intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Ứng dụng kỹ thuật đồng vị đánh giá khả năng bổ cấp cho tầng chứa nước pleistocene trên ở đồng bằng Nam Bộ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:11

Thêm vào BST
Báo xấu
9
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Ứng dụng kỹ thuật đồng vị đánh giá khả năng bổ cấp cho tầng chứa nước pleistocene trên ở đồng bằng Nam Bộ trình bày khái quát về điều kiện tự nhiên và đặc điểm địa tầng địa chất thủy văn đồng bằng Nam Bộ; Quan hệ thủy lực giữa nước sông Vàm Cỏ Đông và nước ngầm.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Ứng dụng kỹ thuật đồng vị đánh giá khả năng bổ cấp cho tầng chứa nước pleistocene trên ở đồng bằng Nam Bộ

  1. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT ĐỒNG VỊ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BỔ CẤP CHO TẦNG CHỨA NƯỚC PLEISTOCENE TRÊN Ở ĐỒNG BẰNG NAM BỘ USE OF ISOTOPE TECHNIQUES TO EVALUATE THE RECHARGED ABILITY OF THE UPPER PLEISTOCENE AQUIFER IN THE NAMBO PLAIN TRAN THI BICH LIEN, NGUYEN KIEN CHINH, HUYNH LONG, NGUYEN VAN PHUC, LAM HOANG QUOC VIET, NGUYEN PHAM TUONG MINH. Center for Nuclear Technologies, 217 Nguyen Trai Street, District 1, Ho Chi Minh city E-mail: tbichlien@gmail.com Tóm tắt: Ở Đồng bằng Nam Bộ, số liệu quan trắc động thái và chất lượng nước dưới đất đã cho thấy dấu hiệu suy giảm cả về lượng và chất trong các tầng chứa nước hiện hữu và việc khai thác nước dưới đất thời gian qua được cho là một nguyên nhân của sự suy giảm này. Điều đó cho thấy cần phải tiếp tục nghiên cứu, đặc biệt là về khả năng bổ cấp hiện đại của các tầng chứa nước, để tái đánh giá tiềm năng nước dưới đất khu vực. Với mục đích đó, kỹ thuật thủy văn đồng vị được áp dụng để đánh giá khả năng bổ cấp của tầng chứa nước Pleistocene trên (qp3), một nguồn nước cấp quan trọng ở khu vực nông thôn tại Đồng bằng Nam Bộ trong khuôn khổ của đề tài cấp Bộ do Trung tâm Hạt nhân thành phố Hồ Chí Minh thực hiện năm 2020-2021. Trong nghiên cứu này, mẫu nước các loại gồm nước dưới đất tầng qp 3, nước sông và nước mưa đã được thu thập và phân tích thành phần đồng vị bền (2H, 18O), tritium (3H), carbon phóng xạ (14C) và những chỉ tiêu hóa nước cơ bản. Số liệu về thành phần đồng vị bền trong nước dưới đất được dùng để xác định nguồn gốc hình thành của nước trong tầng chứa nước trong khi hàm lượng 3H và 14C được sử dụng để tính tuổi nước dưới đất và dự đoán về khu vực tiếp nhận nước mưa bổ cấp cho tầng chứa nước; kết hợp với số liệu thành phần đồng vị bền và hàm lượng 3H trong nước sông để đánh giá quan hệ thủy lực giữa nước sông và nước dưới đất. Kết quả thu được tới nay cho thấy: i) Nước dưới đất tầng qp 3 ở Đồng bằng Nam Bộ có nguồn gốc từ nước khí tượng, được hình thành ở những giai đoạn khác nhau. ii) Hàm lượng 3H và hàm lượng 14C cao trong một số mẫu nước dưới đất cho thấy tầng chứa nước có tiếp nhận nước mưa hiện đại thấm xuống như một nguồn bổ cấp. iii) Sự tương đồng về thành phần đồng vị bền trong nước sông Vàm Cỏ và nước dưới đất lân cận sông cho thấy giữa chúng có quan hệ thủy lực. Đây là cơ sở quan trọng để đánh giá khả năng bổ cấp cho tầng qp 3 của sông Vàm Cỏ. Nghiên cứu này vẫn đang được tiếp tục thực hiện. Từ khóa: Nước dưới đất, Tầng chứa nước qp3, Thành phần đồng vị, 2H, 18O, 3H, 14C, Đồng bằng Nam Bộ. Abstract: In the Nambo Plain, the monitoring data on dynamics and quality of groundwater has shown declining signs in quantity and quality both in the existing groundwater aquifers, and the exploitation of groundwater in recent time is believed to be a cause of this decline. That shows the need for further research, especially on the modern recharge ability of the existing groundwater aquifers, to re-evaluate the groundwater potential of the region. For that purpose, isotope techniques are applied to evaluate the recharge ability