BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐÌNH THANH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG
ĐẬP NGẦM Ở CÁC HẢI ĐẢO PHỤC VỤ KHAI THÁC VÀ
BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT, ỨNG DỤNG CHO
ĐẢO PHÚ QUÝ TỈNH BÌNH THUẬN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYỄN ĐÌNH THANH

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG
ĐẬP NGẦM Ở CÁC HẢI ĐẢO PHỤC VỤ KHAI THÁC VÀ
BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT, ỨNG DỤNG CHO
ĐẢO PHÚ QUÝ TỈNH BÌNH THUẬN

Chuyên ngành: Phát triển nguồn nước
Mã số: 62 44 92 01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

thập tài liệu, các thông tin cần thiết liên quan đến vấn đề nghiên cứu.
Cuối cùng, tác giả xin cảm ơn đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện thuận
lợi, giúp đỡ tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận án.
Tác giả luận án

Nguyễn Đình Thanh

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................. x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................xi
MỞ ĐẦU

.................................................................................................................1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐẬP DÂNG NƯỚC NGẦM .............7
1.1

Một số khái niệm ............................................................................................... 7

1.2

Tổng quan về giải pháp đập ngầm trên thế giới ................................................8

1.3

Tổng quan về các giải pháp bổ cập nước dưới đất ở Việt Nam ......................18

Nhận xét chung ..........................................................................................27

2.2

Thí nghiệm trong phòng để đánh giá hiệu quả của đập ngầm .........................28

2.2.1

Mục đích của thí nghiệm ...........................................................................28

2.2.2

Mô tả thí nghiệm .......................................................................................28

2.2.3

Kết quả thí nghiệm và mô phỏng bằng mô hình toán ............................... 31

2.2.4

Nhận xét.....................................................................................................35

2.3

Điều kiện cần thiết để nghiên cứu xây dựng đập ngầm ..................................36

2.3.1

Cơ sở lý luận .............................................................................................. 36



Phát triển mô hình tích hợp nước mặt – nước ngầm .................................42

2.5

Mô phỏng dòng chảy ngầm trước và sau khi có đập ngầm ............................. 57

2.5.1

Thu thập và xử lý số liệu ...........................................................................57

2.5.2

Xây dựng mô hình số ................................................................................58

2.5.3

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ............................................................. 58

2.5.4

Phân tích kết quả và mô phỏng các kịch bản ............................................60

2.6

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ................................................................................60

CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TOÁN TỔNG HỢP ĐÁNH GIÁ TÀI
NGUYÊN NƯỚC CHO ĐẢO PHÚ QUÝ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐẬP NGẦM 62
3.1


3.2.2

Điều kiện về địa chất thủy văn ..................................................................73

3.2.3

Điều kiện về chất lượng nước ...................................................................74

3.2.4

Lựa chọn vị trí dự kiến xây dựng đập ngầm .............................................74

3.3

Thiết lập mô hình số để tính toán hiệu quả của đập ngầm đảo Phú Quý ........75

3.3.1

Tài liệu cơ bản ........................................................................................... 75

3.3.2

Thiết lập mô hình.......................................................................................78

3.3.3

Thông số địa chất thủy văn........................................................................80

3.3.4

Phương pháp sử dụng mô đun RCH (Recharge) của MODFLOW...........89

3.4.3

Phương pháp biến động mực nước cải biên (WTFM) .............................. 90

3.4.4

Kết quả tính toán lượng nước bổ cập ........................................................92

3.4.5

Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình ............................................................. 93

3.4.6

Kết quả mô phỏng mực nước ....................................................................95

3.5

Tính toán mô phỏng kịch bản khi chưa có đập ...............................................97

3.5.1

Diễn biến quá trình động lực học dòng chảy giai đoạn 1995 - 2011 ........97

3.5.2

Diễn biến quá trình động lực học dòng chảy giai đoạn 2012 - 2020 ......102


KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ..............................................................................119

