TS. Phạm Ngọc Hải TS. Phạm Việt Hòa
Kỹ Thuật
Khai thác nớc ngầm
Kỹ Thuật
Khai thác nớc ngầm
Nh xuất bản nông nghiệp
H nội 2004
3
Chơng 1
Bỉ Tỷ lệ nớc ngầm sử dụng cho sinh hoạt chiếm là : 90%
Phần Lan : 85 ữ 90%
Hà Lan : 75%
Thuỵ Điển : 85 ữ 90%
Đức : 75%
Ixraen : 95%
4
Trên toàn thế giới nớc ngầm đã đợc khai thác để đáp ứng 50% yêu cầu nớc cho sinh
hoạt của nhân loại.
Ngoài mục đích khai thác nớc ngầm cho sinh hoạt, nớc ngầm còn đợc khai thác
phục vụ cho công nghiệp, trồng trọt, chăn nuôi và các ngành kinh tế khác.
Nông nghiệp: nhiều nớc trên thế giới đã sử dụng nớc ngầm để tới cho các diện tích
trồng trọt: Diện tích canh tác đợc tới bằng nớc ngầm của một số nớc nh sau:
- Brazin có 22.000 ha
- Angiêri có 80.000 ha
- Hy Lạp có 30.000 ha
- Nga, Trung Quốc, Mỹ có 15% lợng nớc tới là nớc ngầm.
Nớc ngầm cũng đợc khai thác dể đáp ứng cho yêu cầu cho công nghiệp và chăn nuôi
ở hầu hết các nớc trên thế giới. Các nớc lớn nh Nga, Mỹ, Trung Quốc, ấn Độ, Australia,
Ai Cập, Nam Phi đều khai thác và sử dụng nớc ngầm với qui mô rất lớn và còn đang tiếp
tục đợc mở rộng trong tơng lai để đáp ứng yêu cầu ngày một cao của kinh tế dân sinh.
ở Việt Nam, tuy là một nớc nhiệt đới ma nhiều, nguồn nớc mặt tơng đối phong
phú nhng yêu cầu khai thác nớc ngầm cũng rất lớn. Từ đầu thế kỷ 20, chúng ta đã bắt đầu
khai thác nớc ngầm để phục vụ cho sinh hoạt và công nghiệp ở các thành phố lớn nh: Hà
Nội, Hải Phòng, Nam định, Vinh, Huế, Thành phố Hồ Chí Minh... ở nông thôn, các hộ gia
đình từ lâu đã sử dụng giếng khoan, giếng đào để khai thác nớc ngầm dùng cho sinh hoạt.
Những năm gần đây, ở nớc ta tốc độ phát triển kinh tế và đô thị hoá rất cao, hàng loạt
các thành phố lớn, thị xã, thị trấn mới đợc mọc lên, hàng loạt khu dân c, khu chế xuất đã
hình thành và đi vào hoạt động, các vùng kinh tế mới ở miền núi phía Bắc, cao nguyên và
- Lu lợng nhỏ, khả năng cấp nớc nhỏ nên công trình nằm phân tán.
- Nớc ngầm có độ khoáng hoá cao, nhiệt độ nớc ngầm thờng không phù hợp với
yêu cầu dùng nớc nên phải xử lý nớc trớc khi sử dụng
- Đòi hỏi năng lợng để bơm hút để khai thác nớc ngầm.
- Nếu nớc ngầm nằm quá sâu công trình khai thác sẽ phức tạp dẫn đến giá thành khai
thác nớc sẽ cao.
- Việc khai thác nớc ngầm không hợp lý sẽ dẫn đến ô nhiễm môi trờng, làm mất cân
bằng sinh thái tự nhiên. ở các vùng duyên hải nếu khai thác nớc ngầm quá mức, mực nớc
ngầm hạ thấp, nớc mặn từ biển sẽ xâm nhập làm ô nhiễm nguồn nớc ngầm.
Tóm lại: Vai trò của nớc ngầm ngày càng quan trọng trong phát triển Kinh tế - Xã hội
của mỗi quốc gia, vì thế cần có kế hoạch khai thác, sử dụng nớc ngầm một cách hợp lý để
có thể phát triển nguồn nớc nói chung và phát triển nguồn nớc ngầm nói riêng một cách
bền vững.