of the upper Pleistocene aquifer (qp3), an important source of water supply in rural areas in the Nambo Plain under the framework of a project conducted by the Center for Nuclear Technologies in 2020-2021. In this study, water samples including groundwater, river water and rainwater were collected and analyzed for stable isotope composition (2H, 18O), tritium (3H) , radiocarbon (14C) and major hydro-chemical parameters. Data on stable isotope composition in groundwater are used to define the origin of groundwater while tritium and 14C content are used to determine groundwater age and to predict the aquifer’s recharge zone; and in combining with the stable isotope composition and tritium content of river water to evaluate the dynamic relationship between river water and groundwater. So far, the obtained results show that: i) Groundwater in the study aquifer is originated from meteorological water and formed at different stages. ii) The high 3H and 14C content in some groundwater samples indicate that the aquifer has modern rainwater infiltrated as a recharge source. iii) The similarity of stable isotope composition in the Vam Co river water and groundwater adjacent to the river shows that there is a hydraulic relationship between them. This is an important basis for assessing the recharge ability to the qp3 aquifer of the Vam Co river water. This research is still ongoing. Keywords: Groundwater, qp3 aquifer, Isotopic composition, 2H, 18O, 3H, 14C, Nambo Plain. 1. MỞ ĐẦU Nước dưới đất (NDĐ) là một nguồn tài nguyên vô cùng quan trọng đối với hầu hết các quốc gia trên thế giới và ở nhiều nơi NDĐ là nguồn nước sạch duy nhất. Do vậy việc đánh giá tiềm năng NDĐ là nhiệm 459
  2. Tiểu ban D2: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Section D2: Application of nuclear techniques in industries and others vụ quan trọng hàng đầu, nhất là tại các nước đang phát triển như Việt Nam để quản lý và khai thác bền vững tài nguyên NDĐ, đáp ứng nhu cầu về nước. Cũng như tại các khu vực khác của Việt Nam, nước dùng trong các hoạt động sản xuất và sinh hoạt tại Đồng bằng Nam Bộ (ĐBNB) được lấy từ hai nguồn chính là nước bề mặt (sông, hồ) và NDĐ, trong đó tỷ lệ NDĐ ngày càng tăng vì lượng nước khai thác được từ các nguồn nước bề mặt ngày càng giảm do tác động của con người trên các dòng chảy chính và do biến đổi khí hậu. Số liệu quan trắc động thái và chất lượng NDĐ ở ĐBNB mấy chục năm qua đã cho thấy những dấu hiệu suy giảm cả về lượng và chất trong các tầng chứa nước (TCN) hiện hữu và việc khai thác NDĐ được cho là một nguyên nhân của sự suy giảm này. Mặc dù đã có những điều tra đánh giá về tiềm năng NDĐ khu vực nhưng hiện trạng suy giảm liên tục mực nước tĩnh trong các tầng NDĐ hiện hữu cho thấy cần phải tiếp tục nghiên cứu tái đánh giá tiềm năng NDĐ khu vực, trong đó nghiên cứu về khả năng bổ cấp hiện đại cho các TCN hiện hữu là cơ sở khoa học rất quan trọng không những dùng để tái đánh giá tiềm năng mà còn để qui hoạch, khai thác bền vững tài nguyên NDĐ khu vực. Sau những nghiên cứu thành công về khả năng bổ cấp hiện đại từ nước mưa cho hai TCN Pliocene (2015-2016) [10] và bổ cấp từ nước sông (Sài Gòn, Đồng Nai) năm 1998-2000 [14], nước hồ (Dầu Tiếng) năm 2004-2005 [15] cho nước ngầm nông, kỹ thuật thủy văn đồng vị tiếp tục được Trung tâm Hạt nhân Tp. Hồ Chí Minh áp dụng để đánh giá khả năng bổ cấp của TCN Pleistocene trên (qp 3), một nguồn nước cấp quan trọng ở khu vực nông thôn tại ĐBNB trong khuôn khổ đề tài KHCN cấp Bộ năm 2020-2021. Để nghiên cứu, các đồng vị thủy văn được sử dụng là ôxy-18 (18O), đơtêri (2H), triti (3H), cac-bon phóng xạ (14C), cac-bon không phóng xạ C-13 (13C) trong đó các đồng vị 18O, 2H, 3H dùng để xác định nguồn gốc nước ngầm; đánh giá quan hệ thủy lực giữa nước sông và NDĐ, các đồng vị 3H, 13C và 14C được dùng để xác định tuổi, hướng và tốc độ vận động của nước ngầm và dự đoán về khu vực tiếp nhận nước mưa bổ cấp cho TCN [1, 2, 3, 8, 9, 10]. 