Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Tri Lộ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:110

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài nghiên cứu nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước, thực trạng khai thác và mức độ suy thoái nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội. Trên cơ sở đó đề xuất một số giải pháp để quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lương Thị Phương Thảo ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM KHU VỰC NỘI ĐÔ THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2019
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Lương Thị Phương Thảo ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM KHU VỰC NỘI ĐÔ THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Khoa học Môi trường Mã số: 8440301.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS. Nguyễn Xuân Cự Hà Nội – 2019
LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn và sự kính trọng sâu sắc đến người hướng dẫn - GS.TS. Nguyễn Xuân Cự – Bộ môn Tài nguyên và Môi trường Đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở Bộ môn Tài nguyên và Môi trường đất, Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập cũng như làm luận văn. Tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè luôn quan tâm động viên và đóng góp ý kiến giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thiện luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, 30 tháng 11 năm 2019 Học viên Lương Thị Phương Thảo i
MỤC LỤC MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................................3 1.1. Tổng quan tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm trên thế giới và Việt Nam .............................................................................3 1.1.1. Khái niệm nước ngầm ...............................................................................3 1.1.2. Tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm trên thế giới ......................................................................................................................4 1.1.3. Tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm tại Việt Nam .....................................................................................................................9 1.2. Nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm thành phố Hà Nội .........................13 1.2.1. Bãi chôn lấp chất thải ..............................................................................13 1.2.2. Các khu nghĩa trang ................................................................................15 1.2.3. Các nguồn nước thải và sự ô nhiễm các nguồn nước mặt ......................16 1.2.4. Ô nhiễm môi trường đất ..........................................................................20 1.3. Điều kiện địa lý tự nhiên – kinh tế - xã hội thành phố Hà Nội ..................21 1.3.1. Điều kiện địa lý tự nhiên .........................................................................21 1.3.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội ........................................................................25 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................30 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................30 2.2. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................30 2.3. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................30 2.3.1. Phương pháp thu thập, phân tích và hệ thống hóa tài liệu, số liệu .........30 2.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát, lấy mẫu và phân tích bổ sung ...............31 2.3.3. Phương pháp kế thừa các kết quả điều tra, khảo sát và nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước ngầm hiện có ....................................................................33 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..............................................................34 3.1. Đặc điểm cấu trúc các tầng chứa nước cần bảo vệ thành phố Hà Nội ......34 3.1.1. Tầng chứa nước Holocen (qh) ................................................................34 ii
