Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Mao A Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:141

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. Chỉ ra những tác động có thể ảnh hưởng đến hiện trạng chất lượng nước dưới đất. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng và cải thiện chất lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học môi trường: Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC VIỆT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC PHÍA NAM TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN ĐỨC VIỆT ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC PHÍA NAM TỈNH THÁI NGUYÊN Ngành: Khoa học môi trường Mã số ngành: 8.44.03.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Người hướng dẫn khoa học: TS.Vũ Thị Quý THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
i LỜI CAM ĐOAN Tôi tên là: Nguyễn Đức Việt Mã học viên: TNU 17860440301029 Ngành: Khoa học môi trường K25 Với đề tài luận văn tốt nghiệp: “Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên”, tôi xin cam đoan Bản luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi, được thực hiện trên cơ sở lý thuyết, nghiên cứu khảo sát và phân tích thực tiễn dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Vũ Thị Quý Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn hoàn toàn trung thực, phần trích dẫn tài liệu tham khảo đều được ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày 15 tháng 9 năm 2019 Người viết cam đoan Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Môi trường, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên đã tận tình giúp đỡ tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài. Đặc biệt xin chân thành cảm ơn TS. Vũ Thị Quý đã trực tiếp chỉ bảo tận tình và đóng góp nhiều ý kiến quý báu, giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn cán bộ, lãnh đạo Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên các bạn bè đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn! Học viên Nguyễn Đức Việt Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................... i LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... ii MỤC LỤC ......................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU .................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................... viii MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1 2. Mục tiêu đề tài ............................................................................................ 2 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................... 2 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................. 4 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài ........................................................................... 4 1.1.1. Các khái niệm cơ bản ........................................................................... 4 1.1.2. Khái quát về nước dưới đất .................................................................. 5 1.2. Cơ sở khoa học của đề tài ...................................................................... 15 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ..................................................... 15 1.2.2. Tình hình nghiên cứu nước dưới đất ở Việt Nam .............................. 16 1.2.3. Hiện trạng nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên ........ 20 1.2.3.1. Một số chỉ tiêu kỹ thuật về sử dụng nước ....................................... 20 1.3. Cơ sở pháp lý của đề tài ........................................................................ 24 Chương 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................. 26 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................... 26 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................... 26 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 26 2.2. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 26 2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 27 2.3.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, thông tin thứ cấp ................... 27 2.3.2. Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp .................................... 27 2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................. 32 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