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................121
1. Những nội dung chính đã được thực hiện trong luận án .....................................121
2. Những đóng góp mới của luận án .......................................................................123
3. Hướng phát triển và kiến nghị .............................................................................123
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................................124
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................125
PHỤ LỤC

.............................................................................................................130

Phụ lục 1: Kết quả tổng quan và số liệu cơ bản ......................................................130
Phụ lục 2: Lượng nước mặt bổ cập xuống nước dưới đất từ tháng 1 đến tháng 12 136
Phụ lục 3: Địa tầng và kết cấu một số giếng khoan thăm dò, khai thác ..................139
Phụ lục 4: Sơ đồ vị trí các giếng quan trắc nước dưới đất hiện đang hoạt động trên
địa bàn huyện đảo Phú Quý .....................................................................................151
Phụ lục 5: Một số hình ảnh về lõi khoan địa chất thu thập .....................................152

v


Phụ lục 6: Thiết lập mô hình và kết quả ..................................................................154
Phụ lục 7: Thiết kế các giếng khoan quan trắc hiện đang hoạt động trên địa bàn đảo
Phú Quý ...................................................................................................................164
Phụ lục 8: Dữ liệu quan trắc thực đo trên các giếng khoan quan trắc .....................165

vi



Hình 2.15 Ô lưới i, j, k và 5 ô bên cạnh ........................................................................51
Hình 2.16 a) Mặt cắt biểu diễn điều kiện biên sông b) Mô phỏng trên mô hình ..........53
Hình 2.17 Điều kiện biên kênh thoát .............................................................................54
Hình 2.18 Điều kiện biên bốc hơi trong mô hình ..........................................................55
Hình 2.19 Điều kiện biên tổng hợp (GHB) trong mô hình ...........................................56
Hình 2.20 Sơ đồ khối giải bài toán tích hợp nước mặt-nước ngầm .............................. 57
Hình 3.1 Vị trí đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận ............................................................. 63
Hình 3.2 Sơ đồ địa hình đảo Phú Quý ...........................................................................65
Hình 3.3 Giá trị trung bình tháng của một số yếu tố khí tượng tại đảo Phú Quý .........66
vii


Hình 3.4 Sơ đồ địa chất khu vực đảo Phú Quý ............................................................. 70
Hình 3.5 Địa tầng và cấu trúc giếng khoan PQII-1A ...................................................73
Hình 3.6 Sơ đồ mô phỏng tuyến đập ngầm khu vực đảo Phú Quý ............................... 75
Hình 3.7 Bản đồ cao độ địa hình và hiện trạng sử dụng đất .........................................76
Hình 3.8 Một số mặt cắt địa chất thuỷ văn khu vực đảo Phú Quý ................................ 77
Hình 3.9 Cấu trúc giếng khoan LK1 .............................................................................78
Hình 3.10 Sơ đồ mô phỏng lớp 2 ..................................................................................79
Hình 3.11 Bản đồ đẳng cao độ bề mặt và đáy lớp 2 ......................................................79
Hình 3.12 Mô hình 3D thể hiện các lớp chính trên mô hình đảo Phú Quý ...................80
Hình 3.13 Sơ đồ phân vùng thông số ĐCTV lớp 1 .......................................................81
Hình 3.14 Sơ đồ phân bố giếng khai thác của lớp 1 ......................................................82
Hình 3.15 Mô phỏng lượng bốc hơi nước dưới đất trên mô hình .................................83
Hình 3.16 Mực nước biển trung bình ngày ...................................................................84
Hình 3.17 Mô phỏng biên thủy triều trên mô hình ........................................................84
Hình 3.18 Mực nước ban đầu trên mô hình ..................................................................85
Hình 3.19 Dữ liệu thổ nhưỡng và độ dốc trong mô hình SWAT ..................................86
Hình 3.20 Sơ đồ ứng dụng mô hình SWAT ..................................................................87
Hình 3.21 Lượng nước mặt bổ cập xuống nước dưới đất từ tháng 1 đến tháng 4 ........88

