Đề tài: NƯỚC, NGUỐN CUNG CẤP NƯỚC VÀ QUẢN LÝ

Chia sẻ: Lê Thị Phương Tú | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

154
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nước là một trong những nguồn tài nguyên cơ bản và quan trọng nhất của chúng ta. Đảm bảo rằng chúng ta duy trì thỏa đáng và an tòan nguồn cung cấp nước là một trong những mục tiêu môi trường quan trọng nhất. Việc thiếu giải pháp cho vấn đề ô nhiễm và tình trạng thiếu nước gây ra vấn đề môi trường nghiêm trọng cho hàng tỉ người ở nhiều khu vực trên thế giới. Trong đề tài này chúng ta sẽ đề cập đến những chủ đề thủy học, nguồn cung cấp và sử dụng nước, quản lý nước, và nước và hệ sinh...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: NƯỚC, NGUỐN CUNG CẤP NƯỚC VÀ QUẢN LÝ

Luận văn Đề tài: NƯỚC, NGUỐN CUNG CẤP NƯỚC VÀ QUẢN LÝ
Mục lục I.ĐẶT VẤN ĐỀ. ..................................................................................................................................... 3 I.NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA NƯỚC:....................................................................................... 4 II.CHU TRÌNH CỦA NƯỚC TRÊN TOÀN CẦU: .................................................................................. 5 1.NƯỚC NGẦM .................................................................................................................................... 9 4.ĐỊNH LUẬT DARCY ...................................................................................................................... 13 V.NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC: ......................................................................................................... 15 VII.Tình hình sử dụng nư ớc trên thế giới và ở Việt Nam .................................................................... 18 VIII.TÁC ĐỘNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG NƯỚC TỚI MÔI TRƯỜNG............................................ 22 IX.BẢO TỒN NƯỚC. ......................................................................................................................... 22 X. TỔNG KẾT..................................................................................................................................... 25
I.ĐẶT VẤN ĐỀ. Nước là một trong những nguồn tài nguyên cơ bản và quan trọng nhất của chúng ta. Đảm bảo rằng chúng ta duy trì thỏa đáng và an tòan nguồn cung cấp nước là một trong những mục tiêu môi trường quan trọng nhất. Việc thiếu giải pháp cho vấn đề ô nhiễm và tình trạng thiếu nước gây ra vấn đề môi trường nghiêm trọng cho hàng tỉ người ở nhiều khu vực trên thế giới. Trong đề tài này chúng ta sẽ đề cập đến những chủ đề thủy học, nguồn cung cấp và sử dụng nước, quản lý nước, và nước và hệ sinh thái II.MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ĐƯỢC THỂ HIỆN THÔNG QUA NHỮNG NỘI DUNG CHÍNH NHƯ SAU: • Tìm hiểu những đặc tính cơ bản của nước=> nước là chất lỏng đặc biệt nhất trong môi trường của chúng ta. • Những ngăn dự trữ chính trong chu trình nước. • Các nhân tố chính điều hòa dòng chảy bề mặt và lượng trầ m tích. • Ảnh hưởng của địa chất học tới nguồn nước dưới đất, bao gồm cả sự di chuyển của nước dưới đất và định luật Darcy. • Những loại hình sử dụng nước chính, hậu quả môi trường của sự phát triển sử dụng tài nguyên nước, bao gồm cả việc xây đập và kênh đào. • Bàn về 1 số cách bảo tồn và quản lý nguồn nước. • Tổng kết
I.NHỮNG ĐẶC TÍNH CƠ BẢN CỦA NƯỚC:  Nước là một chất lỏng không thể thay thế, không có nó, chúng ta không thể tồn tại được. Mỗi phân tử nước chứa hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxi. Mỗi liên kết hoá học mà giữ các phân tử lại với nhau là liên kết hoá trị, có nghĩa rằng mỗi nguyên tử hydro chia sẻ đơn điện tử của nó với nguyên tử oxi và những nguyên tử này chia sẻ những điện tử ngoài cùng của nó với nguyên tử hydro.  