1.2. Sự hình thành nớc ngầm
Có nhiều giả thuyết về sự hình thành nớc ngầm từ xa xa. Giả thuyết đầu tiên cho là:
Nớc ma thẩm lậu xuống các tầng đất đá tạo thành những khu vực chứa nớc trong lòng
đất, Giả thiết này đợc đa ra vào thế kỷ I trớc công nguyên. Sau đó giả thuyết ban đầu
dờng nh bị lãng quên cho đến tận thế kỷ thứ XVII giả thuyết này lại đợc nhắc tới nh
một giả thuyết hợp lý nhất hồi bấy giờ. Mãi đến 1877 nhà địa chất học ngời Đức tên là
O.Phôn - Gherơ bác bỏ luận đề trên và đa ra giả thuyết mới là do sự ngng tụ nớc trong
đất. ông khẳng rằng sự hình thành nớc ngầm trong đất cơ bản không chỉ là do thẩm lậu
nớc ma mà còn do quá trình xuyên sâu không khí và hơi nớc vào kẽ rỗng lớp vỏ trái đất
và hơi nớc bị ngng tụ khi hấp thu lạnh tạo thành những vùng chứa nớc ngầm trong lòng
đất. Sự bàn cãi về giả thuyết này diễn ra rất sôi nổi, nhiều ý kiến phản đối luận điểm trên và
không công nhận vì nó cha lý giải đợc chọn vẹn và toàn diện các vấn đề, đơng nhiên
luận điểm ban đầu lại đợc bảo vệ, mặc dầu bản thân nó cha giải thích rõ nguồn gốc phát
sinh nớc ngầm. Mãi sau này, vào đầu thế kỷ XX nhà bác học ngời Nga A..Rebegeb trên
cơ sở nghiên cứu thí nghiệm đã chứng minh và giải thích quá trình hình thành nớc ngầm
khác với Phôn - Gherơ ở chỗ tính xuyên sâu của không khí đợc ông giải thích là do quá
Độ ẩm của đất: 65.000 km
3
Nớc ngầm ở độ sâu dới 800m: 4.000.000 km
3
Nớc ngầm ở độ sâu trên 800m: 4.300.000 km
3
Tổng cộng: 8.600.000 km
3
Băng ở các cực: 29.000.000 km
3
Tổng cộng nớc trên trái đất
khoảng 1.390.000.000 km
3
Trong đó: 97,2% trên các Đại dơng
2,2% trên các cực
0,8% trên các lục địa
Các đại dơng chiếm
70% diện tích trái đất,
chứa 1.350.000.000 km
3
nớc
Bốc hơi vo
các lục địa
Nh vậy, ngoài nớc ma ra nhân tố hình thành nớc ngầm phải kể đến hơi nớc
chuyển vị về phía có sự đàn hồi thấp có nghĩa là nơi có nhiệt độ thấp. Nh chúng ta đã biết
mùa hè dới mặt đất lạnh hơn trên mặt đất và không khí đem theo hơi nớc bão hoà thấm
sâu vào lớp vỏ trái đất.
Tại đây hơi nớc có trong không khí dới đất bị ngng tụ thành nớc rồi cung cấp vào
tầng trữ nớc. Bởi vậy, ta có thể đi tới kết luận: Sự hình thành nớc ngầm chủ yếu là do
nớc ma ngấm xuống đất và hơi nớc trong không khí thấm vào trong đất và đợc ngng
tụ trong lòng đất. Vùng hình thành nớc ngầm có thể là vùng di chuyển chậm của nớc
trong các kẽ rỗng của đất, trong các vết rạn nứt của nham thạch hoặc trong các hang, động
đợc tạo ra trong các tầng nham thạch rắn chắc, tạo thành dòng chảy ngầm trong lòng đất.