Hình 3.41 Sơ đồ công trình khai thác nước dưới đất ..................................................113
Hình 3.42 Bản đồ đẳng cao độ mực nước mô phỏng thời điểm tháng 2 năm 2020 ....115
Hình 3.43 Bản đồ đẳng cao độ mực nước mô phỏng thời điểm tháng 10 năm 2020 ..115
Hình 3.44 Lượng bổ cập từ mưa và lượng nước thoát ra biển ....................................116
Hình 3.45 Xâm nhập mặn a) khi chưa có đập và b) khi có đập sâu 5m ......................117

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Thông số địa chất thuỷ văn các tầng chứa nước tại các giếng khoan ............81
Bảng 3.2 Các giá trị quan trắc theo chuỗi số liệu trung bình tháng .............................. 90
Bảng 3.3 Kết quả lượng nước bổ cập xuống tầng chứa nước dưới đất ........................93
Bảng 3.4 Vị trí một số giếng khoan quan trắc tại đảo Phú Quý ....................................93
Bảng 3.5 Lượng mưa, bốc hơi giai đoạn 2012-2020 theo kịch bản biến đổi khí hậu 103
Bảng 3.6 Kết quả tính toán cân bằng nước các năm 2020 .........................................108
Bảng 3.7 Lượng mưa, bốc hơi trung bình tháng giai đoạn 2012-2020 .......................112
Bảng 3.8 Kết quả tính cân bằng nước năm 2020 trên đảo Phú Quý ...........................114
Bảng 3.9 Chênh lệch lượng nước thoát ra biển khi có đập 5m so với lúc chưa có đập
.....................................................................................................................................117
Bảng 3.10 Lượng nước thoát và xâm nhập từ biển vào các tầng chứa nước năm 2020
ứng với các hệ số thấm của đập ...................................................................................119

x


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

Khoa học công nghệ

KHTL

Khoa học thủy lợi

KTTV

Khí tượng thủy văn

QĐ

Quyết định

RCH

Gói bổ cập thấm của MODFLOW (Recharge Package)

SWAT

Công cụ đánh giá đất và nước (Soil and Water Assessment Tool)