Sự thực nước là một chất phân cực liên quan đến nhiều đặc tính quan trọng của nó cũng như cách thức nó phản ứng trong môi trường. Chẳng hạn, những phân tử nước có khả năng thu hút lẫn nhau, vì vậy chúng sản sinh ra những lớp màng mỏng hoặc những tầng phân tử nước giữa và xung quanh những hạt quan trọng trong sự chuyển động của nước trong đới không bão hòa phía trên mực nước ngầ m. Quá trình này là trong số một sự dính kết. Những phân tử nước có thể bị hút lại, đầu âm của phân tử nước (oxy) hút những ion dương như natri, canxi, magiê và kali. Bởi vì những hạt sét có khuynh hướng tích nạp các ion âm, chúng thu hút nhiều ion dương hơn (hydro) và những phân tử nước sẽ được hydrat hoá. Cuối cùng sự phân cực của nước là nguyên nhân sinh ra sức căng mặt ngoài: những phân tử nước thu hút lẫn nhau càng nhiều hơn so với những phân tử của không khí. Sức căng mặt ngoài vô cùng quan trọng trong nhiều quá trình sinh hóa và vật lý kéo theo những chuyển động  Nước thường được coi là dung môi cơ bản. Nó có khả năng hòa tan nhiều chất và khiến nó trở thành một bộ phận cơ bản và quan trọng của cấu thành sự sống. Vì nước tự nhiên có tính acid yếu, chúng hoà tan một lượng lớn hỗn hợp từ muối đơn giản đến các chất khoáng và đá. Nước đặc biệt quan trọng
trong sự phong hoá hoá học của đá và các chất khoáng, cùng với những quá trình lý hóa và sinh hóa, bắt đầu sự tạo thành đất.  Nước là chất duy nhất mà ở thể rắn nhẹ hơn ở thể lỏng, điều đó giải thích hiện tượng băng tan. Nếu nước ở thể rắn nặng hơn thể lỏng thì nó sẽ chìm xuống. Mặc dù cái này thì an toàn hơn cho những con tàu đi du lịch gần những núi băng trôi, những thuộc tính của sinh quyển nhiều khi khác nhau: dòng sông, đại dương đóng băng từ đáy lên trên.  Đặc tính quan trọng khác của nước là tính bộ ba của nó, nhiệt độ, áp suất và ba pha của nó: rắn (nước đá), lỏng (nước), khí (hơi nước) có thể tồn tại cùng nhau. Bộ ba của nước xuất hiện tự nhiên trên hay gần bề mặt trái đất II.CHU TRÌNH CỦA NƯỚC TRÊN TOÀN CẦU:
III.CÁC NHÂN TỐ CHÍNH ĐIỀU HÒA DÒNG CHẢY BỀ MẶT VÀ LƯỢNG TRẦM TÍCH: Lượng dòng chảy bề mặt và lượng các chất trầm tích được mang đi bởi các dòng chảy thay đổi một cách đáng kể từ lưu vực sông và từ dòng sông này sang cái khác. Kết quả của sự biến đổi địa chất, lý học, sinh học, và những đặc trưng sử dụng đất của các lưu vực và sự biến đổi đặc biệt của những nhân tố theo thời gian. Thậm chí người quan sát tình cờ nhất có thể nhìn thấy sự khác biệt trong số lượng cặn mang bởi cùng dòng sông trong nạn lụt 1. Những nhân tố địa chất Những nhân tố thiết yếu tác động đến dòng chảy bề mặt và sự trầm tích bao gồ m loại đất và đá, khoáng vật, thời tiết và những đặc trưng cấu trúc đất và đá. Đất có cấu trúc hạt mịn, nặng và đất sét và những loại đá được phơi ra với ít vết nứt gãy vỡ nói chung có thể cho những dòng nước nhỏ bé di chuyển xuống dưới và trở thành bộ phận của những dòng chảy dưới bề mặt. những dòng chảy từ lượng giáng thuỷ trên vật chất có tốc độ tương đối nhanh. Ngược lai, đất cát và sỏi, đá có vết nứt tương đối lớn, đá dễ tan lại hấp thu một lượng nước giáng thủy lớn và là m giả m dòng chảy bề mặt. Các nhân tố lý học, tác động đến lưu lượng và vận chuyển các chất trầm tích bao gồm hình dạng của lưu vực, địa hình và độ dốc, hướng của dòng chảy cho đế n việc tạo thành lũ. Hình dạng của bồn lưu vực ảnh hưởng đáng kể bởi những điều kiện địa chất. Chẳng hạn, mạng lưới sông có thể chia lưu lượng thành nhiều nhánh phụ sẽ nhanh
hơn những lưu vực có hệ thống các dòng chảy chính nhưng ngắn hơn, ngoằn ngoèo hơn. Nhân tố đường dốc và địa hình có quan hệ với nhau: đường dốc cao (sự khác biệt độ cao giữa những điểm cao nhất và thấp nhất của hệ thống thoát nước ra sông hoặc dòng sông hoặc bất cứ dạng địa hình nào) dòng chảy càng giống nhau khi độ dốc, độ nghiêng và vùng đất dốc của dòng chảy càng giống. Đường dốc và địa hình quan trọng bởi vì chúng ảnh hưởng không chỉ đến vận tốc của nước trong dòng chảy mà còn đến tỉ lệ nước thấm qua đất hoặc đá và tỉ lệ của dòng chảy trên mặt đất, cả những thứ ảnh hưởng đến tốc độ của dòng chảy bề mặt và dưới bề mặt đi vào nhánh sông. 2.Nhân tố khí hậu: Nhân tố khí hậu ảnh hưởng đến sự chảy ròng và sự vận chuyển trầm tích gồ m dạng lắng xuất hiện, cường độ lắng, khoảng thời gian lắng với việc đánh giá cao tổng mức độ thay đổi khí hậu hàng năm và các loại bão (dù có lốc xoáy hay sấ m sét). Tóm lại, sự tháo của thể tích lớn nước và trầm tích thì được kết hợp với cường độ cao của bão tác động lên sườn dốc, địa hình không vững chắc bên dưới gây nên nguy cơ gây xói mòn cao. 3.Nhân tố sinh học. Thực vật, động vật, và sinh vật trong đất tất cả đều ảnh hưởng đến lượng trầm tích. Thực vật có khả năng làm ảnh hưởng đến các dòng chảy theo một vài cách :  Thực vật có thể làm giả m đi sự chảy ròng bằng cách giữ nước và thoát ra bởi sự bay hơi. Lượng nước bị giữ lại bởi thực vật cũng rơi vào khu đất 1 cách