3.1.2. Tầng chứa nước Pleistocen trên (qp2) .....................................................36 3.1.3. Tầng chứa nước Pleistocen dưới (qp1) ....................................................37 3.1.4. Tầng chứa nước khe nứt hệ tầng Vĩnh Bảo (n2) .....................................39 3.2. Hiện trạng chất lượng nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội ......41 3.2.1. Hiện trạng chất lượng nước năm 2019 theo khảo sát .............................41 3.2.2. Chất lượng nước ngầm tại các vị trí quan trắc thuộc mạng Hà Nội .......44 3.2.3. Diễn biến chất lượng nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội .....49 3.3. Quản lý, khai thác và sử dụng nước ngầm nội đô thành phố Hà Nội .......65 3.3.1. Hiện trạng khai thác và sử dụng nước ngầm...........................................65 3.3.2. Các vấn đề về khai thác, sử dụng tài nguyên nước ngầm .......................72 3.3.3. Dự báo nhu cầu sử dụng nước ................................................................78 3.4. Đề xuất các giải pháp khai thác bền vững và sử dụng hợp lý tài nguyên nước ngầm thành phố Hà Nội .............................................................................80 3.4.1. Giải pháp quản lý ....................................................................................80 3.4.2. Giải pháp kỹ thuật ...................................................................................81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................84 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................86 PHỤ LỤC .................................................................................................................91 iii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV Địa chất thủy văn IWMI (International Water Viện quản lý tài nguyên quốc gia Management Institute) n2 Tầng chứa nước Neogen QCVN Quy chuẩn Việt Nam qh Tầng chứa nước Holocen qp Tầng chứa nước Pleistocen TCN Tầng chứa nước TNN Tài nguyên nước TTTVKTTV - MT Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thủy Văn và Môi trường iv
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Phân chia mức độ giàu nước của các tầng chứa nước ................................4 Bảng 1.2. Quy mô dân số thành phố Hà Nội năm 2018 ...........................................25 Bảng 2.1. Vị trí các mẫu thu thập..............................................................................31 Bảng 3.1. Kết quả phân tích chất lượng 5 mẫu nước ................................................43 Bảng 3.2. Hiện trạng khai thác nước ngầm quy mô lớn ...........................................66 Bảng 3.3. Hiện trạng khai thác nước ngầm quy mô trung bình ................................70 Bảng 3.4. Hiện trạng khai thác nước ngầm quy mô nhỏ...........................................71 Bảng 3.5. Hiện trạng khai thác nước ngầm theo đơn vị hành chính .........................72 Bảng 3.6. Kết quả quan trắc lún mặt đất tại các trạm trên địa bàn Hà Nội...............77 Bảng 3.7. Tổng hợp nhu cầu sử dụng nước thành phố Hà Nội .................................78 v