2. NỘI DUNG 2.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên và đặc điểm địa tầng địa chất thủy văn ĐBNB Điều kiện tự nhiên Đồng bằng Nam Bộ là vùng cực nam của Việt Nam, tiếp giáp với biển Đông ở phía tây và tây nam, giáp với cao nguyên Nam Trung Bộ ở phía bắc, đông bắc và giáp với Campuchia ở phía tây bắc. Có diện tích tự nhiên hơn 54.000 km2 với hơn 40 triệu dân, ĐBNB là một vùng kinh tế trọng điểm của Việt Nam. Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, ĐBNB có khí hậu gió mùa cận xích đạo với hai mùa rõ rệt. Mùa mưa, bắt đầu từ tháng 5 tới cuối tháng 10 hàng năm là thời gian mà gió mùa tây nam nóng ẩm hoạt động mạnh nhất mang hơi ẩm từ Ấn Độ Dương, vịnh Thái Lan tới gây mưa. Mùa khô, từ tháng 11 tới tháng 4 năm sau trùng với thời gian mà gió mùa đông bắc khô, lạnh chiếm ưu thế. Khu vực có lượng mưa trung bình năm vào khoảng 1.800 mm với hơn 90% lượng mưa là trong mùa mưa và nhiệt độ trung bình khoảng 27 oC. Về mặt thạch học, có thể chia ĐBNB thành hai vùng: Vùng Đông Nam Bộ (gồm các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Tây Ninh, Bà Rịa-Vũng Tàu và TP. Hồ Chí Minh) với thành phần thạch học chủ yếu là bazan phong hóa và phù sa cổ; Vùng Tây Nam Bộ (gồm 13 tỉnh thành đồng bằng sông Cửu Long) được hình thành bởi trầm tích phù sa trẻ [4]. Về mặt địa hình, ngoài một số núi mồ côi và vùng đồi thấp ở rìa phía tây nam và phía bắc, ĐBNB là khu vực tương đối bằng phẳng. Cao ở phía bắc và đông bắc, thấp dần về phía nam và đông nam, hướng địa hình là một yếu tố định hướng dòng chảy tự nhiên trong các tầng nước ngầm hiện hữu trong khu vực. Về mặt thủy văn, ĐBNB có ba hệ thống sông chính là sông Mê Công, hệ thống sông Vàm Cỏ và hệ thống sông Đồng Nai cùng với hệ thống kênh rạch chằng chịt. Đây đều là các nguồn nước nhạt chính, trong đó lớn nhất là sông Mê Công chảy vào khu vực ĐBNB qua hai nhánh là sông Tiền và sông Hậu với lưu lượng hàng năm khoảng 500 km3. Các nghiên cứu cho tới nay cho thấy các sông Mê Công, sông Vàm Cỏ và sông Đồng Nai đều cắt vào TCN, trong đó các sông thuộc hệ thống sông Đồng Nai và Vàm Cỏ có diện 460
  3. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 tích và chiều dài cắt vào TCN nhiều nhất nên có thể bổ cấp cho TCN trong điều kiện thích hợp [4]. Cùng với yếu tố địa hình, các yếu tố khí tượng (lượng mưa, nhiệt độ không khí, lượng bốc hơi), thủy văn khu vực đều là các yếu tố ảnh hưởng tới cơ chế bổ cấp của các TCN hiện hữu, nhất là các TCN nông trong khu vực nghiên cứu [4]. Với lượng mưa trung bình năm khá dồi dào cùng hệ thống sông ngòi dày đặc, nước mưa và nước sông được xem là những nguồn bổ cấp tiềm năng cho NDĐ ở ĐBNB. Đặc điểm địa tầng địa chất thủy văn Lộ lên mặt đất ở khu vực phía bắc và đông bắc ĐBNB, đá gốc được hình thành bởi các thành tạo Paleozoic và Mesozoic chìm dần xuống theo hướng đông nam hình thành thung lũng kiến tạo.Thung lũng này được lấp đầy bởi các lớp trầm tích có tuổi từ Paleoxen đến Holoxen qua các đợt biển tiến và lùi. Các lớp trầm tích sông, sông-biển hình thành các TCN nằm ngang, được phân tách bởi các lớp sét cách nước [4]. Theo kết quả phân tầng địa chất thủy văn mới nhất [12], hệ thống nước ngầm ở ĐBNB được chia thành 8 TCN trong các trầm tích lỗ hổng là tầng Holocene (qh), tầng Pleistocene trên (qp3), Pleistocene giữa trên (qp2-3), Pleistocene dưới (qp1), tầng Pliocene trên (n22), Pliocene dưới (n21), các tầng Miocene (n13, n12-3) và nước trong đá gốc (Mz) như được thể hiện trên mặt cắt địa chất thủy văn ĐBNB theo hướng đông bắc-tây nam ở Hình 1. Trong các TCN hiện hữu, các tầng Pleistocene có diện tích xuất lộ nhiều nhất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của lượng mưa và có quan hệ với nước khí quyển nhiều nhất [4]. Tầng chứa nước Pleistocene trên phân bố trên phần lớn diện tích vùng ĐBNB. Vắng mặt ở một số diện tích nhỏ thuộc khu vực lộ đá ở Tri Tôn, Tịnh Biên, Châu Đốc, Thoại Sơn (An Giang), Hòn Đất, Hà Tiên, Kiên Lương (Kiên Giang) và một phần ở Đông Nam Bộ, TCN này có diện tích phân bố khoảng 40.100 km2. Tầng chứa nước được thành tạo bởi các trầm tích Pleistocene trên (Q13) nguồn gốc sông (aQ13) và nguồn gốc sông biển (amQ13): các trầm tích aQ13 có thành phần gồm cát lẫn sạn sỏi kẹp các lớp sét bột lẫn cát, các trầm tích amQ13 có thành phần gồm cát pha bột sét lẫn ít sạn sỏi. Lộ ra trên mặt tại một số khu vực tại Đông Nam Bộ, phần còn lại của TCN qp3 bị che phủ trực tiếp lên trên bởi TCN Holocene (qh). Hình 1: Mặt cắt địa chất hướng đông bắc-tây nam ở ĐBNB Tài liệu thống kê từ 690 lỗ khoan cho thấy chiều sâu tới mái TCN từ 0,0m đến 115,4m, trung bình 47,9m; chiều sâu tới đáy từ 11,5m đến 154,0m, trung bình 76,4m; chiều dày TCN từ 2,0m đến 84,0m, trung bình 29,1m. Khả năng chứa nước từ nghèo đến giàu, chất lượng nước nhiều nơi kém, diện tích nước mặn lớn, phần lớn diện tích không thể khai thác cung cấp nước cho sinh hoạt. TCN Pleistocene trên hiện nay được khai thác không nhiều, chủ yếu khai thác quy mô hộ gia đình với tổng lượng khai thác 114.945m3/ngày. Nguồn cung cấp cho TCN qp3 chủ yếu từ xung quanh (ở miền Đông Nam Bộ và ở phần đất của Campuchia) chảy đến và một phần thấm xuyên từ các TCN nằm kề [4, 12]. 461
  4. Tiểu ban D2: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Section D2: Application of nuclear techniques in industries and others 2.2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu trong báo cáo này là TCN Pleistocene trên (qp3) tại ĐBNB. Để nghiên cứu khả năng TCN được bổ cấp từ nước mưa, nhóm nghiên cứu đã lấy các mẫu nước ngầm tầng qp3 từ tất cả các giếng thuộc mạng quan trắc quốc gia về động thái và chất lượng nước dưới đất (mạng quan trắc) ở ĐBNB để phân tích thành phần các đồng vị bền (2H, 18O), đồng vị phóng xạ tự nhiên (3H, 14C) và hóa nước cơ bản. Quan hệ giữa hàm lượng 2H và 18O của các mẫu nước ngầm sẽ cho biết về nguồn gốc của nước trong tầng chứa khi so sánh với mối quan hệ này của nước khí tượng. Hàm lượng các đồng vị phóng xạ của nước ngầm cho thông tin về tuổi của nước. Dựa vào nguồn gốc hình thành và tuổi của nước ngầm có thể kết luận về khả năng có bổ cấp từ nước mưa hiện tại vào tầng nước ngầm nghiên cứu [1, 3]. Thành phần hóa học cơ bản của nước ngầm được sử dụng để hỗ trợ việc luận giải kết quả nghiên cứu. Để đánh giá khả năng bổ cấp cho TCN nghiên cứu từ nước sông phải đồng thời lấy mẫu cả nước sông và nước ngầm lân cận sông để khảo sát sự tương quan về thành phần đồng vị giữa nước sông và nước ngầm. Việc chọn các vị trí lấy mẫu nước sông và nước ngầm dựa trên các yếu tố như khả năng tiếp cận để tại mỗi vị trí phải lấy được cả mẫu nước sông và nước ngầm, khoảng cách từ giếng lấy mẫu nước ngầm tới sông không quá xa để các dấu hiệu đồng vị nước sông trong nước ngầm (nếu có) là đủ rõ. Theo các nghiên cứu bổ cấp cho nước ngầm của sông Sài Gòn và sông Đồng Nai trước đây của cùng nhóm nghiên cứu [13, 14], khoảng cách này không nên vượt quá 5 km. Các mẫu nước này sẽ được phân tích hàm lượng các đồng vị 2H, 18O, 3H, 14C và hàm lượng các ion cơ bản để đánh giá tương tác giữa nước sông và nước ngầm [1, 9, 14, 15]. Tổng cộng 48 mẫu nước ngầm tầng qp3, 16 mẫu nước sông và 14 mẫu nước ngầm gần sông đã được thu thập theo quy trình lấy mẫu phân tích thành phần đồng vị và hóa nước trong nghiên cứu thủy văn đồng vị của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) [5]. Vị trí các điểm lấy mẫu nước sông và nước ngầm được thể hiện trên sơ đồ ở Hình 2. Trong sơ đồ này các điểm hình tròn màu xanh là vị trí lấy mẫu nước sông còn các điểm hình vuông màu tím, cam và đỏ là các điểm lấy mẫu nước ngầm nhạt, lợ và mặn. Hình 2: Vị trí các điểm lấy mẫu nước sông và nước ngầm 462