nhẹ nhàng hơn và thấm qua đất. Dựa trên những thí nghiệm rõ ràng của lưu vực sông có trồng rừng được thể hiện để làm tăng lên dòng chảy của nhánh sông mặc dù làm giảm sự thoát hơi nước (nước được sử dụng bởi cây và sự thoát hơi ra bầu khí quyển).  Việc làm giả m hay thất thoát mặc dù có làm khí hậu thay đổi, hay đất sử dụng sẽ làm giảm sự chảy ròng và sản phẩm của trầm tích. Đây được cho rằng là những điều kiện (giống như con kênh) trước sự cháy rừng vì không có bão hay những sự kiện khác xuất hiện. Tiếp theo 1 trận bão mưa vừa phải và qua sự chảy ròng, toàn thể con kênh bị sỏi lắp đầy theo các đường dốc do việc đốt cháy đường dốc. Tiếp theo bão mưa và dòng chảy vừa phải khác, cặn lắng trong con kênh được vận chuyển ra ngoài hệ thống và con kênh như nó đã từng sau cháy rừng và trước cơn mưa đầu tiên. Chuyện gì đã xảy ra ? Ngọn lửa đã loại bỏ thực vật trên địa hình, và làm mất đi những vật liệu (cặn lắng) mà đã tích lũy trên dốc núi, nhưng giữ ở đó bởi thực vật trước ngọn lửa, di chuyển dốc xuống theo hướng nhánh sông của con kênh. Qui trình của sự vận chuyên khô của sự mất mát vật liệu này được gọi là dry ravel. Khi cơn mưa đầu tiên rơi xuống trên vùng sườn dốc bị đốt cháy, sụ chảy ròng cao và 1 lượng cặn phong phú di chuyển xuống dưới sườn đồi đến nhánh sông của con kênh. Dòng nước không đủ để chuyển đi tất cả những cặn lắng xuống,và rất nhìêu cặn sẽ đọng lại trên kênh. Quan trọng hơn nữa là trận bão đầu tiên sẽ cuốn trôi rất nhiều cặn từ dốc đồi, rồi khi trận mưa tiếp theo tấn công thì lại có ít cặn bị cuốn đi hơn từ dốc đồi đến dòng chảyThực vật trên mặt nước làm tăng sự đối lập đến dòng chảy,mà làm chậm lại đường đi của nước lũ.  Thực vật trên mặt nước làm chậ m lại sự xói bờ dòng chảy bởi vì rễ của nó kết lại và giữ những mảnh đất nhỏ tại 1 nơi.  Ở những lưu vực sông có trồng rừng, những mảnh vỡ hữu cơ (than cây và những mảnh gỗ vụn) có thể ảnh hưởng sâu sắc đến hình dạng dòng sông và
những qui trình. Lưu vực nước ở những ngọn núi dốc, nhiều vũng nước tự nhiên quan trọng cho nơi sống của cá có thể được tạo ra bởi những mảnh vụn hữu cơ lớn.  Động vật ảnh hưởng đến những nhánh sông bằng cách di dời thực vật hoặc đào bới. Việc chăn thả những động vất có vú lớn có thể phá hủy môi trường nước mặt, gây ra các vấn đề xói mòn đất dọc 2 bên bờ sông. Động vật đào bới thông qua công tác phòng chống lụt các con đê có thể bắt đầu những vấn đề xói mòn mà cuối cùng dẫn tới việc các con đê không hoạt động như mong muốn. Lượng trầm tích được mang đi do sông như một phần của quá trình tự nhiên trong phạm vi chu trình đá với những điều kiện địa chất, thời tiết, vật lý, sinh dưỡng, và những điều kiện khác. Do đó, một vài con sông mang tính ổn định và khác rõ rệt ở độ trong và tình trạng của nó. Ví dụ, trung bình sông Lo ở Trung Quốc mang theo hơn gần 200 lần tải trọng lơ lửng so với sông Nile ở Ai Cập. Ở Mỹ, sông Mississippi cũng không đục như sông Missouri và sông Colorado. IV.ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỊA CHẤT HỌC TỚI NGUỒN NƯỚC DƯỚI ĐẤT,ĐỊNH LUẬT DARCY. 1.NƯỚC NGẦM Nguồn chủ yếu của nước ngầ m là lượng mưa ngấm qua bề mặt để vào và chảy qua phần trên của đới thấm nước.  Đới thấm nước bao gồm tất cả các chất phía trên mực nước ngầ m. Nước được thâm nhập qua từ bề mặt chảy xuống qua đới thấm nước, hiếm khi được bão hòa. Cách đây không lâu, đới thấ m nước vẫn được gọi là đới