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Hiện trạng nước toàn cầu ............................................................................5 Hình 1.2. Bản đồ thể hiện sự bền vững khi khai thác nước dưới đất ..........................6 Hình 1.3. Bản đồ hành chính thành phố Hà Nội .......................................................21 Hình 3.1. Bản đồ đẳng bề dày TCN qh .....................................................................36 Hình 3.2. Bản đồ ĐCTV TCN qh .............................................................................36 Hình 3.3. Bản đồ đẳng bề dày TCN qp2 ....................................................................37 Hình 3.4. Bản đồ ĐCTV TCN qp2 ............................................................................37 Hình 3.5. Bản đồ đẳng bề dày TCN qp1 ....................................................................39 Hình 3.6. Bản ĐCTV TCN qp1 .................................................................................39 Hình 3.7. Điểm lấy mẫu chất lượng nước .................................................................41 Hình 3.8. Biến động mực nước tầng qh tại khu vực Đống Đa..................................49 Hình 3.9. Biến động mực nước tầng qh tại khu vực Hoàng Mai ..............................49 Hình 3.10. Biến động mực nước tầng qh tại khu vực Tây Hồ ..................................50 Hình 3.11. Biến động mực nước tầng qh tại khu vực Hà Đông................................50 Hình 3.12. Biến động mực nước tầng qp2 tại khu vực Bắc Từ Liêm .......................51 Hình 3.13. Biến động mực nước tầng qp2 tại khu vực Hà Đông ..............................51 Hình 3.14. Biến động mực nước tầng qp1 tại khu vực Cầu Giấy..............................52 Hình 3.15. Biến động mực nước tầng qp1 tại khu vực Đống Đa ..............................52 Hình 3.16. Biến động mực nước tầng qp1 tại khu vực Hoàng Mai ...........................53 Hình 3.17. Biến động mực nước tầng qp1 tại khu vực Tây Hồ .................................53 Hình 3.18. Diễn biến hàm lượng sắt tầng qh trong mùa khô ....................................54 Hình 3.19. Diễn biến hàm lượng sắt tầng qh trong mùa mưa ...................................55 Hình 3.20. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng qh trong mùa khô ...............................56 Hình 3.21. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng qh trong mùa mưa ..............................56 Hình 3.22. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qh trong mùa khô..............................57 Hình 3.23. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qh trong mùa mưa ............................57 Hình 3.24. Diễn biến hàm lượng sắt tầng qp2 trong mùa khô ...................................58 Hình 3.25. Diễn biến hàm lượng sắt tầng qp2 trong mùa mưa .................................59 vi
Hình 3.26. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qp2 trong mùa khô ............................60 Hình 3.27. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qp2 trong mùa mưa ...........................60 Hình 3.28. Diễn biến hàm lượng sắt tầng chứa nước qp1 mùa khô ...........................61 Hình 3.29. Diễn biến hàm lượng sắt tầng chứa nước qp1 mùa mưa .........................62 Hình 3.30. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng chứa nước qp1 mùa khô .....................62 Hình 3.31. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng chứa nước qp1 mùa mưa ....................63 Hình 3.32. Diễn biến hàm lượng Clo tầng chứa nước qp1 mùa khô .........................63 Hình 3.33. Diễn biến hàm lượng Clo tầng chứa nước qp1 mùa mưa ........................64 Hình 3.34. Công nghệ giếng thu nước đường kính lớn Nagaoka .............................82 vii
MỞ ĐẦU Thành phố Hà Nội là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá xã hội của cả nước, là một trong các khu vực nằm ở trung tâm đồng bằng sông Hồng và vùng kinh tế trọng điểm đồng bằng Bắc Bộ. Ở đây tập trung số lượng lớn dân số có mật độ dân cư cao nhất cả nước. Các ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ phát triển mạnh có nhu cầu về nước cho ăn uống sinh hoạt và sản xuất rất lớn. Tuy nhiên, quá trình đô thị hoá trên địa bàn thành phố Hà Nội đang phát triển mạnh đã làm biến đổi mạnh mẽ các điều kiện môi trường nói chung và tài nguyên nước ngầm nói riêng. Tình trạng suy giảm nguồn nước ngầm (ô nhiễm, cạn