TCN

Tầng chứa nước

TDS

Tổng chất rắn hoà tan


kinh tế - xã hội kéo theo sự gia tăng không ngừng về nhu cầu dùng nước, dẫn đến những
tác động mạnh mẽ đến tài nguyên nước. Việc khai thác nước dưới đất mạnh mẽ đã có
nơi vượt quá khả năng tái tạo và khai thác nước dưới đất không theo quy hoạch dẫn đến
nhiều tác động xấu đến môi trường. Ở một số vùng như các hải đảo Việt Nam, nước
mưa được coi là một nguồn tài nguyên nước ngọt quý giá. Trên các hải đảo, do đặc điểm
địa hình tự nhiên, nhiều nơi không cho phép việc xây dựng các hồ chứa nước trên mặt
đất vì các hồ này thường chiếm nhiều diện tích đất đai.
Tại những vùng ven biển và hải đảo, hiện tượng xâm nhập mặn vào tầng chứa nước dưới
đất cũng xảy ra dẫn đến làm suy giảm tài nguyên nước và làm giảm khả năng khai thác.
Hơn nữa, khi các hoạt động khai thác nước dưới đất ở đây diễn ra vượt quá khả năng tái
tạo, thì nguồn nước dưới đất sẽ bị suy giảm, mực nước dưới đất bị hạ thấp và giao động
lớn. Đây là một trong những tác nhân gây ra những vấn đề môi trường liên quan đến sự
sụt lún đất trên diện rộng và xâm nhập mặn vào các tầng chứa nước. Điều này đòi hỏi
sự quan tâm tới việc khai thác hợp lý và phát triển bền vững tài nguyên nước dưới đất,
thực hiện các giải pháp bổ sung nhân tạo, ngăn mặn giữ ngọt. Một trong số các giải pháp
hữu ích này là việc xây dựng các đập dâng nước ngầm dưới đất với mục đích trữ nước
và ngăn mặn. Cho đến nay việc tính toán cụ thể và đưa ra cơ sở khoa học của việc tính
toán khi xây dựng đập ngầm hầu như chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ.
Vùng biển nước ta có trên 4000 hòn đảo lớn nhỏ trong đó, vùng biển Đông Bắc có trên
3.000 đảo, vùng Bắc Trung Bộ có trên 40 đảo, số lượng đảo còn lại nằm ở vùng biển
Nam Trung Bộ, vùng biển Tây Nam và hai quần đảo Hoàng Sa và Trường Sa. Căn cứ
vào vị trí chiến lược và các điều kiện địa lý kinh tế, dân cư,… Các đảo, quần đảo được
phân chia thành các nhóm: (a) Hệ thống đảo tiền tiêu có vị trí quan trọng trong sự nghiệp
xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Trên các đảo có thể lập những căn cứ kiểm soát vùng biển,
vùng trời nước ta, kiểm tra hoạt động của tàu, thuyền, bảo đảm an ninh quốc phòng, xây
dựng kinh tế, bảo vệ chủ quyền và toàn vẹn lãnh thổ của đất nước ta. Đó là các đảo,
quần đảo như: Hoàng Sa, Trường Sa, Chàng Tây, Thổ Chu, Phú Quốc, Côn Đảo, Phú
Quý, Lý Sơn, Cồn Cỏ, Cô Tô, Bạch Long Vĩ... (b) Các đảo lớn có điều kiện tự nhiên
thuận lợi cho phát triển kinh tế-xã hội. Đó là các đảo như: Cô Tô, Cát Bà, Cù Lao Chàm,


tích toàn tỉnh tổng dân số khoảng 27,7 nghìn dân (Theo niên giám thống kê huyện Phú
Quý năm 2015). Từ vị trí đảo Phú Quý, với trạm ra-đa quan sát biển có thể kiểm soát
toàn bộ tuyến đường hàng hải quốc tế từ Thái Bình Dương qua Ấn Độ Dương. Vì vậy,
Phú Quý có vị trí cực kỳ quan trọng về an ninh quốc phòng… Ngoài vai trò đảo tiền tiêu
bao quát vùng thềm lục địa và vùng biển quan trọng ở Nam Trung Bộ, Phú Quý còn giữ
vai trò của một điểm trung chuyển chủ yếu giữa đất liền, đồng thời là hậu cần quan trọng
đối với quần đảo Trường Sa. Với vị trí địa lý và tiềm năng phát triển lớn lao như vậy,
trong Chiến lược biển và Chương trình phát triển kinh tế Biển Đông và hải đảo, Phú
2


Quý được xác định là một trong những đảo trọng điểm trong hệ thống các đảo của Việt
Nam cả về kinh tế và quốc phòng.
Như vậy, cần phải nhanh chóng tạo dựng cho Phú Quý có được những cơ sở kết cấu hạ
tầng đồng bộ, hiện đại, những tiềm lực kinh tế mạnh, hiệu quả và nguồn nhân lực trình
độ cao để Phú Quý và tỉnh Bình Thuận có điều kiện đẩy nhanh tốc độ phát triển kinh tế
- xã hội trong thập niên tới. Tuy nhiên, là một hòn đảo diện tích không lớn, bao quanh
bởi biển cả và xa đất liền, nước ngọt cho nhu cầu tiêu dùng trong sinh hoạt, sản xuất và
dịch vụ là yếu tố, điều kiện vật chất quan trọng có ý nghĩa quyết định bậc nhất sống còn
đối với phát triển kinh tế, xã hội và đời sống của nhân dân trên đảo Phú Quý.
Do cấu tạo địa hình nên trên đảo không có dòng chảy mặt thường xuyên. Dòng chảy
mặt chỉ tồn tại chỉ từ 1 đến 2 giờ sau những trận mưa lớn. Dòng chảy mặt không thường
xuyên tập trung ở khu vực phía Bắc đảo. Khu vực này có các đặc điểm: địa hình dốc;
diện tích lưu vực thu nước khoảng 3km2; tính thấm của lớp đất đá bề mặt nhỏ hơn nhiều
so với khu vực phía Nam đảo; tầng chứa nước trong khu vực này chủ yếu là tầng chứa
nước bazan có khả năng chứa nước kém; tầng chứa nước trong khu vực này có mối liên
hệ thuỷ lực ở mức độ kém với các tầng chứa nước khác ở khu vực phía Nam đảo; khu
vực này hầu như không có dân cư. Từ những đặc điểm trên cho thấy phân phối nguồn
nước mặt ở khu vực phía Bắc đảo khó có thể đảm bảo trong việc cung cấp nước cho
mục đích sản xuất và sinh hoạt.

đập ngầm, và sử dụng phương pháp mô hình mô phỏng thông qua việc phát triển mô
hình tích hợp nước mặt – nước ngầm thông qua việc áp dụng các mô hình SWAT,
MODFLOW, SEAWAT và các mô hình khác để tính toán lượng nước bổ cập là đầu vào
và cơ sở để tính toán thủy văn nước dưới đất, phân tích chất lượng nước dưới đất, cân
bằng nước, xâm nhập mặn, cho các kịch bản, từ đó đi sâu phân tích hiệu quả của việc
xây dựng đập ngầm cũng như khai thác bền vững tài nguyên nước trong khu vực. Luận
án còn sử dụng các công cụ hỗ trợ khác như hệ thống thông tin địa lý thông qua các
phần mềm MapInfo, ArcGIS, Surfer v.v… để hỗ trợ xử lý số liệu và kết quả tính toán.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
 Ý nghĩa khoa học
Luận án xây dựng được tiêu chí để xây dựng đập ngầm, cơ sở lý thuyết để đánh giá tổng
hợp tài nguyên nước mặt, nước dưới đất và xâm nhập mặn, từ đó đánh giá một cách
khoa học và định lượng được ảnh hưởng của việc xây dựng đập ngầm tới tài nguyên
nước khu vực. Các kết quả này là cơ sở quan trọng cho việc đánh giá tính hiệu quả về
mặt ngăn mặt trữ ngọt, dâng cao mực nước của đập ngầm. Dựa vào các việc phân tích
tính ưu việt, tính khả dụng, và hiệu quả của đập ngầm, đề tài đã tính toán áp dụng cho
việc xây dựng đập ngăn nước ngầm lần đầu tiên tại đảo Phú Quý, Bình Thuận. Cơ sở
khoa học này không những có thể được áp dụng cho các vùng hải đảo mà còn có thể áp
dụng cho các vùng ven biển, vùng khô hạn khác.
 Ý nghĩa thực tiễn

4


Việt Nam có rất nhiều hải đảo quan trọng nhưng đang gặp vấn đề về khan hiếm nước.
Do vậy giải pháp đập ngầm với cơ sở khoa học đầy đủ là giải pháp hữu ích, sáng tạo, sẽ
có tiềm năng phát triển và có thể được ứng dụng rộng rãi trong tương lai.
Việc tính toán mô phỏng nguồn nước dưới đất khu vực đảo Phú Quý, tỉnh Bình Thuận
với trường hợp có đập ngầm và chưa có đập ngầm khẳng định tính đúng đắn của phương
pháp tính toán và hiệu quả của giải pháp đập ngầm đối với đảo Phú Quý nói riêng và


việc thiết lập bài toán tương tác nước mặt - nước ngầm cho đảo Phú Quý. Mô hình sau
khi được kiểm định đã được sử dụng để mô phỏng các kịch bản chưa có đập, có đập, có
xét tới biến đổi khí hậu và nước biển dâng, từ đó đánh giá được hiệu quả của việc xây
dựng đập ngầm.

6


CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG ĐẬP DÂNG NƯỚC NGẦM
1.1 Một số khái niệm
-

Đập dâng nước ngầm

Đập dâng nước ngầm (đập ngầm) là công trình ngầm dưới đất được thiết kế để dâng
dòng chảy nước dưới đất (còn gọi là nước ngầm) tự nhiên, nhằm tạo hồ chứa ngầm trong
các tầng chứa nước phục vụ các nhu cầu dùng nước [3]. Ngoài tác dụng trữ và dâng cao
mực nước, đập ngầm còn có tác dụng chống xâm nhập mặn tại các vùng ven biển.
-

Vật liệu xây dựng

Tùy theo quy mô, cấu tạo đập, có thể sử dụng các loại vật liệu sau để xây dựng bao gồm:
đất sét, bê tông, đá tảng, bê tông cốt thép, gạch, nhựa, nhựa đường, thép tấm, tôn hoặc
PVC…. Mặt cắt ngang điển hình của đập ngầm được minh hoạ trên Hình 1.1. Đập đất
sét: Phù hợp cho các dự án có qui mô nhỏ trong vùng địa chất có tính thấm cao và độ
sâu giới hạn. Đập đất sét có hiệu quả về kinh tế cao, do chi phí thấp trong việc đào và
vận chuyển. Để tránh nguy cơ xói mòn mái đập, người ta sử dụng thêm các tấm nhựa
không thấm để bảo vệ; Đập bê tông: Vật liệu chủ yếu được sử dụng để xây dựng đập

1977-1979

16.5

500

700

Phụt vữa

Tsunekami

1982-1984

21.5

202

73

Tengakuma

1987-1988

12.5

129

17


7.5

105.3

12

Sunagawa

1988- 1993

49

1677

9.500

1995

39.3

192

23

Fukusato

1994-1998

27



53

969

390

Komesu

1993-2003

69.4

2,320

3.460

Kaniin

1995-2005

52.1

1,088

1.580

Yokatsu

1999-2008


1.085

Nakahara

2009

55

2350

10.500

Thời gian xây
dựng

Chiều
cao đập

Kabashima

1973,79-80

Minafuku

Quốc gia
Nhật Bản

Tên đập



Chiều
dài
đập
2600

Tổng trữ
lượng
(1000 m3)
2.200

1983

5-7

230

4.143

Namsong

1986

10-20

89

4.017

Phương pháp

Wooeel

1986

6-7

778

2.457

Tường bêtông
ximăng đông
cứng nhanh
Tường đất sét

1995-1998,
2000
1987

4-27

840

Sông Huangshui

-1995

40.1

5.996


1979

5

160

Ottapaiam

1962-1964

5-9

155

Thời gian xây
dựng

Chiều
cao đập

Bora

2009-

Eean

Quốc gia

Hàn quốc


Gursum

1981

Burikna
-Faso
Brazil

Nare

Kenya
U.S.A

Tường vữa
ximăng
Phụt vữa

3.5

Gạch xây, Tấm
nhựa
Gạch xây có trát
vữa
Tấm nhựa

15

Đá xây khối tảng


N.A

Đập đất chôn
ngầm
Đá gạch xây
Đá xây

(Nguồn: [6])