không bão hòa, nhưng bây giờ chúng ta đã biết rằng tồn tại 1 vài vùng bão hòa ngay lúc nước chảy qua. Đới thấm nước có ý nghĩa quan trọng bởi vì chất ô nhiễm ngấm qua bề mặt cần được lọc qua đới thấm nước trước khi chúng vào đới bão hòa phía dưới mực nước ngầm. Theo cách đó, trong môi trường lớp dưới bề mặt đới thấ m nước là một vùng cảnh báo sớm về sự ô nhiễ m tiềm tàng tài nguyên nước ngầm .  Nước được lọc qua đới thấ m nước có thể vào hệ thống nước ngầm, hay đớ i bão hòa, nơi dòng bão hòa xuất hiện. Vùng bề mặt phía trên đới này được gọi là mực nước ngầm. Đới mao dẫn ngay phía trên mực nước ngầ m là một vành đai biến độ dày nơi nước bị rút ra bởi hoạt động mao dẫn, do lực hấp dẫn giữa nước và bề mặt của vật liệu trái đất và đến sức căng bề mặt (lực hút lẫn nhau của các phân tử nước).  Thêm vào đó là sự kết tủa, những nguồn khác của nước ngầm bao gồ m cả nước thẩ m thấu từ nước mặt, gồm cả hồ và sông, nước mưa được giữ lại hay làm đầy ao, cho tưới tiêu nông nghiệp và hệ thống xử lý nước thải.  Sự di chuyển của nước vào đới thấm hút và qua lớp vật liệu trái đất là một phần không thể thiếu của cả quá trình nước và quá trình đá. Ví dụ, nước có thể phân hủy khoáng từ vật liệu, nước mặt có thể chuyển hóa trầm tích, nhiệt, khí và vi sinh vật. Tầng ngậm nước (aquifer). Nguồn nước được gọi là tầng ngậ m nước. Sỏi, cát, đất, sa thạch, cũng như đá granite và Một tầng của trái đất có khả năng cung cấp nước ngầm ở mức độ thích hợp từ 1 đá biến chất với độ xốp cao là tầng ngậm nước tốt nếu nước ngầm tồn tại. Một vùng khác sẽ giữ nước nhưng không truyền đủ nhanh để được bơm lên từ 1 mạch nước gọi là lớp ít thấm. Những lớp ít thấ m thường tạo thành lớp phủ hữu hạn
với chỉ ít nước. Đất sét, đá phiến sét, đá magma hay biến chất với độ xốp hay vết nứt nhỏ thường tạo thành những lớp ít thấ m. 2.Sự di chuyển của nước ngầm Cả tốc độ lẫn hướng dịch chuyển nước ngầm đều phụ thuộc vào độ dốc của mực nước ngầ m và đặc tính của những chất khoáng hiện diện. Độ dốc thủy lực trong trường hợp đơn giản nhất cho một tầng ngậm nước không giới hạn xấp xỉ với chỗ dốc của mặt nước ngầ m. Khả năng những vật liệu riêng biệt cho phép nước chảy qua được gọi là hệ số thấ m nước của nó. Diễn tả mối quan hệ của độ dốc thủy lực và hệ số thấm nước đến dòng chảy nước ngầm cho phép chúng ta làm sáng tỏ nhiều vấn đề liên quan đến nước ngầm. Hệ số thấ m nước của một vật chất trên trái đất là một hàm số của cả đặc tính của vật chất (như là đường kính hạt, kích thước của lổ rỗng, mối liên hệ giữa các lổ rỗng với nhau) và đặc tính của chất lỏng chảy qua nó (như độ nhớt và tỉ trọng). Tỉ lệ của khoảng trống của đất hay đá được gọi là độ xốp của nó. Chú ý rằng một vài vật chất có độ xốp cao nhưng hệ số thấm nước rất thấp, ví dụ như đất sét. Bởi vì độ nhẵn và nhỏ của phân tử của nó, những vết mở rất nhỏ và giữ nước rất tốt. 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến mực nước ngầm:  Áp suất khí quyển Sự thay đổi áp suất khí quyển gây ra do sự dao độngmực nước thủy áp trong tầng chứa nước có áp. Mối quanhệ đó là quan hệ nghịch biến hay có nghĩa là tăng áp suấtkhí quyển sẽ làm giả m mực nước thủy áp và ngược lại
 Mưa Mưa không phải là một chỉ thị chính xác của lượng bổsung nước ngầm do tổn thất trên mặt và dưới mặt đất cũngnhư như là thời gian vận chuyển của thấm thẳng đứng .Mực nước ngầ m có thể chỉ ra sự biến động theo mùa domưa nhưng thông thường sự thay đổi này còn do sự xuấtlưu tự nhiên và ảnh hưởng của bơm hút. Hạn hán kéo dàilàm trong một vài năm làm cho mực nước ngầm hạ xuốngthấp.  Gió Gió thổi trên mặt của giếng gây ra ảnh hưởng thứ yếu đếnmực nước ngầ m thông qua ảnh hưởng của áp suất khí quyển.  Thủy triều Trong những tầng chứa nước tiếp giáp với biển, sự dao độngcủa thủy triề u dẫn đến sự biến động của nước ngầm.  Ảnh hưởng của sự đô thị hóa Quá trình đô thị hóa thường gây ra những sự thay đổi mựcnước ngầm do kết quả của việc làm giảm lượng bổ sung nướcngầm và tăng cường khai thác nước ngầ m. Ở những vùng nôngthôn nước dùng thường được lấy từ các giếng nông, trong khi đóhầu hết các nước thải của đô thị trở lại đất thông qua các hồchứa nước bẩn. Do vậy sự nhiễn bẩn tăng lên, sau này người tađã phải đặt các hệ thống xử lý nước cống, nước thải, nước mưatrong khu vực  Ba điều kiện làm mực nước ngầ mgiảm o Làm giảm lượng bổ sung nướcngầm do lát bề mặt o Bơm hút tăng.