iv 2.3.4. Phương pháp chuyên gia .................................................................... 33 2.3.5. Phương pháp kế thừa .......................................................................... 33 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................... 34 3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ...... 34 3.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thị xã Phổ Yên ........................... 34 3.1.2. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thành phố Sông Công ................ 38 3.1.3. Điều kiện tự nhiên, kinh tế- xã hội huyện Phú Bình .......................... 40 3.2. Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên ......................................................... 43 3.2.1. Trữ lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên .......................................................................................................... 43 3.2.2. Thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên ........................................................................ 44 3.3. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên........................................................................................................... 48 3.3.1. Đánh giá diễn biến giữa mực nước và nhiệt độ .................................. 48 3.3.2. Đánh giá về chất lượng ....................................................................... 65 3.3.3. Những tác động ảnh hưởng đến chất lượng nước dưới đất khu vực nghiên cứu ......................................................................................... 95 3.3.4. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng và cải thiện chất lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên ........... 98 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................... 105 Kết luận: ..................................................................................................... 105 Kiến nghị: ................................................................................................... 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 108 PHỤ LỤC ...................................................................................................... 110 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT I. Tiếng Việt BTNMT : Bộ Tài nguyên và Môi trường KT-XH : Kinh tế - Xã hội NDĐ : Nước dưới đất Q : Tầng trầm tích bở rời Đệ Tứ QCVN : Quy chuẩn Việt Nam t2 tđ : Tầng chứa nước khe nứt trong các trầm tích lục nguyên, lục nguyên xen phun trào Triat trung - hạ hệ tầng Tam Đảo t3 cms : Trầm tích lục nguyên Trias Thượng, hệ tầng Văn Lãng TCN : Tầng chứa nước TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNMT : Tài nguyên Môi trường II. Tiếng Anh ASTM : American Society for Testing and Materials - Tiêu chuẩn của Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Mỹ IHP : International Hydrological Programme - Chương trình thủy văn quốc tế UNESCO : United Nations Educational Scientific and Cultural Organization - Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hoá của Liên Hợp Quốc WHO : World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới WWAP : World Water Assessment Programme - Chương trình Đánh giá Nước Thế giới Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vi DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Bảng 1.1. Nguồn tài nguyên nước dưới đất ở Việt Nam ............................ 17 Bảng 2.1. Vị trí lấy mẫu nước dưới đất ...................................................... 28 Bảng 2.2: Thiết bị, dụng cụ quan trắc động thái nước dưới đất ................. 31 Bảng 2.3: Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích môi trường nước dưới đất ............................................................................................... 32 Bảng 3.1: So sánh các đặc trưng thống kế mực nước các công trình quan trắc năm 2016; 2017 và 2018 (Đơn vị: m) ........................................ 60 Bảng 3.2: So sánh các đặc trưng thống kê nhiệt độ nước các công trình quan trắc năm 2016; 2017 và 2018 (Đơn vị: 0C) ................................ 63 Bảng 3.3: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước q (công trình QH3) năm 2011, 2016, 2017 và 2018 ........................................ 67 Bảng 3.4: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t2 tđ (công trình QH10) năm 2011, 2016, 2017 và 2018 ............................. 71 Bảng 3.5: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH1 .............................. 74 Bảng 3.6: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH2 .............................. 76 Bảng 3.7: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH4 .............................. 77 Bảng 3.8: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH5 .............................. 79 Bảng 3.9: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH6 .............................. 81 Bảng 3.10: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH7 .............................. 83 Bảng 3.11: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình QH8 .............................. 84 Bảng 3.12: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình TN1 .............................. 86 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