  5. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 Các đồng vị 2H, 18O của các mẫu nước được phân tích bằng thiết bị phân tích tỷ số đồng vị dùng kỹ thuật laser DLT 100 (Los Gatos Inst., Mỹ). Hàm lượng các đồng vị này được tính ra đơn vị phần ngàn và biểu diễn bằng ký hiệu delta (δ) với định nghĩa như sau: Rs − Rstd δ (‰) = x 1000 Rstd Trong đó RS, RStd là tỷ số đồng vị (2H/1H hoặc 18O/16O) của mẫu đo và mẫu chuẩn. Mẫu chuẩn được sử dụng là mẫu chuẩn thứ cấp đã được hiệu chuẩn với mẫu chuẩn quốc tế VSMOW (Vienna Standard for Mean Ocean Water) [6]. Sai số phân tích các đồng vị này là 1,0 và 0,15‰ tương ứng cho δ2H và δ18O. Đồng vị phóng xạ của các mẫu nước (3H, 14C) được phân tích bằng phổ kế nhấp nháy lỏng phông thấp TRICARB 3170/TR/SL (Parkard, Mỹ) sau khi đã được làm giàu (bằng phương pháp điện phân đối với 3 H và tổng hợp thành benzene đối với 14C. Hoạt độ 3H trong mẫu nước được biểu diễn bằng đơn vị TU (Tritium Unit, 1TU=0,119 Bq/L); hoạt độ 14C trong mẫu nước được biểu diễn với đơn vị PMC (phần trăm các-bon hiện đại) là tỷ số giữa hoạt độ 14C trong mẫu và hoạt độ 14C của mẫu chuẩn các-bon hiện đại (Ox. II, NIST, Mỹ với hoạt độ 14C là 0,2147 Bq/gC) [6]. Thành phần hóa nước cơ bản được phân tích bằng phương pháp phát xạ ngọn lửa, quang phổ, chuẩn độ. 2.3. Kết quả và thảo luận 2.3.1. Khả năng được bổ cấp hiện đại từ nước mưa: Cũng giống như các TCN khác ở ĐBNB, tầng qp3 cũng có cả ba loại là nước nhạt (độ mặn 3mg/L). Số liệu phân tích 48 mẫu nước ngầm tầng qp3 đã lấy cho thấy thành phần đồng vị bền trong nước ngầm nhạt biến thiên trong khoảng khá hẹp, từ -7,71‰ đến -4,99‰ đối với δ18O và từ -53,4‰ đến -37,9‰ đối với δ2H trong khi nước ngầm lợ có thành phần đồng vị bền biến thiên trong dải rộng hơn, từ -8,17‰ đến -5,75‰ đối với δ18O và từ -57,4‰ đến -39,9‰ đối với δ2H và biến thiên nhiều nhất là nước ngầm mặn với δ18O thay đổi trong khoảng từ -7,03‰ đến -1,63‰ và δ2H thay đổi trong khoảng từ -55,3‰ đến - 10,3‰. Sự biến thiên đồng vị của các loại nước cho thấy nước ngầm nhạt không bị pha trộn như nước ngầm lợ và mặn. Xét về giá trị trung bình, nước ngầm mặn có hàm lượng đồng vị trung bình cao hơn (δ18Otb = -4,72‰ và δ2Htb = -30,2‰), hay giàu đồng vị nặng hơn so với nước ngầm nhạt (δ18Otb = -6,58‰ và δ2Htb = - 45,6‰). Kiểm định t-test độc lập so sánh giá trị trung bình δ18O và δ2H của hai nhóm nước ngầm mặn và nhạt cho thấy có sự khác biệt đáng kể (t=3,580; df=19,70; p
  6. Tiểu ban D2: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Section D2: Application of nuclear techniques in industries and others 0 -10 -8 -6 -4 -2 0 δ2H (‰) -20 NN nhạt -40 NN mặn NN lợ -60 -80 δ18O (‰) Hình 3: Quan hệ giữa δ2H và δ18O của các mẫu nước ngầm Trên đồ thị này các mẫu nước ngầm đều phân bố theo đường nước khí tượng (nước ngầm nhạt) hoặc tách ra từ đường nước khí tượng (nước lợ và mặn). Sự phân bố theo đường nước khí tượng cho thấy nước ngầm có nguồn gốc từ nước khí tượng [1]. Do đều tách ra từ đường nước khí tượng nên nước ngầm lợ và mặn là nước nhạt có nguồn gốc từ nước khí tượng và bị pha trộn với loại nước có hàm lượng muối khoáng cao và giàu các đồng vị nặng. Đồ thị ở Hình 4 biểu diễn quan hệ giữa hàm lượng Cl- và δ18O của các mẫu nước ngầm. Quan hệ giữa hàm lượng Cl- và δ18O trong các mẫu nước ngầm lợ và mặn là quan hệ tuyến tính (R 2 = 0,84) và có xu hướng đi qua điểm nước biển cho thấy nước lợ và mặn trong TCN này là nước ngầm nhạt bị hòa trộn với nước ngầm mặn có nguồn gốc biển. Các mẫu nước ngầm mặn đều phân bố ở các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Qua khảo sát mối quan hệ Na/Cl và hàm lượng Cl - cho thấy nước mặn trong TCN này là do xâm nhập mặn. 0 0 100 200 300 400 500 nước biển -2 y = 0.013x - 7.129 R² = 0.84 -4 δ18O (‰) -6 NN nhạt NN lợ&mặn -8 -10 Cl- (meq/L) Hình 4: Quan hệ giữa δ18O và Cl- trong nước ngầm lợ và mặn Trong số các mẫu nước ngầm đã lấy, các mẫu Q222, Q221, Q023, GD01 và GD05 có hàm lượng 3H khá cao, đồng thời các mẫu nước này cũng có hàm lượng 14C cao như thống kê trong Bảng 1 dưới đây. 464
  7. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 Bảng 1: Hàm lượng triti và 14C của một số mẫu nước tầng qp3 Độ dẫn δ2H δ18O 3 H 14 C TT Mẫu Vị trí điện (‰) (‰) (TU) (pmC) 1 Q222 Châu Thành, Tây Ninh 85,0 -45,1 -7,12 0,91 ± 0,17 103,8 ± 1,8 2 GD01 Châu Thành, Tây Ninh 42,0 -41,2 -7,35 0,91 ± 0,17 99,7 ± 2,2 3 Q221 TP. Tây Ninh 392,0 -38,6 -7,06 0,82 ± 0,13 101,4 ± 2,1 4 GD05 Bến Cầu, Tây Minh 49,0 -48,3 -6,35 0,79 ± 0,15 106,9 ± 2,6 5 Q023 Trảng Bàng, Tây Ninh 632,0 -40,3 -5,89 1,03 ± 0,24 104,5 ± 3,0 Với hàm lượng 3H khá cao, gần bằng với hàm lượng 3H trung bình trong nước mưa hiện tại ở ĐBNB (khoảng 1,2 TU, theo số liệu quan trắc triti trong nước mưa tại ĐBNB của Trung tâm Hạt nhân TP.HCM từ năm 2007 đến nay) và hàm lượng 14C đều cỡ hàm lượng của đồng vị này trong mẫu chuẩn 14C hiện đại, các mẫu nước này cho thấy nước ngầm tại các vị trí này là nước trẻ do nước mưa hiện tại hoặc nước mặt thấm xuống. Khi xem xét về đặc điểm địa chất thủy văn, các mặt cắt ĐCTV, các bản đồ đẳng mái, đẳng chiều dày TCN qp3 cho thấy mái TCN chìm sâu ở khu vực giữa hai sông Tiền và sông Hậu kéo dài từ Chợ Mới (An Giang) đến ven biển tỉnh Trà Vinh, nâng lên về hai phía bắc sông Tiền và nam Sông Hậu, đặc biệt mái TCN nâng lên rất cao ở khu vực phía bắc dọc biên giới Việt Nam - Campuchia nên TCN có thể xuất lộ tại khu vực phía đông bắc đồng bằng như ở miền Đông Nam Bộ, bên đất Campuchia hoặc một số tỉnh dọc biên giới với Campuchia như Tây Ninh có thể tiếp nhận nước mưa bổ cấp vào và vị trí các điểm lấy mẫu này đều cách xa nguồn nước mặt là sông Vàm Cỏ Đông nên có thể kết luận rằng nước ngầm tại các vị trí này là nước trẻ do nước mưa hiện tại thấm xuống hay TCN hiện có bổ cấp từ nước mưa và khu vực tỉnh Tây Ninh là một trong các vùng bổ cấp của TCN Pleistocene trên (qp3). 2.3.2. Quan hệ thủy lực giữa nước sông Vàm Cỏ Đông và nước ngầm Thành phần đồng vị bền trong nước các sông Tiền, sông Hậu, sông Vàm Cỏ Đông (VCĐ), Vàm Cỏ Tây (VCT) được thể hiện trên đồ thị quan hệ giữa δ2H và δ18O ở Hình 5. Đây là các mẫu nước được lấy tại 2 vị trí trên sông Hậu, 3 vị trí trên sông Tiền, 2 vị trí trên sông VCT và 4 vị trí trên sông VCĐ từ thượng lưu xuống hạ lưu. Tại các điểm, nước sông được lấy mẫu định kỳ cả mùa khô và mùa mưa. 0 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 -20 VCĐ δ2H (‰) VCT -40 y = 4.5x - 16.6 Tien R² = 0.91 Hau -60 -80 δ18O (‰) Hình 5: Quan hệ giữa δ18O và δ2H trong nước sông Mê Công và sông Vàm Cỏ Đồ thị cho thấy, nước sông Tiền và sông Hậu nghèo đồng vị nặng hơn so với nước sông VCĐ và VCT. Đó là do sông Mê Công là sông lớn, bắt nguồn từ Tây Tạng, khu vực nằm ở vĩ độ cao, xa nguồn hơi ẩm và có độ cao lớn nên nước mưa (và tuyết) ở khu vực này nghèo các đồng vị nặng theo hiệu ứng vĩ độ và hiệu ứng độ cao. Từ thượng lưu xuống hạ lưu, thành phần đồng vị của nước sông Tiền biến đổi nhiều hơn so với sông Hậu. Do đều là các sông nhỏ, chiều dài dòng chảy tương đối ngắn nên nước sông VCĐ và VCT đều bị bay hơi nhưng nước sông VCĐ bị bay hơi mạnh hơn. Một nguyên nhân có thể là do sông VCT, tuy cùng bắt 465
  8. Tiểu ban D2: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Section D2: Application of nuclear techniques in industries and others nguồn từ một khu vực bên Campuchia nhưng sông VCT còn được cấp nước từ sông Mê Công qua các nhánh Preak Banam và Preak Trabeak trên đất Campuchia. Từ thượng lưu xuống hạ lưu và theo thời gian, các điểm mẫu nước sông VCĐ phân bố theo đường tuyến tính (R2=0,91) với hệ số góc là 4,5 (
  9. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 Cặp 2 VCĐ2 GD02 Lần 1: 08/2020 -45,7 -7,04 1,00±0,15 -45,6 -6,90 -0,05±0,14 Lần 2: 11/2020 -43,2 -5,96 1,39±0,24 -48,2 -6,91 -0,28±0,18 Lần 3: 01/2021 -39,5 -5,29 0,99±0,21 -48,3 -7,22 0,14±0,11 Lần 4: 04/2021 -32,1 -3,31 1,61±0,17 - - - Cặp 3 VCĐ3 GD03 Lần 1: 08/2020 -48,3 -6,81 1,16±0,13 - - - Lần 2: 11/2020 -45,9 -6,42 1,50±0,28 -37,9 -6,04 0,38±0,21 Lần 3: 01/2021 -35,8 -4,26 1,02±0,17 -36,6 -5,19 0,67±0,21 Lần 4: 04/2021 -31,1 -3,08 1,26±0,10 -34,4 -3,52 0,60±0,09 Cặp 4 VCĐ4 GD04 Lần 1: 08/2020 -48,8 -6,45 1,23±0,19 - - - Lần 2: 11/2020 -46,4 -6,25 1,02±0,27 -42,8 -5,75 0,19±0,17 Lần 3: 01/2021 -37,5 -4,95 1,26±0,18 -33,1 -5,12 0,40±0,20 Lần 4: 04/2021 -29,9 -3,08 1,31±0,20 -31,5 -3,22 0,35±0,28 Đồ thị Hình 7 cho thấy thành phần đồng vị bền của nước ngầm không thay đổi trong ba lần lấy mẫu đầu tiên trong khi thành phần đồng vị trong nước sông thay đổi theo hướng giàu đồng vị hơn. Tới lần lấy mẫu thứ tư (tháng 4/2021) thì thành phần đồng vị của nước ngầm mới thay đổi cùng chiều (giàu lên) cùng với nước sông. Điều này cho thấy là nước sông chỉ tương tác với nước ngầm vào thời gian này (cuối mùa khô) theo hướng nước sông thấm vào nước ngầm hay bổ cấp cho nước ngầm. Xét thêm về 3H, nước ngầm gần sông tại vị trí này tuy có hàm lượng cao như nước sông nhưng đó chủ yếu là từ nước mưa thấm xuống vì nước sông chỉ bổ cấp cho nước ngầm vào cuối mùa khô. VCĐ1 - GD01 0 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 -10 -20 Lần 1 δ2H (‰) -30 Lần 2 Lần 3 -40 Lần 4 -50 -60 δ18O (‰) Hình 7: Quan hệ giữa δ2H và δ18O trong các mẫu nước sông và nước ngầm cặp VCĐ1-GD01 Đồ thị Hình 8 cho thấy trong tất cả các lần lấy mẫu, thành phần đồng vị bền trong nước ngầm không thay đổi trong khi thành phần đồng vị bền trong nước sông dần giàu lên do bay hơi. Điều này chứng tỏ, tại vị trí này nước sông không thấm vào được nước ngầm. Đồng thời việc nước ngầm tại vị trí này không có 3 H cũng củng cố thêm cho nhận định này. 467
  10. Tiểu ban D2: Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp và các lĩnh vực khác Section D2: Application of nuclear techniques in industries and others VCĐ2 - GD02 0 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 -10 -20 δ2H (‰) Lần 1 -30 Lân2 -40 Lần 3 -50 -60 δ18O (‰) Hình 8: Quan hệ giữa δ2H và δ18O trong các mẫu nước sông và nước ngầm cặp VCĐ2-GD02 Các đồ thị Hình 9 và 10 đều cho thấy sự biến đổi về thành phần đồng vị bền trong nước sông và nước ngầm gần sông là đồng biến, cùng giàu dần lên theo các lần lấy mẫu. Điều đó cho thấy giữa nước sông và nước ngầm có quan hệ thủy lực với nhau, nước sông bổ cấp vào nước ngầm. Hàm lượng 3H trong nước ngầm cũng cho thấy có sự hiện diện của nước sông trong nước ngầm tại hai vị trí này. VCĐ3 - GD03 0 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 -10 -20 Lần 2 δ2H (‰) -30 Lần 3 -40 Lần 4 -50 -60 δ18O (‰) Hình 9: Quan hệ giữa δ2H và δ18O trong các mẫu nước sông và nước ngầm cặp VCĐ3-GD03 VCĐ4 - GD04 0 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 -10 -20 δ2H (‰) Lần 2 -30 Lần 3 -40 Lần 4 -50 -60 δ18O (‰) Hình 10: Quan hệ giữa δ2H và δ18O trong các mẫu nước sông và nước ngầm cặp VCĐ4-GD04 Với kết quả thu được như trên có thể sơ bộ nhận định rằng giữa TCN Pleistocene trên (qp 3) và sông Vàm Cỏ Đông có quan hệ thủy lực. Cụ thể: tại khu vực cầu Bến Sỏi (Châu Thành, Tây Ninh) nước sông bổ 468
  11. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học và Công nghệ hạt nhân toàn quốc lần thứ 14 Proceedings of Vietnam conference on nuclear science and technology VINANST-14 cấp cho nước ngầm vào thời gian cuối mùa khô, còn lại nước ngầm thoát ra sông; tại khu vực phà Lá Mai (Trảng Bàng, Tây Ninh) nước sông không bổ cấp được vào nước ngầm; và nước sông đoạn chảy trên địa phận tỉnh Long An, từ khu vực cầu Đức Hòa (huyện Đức Hòa) tới cầu Bến Lức (huyện Bến Lức) nước sông bổ cấp vào tầng chứa trong suốt thời gian nghiên cứu. 3. KẾT LUẬN Mặc dù nghiên cứu này còn đang tiếp tục nhưng những số liệu có được cho tới nay đã cho thấy: Nước dưới đất tầng Pleistocene trên ở Đồng bằng Nam Bộ có nguồn gốc từ nước khí tượng, được hình thành ở những giai đoạn khác nhau; nước ngầm mặn trong tầng chứa nước này là kết quả pha trộn giữa nước dưới đất nhạt với nước mặn có nguồn gốc biển. Tầng chứa nước Pleistocene trên có tiếp nhận nước mưa hiện đại thấm xuống như một nguồn bổ cấp. Với kết quả thu được tới nay thì một phần tỉnh Tây Ninh (giáp biên giới Việt Nam- Campuchia) là một miền tiếp nhận nước mưa bổ cấp cho tầng Pleistocene trên. Thông tin về miền bổ cấp của tầng chứa nước này sẽ rõ ràng hơn sau khi lấy và phân tích thành phần đồng vị các mẫu nước ngầm tầng Pleistocene trên ở các tỉnh khác thuộc khu vực Đông Nam bộ. Tầng chứa nước Pleistocene trên và sông Vàm Cỏ Đông có quan hệ thủy lực. Nước sông, đoạn chảy trên địa bàn tỉnh Long An, từ cầu Đức Hòa tới cầu Bến Lức, bổ cấp được vào tầng chứa nước. Ở đoạn sông từ phà Lá Mai lên tới cầu Bến Sỏi (Tây Ninh) nước từ tầng chứa nước thoát ra sông là chủ yếu. Việc đánh giá tỷ lệ nước sông có trong nước ngầm (lượng bổ cấp) sẽ được thực hiện trong thời gian tới sau khi thu thập xong mẫu nước quan trắc cần thiết các loại để xác định các chỉ số đồng vị đặc trưng của nước sông và nước mưa. 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] IAEA, Guidebook on Nuclear Techniques in Hydrology. Tech. Report Series No. 91, Vienna, 1983. [2] IAEA, Environmental Isotopes In The Hydrological Cycle. Vol. 4, 2000. [3] Emanuel Mazor. Marcel Dekker, Chemical and Isotopic Groundwater Hydrology, Inc. All Rights Reserved, 2004. [4] Vũ Văn Nghi và nnk, Nước dưới đất Đồng bằng Nam Bộ. Cục Địa chất và Khoáng sản, 1998. [5] IAEA, Sampling Procedures for Isotope Hydrology, Water Resourse Programme. [6] IAEA, Environmental Isotopes In The Hydrological Cycle. Vol. 2, 2000. [7] K. Rozanski, M. Gröning, Tritium assay in water samples using electrolytic enrichment and liquid scintillation spec- trometry, IAEA,,TECDOC,1401, 2004. [8] Jordi Batlle-Aguilar, Eddie W. Banks, Okke Batelaan, Rolf Kipfer, Matthias S. Brennwald, Peter G. Cook, Ground- water residence time and aquifer recharge in multilayered, semi-confined and faulted aquifer systems using envi- ronmental tracers, Journal of Hydrology 546 (2017) 150–165. [9] Seeyan S and Merkel B, Determination of Recharge by Means of Isotopes and Water Chemistry in Shaqlawa-Harrir Basin, Kurdistan Region, Iraq, Hydrology Current Research, 2014, 05(03). [10] Nguyễn Kiên Chính, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ “Nghiên cứu động học nước ngầm bằng kỹ thuật thủy văn đồng vị phục vụ quản lý tài nguyên nước khu vực đồng bằng Nam Bộ”, 2019. [11] Bùi Trần Vượng, Báo cáo tổng kết dự án “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng sông Cửu Long, đề xuất các giải pháp ứng phó”, 2013. Lưu Thư viện Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam. [12] D.Louvat, H.H. Dung, IAEA TC Project VIE/8/003 “Enviromental Isotope Study of MeKong Delta Groundwater (VietNam)”, IAEA – RU – 2813, December 2001. [13] Nguyễn Hữu Dũng và nnk, Báo cáo kết quả đề tài: "Phân chia địa tầng N - Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng Nam Bộ", 2004; Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam; Lưu Thư viện Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam. [14] Nguyễn Kiên Chính và nnk, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ “Nghiên cứu quan hệ động lực giữa nước sông và nước ngầm bằng kỹ thuật đồng vị”, 2000. [15] Nguyễn Kiên Chính và nnk, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ “Ứng dụng kỹ thuật đồng vị nghiên cứu hiện tượng mất nước ở hồ Dầu Tiếng”, 2005. 469
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1