o Giả m lượng bổ sung nướcngầm do hệ thống thu nhậnnước ngầm từ trên xuống Ngoài ra còn có những ảnhhưởng khác như ảnh hưởng củađộng đất, ảnh hưởng của tảitrọng bên ngoài. 4.ĐỊNH LUẬT DARCY Vào năm 1856 một kỹ sư tên là Henry Darcy làm việc trên nguồn cung cấp nước cho Dijon,pháp.Ông thực hiện một loạt các thí nghiệm quan trọng chứng minh rằng dòngchảy ngầm(Q) có thể được xác định là sản phẩm của diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy(A),gradient thủy lực(I) và hệ số thấ m(K). Nội dung : Q =K. I. A Đơn vị trên mỗi bên phương trình là tốc độ dòng chảy(m3/ngày).Mối liên hệ này gọi là Định luật Darcy. Định lượng Q/A = K. I là thong lượng Darcy Có thể nói rằng : v= Q/A hoặc Q= v. A Mặc dù v có đơn vị của vận tốc,thông lượng Darcy chỉ là vận tốc biểu kiến.Để xác định vận tốc thực sự của nước ngầm trong một tầng chứa nước chúng ta phải nhớ rằng nước di chuyển qua các lỗ trống,vì vậy vận tốc của nó bị ảnh hưởng bởi độ xốp của vật chất tầng nước ngầ m.Nếu n tượng trương cho độ xốp, diện tích mặt cắt ngang của dòng chảy là A. n và Q= v. A mà: vx =Q/A.n =v/n hoặc vx = KI/n Vận tốc thực tế vx bằng khoảng 3 lần so với thông lượng Darcy(giả định giá trị trung bình của n = 0,33) Nước ngầm luôn di chuyển từ vùng có áp lực cao đến vùng có áp lực thấp hơn ví thế có thể di chuyển xuống,theo chiều ngang hoặc đi lên phụ thuộc vào điều kiện địa hình.Hình 10.7, nước đi lên tại các giếng phun bởi vì áp lực dưới lớp đất sét giữ nước lớn hơn so với áp lực ở trên nó. Định luật Darcy có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều vấn đề nước ngầm.Ví dụ,xem xét một khu vực cấu tạo bởi các đá trầm tích có khí hậu bán khô cằn.Khu vực này bị chia cắt bởi một hệ thống sông trong thung lung rộng khoảng 4 km.Lắng đọng phù sa trong thung lũng tạo thành một tầng nước ngầm và hai giếng đã được khoan cách nhau khoảng 1 km hướng xuống thung lung(hingf 10.A,phần
a).Một phần thung lũng giữa các giếng có vùng bão hòa dày 25 m,bao gồ m cát,sỏi và có hệ số thấm 100 m/ngày (1,2 * 10-3 m/s).Độ xốp vật chất tầng nước ngầ m là 30%.Một phần thung lung thể hiện ở hình 10.A, phần c. Các giếng cách nhau 1000 m và độ cao của các giếng khai 1 và 2 lần lượt là 98 m và 97 m.Hai câu hỏi được đặt ra dưới đây lien quan đến các điều kiện hiển thị ở hình 10.A. 1,Lưu lượng nước Q di chuyển qua các tầng chứa nước theo hướng xuống thung lung là gì? 2,Thời gian di chuyển của nước ngầm từ giếng 1 đến giếng 2 là gì?Từ quan điể m môi trường câu hỏi này đặc biệt thú vị,nếu việc ô nhiễm được phát hiện tại giếng 1 và muốn biết khi nào tình trạng ô nhiễm sẽ lan tới giếng 2. Trả lời 2 câu hỏi này với tình hình trên đòi hỏi phải áp dụng định luật Darcy. Để trả lời câu hỏi thứ nhất,yêu cầu lượng nước đang di chuyển qua tầng nước ngầ m là bao nhiêu,nhớ rằng :Q = K. I. A Gradient thủy lực(hình 10.6) là tỉ số của sự khác biệt về độ cao nước giữa 2 giếng với chiều dài dòng chảy nước ngầm giữa các giếng.Sự khác biệt về độ cao mực nước ngầ m giữa 2 giếng là 1 m và chiều dài dòng chảy là 1000 m.Do đó,gradient thủy lực (I)là 0,001.Cho hệ số thấm là 1,2 * 10-3 m/s.Diện tích mặt cắt ngang của tầng chứa nước là 25 m ×4000 m (105 m2).Nhân những số này với nhau ta được Q =0,12 m3/s tương đương với 10368 m3/ngày,khoảng 2,7 triệu lit một ngày.Tất nhiên,tất cả lượng nước này không hoàn toàn bơm từ tầng nước ngầ m.Kiể m tra máy bơm của giếng sẽ là cần thiết để xác định có bao nhiêu trong số 2 triệu lit mỗi ngày được bơm có làm suy giảm tài nguyên. Câu hỏi thứ 2 liên quan đến thời gian nước di chuyển từ giếng này tới một giếng khác.Áp dụng định luật Darcy:Trong trường hợp này thông lượng Darcy là v = Q/A =K. I Nhớ rằng thông lượng Darcy chỉ là vận tốc biểu kiến và không phản ánh thực tế sự chuyển động thực sự của nước ngầ m thông qua khe hở giữa các hạt cát,sỏi trong tầng chứa nước. Vận tốc thực tế(vx) giữa K.I với độ xốp: vx =K.I/n =(1,2 * 10-3 m/s).(10-3)/0,3 =4.10-6 (m/s) Thời gian chuyển động(T) là tỷ số giữa chiều dài của dòng chảy(L) với vận tốc của nước(vx) di chuyển qua các lỗ trống. Ta có: Khoảng cách L =vx.T do đó: T =1000 m/4.10-6 (m/s) =2,5× 108 s xấp xỉ 7,9 năm.