vii Bảng 3.13: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình TN2 .............................. 87 Bảng 3.14: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình TN3 .............................. 88 Bảng 3.15: Kết quả phân tích chất lượng nước tầng chứa nước t3 cms năm 2011, 2016, 2017 và 2018- Công trình TN4 .............................. 89 Bảng 3.16: Hàm lượng các chỉ tiêu phân tích tầng chứa nước t3 cms lớn hơn giới hạn cho phép theo QCVN 09:2015/ BTNMT ..................... 90 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ bố trí các công trình quan trắc ...................................................... 29 Hình 3.1: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH3 ........... 48 Hình 3.2: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH1 ........... 49 Hình 3.3: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH2 ........... 50 Hình 3.4: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH4 ........... 51 Hình 3.5: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH5 ........... 52 Hình 3.6: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH6 ........... 52 Hình 3.7: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH7 ........... 53 Hình 3.8: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH8 ........... 54 Hình 3.9: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN1 ........... 54 Hình 3.10: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN2 ........... 55 Hình 3.11: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN3 ........... 56 Hình 3.12: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN4 ........... 57 Hình 3.13: Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH10......... 58 Hình 3.14: Mực nước trung bình các giếng khoan năm 2018 ................................. 59 Hình 3.15: Mực nước lớn nhất các giếng khoan tháng năm 2018 .......................... 59 Hình 3.16: Mực nước nhỏ nhất các giếng khoan tháng năm 2018 ......................... 60 Hình 3.17: Dao động mực nước các giếng khoan tháng năm 2018 ........................ 60 Hình 3.18: Mực nước trung bình các giếng khoan năm 2016; 2017 và 2018 ........ 62 Hình 3.19: Mực nước lớn nhất các giếng khoan năm 2016; 2017 và 2018............ 62 Hình 3.20: Mực nước nhỏ nhất các giếng khoan năm 2016; 2017 và 2018........... 62 Hình 3.21: Dao động nước các giếng khoan năm 2016; 2017 và 2018.................. 63 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Thái Nguyên là thành phố trung tâm của tỉnh Thái Nguyên, là thành phố lớn thứ ba miền Bắc sau Hà Nội và Hải Phòng, thành phố đông dân thứ 10 cả nước, trung tâm vùng trung du và miền núi phía Bắc. Thành phố Thái Nguyên được thành lập vào năm 1962 và là một thành phố công nghiệp. Thành phố Thái Nguyên nằm bên bờ sông Cầu. Diện tích 170,7 km2 và dân số 420.000 người (năm 2018). Thành phố Thái Nguyên được cả nước biết đến là một trung tâm đào tạo nguồn nhân lực lớn thứ 3 sau Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh (https://vi.wikipedia.org/wiki/Thái_Nguyên). Tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt cũng như nước dưới đất hiện nay ở Thái Nguyên do ảnh hưởng bởi các ngành công nghiệp như khai thác khoáng sản, công nghiệp cơ khí, chế tạo và ngành chăn nuôi đáng báo động, nhưng các biện pháp xử lý ô nhiễm bảo vệ môi trường không hiệu quả, một số biện pháp bảo vệ môi trường của các dự án, các cơ sở sản xuất được đề cập trong báo cáo đánh giá tác động môi trường thì hiệu suất xử lý thấp và chưa thực tế. Nguồn nước ngầm tại một số vùng ở Thái Nguyên đã bị nhiễm một số hoá chất như: Độ pH thấp, các chất Sn, Mg, Fe và một số kim loại nặng khác với tỷ lệ cao hơn mức cho phép. Nguyên nhân chính của tình trạng này là do một số tổ chức, cá nhân khi khai thác nước ngầm đã không xử lý lỗ khoan để các chất bề mặt thẩm thấu... Theo kết quả nghiên cứu từ các năm trước, nguồn nước dưới đất có chỉ tiêu pH thấp dưới mức tiêu chuẩn cho phép và có biểu hiện ô nhiễm Colifom, Mn, Asen... Và nguy hiểm hơn là trong số các cơ sở sản xuất công nghiệp, các khu chế xuất nhỏ lẻ chưa có trạm xử lý nước thải, khí thải hoặc đã có nhưng xử lý không hiệu quả không đáp ứng các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Chất thải rắn của các khu chế xuất chưa có khu chôn lấp theo quy định, thậm chí còn dùng để san lấp mặt bằng. Đây là một trong những tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước dưới đất. (http://dwrm.gov.vn/index.php/vi/news/Tai-nguyen-nuoc/Nguon-nuoc-mat-va-nuoc- ngam-o-Thai-Nguyen-dang-bi-o-nhiem-nang-81/). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
