thảm thực vật và các hoạt động nhân sinh ảnh hưởng sâu sắc đến sự hình thành trữ lượng và chất lượng N DĐ. 3. N DĐ chủ yếu được cung cấp bởi nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16% tổng lượng mưa năm. Tổng trữ lượng tiềm năng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ngày, được hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) và toàn bộ trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%). N DĐ có sự phân hóa theo hai mùa trong năm, 77% trữ lượng được hình thành trong mùa mưa. 4. Trong vùng nghiên cứu, phần lớn N DĐ có nguồn gốc ngấm từ nước mưa, một diện tích nhỏ vùng các cửa sông nước có nguồn gốc biển. Sự hình thành chất lượng chủ yếu theo quá trình rửa lũa đất đá, trao đổi ion, pha trộn giữa nước mưa, N DĐ và nước biển. N DĐ thuộc ba loại hình hóa học chính là loại hình clorua - phân bố chủ yếu dọc cửa sông và vùng giáp biển thuộc các trầm tích nguồn gốc sông và sông biển; loại hình bicacbonat - phân bố ở các vùng thấp trũng có các trầm tích sông biển; loại hình hỗn hợp - có diện phân bố lớn nhất trong vùng, thuộc các trầm tích sông - biển - gió. N hìn chung, nước có chất lượng tốt, có thể sử dụng để cấp nước cho sinh hoạt và phát triển KT - XH. 5. Dựa vào đặc điểm phân bố, tính phân hóa của địa hình và tiềm năng N DĐ, không gian nghiên cứu đã được phân chia thành 4 nhóm tiểu vùng N DĐ là nhóm tiểu vùng gò đồi, nhóm tiểu vùng đồng bằng châu thổ, nhóm tiểu vùng cát ven biển và nhóm tiểu vùng cửa sông ven biển. Trên cơ sở đó đề xuất hướng khai thác, sử dụng có hiệu quả và bền vững nước nhạt dưới đất bằng các giải pháp kỹ thuật công nghệ, giải pháp bảo vệ, phòng chống suy thoái nguồn nước và giải pháp điều tra, quản lý phát triển bền vững tài nguyên nước. - 29 - Hình 2: Bản đồ phân bố các tầng chứa nước vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.1 trong luận án) - 30 - Hình 4: Bản đồ chất lượng nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.6 trong luận án) - 31 - Hình 5: Sơ đồ phân vùng nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.7 trong luận án) - 32 - Hình 6: Bản đồ định hướng khai thác, sử dụng nước dưới đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 4.1 trong luận án)