V.NGUỒN CUNG CẤP NƯỚC: Nước bao phủ 71% diện tích của quả đất trong đó có 97% là nước mặn, còn lại là nước ngọt. Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định và pha loãng các yếu tố gây ô nhiễ m môi trường, nó còn là thành phần cấu tạo chính yếu trong cơ thể sinh vật, chiế m từ 50%-97% trọng lượng của cơ thể, chẳng hạn như ở người nước chiế m 70% trọng lượng cơ thể và ở Sứa biển nước chiếm tới 97%. Trong 3% lượng nước ngọt có trên quả đất thì có khoảng hơn 3/4 lượng nước mà con người không sử dụng được vì nó nằm quá sâu trong lòng đất, bị đóng băng, ở dạng hơi trong khí quyển và ở dạng tuyết trên lục điạ... chỉ có 0,5% nước ngọt hiện diện trong sông, suối, ao, hồ mà con người đã và đang sử dụng. Tuy nhiên, nếu ta trừ phần nước bị ô nhiễ m ra thì chỉ có khoảng 0,003% là nước ngọt sạch mà con người có thể sử dụng được và nếu tính ra trung bình mỗi người được cung cấp 879.000 lít nước ngọt để sử dụng (Miller, 1988). 1. Trữ lượng nước. Trữ lượng nước phụ thuộc dòng vào, dòng ra và lượng nước lưu trữ trong một hệ thống. Tổng lượng nước đi qua Mỹ mỗi ngày xấp xỉ 152000 triệu m3 ở trạng thái lỏng. Tổng lượng nước này xấp xỉ 10% lượng mưa, tuyết trên thế giới. Gần 2/3 thúc đẩy việc bay hơi nhanh chóng hay hấp thụ bởi sinh vật. Còn lại 1/3 tức là khoảng 5510 triệu m3 chảy trên bề mặt hoặc thấm vào đất đi vào các mạch nước ngầ m, chảy ra biển hay di chuyển qua các đường biên giới. Chúng được dùng để tiêu thụ hay bay hơi từ các hồ cấp nước tự nhiên. Nhờ các hiện tượng tự nhiên thay đổi thúc đẩy các thiên tai xảy ra như lũ lụt, hạn hán. Chỉ một phần nước có thể phát triển cho lượng sử dụng lớn. Như vậy chỉ khoảng 2656 triệu m3 mỗi ngày. Sự phân vùng ở mức độ có quy mô là rất quan trọng tới viêc thúc đẩy chu kỳ xảy ra hàng năm.
Một số vấn đề tiềm tàng trong việc cung cấp nước được dự doán ở các khu vực nơi mà lượng mưa hàng năm và lượng dòng chảy thấp như miền Tây Nam nước Mỹ và khu vực Great Plains. Thật không may, việc lưu giữ nước các dòng chảy lại không khả thi vì lượng nước mất đi do bốc hơi ở các hồ nhân tạo lớn, sự hạn chế số lượng các vị trí thích hợp để xây hồ, và còn các mục đích sử sụng nước khác như việc vận chuyển nước trên sông và đời sống hoang dã. Kết quả là, sự thiếu hụt nước cung cấp xuất hiện ở những khu vực có lượng mưa thấp và ít dòng chảy qua. Những cuộc tranh luận quyết liệt là cần thiết để đảm bảo 1 sự cung cấp nước hợp lý. 2.Cung ứng nước ngầm: Nước ngầm là nguồn cung cấp nước uống cho gần một nửa dân số Hoa Kì. May mắn thay, trữ lượng nước ngầm ở đây khá lớn,theo tính toán có khoảng 20% tổng lượng nước được khai thác ở Mỹ. Trong 0.8 km2 có khoảng 125.000-240.000 km3. Nhìn chung, 125.000km3 là gần bằng lượng nước của sông Mississippi trong suốt 200 năm qua. Không may là, do hao phí c ủa sự khai thác nước, lượng nước có sẵn để sử dụng ít hơn nhiều so với tổng lượng nước ngầm. Bảo vệ nguồn nước ngầm là vấn đề đang được cả thế giới quan tâm bởi vì đa số người dân sử dụng nước ngầm cho mục đích sinh hoạt. Thời gian để hình thành một tầng nước ngầ m là từ hàng trăm đến hàng ngàn năm. Vì vậy khi nó bị ô nhiễm thì rất khó mà phục hồi được. Có thể nói nước ngầ m là nguồn tài nguyên không thể phục hồi. Tầng ngậm nước có vai trò rất quan trọng bởi vì 30% dòng chảy ở Hoa Kì được cung cấp bởi nước ngầm. Các dòng chảy này chảy lộ ra mặt đất hoặc là do nước thấm qua đất dọc theo các dòng sông. Đó chính là các dòng chảy cơ bản, cung cấp nước cho hầu hết các dòng chảy có lưu lượng nhỏ hoặc các dòng suối vào
mùa khô. Vì vậy để duy trì lưu lượng của dòng chảy thỉ phải giữ cho mực nước ngầ m cao. Ở nhiều khu vực, người ta đào giếng để lấy nước ngầm. Trong những trường hợp như thế nước ngầm bị khai thác và được xem là tài nguyên không phục hồi được. Hạ mực nước ngầm là một vấn đề hết sức nghiêm trọng ở các khu vực như: Texas - Oklama High Plain, California, Azona, Nevada, New Mexico, và nhiều khu vực cô lập ở Louistana, Mississippi, Arkansas, Bắc Đại Tây Dương. Ở Texas – Oklahoma - High Plain lượng nước ngầ m bị mất gần bằng lưu lượng của sông Colorado. Tầng nước ngầm ở Ogallala được hình thành từ tầng cát và sỏi dưới một khu vực rộng khoảng 400.000 km2 kéo dài từ nam Dakota đến Texas. Mặc dù trữ lượng nước ngầm rất lớn nhưng lượng nước khai thác gấp 20 lần lượng bổ cập. Tình trạng hạ mực nước ngầm đã xảy ra trong những năm gần đây, và những cánh đồng sẽ bị khô hạn nếu như nguồn nước bị cạn kiệt. Hiện nay có trữ lượng nước ngầm bị giảm khoảng 5%, nhưng mực nước bị hạ khoảng 30-60m ở một số khu vực của Kansas, Oklahoma, New Mexico và Texas. Khi mực nước ngầ m giả m thì mực nước giếng cũng giảm. như vậy phải tốn nhiề u năng lượng hơn khi bơm nước. VI.LOạI HÌNH Sử DụNG NƯớC CHÍNH : sử dụng nước nội dòng và sử dụng nước ngoại dòng  . Sử dụng ngoại dòng là lấy nước ra khỏi nguồn. Ví dụ như nước dùng trong việc tưới tiêu, chăn nuôi, nhiệt điện, các quá trình công nghiệp, và trong cấp nước công cộng việc sử dụng nước trong sinh hoạt là một hình thức của sử dụng ngoại dòng. Trong trường hợp đó nước không quay lại dòng chảy ngay lập tức sau khi sử dụng. Đó là lượng nước bay hơi, lượng nước được hấp thụ
vào các sản phẩm hoặc các vụ mùa, và lượng nước tiêu thụ bởi động vật và con người. Sử dụng nội dòng liên quan đến nước được sử dụng nhưng không lấy ra khỏi nguồn. Ví dụ như việc dùng nước sông trong hàng hải, thủy điện, nước dùng làm nơi ở cho cá, động vật hoang dã, trong giải trí.  Sử dụng nội dòng thường gây tranh cãi vì đối với mỗi mục đích sử dụng thì cần những tiêu chuẩn khác nhau để tránh gây ảnh hưởng xấu. Ví dụ nhu cầu chất lượng nước và dòng chảy của cá và các sinh vật hoang dã khác với tiêu chuẩn nước để khai thác thủy điện. Hoạt động thủy điện yêu cầu về sự thay đổi của dòng chảy. Tương tự như vậy, đối với mục đích vận chuyên, hàng hải thì những điều kiện về dòng chảy có thể đối lập với các mục đích trên.  Làm cách nào để vận chuyển nước từ sông suối đến nơi khác mà không là m ảnh hưởng đến dòng chảy là một mối quan tâm lớn hiện nay. Đó là vấn đề lớn ở Tây Nam Đại Tây Dương, nơi có các loài cá như: cá hồi, cá thu đang bị suy giả m về số lượng do con người gây ra như: phá rừng, xây đập, ngăn dòng chảy và sự di cư cũng làm thay đổi dòng chảy. VII.Tình hình sử dụng nước trên thế giới và ở Việt Nam a) Tình hình sử dụng nước trên thế giới Khi con người bắt đầu trồng trọt và chăn nuôi thì đồng ruộng dần dần phát triển ở miền đồng bằng màu mỡ, kề bên lưu vực các con sông lớn. Lúc đầu cư dân còn ít và nước thì đầy ắp trên các sông hồ, đồng ruộng, cho dù có gặp thời gian khô hạ n kéo dài thì cũng chỉ cần chuyển cư không xa lắm là tìm được nơi ở mới tốt đẹp hơn. Vì vậy, nước được xem là nguồn tài nguyên vô tận và cứ như thế qua một thời gian dài, vấn đề nước chưa có gì là quan trọng.