1.3. Chế độ nớc ngầm và phân bố nớc ngầm theo chiều sâu
1.3.1. Chế độ nớc ngầm
Nớc ngầm là một thành phần trong chu trình tuần hoàn của nớc trong tự nhiên: Nớc
trong khí quyển tồn tại dới dạng hơi nớc hay giọt ma ma rơi xuống đất một phần tạo
thành dòng chảy mặt một phần bốc hơi trở lại bầu khí quyển còn lại sẽ thấm vào trong lòng
đất để bổ sung cho nớc ngầm. Bên cạnh đó hơi nớc từ trong khí quyển cũng đợc thấm
sâu vào lòng đất do hiện tợng chênh lệch về nhiệt độ và áp lực đàn hồi cùng với lợng
nớc từ sông, biển, hồ, ao ngấm xuống cung cấp cho nguồn nớc ngầm. Trong mùa khô hạn
ít ma, nớc ngầm một phần cung cấp cho tầng đất và sẽ đợc bốc hơi qua mặt đất lên tầng
khí quyển, một phần lại cung cấp nớc cho ao, hồ, sông, biển và cũng đợc bốc hơi lên bầu
khí quyển thông qua hiện tợng bốc hơi mặt nớc. Sự tuần hoàn của nớc trong tự nhiên là
một chu trình khép kín.
Phân loại các tầng địa chất thuỷ văn
Dựa vào tính chứa nớc và tính thoát nớc của các tầng địa chất có thể chia thành 4
loại tầng địa chất thuỷ văn:
1. Tầng ngậm nớc và vận chuyển nớc
Tầng ngậm nớc và vận chuyển nớc là một hệ đất đá có khả năng trữ nớc tốt cho
phép nớc vận chuyển đợc trong hệ đất đá đó , nh các tầng cát, cát sỏi
2. Tầng ngậm nớc ít và vận chuyển nớc kém
Tầng ngậm nớc ít và vận chuyển nớc kém là một hệ đất đá có khả năng chứa nớc
y
c
ó
áp
Giếng phun
(Artesian)
Tầng không
thấm nớc
Mặt đất tự nhiên
Vùng cung cấp nớc ngầm
Mực nớc ngầm
không áp
Đờng thủy áp
Túi nớc ngầm
Bề mặt đất
Tầng không thấm9
Trên quan điểm nớc dới đất ngời ta còn phân các tầng địa chất thuỷ văn theo lợng
nớc chứa trong đất:
1. Tầng rễ cây
Hình 1.4 - Các tầng chứa nớc trong đất
Tầng rễ cây là tầng hoạt động tập trung của bộ rễ hút nớc cung cấp cho cây trồng.
Nguồn nớc cung cấp chủ yếu do ma ngấm xuống và lợi dụng đợc một phần nớc ngầm
cung cấp do nớc ngầm nằm cao nớc ngầm do mao quản leo lên. Tuy nhiên ở tầng này do
tiếp xúc với mặt đất lợng bốc thoát nớc tơng đối lớn. Trong đó lợng bốc hơi phụ thuộc
chủ yếu vào các nhân tố khí hậu và vị trí mực nớc ngầm.
2. Tầng trung gian
10
= cos
r
2
h
c
Trong đó:
h
c
: Độ leo cao của mao quản tỷ lệ với sức
căng mặt ngoài của chất lỏng và tỉ lệ nghịch với bán
kính kẽ rỗng giữa các hạt đất trong ống mao dẫn và
dung trọng chất lỏng
: Sức căng mặt ngoài của chất lỏng
r: Bán kính kẽ rỗng
: Góc nghiêng bề mặt chất lỏng và thành
ống mao dẫn (góc nghiêng giữa tiếp tuyến và mặt
cong trong ống mao dẫn)
: Dung trọng của chất lỏng
Theo Lohmen và A..Rebegeb độ leo mao quản trong các mẫu đất đá nh sau:
Bảng 1.2 - Độ dâng cao nớc mao quản của một số loại đất đá
Loại đất đá Kích thớc hạt d (mm) Độ leo h
c
(cm) h
c
4. Tầng bão hoà nớc
Tầng bão hoà là tầng đất, đá có nớc chứa đầy trong các khe kẽ rỗng của đất đá. Chiều
sâu của tầng bão hoà nớc phụ thuộc vào lợng nớc chứa trong tầng trữ nớc, ngoài ra còn
phụ thuộc vào nguồn nớc cung cấp cho nức ngầm nh mực nớc sông, hồ, dòng chảy
ngầm, nói cách khác phụ thuộc các đặc tính của các nguồn nớc khác cung cấp cho nớc
ngầm. Vùng đất bão hoà nớc thờng chịu tác dụng của áp lực cột nớc chứa trong đất.
