Tài liệu đánh giá chất lượng nước dưới đất huyện gia bình, tỉnh bắc ninh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ THẢO ĐÁNH GIÁ CHẤẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤẤT HUYỆN GIA BÌNH, TỈNH BẮẤC NINH Chuyên ngành: Khoa học môi trường Mã sôố: 60 44 03 01 Người hướng dẫẫn khoa học: TS. Phan Trung Quý NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám ơn, các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Tác giả luận văn Nguyễn Thị Thảo i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Phan Trung Quý đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Khoa khoa học môi trường - Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn./. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Nguyễn Thị Thảo ii MỤC LỤC Lời cam đoan....................................................................................................................i Lời cảm ơn.......................................................................................................................ii Mục lục............................................................................................................................iii Danh mục bảng..............................................................................................................vii Danh mục hình................................................................................................................ix Trích yếu luận văn...........................................................................................................x Thesis abstract................................................................................................................xi Phần 1. Mở đầu................................................................................................................1 1.1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................1 1.2. Giả thuyết khoa học.............................................................................................2 1.3. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................................2 1.4. Phạm vi nghiên cứu.............................................................................................2 1.5. Những đóng góp mới, khoa học và thực tiễn......................................................2 Phần 2. Tổng quan tài liệu..............................................................................................4 2.1. Tổng quan về nước dưới đất................................................................................4 2.2.1. Khái niệm cơ bản................................................................................................4 2.2.2. Một số đặc điểm của nước dưới đất....................................................................4 2.2.3. Cấu trúc của một tầng nước dưới đất..................................................................5 2.2.4. Các yếu tố chi phối sự hình thành nước dưới đất................................................5 2.2.5. Các yếu tố chi phối sự suy giảm nước dưới đất..................................................6 2.2.6. Tầm quan trọng của nước dưới đất.....................................................................7 2.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất trên thế giới và Việt Nam.............................................................................................................7 2.2.1. Tình hình khai thác, sử dụng nước dưới đất trên thế giới...................................7 2.2.2. Tình hình khai thác, sử dụng nước dưới đất ở Việt Nam..................................10 2.2.3. Tình trạng ô nhiễm nước dưới đất ở Việt Nam.................................................12 2.2.4. Hậu quả của khai thác nước dưới đất bừa bãi...................................................14 iii 2.2.5. Tác động của khai thác nước dưới đất đến môi trường và biện pháp nâng cao chất lượng nước dưới đất............................................................................16 2.3. Thực trạng nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất tỉnh Bắc Ninh......................18 2.3.1. Tổng quan mức độ nghiên cứu tài nguyên nước dưới đất.................................18 2.3.2. Những vấn đề còn tồn tại trong khai thác sử dụng nước dưới đất....................19 Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu.............................................................22 3.1. Địa điểm nghiên cứu.........................................................................................22 3.2. Thời gian nghiên cứu.........................................................................................22 3.3. Đối tượng và vật liệu nghiên cứu......................................................................22 3.3.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................22 3.3.2. Vật liệu nghiên cứu...........................................................................................22 3.4. Nội dung nghiên cứu.........................................................................................22 3.5. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................22 3.5.1. Phương pháp chuyên gia...................................................................................22 3.5.2. Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp...............................................................22 3.5.3. Phương pháp lấy mẫu và phân tích...................................................................23 3.5.4. Phương pháp so sánh đánh giá chất lượng môi trường nước dưới đất..............28 3.5.5. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu.............................................................28 Phần 4. Kết quả và thảo luận.......................................................................................29 4.1. Đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh................29 4.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................................29 4.1.2. Địa hình, địa mạo..............................................................................................30 4.1.3. Đặc điểm khí tượng, khí hậu.............................................................................30 4.1.4. Các nguồn tài nguyên thiên nhiên.....................................................................32 4.1.5. Dân cư...............................................................................................................33 4.1.6. Tăng trưởng kinh tế và chuyển dịch cơ cấu kinh tế..........................................33 4.1.7. Các ngành kinh tế chủ yếu................................................................................34 4.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất trên địa bàn huyện Gia Bình ...........................................................................................................................36 4.2.1. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất phục vụ cho sinh hoạt................37 4.2.2. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất cho sản xuất công nghiệp...........38 4.2.3. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất cho nông nghiệp.........................40 iv 4.2.4. Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất cho dịch vụ, công cộng..............40 4.2.5. Tổng hợp hiện trạng sử dụng nước dưới đất.....................................................40 4.2.6. Đánh giá tình hình khai thác và sử dụng nước dưới đất....................................41 4.3. Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước dưới đất huyện Gia Bình........................41 4.3.1. Đặc điểm địa chất thủy văn...............................................................................41 4.3.2. Đánh giá hiện trạng chất lượng nước dưới đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh ...........................................................................................................................44 4.3.3. Xu thế biến động tài nguyên nước dưới đất......................................................58 4.4. Đề xuất định hướng quy hoạch sử dụng hợp lý................................................61 4.4.1. Đề xuất giải pháp cấp nước cho huyện Gia Bình..............................................61 4.4.2. Đề xuất một số giải pháp bảo vệ tài nguyên nước dưới đất..............................63 Phần 5. Kết luận và kiến nghị......................................................................................68 5.1. Kết luận.............................................................................................................68 5.2. Kiến nghị...........................................................................................................68 Tài liệu tham khảo.........................................................................................................70 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt BTNMT : Bộ Tài Nguyên và Môi trường BVMT : Bảo vệ môi trường BVTV : Bảo vệ thực vật CCN : Cụm công nghiệp ĐCCT : Địa chất công trình ĐCTV : Địa chất thủy văn HTX : Hợp tác xã KCN : Khu công nghiệp LK : Lỗ khoanh NDĐ : Nước dưới đất QCCP : Quy chuẩn cho phép QCVN : Quy chuẩn Việt Nam QĐ : Quyết định qh : Holocen qp : Pleistocen TCN : Tầng chứa nước TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TNMT : Tài nguyên môi trường UBND : Ủy ban nhân dân vi DANH MỤC BẢNG 2.1. Danh sách các nước khai thác nước dưới đất lớn nhất thế giới....................8 3.1. Tổng hợp vị trí và số lượng mẫu................................................................24 3.2. Tọa độ các điểm lấy mẫu nước dưới đất tầng chứa nước Holocen (qh) huyện Gia Bình...................................................................................25 3.3. Tọa độ các điểm lấy mẫu nước dưới đất tầng chứa nước Pleistocen (qp) huyện Gia Bình...................................................................................26 3.4. Tọa độ các điểm lấy mẫu nước dưới đất tầng chứa nước khe nứt huyện Gia Bình...........................................................................................26 3.5. Chỉ tiêu phân tích và phương pháp phân tích.............................................28 4.1. Nhiệt độ không khí (0C) trung bình tháng giai đoạn 2009 - 2013..............30 4.2. Tổng số giờ nắng trung bình tháng, năm giai đoạn 2009 - 2013................30 4.3. Độ ẩm tương đối trung bình tháng, năm giai đoạn 2009 - 2013................31 4.4. Lượng bốc hơi trung bình tháng, năm giai đoạn 1960 - 2013....................31 4.5. Lượng mưa trung bình tháng, năm.............................................................32 4.6. Dân số trung bình huyện Gia Bình giai đoạn 2010 – 2014........................33 4.7. Chuyển dịch cơ cấu kinh tế giai đoạn 2005 – 2014....................................34 4.8. Giá trị sản xuất ngành nông, lâm, thủy sản giai đoạn 2010-2014..............34 4.9. Diện tích, năng suất, sản lượng lúa huyện Gia Bình..................................34 4.10. Hiện trạng chăn nuôi huyện Gia Bình........................................................35 4.11. Diện tích, sản lượng thủy sản huyện Gia Bình...........................................35 4.12. Tổng hợp các công trình khai thác nước dưới đất phục vụ sinh hoạt ....................................................................................................................37 4.13. Lượng nước dưới đất sử dụng cho sinh hoạt trên địa bàn huyện Gia Bình ....................................................................................................................38 4.14. Hiện trạng sử dụng đất tại các KCN, CCN tại huyện Gia Bình.................38 4.15. Hiện trạng khai thác nước dưới đất cho công nghiệp.................................39 4.16. Lượng nước dưới đất sử dụng trên địa huyện 2011-2015..........................41 4.17. Tổng hợp kết quả hút nước thí nghiệm tầng chứa nước qp huyện Gia Bình ....................................................................................................................42 vii 4.18. Tổng hợp kết quả khảo sát các giếng khoan trong tầng chứa nước qp ....................................................................................................................43 4.19. Tổng hợp kết quả khảo sát các giếng đào trong tầng chứa nước khe nứt.........44 4.20. Kết quả phân tích As, Pb, Mn, Cd tầng chứa nước holocen.......................50 4.21. Kết quả phân tích NO3-, As, Pb, Mn, Cd tầng chứa nước pleistocen.........56 4.22. Kết quả phân tích NO3-, As, Pb, Mn, Cd tầng chứa nước pleistocen (tiếp) ....................................................................................................................56 4.23. Kết quả phân tích 02 mẫu nước dưới đất tầng chứa khe nứt......................57 4.24. Các công trình quan trắc trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh.................................58 viii DANH MỤC HÌNH 3.1. Vị trí các điểm lấy mẫu nước dưới đất.........................................................25 4.1. Vị trí địa lý huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh (tỷ lệ bản đồ 1:25.000)............29 4.2. Sự biến động pH ở tầng qh qua 2 đợt lấy mẫu..............................................45 4.3. Sự biến động độ cứng (tính theo CaCO 3) ở tầng qh qua 2 đợt lấy mẫu .......................................................................................................................45 4.4. Sự biến động hàm lượng Clorua ở tầng chứa nước qh qua 2 đợt lấy mẫu...........46 4.5. Sự biến động hàm lượng amoni ở tầng chứa nước qh qua 2 đợt lấy mẫu .......................................................................................................................47 4.6. Sự biến động hàm lượng sắt ở tầng chứa nước qh qua 2 đợt lấy mẫu...........48 4.7. Sự biến động hàm lượng Coliform ở tầng chứa nước qh trong 2 đợt lấy mẫu..........................................................................................................50 4.8. Sự biến động pH ở tầng qp qua 2 đợt lấy mẫu..............................................52 4.9. Sự biến động độ cứng (tính theo CaCO 3) ở tầng qp qua 2 đợt lấy mẫu .......................................................................................................................53 4.10. Sự biến động hàm lượng Cl- tầng chứa nước qp qua 2 đợt lấy mẫu..............53 4.11. Sự biến động hàm lượng amoni ở tầng chứa nước qp qua 2 đợt lấy mẫu .......................................................................................................................54 4.12. Sự biến động hàm lượng sắt ở tầng chứa nước qp qua 2 đợt lấy mẫu...........55 4.13. Đồ thị dao động mực nước tại điểm quy trắc Q.50.......................................59 4.14. Đồ thị dao động mực nước tại điểm quan trắc Q.116....................................59 ix TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Huyện Gia Bình nằm ở phía Đông Nam của tỉnh Bắc Ninh, cách trung tâm thành phố khoảng 25km. Tổng diện tích của huyện là 107,8 km 2. Nguồn nước chính cung cấp cho huyện chủ yếu từ nước giếng khoan, giếng đào từ các hộ gia đình và được khai thác trong các tầng chứa nước. Lượng nước yêu cầu cho sinh hoạt, sản xuất hiện tại và trong tương lai là khá lớn. Việc đánh giá chất lượng nước dưới đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh có ý nghĩa thực tiễn đối với địa bàn nghiên cứu. Mục tiêu chung của nghiên cứu này là đánh giá được chất lượng nước dưới đất trên địa bàn huyện, để đạt được mục tiêu tổng thể này cần đạt được các mục tiêu: Đánh giá được hiện trạng khai thác, sử dụng và chất lượng nước dưới đất từ đó đề xuất một số giải pháp khai thác sử dụng và bảo vệ nhằm nâng cao chất lượng nước dưới đất trên địa bàn huyện Gia Bình. Để đánh giá chất lượng nước dưới đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh tôi áp dụng các phương pháp nghiên cứu như: Phương pháp chuyên gia, phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp, phương pháp lấy mẫu và phân tích, phương pháp so sánh đánh giá chất lượng môi trường nước dưới đất. Qua công tác điều tra thực địa, trên toàn diện tích huyện Gia Bình có 4 tầng chứa nước chính, tuy nhiên chỉ có 3 tầng chứa nước có ý nghĩa quan trọng trong việc khai thác nước phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt. Đó là tầng chứa nước lỗ hồng Holocen (qh), tầng chứa nước Pleistocen (qp) và tầng chứa nước khe nứt. Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen phân bố chủ yếu ở khu vực phía Bắc và lộ trên bề mặt dọc theo sông Đuống với diện tích khoảng 26 km 2, tại các khu vực khác tầng chứa nước này bị phủ bởi các trầm tích hệ tầng Thái Bình (Q 23tb) có nguồn gốc sông biển (am), biển đầm lầy (mb) hoặc nguồn gốc biển (m). Tầng chứa nước Pleistocen phân bố đều khắp trên địa bàn huyện không lộ ra trên bề mặt mà bị tầng chứa nước Holocen và các trầm tích lớp cách nước phủ lên. Tầng chứa nước khe nứt chỉ lộ ra ở khu vực núi Thiên Thai với diện lộ khoảng 1,6km 2. Thí nghiệm tiến hành đánh giá chất lượng nước dưới đất thông qua 20 vị trí lấy mẫu nước (20 mẫu mùa mưa và 20 mẫu mùa khô) tại Trung tâm Quan trắc Tài nguyên Môi trường Bắc Ninh. Kết quả phân tích cho thấy ở phía Đông của huyện nước bị lợ, ô nhiễm sắt và amoni từ trung bình đến cao, khu vực núi Thiên Thai chất lượng nước khá tốt. Khu vực khác nước bị nhiễm sắt và amoni ở mức trung bình. Nước dưới đất huyện Gia Bình chưa có dấu hiệu bị ô nhiễm các kim loại nặng như As, Mn, Pb, Cd. x Từ khóa: Nước dưới đất, Gia Bình. THESIS ABSTRACT Gia Binh district is located in the southeast of the province of Bac Ninh, 25 km from the center of the city. The total area of the district is 107.8 km 2. The main water supply source for the district is mostly from wells, dug wells of households and is mined in the aquifer. The amount of water required for drinking, current and future production is quite large. The assessment of groundwater quality in Gia Binh district, Bac Ninh province has practical significance for the study area. The overall objective of this study was to assess the quality of ground water in the district, in order to achieve this overall objective it should be achieved the following objectives: Assessing the status of current exploitation, use and quality of ground water, suggest some solutions of utilization and protection in order to improve the quality of ground water in the district of Gia Binh from that point. To evaluate the quality of ground water in Gia Binh district, Bac Ninh province I have applied the research methods such as: expert method, the method of secondary data collection, sampling and analysis methods, method of comparative assessment of environmental quality of ground water. Through field investigation, around the area of Gia Binh district has 4 main aquifers, but only 3 aquifers has great significance in the exploitation of water for their daily needs. The Holocene aquifer (qh), Pleistocene aquifer (qp) and fissured aquifer. Holocene aquifer is distributed mainly in the northern region on the surface and along Duong river with area is about 26 km 2, in other areas this aquifer is covered by sediments of the Pacific formation (Q 23tb) originating sea and rivers (am), sea and marshes (mb) or sea (m). Pleistocene aquifer uniformly distributed in the district is not exposed on the surface that was overlied by Holocene aquifer and sediments of water insulation. The fissured aquifer exposed only in Thien Thai Mountain area with an area of about 1.6 km 2. Laboratory assessment of groundwater quality through 20 water sampling locations (20 samples in rainy season and 20 samples in dry season) at the Centre for Natural Resources and Environment Monitoring of Bac Ninh. The analytical results show that the water in the east of the district is brackish, iron and ammonium pollution from medium to high, water quality in Thien Thai Mountain area is quite good. In other areas, the water is contaminated with iron and ammonium at the xi average level. Groundwater in Gia Binh district has no signs of contamination of heavy metals such as As, Mn, Pb, Cd. Keywords: Groundwater, Gia Binh. xii PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm qua, cùng với quá trình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, sự gia tăng dân số, quá trình đô thị hóa đòi hỏi nhu cầu nước cho sản xuất và dân sinh ngày càng tăng cả về số lượng và chất lượng, nhưng phát triển cũng ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng, trữ lượng nguồn nước. Nhu cầu về nước ngày càng tăng dẫn đến việc khai thác sử dụng tài nguyên nước ngày càng nhiều. Dưới áp lực do tăng dân số, đô thị hóa, công nghiệp hóa… nhu cầu dùng nước được ước tính lên đến khoảng 130-150 tỷ m3/năm, chiếm tới gần 50% lượng nước sản sinh trên lãnh thổ nước ta và gần 90% nguồn nước mùa khô (khoảng 170 tỷ m 3). Điều đó cho thấy, nguy cơ thiếu nước đang ở mức nghiêm trọng. Suy thoái, cạn kiệt nguồn nước mặt, nước dưới đất, thiếu nước, khan hiếm nước trở nên phổ biến hơn. Sự suy thoái nguồn nước dưới đất đang diễn ra ở hầu hết các khu vực trên địa bàn tỉnh Bắc Ninh. Nguyên nhân của sự suy thoái được gắn với nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, tác động xấu của hoạt động phát triển lên các quá trình tự nhiên hình thành nước dưới đất và việc khai thác không đi đôi với các biện pháp bảo vệ. Phát triển kinh tế - xã hội, gia tăng dân số làm tăng mạnh nhu cầu dùng nước, trong khi chỉ số lượng nước đảm bảo trên đầu người đang giảm liên tục. Quá trình đô thị hoá, phát triển sản xuất công nghiệp, giao thông đã và đang làm biến đổi mạnh mẽ các điều kiện tự nhiên hình thành nước dưới đất. Nước thải từ các hoạt động dân sinh, kinh tế trên địa bàn tỉnh đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nguồn nước mặt ngày càng trở nên nghiêm trọng, đặc biệt trên các đoạn sông chảy qua các khu công nghiệp, làng nghề. Vấn đề này đã và đang ảnh hưởng rất nhiều đến nhu cầu sử dụng nước khi mà nguồn nước đã khan hiếm lại bị ô nhiễm, không đảm bảo chất lượng sử dụng. Theo Báo cáo điều tra đánh giá tài nguyên nước dưới đất của Sở Tài nguyên và Môi trường Bắc Ninh cho thấy, trên địa bàn tỉnh có 2 vùng nước có nồng độ khoáng khác nhau. Vùng nước nhạt phân bố tập trung ở các huyện Yên Phong, thị xã Từ Sơn và thành phố Bắc Ninh và một phần diện tích các huyện Thuận Thành, Tiên Du, Quế Võ chất lượng nước khá tốt, nước trong và có vị nhạt. Vùng nước lợ phân bố ở các huyện Gia Bình, Lương Tài và phần còn lại của Thuận Thành, Tiên Du và Quế Võ. 1 Nguồn nước chính cung cấp cho huyện Gia Bình chủ yếu từ nước giếng khoan, giếng đào từ các hộ gia đình và được khai thác trong tầng chứa nước Holocen, Pleistocen. Việc khai thác bừa bãi không có quy hoạch làm suy giảm mực nước và ô nhiễm nước đặc biệt là tình trạng nước dưới đất bị lợ như hiện nay. Xuất phát từ thực tế trên, đề tài “Đánh giá chất lượng nước dưới đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh” có ý nghĩa thực tiễn đối với địa bàn nghiên cứu, giúp nhìn nhận tổng quan về thực trạng chất lượng nước dưới đất trên địa bàn huyện để có biện pháp bảo vệ, quy hoạch khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước ngọt này. 1.2. GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Theo nguyên lý dòng chảy và đặc tính tác động của tác nhân ô nhiễm, giả thuyết đặt ra là nếu xác định được những vị trí có nồng độ vượt quy chuẩn cho phép thì sẽ đánh giá được tác động của nó đến sức khỏe con người. Từ đó đưa ra được các biện pháp xử lý, bảo vệ và khai thác tài nguyên nước dưới đất trên địa bàn nghiên cứu. 1.3. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Mục tiêu chung của nghiên cứu này là đánh giá hiện trạng chất lượng nước dưới đất trên địa bàn huyện Gia Bình. Để đạt được mục tiêu tổng thể này, các mục tiêu sau đã được thực hiện: - Nghiên cứu đánh giá chất lượng môi nước dưới đất huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. - Đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất của huyện Gia Bình. - Đề xuất giải pháp quy hoạch khai thác sử dụng tài nguyên nước dưới đất huyện Gia Bình một các hợp lý. 1.4. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nước dưới đất trên địa bàn huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 3 năm 2015 đến tháng 3 năm 2016. 1.5. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN Đề tài “Đánh giá chất lượng nước dưới đất huyện Gia Bình, tình Bắc Ninh” sẽ không chỉ là nguồn tài liệu bổ ích cần thiết cho Học viện mà còn là nguồn tài liệu tham khảo có giá trị trong công tác quy hoạch, sử dụng nước dưới đất trên địa bàn huyện. Đề tài đã tổng hợp được các số liệu về tình hình khai thác, sử dụng nước 2 dưới đất trên địa bàn nghiên cứu là cơ sở khoa học cho nhà quản lý đưa ra định hướng quy hoạch sử dụng hợp lý. Từ kết quả phân tích của đề tài đã xác định được vị trí có nồng độ các chất vượt quy chuẩn cho phép từ đó đưa ra những cảnh báo cho người dân để có biện pháp xử lý và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất. 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC DƯỚI ĐẤT 2.1.1. Khái niệm cơ bản Thuật ngữ “nước dưới đất” và “nước ngầm” có nghĩa gần giống nhau, ông Phạm Ngọc Dũng và cộng sự định nghĩa: “Nước ngầm là loại nước nằm trong một tầng đất đã bão nước hoàn toàn, phía dưới là tầng không thấm nước” còn trong Luật tài nguyên nước thì định nghĩa: “Nước dưới đất là nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất” (Luật Tài nguyên nước Việt Nam, 2012). Trong nghiên cứu này, thuật ngữ “nước dưới đất” được sử dụng. 2.1.2. Một số đặc điểm của nước dưới đất - Nước dưới đất tiếp xúc trực tiếp và hoàn toàn với đất và nham thạch, nước dưới đất 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 dưới đất có thể tạo ra các tia nước nhỏ trong các tầng ngấm nước, thậm chí nó có thể tạo ra khối nước dưới đất dày trong các tầng đất, nham thạch. - Thời gian tiếp xúc của nước dưới đất với đất và nham thạch lại rất dài nên tạo điều kiện cho các chất trong đất và nham thạch tan trong nước. Như vậy thành phần hoá học của nước dưới đất chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học của các tầng đất, nham thạch chứa nó (Vũ Minh Cát và Bùi Công Quang, 2002). - Các loại đất, nham thạch của vỏ trái đất chia thành các tầng lớp khác nhau. Mỗi tầng, lớp đó có thành phần hoá học khác nhau. Giữa các tầng, lớp đất, nham thạch thường có các lớp không thấm nước. Vì vậy nước dưới đất cũng được chia thành các tầng, lớp khác nhau và thành phần hoá học của các tầng lớp đó cũng khác nhau (Vũ Minh Cát và Bùi Công Quang, 2002). - Ảnh hưởng của khí hậu đối với nước dưới đất không đồng đều. + Nước dưới đất ở tầng trên cùng, sát mặt đất chịu ảnh hưởng của khí hậu. Các khí hoà tan trong tầng nước này do nước mưa, nước sông, nước hồ… mang đến. Thành phần hoá học của nước dưới đất của tầng này chịu ảnh hưởng nhiều của thành phần hoá học nước mặt do đó cũng chịu ảnh hưởng nhiều của khí hậu. + Trái 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 thuộc tầng này chịu ảnh hưởng 4 trực tiếp của thành phần hoá học tầng nham thạch chứa nó. - Thành phần của nước dưới đất không những chịu ảnh hưởng về thành phần hoá học của tầng nham thạch chứa nó mà còn phụ thuộc vào tính chất vật lý của các tầng nham thạch đó. Ở các 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. Vì vậy nước dưới đất ở các tầng rất sâu có thể có áp suất hàng ngàn N/m 2 và nhiệt độ có thể lớn hơn 10C. - Nước dưới đất ít chịu ảnh hưởng của sinh vật nhưng chịu ảnh hưởng nhiều của vi sinh vật. Ở 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. Vì vậy, thành phần hoá học của nước dưới đất chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật (Vũ Minh Cát và Bùi Công Quang, 2002). 2.1.3. Cấu trúc của một tầng nước dưới đất Cấu trúc của một tầng nước dưới đất được chia ra thành các tầng như sau: - Bề mặt trên gọi là mực nước dưới đất hay gương nước dưới đất. - Bề mặt dưới, nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thuỷ gọi là đáy nước dưới đất. Chiều dày tầng nước là khoảng cách thẳng đứng giữa mực nước dưới đất và đáy nước dưới đất. - Tầng thông khí hay nước tầng trên 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. - Tầng không thấm: là tầng đất đá không thấm nước (Phạm Ngọc Hải và Phạm Việt Hòa, 2004). 2.1.4. Các yếu tố chi phối sự hình thành nước dưới đất Nước dưới đất được hình thành do nước trên bề mặt ngấm xuống, do không thể ngấm qua tầng đá mẹ nên trên nó nước sẽ tập trung trên bề mặt, tùy từng kiến tạo địa chất mà nó hình thành nên các hình dạng khác nhau, nước tập trung nhiều sẽ bắt đầu di chuyển và liên kết với các khoang, túi nước khác, dần dần hình thành mạch nước dưới đất lớn nhỏ. Tuy nhiên, việc hình nước dưới đất phụ 5 thuộc vào lượng nước ngấm xuống, lượng mưa và khả năng trữ nước của đất. Khi lượng mưa tăng thì mực nước dâng cao. Trong mùa mưa mực nước dưới đất dâng cao làm tăng đáng kể trữ lượng động của nước dưới đất. Ngược lại, mùa khô mực nước hạ thấp làm giảm đáng kể trữ lượng động của nước dưới đất. Điều này cho thấy lượng mưa là nguồn cung cấp và là nhân tố cơ bản ảnh hưởng đến trữ lượng và chất lượng của nước dưới đất. Hơi nước của khí quyển cũng cung cấp một phần cho quá trình ngưng tụ nước, đặc biệt trong vùng khí hậu khô hạn. Nhưng quá trình bốc hơi là một trong những nguyên nhân làm hao hụt lượng nước. vì vậy nó được xem là một thành phần quan trọng của cán cân cân bằng nước và ảnh hưởng đến trữ lượng và chất lượng nước dưới đất. Nhân tố địa hình, địa mạo có tác động làm thay đổi những đặc điểm địa chất thủy văn, dẫn đến thay đổi trữ lượng, chất lượng và động thái nước dưới đất. Chẳng hạn như chiều dày của đới không khí càng lớn tức mực nước dưới đất càng sâu thì lượng nước được cung cấp giảm đi. Con người cũng là một trong những nhân tố ảnh hưởng đến trữ lượng nước dưới đất. Chẳng hạn, con người khoan giếng lấy nước dưới đất để ăn uống sinh hoạt và sản xuất, phá rừng, xây dựng các hồ chứa nhân tạo, đào kênh, xẻ mương, … tất cả những điều này làm cho trữ lượng nước dưới đất bị suy giảm. 2.1.5. Các yếu tố chi phối sự suy giảm nước dưới đất + Thấm trực tiếp: Trường hợp này chỉ xảy ra dọc sông, như vậy thành phần hóa học của nước sông có quan hệ với thành phần hóa học của tầng chứa nước. Nếu như nước sông bị nhiễm bẩn thì rất có thể nước dưới đất cũng bị nhiễm bẩn. + Thấm qua đới thông khí: Trường hợp này chỉ xảy ra ở những nơi tồn tại các cửa sổ địa chất thủy văn. Do việc khai thác nước đã làm hạ thấp mực nước. Mực nước tầng trên và dưới ở những cửa sổ địa chất thủy văn gần trùng nhau và khá sâu. Nước từ trên ngấm xuống cung cấp cho tầng chứa nước phải vận động qua một đoạn đường dài nhiều vật chất có thể bị hấp thụ hoặc tham gia các quá trình sinh hoá, hoá học, khi tới tầng chứa nước đã bị biến đổi. + Thấm xuyên qua tầng thấm nước kém: Khi khai thác ở tầng chứa nước bên dưới đã tạo nên độ chênh lệch mực nước giữa 2 tầng và dẫn đến thấm xuyên giữa tầng chứa nước phía trên vào tầng chứa nước phía dưới. Thực chất phương thức này không có khả năng gây nhiễm bẩn cho tầng chứa nước phía dưới, bởi vì 6 chỉ khi tầng chứa nước phía trên đã bị nhiễm bẩn nặng và quá trình thấm xuyên phải khá mạnh mới có thể gây bẩn cho tầng phía dưới. + Nhiễm bẩn trực tiếp: Trường hợp này do nước bẩn từ trên mặt thông qua các công trình khoan, đào qua tầng cách nước giữa 2 tầng chứa nước và chảy thẳng vào tầng chứa nước. 2.1.6. Tầm quan trọng của nước dưới đất - Nước dưới đất phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tằm giặt, sưởi ấm… - Nước dưới đất phục vụ cho nông nghiệp như: tưới hoa màu, cây ăn quả, các cây có giá trị kinh tế cao. - Con người có thể sử dụng nguồn nước dưới đất để mở rộng các hoạt động sản xuất công nghiệp. - Nước dưới đất có chất lượng tốt còn được sử dụng để chữa bệnh. Nước dưới đất phục vụ cho sinh hoạt sẽ giảm hẳn các bệnh do nguồn nước mặt bị ô nhiễm như: đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh ngoài da,… - Sử dụng nước dưới đất giúp con người giải phóng sức lao động do phải lấy nước xa nhà, tiết kiệm chi phí “đổi nước”, tiết kiệm thời gian nâng cao hiệu quả sản xuất. 2.2. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC, SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 2.2.1. Tình hình khai thác, sử dụng nước dưới đất trên thế giới So với nước mặt, nước dưới đất có chất lượng tốt hơn, trong khai thác sử dụng giảm được chi phí về xây dựng công trình tạo nguồn và dẫn từ xa tới nên từ xa xưa ở mọi nơi trên thế giới đã khai thác để phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất. Nước dưới đất phân bố không đồng đều trong không gian, thời gian và các vùng địa lý khác nhau. Nhiều nơi là các vùng sa mạc như Trung Đông, Tây Phi, Trung Á… cả năm có khi không được một milimet nước mưa. Theo tính toán của các nhà địa chất Mỹ toàn trái đất có khoảng 1357,5 triệu km3 nước, thì chỉ có 3% là nước nhạt (ngọt), phần còn lại (97%) là nước mặn trong các đại dương. Trong số 3% tổng nước ngọt trên Trái đất thì có tới 77% nằm ở vùng đóng băng vĩnh cửu (các khối băng vùng Bắc cực, Nam cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11% nước 7