kiệt) đã diễn ra tại một số nơi, gây ảnh hưởng tới cuộc sống của người dân và các ngành kinh tế trên địa bàn thành phố. Ở vùng trung tâm nội thành do ảnh hưởng bởi việc khai thác nước mạnh mẽ hàng chục năm nay cộng với việc bố trí các giếng khai thác nước chưa hợp lý, xa nguồn bổ cập đã dẫn đến hình thành phễu hạ thấp mực nước với diện tích lớn hàng trăm kilomet vuông, góp phần thúc đẩy các tác động tiêu cực đến môi trường như cạn kiệt tài nguyên nước, gia tăng quá trình ô nhiễm nguồn nước ngầm, sụt lún mặt đất... Khu vực nội thành Hà Nội với mật độ dân số lớn khoảng 12.000 người/km2, vì vậy lượng nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là rất lớn. Hiện nay, nước cung cấp cho Hà Nội gồm khoảng 800.000m3/ngày, nước được khai thác từ nước ngầm tại các nhà máy lớn (không kể khai thác đơn lẻ, khai thác khu vực nông thôn) và khoảng 300.000m3/ngày lấy từ nước mặt. Nguồn nước ngầm của thành phố Hà Nội đang ngày càng bị suy giảm cả về lượng và chất. Sự suy thoái về lượng biểu hiện rõ nhất ở sự suy giảm công suất khai thác ở các bãi giếng khu vực nội thành thành phố và sự giảm mực nước ngầm theo thời gian, sự mở rộng phễu hạ thấp mực nước ngầm. Nước ngầm ở vùng Hà Nội biểu hiện ở sự nhiễm bẩn của một số yếu tố ở một số khu vực. Biểu hiện rõ nhất là nhiễm bẩn các hợp chất nito, cụ thể là amoni ở khu vực phía nam thành phố, nơi có các bãi giếng Hạ Đình, Pháp Vân. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do sự phát triển đô thị hóa, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, việc quản lý khai thác nước ngầm còn chưa được chặt chẽ. Từ những vấn đề nêu trên cho thấy cần phải có nghiên cứu về suy thoái tài nguyên nước ngầm đầy đủ, để sử dụng hợp lý và bền vững 1
tài nguyên nước ngầm. Đề tài “Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội” được đặt ra với mục tiêu nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước, thực trạng khai thác và mức độ suy thoái nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội. Trên cơ sở đó đề xuất một số giải pháp để quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội. 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm trên thế giới và Việt Nam 1.1.1. Khái niệm nước ngầm Nước dưới đất là nước chứa trong các tầng nước dưới đất [12]. Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có 3 vùng chức năng : vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải nước, vùng khai thác nước có áp. Phần lớn nước ngầm hình thành theo một nhánh trong vòng tuần hoàn nước cùng với các yếu tố thủy văn khác. Có bốn con đường hình thành nước ngầm. Nguồn gốc khí quyển: do nước mưa, nước mặt trong sông hồ, đầm lầy,... ngấm xuống các tầng đất đá bên dưới khi những tầng này có đới độ rỗng cao. Phần lớn nước ngầm thuộc dạng này. Nguồn gốc trầm tích: khi lắng đọng thì ở dạng bùn ướt. Quá trình trầm tích tiếp theo tạo ra lớp đè lên trên, gây nén kết đá và nước bị tách ra thành vỉa. Các vỉa nước dưới đáy mỏ dầu khí thuộc dạng này. Nguồn gốc magma (Nguyên sinh): do magma nguội đi thì quá trình kết tinh xảy ra, lượng dư hydro và oxy nếu có sẽ tách ra, rồi kết hợp thành nước. Nguồn nước từ magma đã giảm nhiều, do vỏ rắn Trái Đất hiện dày hơn, và hydro là nguyên tố nhẹ nên ít nằm lại trong lòng Trái Đất. Nguồn gốc biến chất (Thứ sinh): các hoạt động xâm nhập làm nóng đất đá, gây biến chất các lớp trầm tích bên trên, dẫn đến thải nước từ trầm tích [24]. 3
Tầng chứa nước là thành tạo địa chất đất đá có tính thấm đủ để nước có thể chứa và vận động trong chúng và có thể khai thác được một lượng nước có ý nghĩa kinh tế từ các nguồn lộ, hoặc từ các công trình nhân tạo như giếng, lỗ khoan. Các thành tạo địa chất rất nghèo nước là các thành tạo địa chất có tính hấp phụ và khả năng thấm nước rất nhỏ, không đủ để tạo ra một lượng nước có ý nghĩa kinh tế khai thác từ các nguồn lộ tự nhiên hoặc từ các công trình nhân tạo như giếng, lỗ khoan. Trong phân loại chúng thường được xếp vào nhóm các tầng không chứa nước. Các thành tạo địa chất không chứa nước là các thành tạo địa chất không có khả năng hấp phụ hay thấm nước. Đất đá có hệ số thấm nhỏ hơn 10-9 m/s. Trong mặt cắt địa tầng, các thành tạo này đóng vai trò của một tầng cách nước. Các tầng chứa nước lỗ hổng là các tầng chứa nước mà nước được chứa và vận động trong lỗ hổng giữa các hạt đất đá. Các tầng chứa nước khe nứt là các tầng chứa nước mà nước được chứa và vận động trong các khe nứt, kẽ hổng hoặc hang động karst. Căn cứ vào khả năng chứa nước các thành tạo địa chất được chia thành hai dạng chủ yếu: các tầng chứa nước và các tầng không chứa nước. Phân chia mức độ giàu nước cụ thể trong bảng 1.1: Bảng 1.1. Phân chia mức độ giàu nước của các tầng chứa nước Lưu lượng điểm Mức độ giàu nước Tỷ lưu lượng (l/m.s) lộ (l/s) Rất giàu q>3 Q>5 Giàu 1
cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở lại có thể khai thác sử dụng được, còn 11% nước dưới đất ở độ sâu dưới 800m không thể khai thác sử dụng trong điều kiện kỹ thuật hiện nay. Hình 1.1. Hiện trạng nước toàn cầu [42] Những nước khai thác với lượng nước lớn nhất lần lượt là Ấn Độ, Mỹ, Trung Quốc, Pakistan và Iran. Hàng năm, ở Mỹ khai thác sử dụng 569,45 tỷ m3, trong đó nước ngầm chiếm 1/4. Khai thác nước ngầm mạnh mẽ nhất diễn ra ở các bang California, Texas và Nebraska. Nhìn chung trên thế giới sự khai thác và sử dụng tài nguyên nước ngày càng gia tăng nhanh chóng trong khi nguồn tài nguyên nước là có hạn. Hệ quả đã làm suy giảm và gia tăng cạn kiệt nguồn tài nguyên nước. Bản đồ thể hiện sự bền vững khi khai thác nước dưới đất trong hình 1.2. Bản đồ do các nhà địa chất thủy văn Hà Lan thành lập năm 2006 đã đưa ra chỉ số có giá trị < 20% cho biết lãnh thổ đó còn dư dật nước dưới đất và có thể khai thác bền vững. Những nước có chỉ số 100% và lớn hơn nằm ở Trung Đông và Bắc Phi, nơi đó nước dưới đất đang bị cạn kiệt dần. Những nước có chỉ số từ 20% đến 100% là những nước mà ở đấy việc khai thác nước dưới đất chỉ có thể bền vững nếu kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước và có kế hoạch bổ sung nhân tạo nước dưới đất. Việt Nam nằm trong những nước có chỉ số trung bình. 5
Hình 1.2. Bản đồ thể hiện sự bền vững khi khai thác nước dưới đất Tuy nhiên, những khu vực có tài nguyên nước dưới đất ổn định trên thế giới đang từng ngày thu nhỏ lại. Có 3 vấn đề chính ảnh hưởng đến việc sử dụng nước dưới đất: cạn kiệt do sử dụng quá mức, do quy hoạch khai thác không đúng và do bị ngập úng, bị nhiễm mặn do việc khai thác nước chưa hợp lý và việc sử dụng liên tục không có hiệu quả, và bị ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động khác của con người gây ra. Ở tỉnh Hà Nam, tỉnh rộng nhất miền Bắc Trung Quốc với diện tích 2 triệu ha, đã khai thác nước từ các giếng đào để tưới một diện tích chiếm tới 52% diện tích đất canh tác. Dữ liệu kiểm tra mực nước trên 358 giếng trong khu vực 75.000 km2 cho thấy mực nước đã giảm xuống khoảng 0,75 m đến 3,68 m trong thời gian từ năm 1975 đến năm 1987. Ở quận Trường Châu của tỉnh Hà Bắc, nơi có 76.800 giếng cung cấp nước tưới tiêu cho 0,29 triệu ha - tương ứng với 37% diện tích đất canh tác - diện tích này bị bao phủ bởi nước mặn và tỉ lệ nước mặn tăng 9,1 % trong giai đoạn từ năm 1980-1990. Ở lưu vực sông Phúc Dương phía Bắc Trung Quốc, Viện quản lý tài nguyên nước Quốc gia (IWMI) đã nghiên cứu sự hình thành các lưu vực, việc cung cấp nước mặt cho nông nghiệp đã bị giảm đi trầm trọng hơn 20 năm qua do phải đáp ứng nhu cầu nước cho ngành công nghiệp, người dân đã tăng cường khai thác nước dưới đất để tưới với số giếng đào khai thác trong các lưu vực đã tăng lên khoảng 91.000 giếng trong những năm 2000, hậu quả làm cho mực nước dưới đất đã giảm xuống từ 8 đến 50 m từ năm 1967-2000 [46]. Khoảng 300 thành phố vừa và lớn của 6
Trung Quốc với mật độ dân cư đông đúc phải sống phụ thuộc vào nước dưới đất - họ phải đối mặt với vấn đề thiếu nước trầm trọng và họ rất bi quan về nhu cầu nước của họ. Các nhà nghiên cứu của IWMI ở tỉnh Guanajuato, một trong những khu vực có nền nông nghiệp rất phát triển của Mexico, đã phát hiện mực nước ở 10 tầng chứa nước nghiên cứu đã suy giảm với mức độ trung bình hàng năm từ 1,79 m đến 3,3 m/năm trong những năm gần đây [45]. Các tầng chứa nước ở lưu vực sông Phúc Dương đang bị sức ép từ 2 phía: những người dân đang ngày càng làm cạn kiệt nguồn nước dưới đất ở dưới hạ lưu và ngành công nghiệp đang làm ô nhiễm nguồn nước dưới đất ở thượng lưu. Ngân hàng thế giới gần đây đã thông báo: vấn đề khai thác nước dưới đất được cho là mối đe dọa chủ yếu đối với hạnh phúc của người dân Yemen [46]. Ví dụ như trên các khu vực cao nguyên, ước tính sự tiêu thụ nước vượt quá so với tiềm năng đến 400%. Trong thời gian gần đây, ở Tây Á, Tây Nam Á, bán đảo Ấn Độ và Pakistan hàng năm người ta đã xây dựng thêm nhiều giếng khoan khai thác nước cho tưới, lượng nước dưới đất được sử dụng vượt trội so với lượng nước được bổ sung trên nhiều diện tích lớn đang ngày càng gia tăng. Quá trình này đã diễn ra nhanh chóng ở các nơi khiến cho hậu quả trở nên nghiêm trọng. Hậu quả của việc khai thác nước dưới đất quá mức ở 3 khu vực Punjabs, Haryana và Tây Rajasthan của Ấn Độ đã làm cho nước dưới đất bị nhiễm mặn. Ở Bắc Gujarat và Nam Rajasthan nước dưới đất bị nhiễm florua. Ở phía Nam Ấn Độ, sự sụt giảm lưu lượng giếng khoan khai thác nước trong các thành tạo đá cứng đã phát sinh do sự đua tranh tăng độ sâu giếng khoan. Ở các khu vực ven biển, hậu quả nghiêm trọng nhất của việc khai thác nước quá mức nước ngầm là làm cho nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền. Việc khai thác nước dưới đất không theo quy hoạch có thể phá hoại các hệ sinh thái dễ bị tổn thương, ví dụ như các vùng đầm lầy, ốc đảo châu Phi, châu Á. Ốc đảo Azraq - trái tim của Jordanian Badia là một ví dụ điển hình của việc khai thác nước dưới đất quá mức [44]. Đầm lầy Azrag ở Ramsar với diện tích hơn 7500 ha là nơi sinh sống của nhiều loài sinh vật ở cạn và ở dưới nước, các loài sinh vật bản địa, các loài độc nhất vô nhị và các loài với số lượng lớn. Ốc đảo này đã từng được thế giới ca ngợi là nơi trú ngụ lớn cho các loài chim di trú và là một trong những địa danh thu hút 7
khách du lịch lớn nhất của Jordanian Badia. Tuy nhiên, hiện nay ốc đảo này bị cạn sạch nước do việc khai thác nước dưới đất quá mức phía thượng lưu để tưới ruộng và cung cấp nước cho thành phố Aman. Khai thác nước dưới đất quá mức đã gây ra sự suy giảm mực nước tầng nông từ 2,5 đến 7m trong suốt những năm 1980 và làm khô cạn các mạch lộ tự nhiên cung cấp nước cho ốc đảo. Kết quả đã phá hủy toàn bộ hệ sinh thái của ốc đảo, làm tăng lượng muối trong nước dưới đất từ 1200 đến 3000 ppm và làm thiệt hại kinh tế do lượng khách du lịch đến ốc đảo ngày càng giảm [45]. Các cánh đồng màu mỡ từ các khu vực lân cận của Manisa nơi mà các cư dân ở đó ngày càng lo lắng về việc cung cấp nước lại chính là nguồn cung cấp thực phẩm cho thành phố của Izmir ở phía tây Thổ Nhĩ Kỳ. Ở Đông Nam Á tình trạng sử dụng nước dưới đất ở đô thị đang đạt đến thời điểm nóng. Băngkok, Jakarta và thành phố Mêxico đang phải đối mặt với vấn đề diện tích đất đô thị ngày càng bị thu hẹp trầm trọng do nước dưới đất cạn kiệt. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và rừng thuộc các nước Nam Mỹ ước tính rằng hơn 400 thành phố và thị trấn ở đó phải dùng nước dưới đất làm nguồn nước sinh hoạt. Và nhiều khu vực gần bờ biển bao gồm cả Alexandria, vịnh Jeffery, Kleinmond, Bushmansrivemouth và Kenton-on-Sea, vịnh St.Phransis, vịnh Plettenberg, Atlantis, cảng Alfred, cảng St.Johns đã có nguy cơ bị nhiễm mặn. Công nghiệp hóa, đô thị hóa cũng là một trong những yếu tố chính gây ra các vấn đề về nước dưới đất đô thị. Trong các thành phố công nghiệp lớn ở Hàn Quốc như Seoul, Busan và Daegu mực nước đã giảm xuống 10 - 50m trong vòng 30 năm qua do khai thác nước phục vụ phát triển công nghiệp. Sự khai thác nước dưới đất sử dụng cho công nghiệp ở đảo Cheju là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến sự xâm nhập của nước biển vào tầng chứa nước dải ven bờ [43]. Sự ô nhiễm tầng chứa nước ngầm từ các nguồn nước mặt nhiễm bẩn đang lan rộng khắp thế giới. Lưu vực sông Gediz vùng Anatolia của Thổ Nhĩ Kỳ, các chất gây ô nhiễm lan tràn hầu hết là hóa chất nông nghiệp đều làm ô nhiễm trầm trọng nước dưới đất và nước sông vùng hạ lưu đến nỗi mà các thành phố như là Izmir và các chủ vườn dâu tây ở Menemen đều muốn bơm nước dưới đất hơn là dùng nước sông để tưới. Ở quận Arcot Bắc thuộc bang Indian kết quả nghiên cứu cho thấy có tới 0,2% lượng crôm trong nước các trái dừa là do nguồn nước dưới đất bị ô nhiễm do quá trình mạ 8
crôm ở các xưởng thuộc da. Ở Gujarat của Ấn Độ sự ô nhiễm nước dưới đất do quá trình dệt may và tốc độ phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp hóa chất gây ra hậu quả xấu đến nỗi mà vào năm 1998 tòa án tối cao của bang đã ra lệnh đóng cửa 70% trong tổng số hơn 1200 đơn vị sản xuất công nghiệp hóa chất và chưa giải quyết việc xây dựng hệ thống xử lý nước thải và hệ thống nghiền rác. 1.1.3. Tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm tại Việt Nam Về nước ngầm, Việt Nam có nguồn nước chất lượng tốt với trữ lượng lớn nhưng ở nhiều nơi, nước ngầm bị khai thác tập trung nên đang có mức sụt giảm nghiêm trọng. Tại Hà Nội và nhiều khu vực ở thành phố Hồ Chí Minh, mực nước ngầm đã giảm 30m so với mực nước tự nhiên. Tình trạng khai thác quá mức cũng diễn ra ở Tây Nguyên và vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Theo đánh giá của các nhà khoa học, một số tầng nước ngầm hiện nay chỉ còn tồn tại được trong khoảng thời gian ngắn nữa. Thống kê sơ bộ cho thấy, lượng nước khai thác sử dụng cho các đô thị từ vài trăm đến hàng triệu m3/năm, trong đó khoảng 50% nguồn nước cung cấp cho các đô thị được khai thác từ nguồn nước dưới đất. Các nguồn nước dưới đất được khai thác nằm ngay trong đô thị hoặc ven đô thị. Chỉ tính riêng Hà Nội, hiện mỗi ngày khai thác khoảng 800.000 m3 (khoảng 300 triệu m3/năm); thành phố Hồ Chí Minh khai thác khoảng 500.000 m3 (khoảng 200 triệu m3/năm). Các đô thị khu vực đồng bằng Nam bộ cũng đang khai thác khoảng 300.000 m3/ngày (110 triệu m3/năm) [2]. Các kết quả nghiên cứu quan trắc mới nhất cho thấy, tại một số đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Hòn Gai, Vinh, Cà Mau, Sóc Trăng, Bạc Liêu… nguồn nước dưới đất đang có những dấu hiệu cạn kiệt, ô nhiễm, nhiễm mặn. Mực nước của các tầng chứa nước khai thác bị hạ thấp liên tục theo thời gian. Điển hình như Hà Nội, mực nước tầng chứa Pleistocen hạ thấp với tốc độ 0,4m/năm; thành phố Hồ Chí Minh là 0,6m/năm; Cà Mau là 1m/năm... Sự nhiễm bẩn nguồn nước ngầm quan sát được ở các thành phố Hà Nội, Lạng Sơn, Đồng Hới, TP.HCM...; lún sụt nền đất ở Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Cam Lộ (Quảng Trị)... Tại thành phố Lạng Sơn, Thái Nguyên, hệ thống giếng khoan khu vực sông Kỳ Cùng, sông Cầu đang bị ô nhiễm nặng. Tại Quảng Ninh, Hải Phòng, hàng loạt giếng khoan đang bị nhiễm mặn nặng nề do tốc độ khai thác quá nhanh trên cùng một địa tầng. Ở nội thành Hải Phòng, nhiều giếng khoan bị nhiễm mặn và mực nước tụt sâu 1-2 m. 9