5. Tầng không thấm nớc
Tầng không thấm nớc là tầng địa tầng không cho nớc ngầm di chuyển qua. Tuỳ vào
vị trí tơng đối của tầng không thấm với đờng áp lực và số lợng, độ dày của tầng không
thấm mà trạng thái nớc ngầm có thể là không áp hoặc có áp. Thông thờng, tầng không
thấm đơn lớp nằm phía dới tầng trữ nớc sẽ xuất hiện nớc ngầm không áp. Tầng không
thấm đa lớp sẽ xuất hiện nớc ngầm có áp.
2
h
c
Hình 1.5 - Hiện tợng mao dẫn
11
Chơng 2
Phân loại v sự biến động của nớc ngầm
2.1. Phân loại nớc ngầm
Tiêu chuẩn phân loại nớc ngầm có thể quy tụ về hai loại hình cơ bản:
- Phân loại nớc ngầm theo thành phần hoá học và lý học
- Phân loại nớc ngầm theo sự phân bố của nớc ngầm trong các tầng địa chất
2.1.1. Phân loại nớc ngầm theo thành phần hoá học
Có nhiều phơng pháp phân loại nớc ngầm theo thành phần hóa học của các chất chứa
trong nớc ngầm, nhng chỉ xin giới thiệu phơng pháp phân loại nớc ngầm theo thành
phần hoá học của C.A.Sukarev. Phơng pháp phân loại nớc ngầm này đã đợc d luận
- Nớc nhẹ
- Nớc trung bình
- Nớc nặng
2.1.2. Phân loại nớc ngầm theo tính chất lý học
Cách phân loại này chủ yếu dựa vào chỉ tiêu nhiệt độ của nớc ngầm để phân loại và
chia thành 3 loại nớc ngầm chủ yếu sau:
- Nớc ngầm lạnh có nhiệt độ: t < 20
0
C
- Nớc ngầm ấm có nhiệt độ: t 20 ữ 37
0
C
- Nớc ngầm nóng có nhiệt độ: t > 37
0
C
12
Ngoài ra còn dựa vào điều kiện áp lực của nớc ngầm để phân loại:
- Nớc ngầm không áp là loại nớc ngầm có áp suất tại các điểm trên mặt nớc ngầm
bằng áp suất khí trời
- Nớc ngầm có áp là loại nớc ngầm có áp suất tại tất cả các điểm trong tầng trữ nớc
đều cao hơn áp suất khí trời. Cũng có thể nói theo một cách khác đờng áp lực của nớc
ngầm nằm cao hơn tầng không thấm nằm phía trên của tầng trữ nớc
- Nếu nớc ngầm có áp lực cao có khả năng phun nớc lên cao khỏi mặt đất đợc gọi là
nớc ngầm Artesian
Hình 2.1 - Nớc ngầm không áp
Hình 2.2 - Nớc ngầm có áp
Mực nớc ngầm
Nớc ngầm không áp
Nền đá
Tầng không thấm
Tầng nớc ngầm có áp
Tầng nớc ngầm
không áp
Tầng không thấm
Sông
Suối
Giếng Artesian
(giếng phun)
Giếng khai thác
nớc ngầm không áp
Giếng khai thác
nớc ngầm có áp
Nơi bổ sung nớc
vào tầng có áp
Mặt áp lực
Mực nớc ngầm
14
1. Nớc ngầm tầng nông
Nớc ngầm tầng nông nằm ở trên tầng không thấm thứ nhất (không có tầng không
thấm phủ kín bên trên). Đây là loại nớc ngầm không áp. Mặt nớc ngầm là mặt nớc tự do,
áp lực tại mực nớc ngầm chính bằng áp lực khí trời (P = P
a
). Nớc ngầm tầng nông phân
bố rộng khắp hầu hết mọi nơi, trừ một số vung cá biệt. Nớc ngầm tầng nông thờng thay
đổi về trữ lợng cũng nh mực nớc theo từng thời kỳ trong năm, vì nó chịu ảnh hởng trực
tiếp của điều kiện khí hậu, thuỷ văn nh lợng ma, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ bốc hơi mặt
đất... mực nớc của các sông ngòi, hồ ao, đầm trong khu vực. Nguồn cung cấp chủ yếu là do
nham thạch bị đứt gẫy hoặc nứt nẻ. Nớc ngầm trong khe nứt có thể đợc hình thành cùng
với sự hình thành của các khe nứt hoặc đợc cung cấp từ nguồn nớc ma, nguồn nớc ở
các ao, hồ, sông, suối thông qua dòng thấm vào các khe nứt.