2 Hiện nay cho thấy, tình trạng khai thác các nguồn tài nguyên nước với cường độ ngày một gia tăng cộng với việc quy hoạch, quản lý chưa đồng bộ, thống nhất dẫn đến các ảnh hưởng tiêu cực cho tài nguyên nước dưới đất như suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, nhiễm mặn, sụt lún dẫn đến suy giảm trữ lượng, suy thoái chất lượng của tài nguyên nước dưới đất. Để có thể sử dụng, khai thác có hiệu quả và bảo vệ nguồn tài nguyên nước dưới đất trên địa bàn khu vực phía nam tỉnh Thái Nguyên cần phải tiến hành nghiên cứu, đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất và những tác động đến tài nguyên nước dưới đất do các yếu tố tự nhiên, nhân tạo đồng thời đưa ra các giải pháp quản lý hợp lý là một nhiệm vụ cấp thiết và quan trọng. Từ những thực tiễn nêu trên, học viên tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá hiện trạng chất lượng môi trường nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên”. 2. Mục tiêu đề tài - Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. - Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. -Chỉ ra những tác động có thể ảnh hưởng đến hiện trạng chất lượng nước dưới đất. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng và cải thiện chất lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học - Đề tài nghiên cứu hiện trạng khai thác, sử dụng nước và chất lượng tài nguyên nước dưới đất tại khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. - Từ những kết quả nghiên cứu đạt được của đề tài sẽ là cơ sở khoa học đáng tin cậy để đề xuất các giải pháp quản lý tài nguyên nước dưới đất cho khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Kết quả nghiên cứu khoa học của đề tài đánh giá được hiện trạng chất lượng nước dưới đất khu vực phía Nam tỉnh Thái Nguyên - Những giải pháp quản lý được đưa ra sẽ giúp kiểm soát được tình hình ô nhiễm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
3 nguồn nước dưới đất, các điểm khai thác, các vùng khai thác nước dưới đất đều được giám sát, kiểm tra, báo cáo định kỳ hàng năm tình hình khai thác, sử dụng ngầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
4 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài 1.1.1. Các khái niệm cơ bản - Khái niệm phát triển bền vững: là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường (Khoản 4, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014). - Khái niệm ô nhiễm môi trường: là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Khoản 8, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014). - Khái niệm quan trắc môi trường: là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường (Khoản 20, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014). - Khái niệm tài nguyên nước: bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (Khoản 1, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm nước dưới đất: là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất (Theo Khoản 4, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm ô nhiễm nguồn nước: là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật (Khoản 14, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm suy thoái nguồn nước: là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời kỳ trước đó (Khoản 15, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
5 - Khái niệm cạn kiệt nguồn nước: là sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh (Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012). - Khái niệm ngưỡng khai thác nước dưới đất: là giới hạn cho phép khai thác nước dưới đất nhằm bảo đảm không gây xâm nhập mặn, suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, sụt, lún đất, tác động xấu đến nguồn nước mặt và môi trường liên quan (Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012. 1.1.2. Khái quát về nước dưới đất Nước dưới đất là nước ngọt được chứa trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm nước bên dưới mực nước ngầm. Đôi khi người ta còn phân biệt nước ngầm nông, nước ngầm sâu và nước chôn vùi. "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. Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa. Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào. Nguồn cung cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các nguồn thoát tự nhiên như suối và thấm vào các đại dương. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Ðặc 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 ba vùng chức năng: • Vùng khai thác nước có áp. • Vùng thu nhận nước. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