Với các đô thị miền Trung, nước ngầm được khai thác ở độ sâu nhỏ (khoảng 10-25m), lớp phủ bề mặt mỏng nên dễ bị ô nhiễm. Qua khảo sát, phần lớn các nguồn nước này đều bị nhiễm vi sinh và một số chỉ tiêu vi lượng vượt mức cho phép nhiều lần. Đáng quan ngại là tình trạng xuất hiện hàm lượng thủy ngân vượt quá giới hạn cho phép có nguyên nhân từ quá trình khai khoáng, sản xuất công nghiệp và phân bón... Chính sự khai thác mạnh mẽ tài nguyên nước để phục vụ các nhu cầu ăn uống, sinh hoạt, sản xuất công nghiệp, du lịch và dịch vụ đã khiến nước dưới đất ở thành phố Hà Nội bao gồm các quận nội thành và vùng lân cận đã có một số biểu hiện suy thoái. Sự suy thoái về lượng biểu hiện rõ nhất ở sự suy giảm công suất khai thác ở các bãi giếng khu vực nội thành thành phố. Lưu lượng khai thác ở tất cả các bãi giếng ở đây đều giảm hơn so với thiết kế. Theo đó, các bãi giếng vùng ven sông Hồng như Yên Phụ, Lương Yên không bị giảm, thậm chí còn tăng công suất khai thác. Tất cả các bãi giếng còn lại của bảng trên nằm xa sông Hồng trong khu vực nội thành của thành phố đều bị giảm công suất khai thác so với thiết kế. Việc giảm này thể hiện ở việc giảm dần công suất khai thác ở các giếng khoan, có nơi thậm chí phải dừng khai thác ở một số giếng. Đến nay công suất khai thác các bãi giếng chỉ đạt từ 69 đến 78% công suất thiết kế. Theo tài liệu quan trắc mực nước dưới đất liên tục ở mạng cố định của Trung tâm Quan trắc thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miền Bắc từ những năm 90 của thế kỉ trước đến nay cho thấy, mực nước ở các lỗ khoan quan trắc trong lòng thành phố bị giảm trong thời kì 1990-2005 với tốc độ trung bình từ 0,3-0,5 đến 0,6-0,8m/năm, làm cho mực nước dưới đất hạ xuống rất sâu như ở Mai Dịch đến 26m, Hạ Đình dến 34m cách mặt đất. Từ năm 2005 đến nay do giảm công suất khai thác nên mực nước dưới đất không giảm nữa. Việc hạ thấp mực nước dẫn đến hình thành phễu hạ thấp bao trùm lên các công trình khai thác. Cùng với sự giảm dần mực nước theo thời gian, phễu hạ thấp mực nước cũng được mở rộng dần. Nếu lấy giới hạn vùng có độ cao mực nước thấp hơn 0 mét so với mực nước biển là vùng bị ảnh hưởng do khai thác thì diện tích vùng này vào đầu những năm 90 của thế kỉ trước chỉ khoảng 200 km2 nay đã tăng lên đến trên 250 km2 cũng là những biểu hiện của sự suy thoái về lượng [31]. 10
Nước dưới đất ở vùng Hà Nội biểu hiện ở sự nhiễm bẩn của một số yếu tố ở số khu vực. Nguyên nhân của sự suy thoái nguồn nước dưới đất chính là do quá trình đô thị hóa. Việc bê tông hóa bề mặt đã làm giảm hoặc triệt tiêu nguồn cung cấp cho nước dưới đất. Các công trình xây dựng lớn, nhà cao tầng với các móng sâu làm cản trở dòng chảy cũng ảnh hưởng rất lớn đến nguồn cung cấp và cũng là nhân tố đáng kể làm suy thoái tài nguyên nước dưới đất về lượng. Tài nguyên nước bị nhiễm bẩn chủ yếu do chất thải tăng lên quá nhiều. Việc khai thác nước quá mức, làm cho mực nước hạ xuống sâu, tốc độ thấm tăng lên đồng nghĩa với việc các chất bẩn được chuyển tải một cách nhanh lên. Việc khai thác ở trong lòng thành phố, ở các vùng có nhiều nguồn gây bẩn ở trên mặt thì càng nhiễm bẩn nhanh hơn. Trên địa bàn thành phố Hà Nội, cho tới nay đã có nhiều công trình, dự án nghiên cứu về chất lượng nước ngầm trong các tầng chứa nước. Việc nghiên cứu chất lượng nước khá đa dạng từ những nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm chất lượng nước ngầm trong các đề tài khoa học đến những nghiên cứu tổng quan về đặc điểm chất lượng nước trong các dự án điều tra, đánh giá tài nguyên nước ngầm, dự án quan trắc động thái nước ngầm. Các công trình nghiên cứu và kết quả chính cụ thể như sau: Năm 1985, Cao Sơn Xuyên - Đoàn địa chất 63 đã lập Bản đồ ĐCTV (địa chất thủy văn) tỷ lệ 1:200.000 cho toàn khu vực Hà Nội với diện tích 7.867 km2 bao gồm thành phố Hà Nội (chưa mở rộng) và một phần diện tích các tỉnh Vĩnh Phúc, Bắc Ninh, Hà Tây, Hà Nam và Hải Dương [35]. Năm 1996, Trần Minh – Đoàn 64 lập bản đồ ĐCTV-ĐCCT (địa chất công trình) tỷ lệ 1:50.000 cho lãnh thổ thành phố Hà Nội với diện tích 2.139 km2 bao gồm toàn bộ diện tích thành phố Hà Nội cũ [14]. Những năm 1970, 1980, có nhiều công trình nghiên cứu ĐCTV cung cấp nước ngầm vùng nội thành Hà Nội (Lê Thế Hưng, Lê Huy Hoàng, Tô Văn Nhụ, Nguyễn Văn Túc, Trần Minh). Năm 1983, Trần Minh đã hoàn thành báo cáo thăm dò nước ngầm vùng Hà Nội với diện tích nghiên cứu 462 km2 bao gồm 4 quận nội thành và 4 huyện ngoại thành: Từ Liêm, Hoài Đức, Thanh Trì, Gia Lâm [13]. 11