Tình hình thay đổi nhanh chóng khi cuộc cách mạng công nghiệp xuất hiện và càng ngày càng phát triển như vũ bão. Hấp dẫn bởi nền công nghiệp mới ra đời, từng dòng người từ nông thôn đổ xô vào các thành phố và khuynh hướng này vẫn còn tiếp tục cho đến ngày nay. Ðô thị trở thành những nơi tập trung dân cư quá đông đúc, tình trạng này tác động trực tiếp đến vấn đề về nước càng ngày càng trở nên nan giải. Nhu cầu nước càng ngày càng tăng theo đà phát triển của nền công nghiệp, nông nghiệp và sự nâng cao mức sống của con người. Theo sự ước tính, bình quân trên toàn thế giới có chừng khoảng 40% lượng nước cung cấp được sử dụng cho công nghiệp, 50% cho nông nghiệp và 10%cho sinh hoạt. Tuy nhiên, nhu cầu nước sử dụng lại thay đổi tùy thuộc vào sự phát triển của mỗi quốc gia. Nhu cầu về nước trong công nghiệp: Sự phát triển càng ngày càng cao của nền công nghiệp trên toàn thế giới càng làm tăng nhu cầu về nước, đặc biệt đối với một số ngành sản xuất như chế biến thực phẩm, dầu mỏ, giấy, luyện kim, hóa chất..., chỉ 5 ngành sản xuất này đã tiêu thụ ngót 90% tổng lượng nước sử dụng cho công nghiệp. Nhu cầu về nước trong nông nghiệp: Sự phát triển trong sản xuất nông nghiệp như sự thâm canh tăng vụ và mở rộng diện tích đất canh tác cũng đòi hỏi một lượng nước ngày càng cao. Theo M.I.Lvovits (1974), trong tương lai do thâm canh nông nghiệp mà dòng chảy cả năm của các con sông trên toàn thế giới có thể giảm đi khoảng 700 km3/năm. Phần lớn nhu cầu về nước được thỏa mãn nhờ mưa ở vùng có khí hậu ẩm, nhưng cũng thường được bổ sung bởi nước sông hoặc nước ngầ m bằng biện pháp thủy lợi nhất là vào mùa khô. Người ta ước tính được mối quan hệ giữa lượng nước sử dụng với lượng sản phẩm thu được trong quá trình canh tác như sau: để sản xuất 1 tấn lúa mì cần đến 1.500 tấn nước, 1 tấn gạo cần đến 4.000
tấn nước và 1 tấn bông vải cần đến 10.000 tấn nước. Sở dĩ cần số lượng lớn nước như vậy chủ yếu là do sự đòi hỏi của quá trình thoát hơi nước của cây, sự bốc hơi nước của lớp nước mặt trên đồng ruộng, sự trực di của nước xuống các lớp đất bên dưới và phần nhỏ tích tụ lại trong các sản phẩ m nông nghiệp. Dự báo nhu cầu về nước trong nông nghiệp đến năm 2000 sẽ lên tới 3.400 km3/năm, chiếm 58% tổng nhu cầu về nước trên toàn thế giới. Nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí: Theo sự ước tính thì các cư dân sinh sống kiểu nguyên thủy chỉ cần 5-10 lít nước/ người/ ngày. Ngày nay, do sự phát triển của xã hội loài người ngày càng cao nên nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí ngày cũng càng tăng theo nhất là ở các thị trấn và ở các đô thị lớn, nước sinh hoạt tăng gấp hàng chục đến hàng trăm lần nhiều hơn. Theo sự ước tính đó thì đến năm 2000, nhu cầu về nước sinh hoạt và giải trí sẽ tăng gần 20 lần so với năm 1900, tức là chiế m 7% tổng nhu cầu nước trên thế giới (Cao Liêm, Trần đức Viên - 1990). b) Tình hình sử dụng nước ở Việt Nam * Nước mặt Việt Nam nằm trong vùng nhiệt đới ẩm có lượng mưa tương đối lớn trung bình từ 1.800mm - 2.000mm, nhưng lại phân bố không đồng đều mà tập trung chủ yế u vào mùa mưa từ tháng 4-5 đến tháng 10, riêng vùng duyên hải Trung bộ thì mùa mưa bắt đầu và kết thúc chậm hơn vài ba tháng. Sự phân bố không đồng đều lượng mưa và dao động phức tạp theo thời gian là nguyên nhân gây nên nạn lũ lụt và hạn hán thất thường gây nhiều thiệt hại lớn đến mùa màng và tài sản ảnh hưởng đến nền kinh tế quốc gia, ngoài ra còn gây nhiều trở ngại cho việc trị thủy, khai thác dòng sông.