6 • Vùng chuyển tải nước. Vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường cách nhau khá xa, từ vài chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Ðây là loại nước ngầm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Tại các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngầm Caster di chuyển theo các khe nứt Caster. Vùng ven biển trong các dải cồn cát thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển. Có hai loại nước dưới đất: + Nước dưới đất có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá nầy bị kẹp giữa hai lớp sét hoặc diệp thạch không thấm. Do bị kẹp chặt giữa hai lớp đá không thấm nên nước có một áp lực rất lớn vì thế khi khai thác người ta dùng khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên trên và chạm vào lớp nước này nó sẽ tự phun lên mà không cần phải bơm. Loại nước dưới đất này thường ở sâu dưới mặt đất, có trữ lượng lớn và thời gian hình thành nó phải mất hàng trăm năm thậm chí hàng nghìn năm. + Nước dưới đất không có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá nầy nằm bên trên lớp đá không thấm như lớp diệp thạch hoặc lớp sét nén chặt. Loại nước dưới đất này có áp suất rất yếu, nên muốn khai thác nó phải thì phải đào giếng xuyên qua lớp đá ngậm rồi dùng bơm hút nước lên. Nước ngầm loại nầy thường ở không sâu dưới mặt đất,ì có nhiều trong mùa mưa và ít dần trong mùa khô. 1.1.2.1 Một số đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước dưới đất a. Đặc điểm Đặc tính chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nước không có oxy hóa trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần của nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau. Những thay đổi này liên quan đến sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa. Thành phần, tính chất nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu của lớp nước ngầm…. Trong nước ngầm không chứa rong, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
7 tảo là yếu tố dễ gây ô nhiễm nguồn nước nhưng chúng lại chứa các tạp chất hoà tan do ảnh hưởng của điều kiện địa tầng, các quá trình phong hoá và sinh hoá trong khu vực. Ở những vùng có điều kiện phong hoá tốt, mưa nhiều hoặc bị ảnh hưởng của nguồn thải thì trong nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hoà tan, các chất hữu cơ. Bản chất địa chất của khu vực ảnh hưởng lớn đến thành phần hoá học của nước ngầm vì nước luôn tiếp xúc với đất đá trong đó nó có thể lưu thông hoặc bị giữ lại. Giữa nước và đất luôn hình thành nên sự cân bằng về thành phần hoá học, vì vậy thành phần của nước thể hiện thành phần của địa tầng khu vực đó. Tuy vậy, nước ngầm có một số đặc tính chung là: độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần hoá học ít thay đổi theo thời gian, ngoài ra nước ngầm thường chứa rất ít vi khuẩn, trừ trường hợp nguồn nước bị ảnh hưởng của nước bề mặt. Trong nước ngầm thường không có mặt oxi hoà tan nhưng có hàm lượng CO2 cao, thường có hàm lượng sắt tổng cộng với các mức độ khác nhau, từ vài mg/l đến 100 mg/l hoặc lớn hơn, vượt xa tiêu chuẩn cho phép với nước ăn uống sinh hoạt (tiêu chuẩn cho phép đối với hàm lượng sắt trong nước ăn uống sinh hoạt là 0,3 mg/l, đối với khu vực đô thị là 0,5 mg/l đối với khu vực nông thôn). Do đó cần phải xử lý trước khi đưa vào sử dụng. Một đặc điểm khác cần quan tâm là pH trong nước thường khá thấp, nhiều nơi pH giảm đến 3 - 4 (do hàm lượng CO2 cao), không thuận lợi cho việc sử lý nước. Các đặc tính của nước ngầm: + Nhiệt độ của nước ngầm tương đối ổn định. + Độ đục thường thay đổi theo mùa. + Độ màu: Thường thì không có màu, độ màu gây ra do chứa các chất của acid humic. + Độ khoáng hoá thường không thay đổi. + Sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau. + CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn. + Ôxi hoà tan thường không có. + H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
8 + NH4+ thường có mặt trong nước ngầm. + Nitrat, Silic có hàm lượng đôi khi cao. + Ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ. + Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc không bị ảnh hưởng tuỳ theo khu vực. + Vi sinh vật: Thường có vi khuẩn Đặc điểm số 1: Nước dưới đất chịu ảnh hưởng nhiều của vi sinh vật. Trong các tầng sâu do không có Oxy và ánh sáng nên vi sinh vật yếm khí hoạt động mạnh, chi phối nhiều nên thành phần hóa học của nước dưới đất. Vậy nên thành phần hoá học của nước dưới đất chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật. Đặc điểm số 2: Nước dưới đất chịu ảnh hưởng bởi khí hậu không đồng đều. Nước dưới đất ở tầng trên cùng, ngay gần mặt đất chịu ảnh hưởng của khí hậu. Thành phần hoá học của nước dưới đất tầng này chịu ảnh hưởng nhiều của thành phần hoá học nước mặt do đó cũng chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu. Các khí hoà tan trong tầng nước dưới đất này do nước mưa, nước sông, nước hồ… mang đến. Ngược lại, nước dưới đất ở tầng sâu lại ít hoặc không chịu ảnh hưởng của khí hậu. Thành phần hoá học của nước dưới đất trong tầng này chịu ảnh hưởng trực tiếp của thành phần hoá học tầng nham thạch chứa nó. Đặc điểm