15
4. Nớc ngầm trong hang động
Các hang động xuất hiện do sự xâm thực của nớc vào nham thạch tạo thành các hang
động. Nớc từ các nguồn nớc mặt, nớc mạch hoặc nớc ngầm từ các nơi khác tập trung
về các hang động thành các dòng chảy ngầm hoặc các hồ chứa nớc ngầm trong các hang
động nằm sâu trong lòng đất. Nớc trong hang động thờng xuất hiện ở vùng núi đá vôi,
bạch vân, thạch cao, muối mỏ... Trữ lợng nớc ngầm trong hang động tuỳ thuộc vào khả
năng tập trung nớc, kích thớc của các hang động và phụ thuộc vào các nguồn nớc cung
cấp vào các hang động, sự lu thông giữa nguồn nớc đó và các hang động. Nớc ngầm
hang động có thể có dạng có áp hoặc không áp, thông thờng nớc ngầm hang động có độ
khoáng khá cao.
2.2. Sự thay đổi nớc ngầm và các yếu tố ảnh hởng
2.2.1. Sự thay đổi nớc ngầm
- Nếu xét trong thời gian dài, quá trình thay đổi nớc ngầm cũng tơng tự nh nớc
mặt. Trong mùa khô lợng ma ít, mực nớc các ao hồ thấp, dòng chảy các sông suối nhỏ,
lợng bốc hơi lớn vì thế mực nớc ngầm thờng hạ xuống thấp , ngợc lại trong mùa ma
Ma nhiều, nớc mặt nhiều mực nớc ngầm sẽ dâng cao trữ lợng nớc ngầm sẽ phong
phú. Tuy nhiên, sự thay đổi của nớc ngầm còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nh
tính thấm của đất khả năng trữ nớc của tầng trữ nớc.
- Trong chu kỳ một năm, mùa khô mực nớc của nớc mặt hạ thấp, nhiều trờng hợp
thấp hơn mực nớc ngầm, nớc ngầm thông qua các mạch nớc cung cấp nớc cho nớc
mặt. Mùa ma mực nớc ngầm thờng thấp hơn mực nớc mặt, nớc mặt và nớc ma lại
ngấm xuống đất để bổ sung cho nớc ngầm. Tơng quan giữa nớc mặt và nớc ngầm thay
đổi theo mùa, có thời kỳ nớc mặt cung cấp cho nớc ngầm và ngợc lại có thời kỳ nớc
ngầm cung cấp cho nớc mặt.
2.2.2 Các yếu tố ảnh hởng đến nớc ngầm
quan giữa mực nớc ao hồ và mực nớc ngầm có ảnh hởng trực tiếp đến nớc ngầm; chất
lợng của nớc mặt cũng ảnh hởng đến chất lợng nớc ngầm. Ngoài ra chế độ thuỷ triều,
tình hình hạn hán lũ lụt cũng có ảnh hởng tới nớc ngầm
3. Điều kiện địa hình, địa mạo, thảm phủ trên mặt đất
Độ dốc địa hình, độ gồ ghề của mặt đất, mật độ sông suối ao hồ trên mặt đất có ảnh
hởng đến hệ số dòng chảy có nghĩa ảnh hởng trực tiếp đến lợng nớc thấm vào đất để bổ
sung cho nớc ngầm
4. Yếu tố về địa chất, thổ nhỡng
Cách sắp xếp địa tầng, cấu tạo của các tầng địa chất, độ rỗng của các lớp đất đá, hệ số
thấm... sẽ ảnh hởng tới tốc độ và lợng nớc thấm vào trong đất
5. Các hoạt động phát triển của con ngời
Đó là sự khai thác nớc ngầm để phục vụ các mục đích phát triển khác nhau, những tác
động của con ngời vào chất lợng và khối lợng nớc mặt là nguồn nớc bổ sung chính
cho nớc ngầm. Mặt khác các công trình giữ nớc nh hồ chứa nớc, hệ thống cấp thoát
nớc đều có ảnh hởng đến sự thay đổi của nớc ngầm.
Quá trình đô thị hóa thờng gây ra những sự thay đổi mực nớc ngầm do kết quả của
việc làm giảm lợng bổ sung nớc ngầm và tăng cờng việc khai thác nớc ngầm.
ở
những
vùng nông thôn nớc dùng thờng đợc lấy từ những giếng nông, trong khi đó hầu hết các
nớc thải của đô thị lại trở lại đất thông qua các hồ chứa nớc bẩn. Do vậy, sự nhiễm bẩn
của nớc giếng tăng lên. Nhiều giếng ở các hộ dùng riêng phải bỏ đi. Sau này, ngời ta đã
phải đặt các hệ thống sử lý nớc cống, nớc thải, nớc ma trong khu vực.
Ba điều kiện làm cho nớc ngầm giảm là:
- Làm giảm lợng bổ sung nớc ngầm do lát bề mặt
- Bơm hút tăng
- Giảm lợng bổ sung nớc ngầm do hệ thống cống ngầm thu nhận nớc ngầm từ trên
xuống
Ngoài ra còn có những ảnh hởng khác của động đất, ảnh hởng của tải trọng bên
ngoài...
Nếu P
a
là sự thay đổi áp suất khi quyển và P
là kết quả của sự thay đổi áp suất thủy tĩnh
ở đỉnh của tầng chứa nớc có áp thì:
P
a
= P
+ S
c
(2.3)
Trong đó: S
c
:
ứ
ng suất nén đợc tăng lên trên tầng chứa nớc
Tại giếng hút nớc từ tầng chứa nớc có áp:
P
= P
a
+ h (2.4)
Cho áp suất khí quyển tăng thêm P
a
thì:
P
+ P
P
a
18
Hình 2.5 - ảnh hởng của khí áp đến mực thủy áp
Nói chung mực nớc trong giếng hạ thấp xuống khi áp suất khí quyển tăng lên.
7. ảnh hởng của thủy triều
Trong những tầng đất chứa nớc tiếp giáp với biển, sự dao động của thủy triều dẫn đến
sự biến động của nớc ngầm.
Xét trờng hợp đơn giản, đối với dòng chảy một chiều trong tầng chứa nớc có áp.
Phơng trình mô tả chuyển động nớc ngầm có dạng:
t
h
T
S
x
h
2
2
=
Giả thiết điều kiện biên: tại x = 0, h = h
0
sint và h = 0 tại x = (lấy mặt chuẩn là mực
nớc biển trung bình).
0
Tt
S
x
t
t2
sinehh
0
Tầng chứa nớc có áp
Mực thủy áp
Mặt đất
P
a
+ P
a
P
a
Tầng không thấm
Độ lớn thủy triều = 2h
0
Tần
g chứa nớc có áp
Mực nớc biển
trung bình
Mặt đất
Mực thủ
y áp
0L
==
Chiều dài sóng:
S
Tt4
vtL
0
0
==
Lợng dòng chảy vào trong tầng chứa nớc trong nửa chu kỳ:
=
STt2
hW
0
0
Lời giải giải tích ở trên cũng có thể áp dụng gần đúng với tầng chứa nớc không áp khi
sự dao động mực nớc nhỏ không đáng kể so với độ dầy tầng bão hòa.
ở
trên đã nói sự thay đổi áp suất không khí dẫn đến sự biến đổi mực thủy áp. Sự dao
động thủy triều cũng dẫn đến sự thay đổi mực thủy áp trong trong tầng chứa nớc có áp.
21
2.3.2. Hình thái nớc ngầm
- Nớc ngầm tồn tại trong đất dới hình thức chứa đầy trong các lỗ rỗng của đất đá
hoặc nham thạch với trạng thái tĩnh, mực nớc ngầm thờng nằm ngang.
- Nớc ngầm tồn tại trong đất dới hình thức nh dòng chảy ngầm trong đất với trạng
thái động, mặt nớc ngầm thờng có độ dốc.
1 - Sông 2 - Khe dốc
Hình 2.9
n
ớc vào trong đất.
- Nguồn cung cấp nớc ngầm là nớc mặt: Về mùa ma lũ, mực nớc sông, hồ, ao lên
cao sẽ cung cấp nớc cho nớc ngầm dọc theo ven bờ các sông, hồ. Ngợc lại về mùa kiệt
mực nớc sông, hồ ao thấp hơn mực nớc ngầm, nớc ngầm lại cung cấp dòng chảy mặt
cho các ao, hồ, sông, suối.
Hình 2.11 - Tơng quan giữa nớc mặt và nớc ngầm
Mối quan hệ này là ổn định và dễ thấy qua bản đồ đẳng áp nớc ngầm, nếu quan hệ
trên không có thì đờng đẳng áp nớc ngầm vuông góc với dòng chảy mặt (hình 2.11a).
Nếu nớc ngầm đợc cung cấp từ dòng chảy mặt thì các đờng đẳng áp nghiêng theo chiều
dòng chảy bởi vì gơng nớc ngầm trong trờng hợp này nghiêng từ phía sông (hình 2.11b).
Nếu nớc ngầm cung cấp cho nớc mặt thì đờng đẳng áp nghiêng ngợc chiều dòng
chảy mặt (hình 2.11c). Có thể gặp trên thực tế trờng hợp hỗn hợp cả hai loại nớc mặt và
nớc ngầm cấp nớc cho nhau (hình 2.11d).
-
ở
vùng ma lớn hơn nhiều so với bốc hơi là vùng thừa ẩm, phần lớn nớc ngầm cung
cấp cho sông, hồ.
-
ở
vùng khô cằn ma ít hơn bốc hơi nớc sông, hồ sẽ cấp cho nớc ngầm.
q
2q
1q
ở
những nớc nhiệt đới gió mùa nh nớc ta, trong mùa ma, lợng ma lớn, dòng
chảy trên các sông suối lớn, nguồn nớc bổ sung cho nớc ngầm rất phong phú vì thế mực
nớc ngầm dâng cao. Về mùa khô lợng ma không đáng kể, khí hậu khô hanh lợng bốc
hơi rất lớn, lu lợng cũng nh mực nớc trên các sông suối rất nhỏ, mặt khác nớc ngầm
cũng
đợc khai thác nhiều hơn vì thế mực nớc ngầm hạ thấp và trữ lợng nớc ngầm cũng
bị suy giảm. Vì thế biên độ giao động của mực nớc ngầm ở nớc ta tơng đối lớn. Ngoài
ra những hoạt động phát triển của con ngời cũng có ảnh hởng lớn đến tài nguyên nớc
nói chung và nguồn nớc ngầm nói riêng nh việc xây dựng các hệ thống thuỷ lợi nh hồ
chứa nớc, các đập ngăn sông, các công tình phòng lũ, các hệ thống tới tiêu nhằm điều hoà
nguồn nớc mặt. Những công trình khai thác nớc ngầm để phục vụ cho các mục đích khác
nhau... Tất cả nhng hoạt động đó đều cố ảnh hởng lớn tới trữ lợng và động thái của nớc
ngầm.
Về chất lợng của nớc ngầm tuỳ thuộc vào tính chất của tầng trữ nớc và tính chất
của các tầng điạ chất mà nớc ngầm đã đi qua. Chất lợng của nớc ngầm đợc thể hiện
qua tính chất lý học và tính chất hoá học của nớc ngầm nh độ khoáng hoá, thành phần
hoá học của các chất chứa trong nớc ngầm, nhiệt độ của nớc ngầm. Ngoài ra các yếu tố
khác nh điều kiện khí hậu, chất lợng của nớc mặt có quan hệ với nguồn nớc ngầm, các
hoạt động của con ngời... cũng có ảnh hởng rất lớn đến chất lợng nớc ngầm. Thí dụ ở
những vùng nắng nóng khô hạn, lợng bốc hơi lớn thì nồng độ khoáng chất trong nớc
ngầm sẽ lớn, độ khoáng hoá sẽ tăng theo tốc độ bốc thoát hơi nớc từ nớc ngầm.
2. Trữ lợng nớc ngầm
Trữ lợng nớc ngầm thờng đợc thể hiện theo ba đặc trng sau:
a) Trữ lợng tĩnh
Trữ lợng tĩnh là khối lợng nớc nằm sâu trong địa tầng có thể thoát ra khỏi tầng trữ
b) Trữ lợng động nớc ngầm
Trữ lợng động của nớc ngầm phụ thuộc vào lu lợng của dòng chảy ngầm bổ sung
cho nớc ngầm. Trữ lợng động là lu lợng dòng ngầm chảy qua tầng trữ nớc.
Q
đ
= V.F = K.J.F
Trong đó:
Q
đ
: Lu lợng dòng ngầm ứng với trữ lợng động
V: Vận tốc dòng chảy ngầm
F: Tiết diện dòng chảy ngầm
J: Độ dốc dòng chảy ngầm
K: Hệ số thấm
Trữ lợng động nớc ngầm đợc xác định bằng nhiều phơng pháp: Theo đại lợng
cung cấp nớc ma, hay mođuyn dòng chảy ngầm, theo kích thớc tiết diện và theo vận tốc
dòng chảy ngầm.
c) Trữ lợng khai thác nớc ngầm
Trữ lợng nớc ngầm là lu lợng nớc ngầm có thể khai thác đợc từ tầng trữ nớc
ngầm trên cơ sở khai thác một cách hợp lý không gây ra ảnh hởng xấu đến chất lợng
nớc và môi trờng sinh thái nói chung của khu vực.
2.4. Nớc ngầm ở Việt Nam và khả năng khai thác, sử dụng
Các kết quả điều tra địa chất thuỷ văn khu vực và tìm kiếm thăm dò nêu trên đã cho
phép phân chia trên toàn lãnh thổ các phân vị địa chất thuỷ văn nh sau:
- Các tầng chứa nớc lỗ hổng trong các thành tạo Đệ tứ
- Các tầng chứa nớc khe nứt trong các thành tạo bazan. Pliocen - Đệ tứ
- Các tầng chứa nớc khe nứt trong các thành tạo lục nguyên
ven biển và hai rìa đồng bằng bị nhiễm mặn.
2. ở đồng bằng Nam Bộ
Có 5 tầng chứa nớc lỗ hổng kể từ trên xuống là các tầng Holocen (qh), Pleistocen
trung - thợng (qp
2-3
); Pleistocen hạ (qp
1
); Pliocen (m
4
); Miocen (m
3
). Trữ lợng khai thác
tiềm năng đạt khoảng 27,5 triệu m
3
/ng (theo Trần Văn Lã, 1996)
Tầng qh:
Có diện tích phân bố khoảng 43.000km
2
. bề dày 20 ữ 70m. Đất đá chứa nớc
là cát hạt nhỏ, cát bột. Nhìn chung, tầng này nghèo nớc, chất lợng nớc xấu thờng bị
nhiễm mặn, nhiễm phèn.
Tầng qp
2-3
:
Phân bố trên hầu hết đồng bằng diện tích khoảng 50.000km
2
. Tầng này nằm
sâu 40 ữ 80m, bề dày 25 ữ135m, trung bình 50 ữ 70m đất đá chứa nớc là cát sỏi. Đây là
Đây là một tầng chứa nớc rất phong phú, chất lợng nớc trong tầng biến đổi theo diện.
Vùng trung trung tâm và ven biển bị nhiễm mặn.
Tầng m
3
:
Ngăn cách với tầng m
4
bởi một lớp sét dày 20 ữ 50m. Diện phân bố khoảng
37.000km
2
, chiều sâu mái 200 ữ 450m, thờng gặp 350 ữ 400m, bề dày 40 ữ 100m. Đất đá
chứa nớc phong phú, nớc có chất lợng tốt. Vùng trung tâm và ven biển bị nhiễm mặn.
Copyright: Tài liệu đại học ©