1) Kitui, Kenya
Tại Kitui, phía Đông Kenya, từ năm 1995, SASOL (Sahelian Solutions Foundation) đã
tiến hành xây dựng các đập ngăn nước ngầm, và đến nay đã có hơn 500 đập nhỏ (đập cao
từ 2 – 4 mét và dài khoảng 20m) đã được xây dựng. Quận Kitui có diện tích 20,400 km
với mật độ dân số là 25 người/ km2 thuộc vùng khí hậu bán khô hạn, mưa phân phối
không đều, thông thường là từ tháng 10 đến tháng12 và từ tháng 3 đến tháng 5. Tổng
9


lượng mưa vào khoảng 250 -750 mm/năm, lượng bốc hơi mặt nước là 2000 mm/năm.
Nền địa chất của vùng khá phức tạp, chủ yếu là sự kết hợp giữa đá mắcma và đá biến
chất, được bao phủ bởi lớp đất phong hóa. Phía Nam của Kitui là hệ địa chất Pecmi trong
khi trầm tích núi lửa kỷ đệ tam nằm ở phía tây.Nguồn nước ngầm của khu vực rất khan
hiếm và các dòng sông chỉ chảy trong mùa mưa. Phía Tây của khu vực bao phủ bởi đất
xốp đen phong hóa, phần còn lại là đất cát đỏ có độ phì thấp.
a) Quá trình xây dựng đập
Tại quận Kitui, hơn 500 đập với kích thước lớn nhỏ khác nhau (phụ thuộc vào hướng lưu
vực và áp lực dòng chảy mặt) đã được xây dựng. Trong suốt giai đoạn thi công, khu vực
đập và bờ sông được đào đến tầng địa chất không thấm nước và rắn chắc, và đập ngầm
tại Kitui có độ cao trung bình từ 2-4 m và chiều dài đập khoảng 500m, loại đập lớn
thường có độ cao 7m và chiều dài 2000m.

dụng vào các hoạt động sản xuất như sản xuất nông nghiệp qui mô nhỏ (trồng rau, chăm
sóc cây) góp phần nâng cao đời sống kinh tế gia đình.
Số liệu báo cáo của một cuộc khảo sát tại vùng Ithumula/ Maluma cho thấy sự gia tăng
thu nhập bình quân của người dân, đặc biệt là vào mùa khô, 38% chủ hộ cho biết họ đã
có thể trồng rau màu với năng suất tăng thêm ¾ sản lượng ngay trong năm đầu đập
được hoàn thành.

Hình 1.3 Phụ nữ sử dụng lỗ đào lấy nước, Hình 1.4 Người đàn ông lấy nước từ giếng
quận Kitui, Kenya (M. Hoogmoed, 2007 [9])

11

gần đập trữ nước vùng cát ở Kitui (M.
Hoogmoed, 2007 [9])


2) Borana, Nam Ethiopia
Vùng Borana, phía nam Ethiopia, là một khu vực bán khô hạn, trong đó cộng đồng nông
thôn phụ thuộc chủ yếu vào việc chăn nuôi gia súc nuôi (chủ yếu là người chăn gia súc)
và nông nghiệp quy mô nhỏ. Cả hai hoạt động này phụ thuộc vào sự sẵn có của nguồn
nước. Các cộng đồng sống ở các vùng rất xa, không có điện, nước hoặc công trình vệ
sinh. Trẻ em trong khu vực này có tỷ lệ đi học thấp nhất trong cả nước, vì dành nhiều
thời gian để tìm và lấy nước. Do khu vực này có mưa ít, không đồng đều và nguồn nước
hạn chế, giải pháp đập ngầm trở nên hấp dẫn cho người dân Borana. Cộng đồng đã được
biết đến với phương pháp thu gom nước từ lòng sông phù du. Sự kết hợp sáng tạo của
cơ sở hạ tầng, trữ nước ngầm và thu gom nước mặt, đảm bảo nước cho sinh hoạt, và sản
xuất cho cộng đồng (ERHA, 2008, Beekman, 2003 [10]).
3) Brazil
Tại Brazil, hơn 500 đập có quy mô nhỏ dưới lòng đất cũng đã được xây dựng trong
những năm 1990, cho phép các hộ gia đình nông dân có thể canh tác thêm một vài hecta