số 3: Vỏ trái đất gồm các loại đất và nham thạch được chia thành các tầng lớp khác nhau. Giữa các tầng, lớp đất, nham thạch thường có các lớp không thấm nước. Mỗi tầng, lớp đó có thành phần hoá học khác nhau. Vì vậy nước ngầm cũng được chia thành các tầng, lớp khác nhau và thành phần hoá học của các tầng lớp đó cũng khác nhau. Đặc điểm số 4: Thành phần của nước dưới đất chịu ảnh hưởng về thành phần hoá học của tầng nham thạch chứa nó và phụ thuộc cả vào vào tính chất vật lý của các tầng nham thạch đó. Trong mỗi tầng sâu khác nhau, nham thạch có nhiệt độ và áp suất khác nhau nên chứa trong các tầng nham thạch đó cũng có nhiệt độ và áp suất khác nhau. Vậy nên nước dưới đất trong các tầng rất sâu có thể có áp suất hàng ngàn N/m2 và nhiệt độ có thể lớn hơn 3730K. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
9 Đặc điểm số 5: Nước dưới đất tiếp xúc trực tiếp với đất và nham thạch: nước ngầm có thể là các màng mỏng bao phủ các phần tử nhỏ bé của đất, nham thạch; là chất lỏng được chứa đầy trong các ống mao dẫn nhỏ bé giữa các hạt đất, đá; nước ngầm có thể tạo ra các tia nước nhỏ trong các tầng ngấm nước; thậm chí nó có thể tạo ra khối nước ngầm dày trong các tầng đất, nham thạch. Như vậy thành phần hoá học của nước ngầm chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học của các tầng đất, nham thạch chứa nó. Thời gian tiếp xúc của nước ngầm với đất và nham thạch lại rất dài nên tạo điều kiện cho các chất trong đất và nham thạch tan trong nước ngầm b. Cấu trúc của một tầng nước dưới đất Cấu trúc của một tầng nước dưới đất được chia ra thành các tầng như sau: - Tầng không thấm: là tầng đất đá không thấm nước - Gương nước dưới đất gọi là mực nước dưới đất hay bề mặt trên. - Nước tầng trên hay tầng thông khí là tầng đất đá vụn bở không chứa nước thường xuyên, nằm bên trên tầng nước dưới đất. - Viền mao dẫn: là lớp nước mao dẫn phát triển ngay trên mặt nước dưới đất. - Đáy nước dưới đất, nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thuỷ được gọi là bề mặt dưới. Chiều dày tầng nước dưới đất là khoảng cách thẳng đứng giữa mực nước dưới đất và đáy nước dưới đất. 1.1.2.2. Sự hình thành nước dưới đất và các loại nước dưới đất Phần lớn nước dưới đất 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 dưới đất. 1. Nguồn gốc khí quyển: Do nước mưa, nước mặt trong sông hồ, đầm lầy,... ngấm xuống (Recharge Area) các tầng đất đá bên dưới (Aquifer) khi những tầng này có đới độ rỗng cao. Phần lớn nước dưới đất thuộc dạng này. 2. Nguồn gốc trầm tích 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. 3. 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. Đây là quá Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
10 trình chính thời viễn cổ khi Trái Đất từ dạng khối vật chất nóng chảy nguội dần, nước tách ra từ magma tạo ra khí hơi nước, mây rồi tích tụ tạo ra các đại dương cổ. 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. 4. 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. Theo vị trí có thể chia nước ra làm 3 loại nước dưới đất đó là: - Nước ngấm: là tầng ở trên hết, bên trên nó không có tầng không thấm nước chặn lại. Đặc điểm của tầng nước ngấm là thay đổi rất nhanh theo thời tiết: mưa nhiều thì mực nước lên cao, nắng lâu thì mực nước hạ xuống. Tầng nước dưới đất này được tạo ra từ nước trên mặt đất thấm xuống, sau đó lại được tháo tiêu ra sông, hồ. Ao giếng của nhân dân nếu đào cạn chỉ đến tầng nước ngấm thì mùa khô thường hết nước. - Nước giữa tầng: là nước trong tầng thấm nước nằm giữa 2 tầng không thấm. Nước giữa tầng ở sâu và nằm giữa 2 tầng đất sét nên lượng nước không thay đổi nhiều theo mùa nắng mưa và chất lượng nước khá tốt. - Nước ứ: trên tầng thấm nước có một tầng đất khó thấm nước, khi mưa to tầng đất này hút không kịp, nước tạm thời ứ lại trên tầng đất này và tạo thành nước ứ. Sau đó, một phần nước ứ tiếp tục thấm xuống, một phần bốc hơi, lượng nước ứ sẽ ít dần đi hoặc mất hẳn. Nước tầng này cách biệt hoàn toàn với nước mặt đất và hầu như không giao lưu. 1.1.2.3. Tầm quan trọng của nước dưới đất Nước dưới đất đóng vai trò rất quan trọng đối với sức khỏe và cuộc sống của con người. Nước dưới đất giúp cho con người duy trì cuộc sống hàng ngày bởi con người sử dụng nước dưới đất để cung cấp cho các nhu cầu ăn uống, hoặc sử dụng cho các hoạt động sinh hoạt như tắm rửa, giặt giũ, rửa rau, vo gạo... Để thỏa mãn các nhu cầu vệ sinh cá nhân và sinh hoạt, mỗi người cần tới khoảng 120 lít nước/ngày. Nước dưới đất không chỉ là trong, không màu, không mùi, không vị mà còn phải an toàn đối với sức khỏe của người sử dụng. Nếu sử dụng nước không sạch thì sẽ ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe, vì nước là môi trường trung gian chuyển tải các chất hóa học và Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn