Tài liệu đánh giá mực độ xâm nhập mặn do sử dụng quá mức nước ngầm trong vùng ven biển nam định bằng mô hình visual modflow

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Nguyễn Thị Nguyệt ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XÂM NHẬP MẶN DO SỬ DỤNG QUÁ MỨC NƯỚC NGẦM TRONG VÙNG VEN BIỂN NAM ĐỊNH BẰNG MÔ HÌNH VISUAL MODFLOW LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội: 2011 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ----------------------- Nguyễn Thị Nguyệt ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ XÂM NHẬP MẶN DO SỬ DỤNG QUÁ MỨC NƯỚC NGẦM TRONG VÙNG VEN BIỂN NAM ĐỊNH BẰNG MÔ HÌNH VISUAL MODFLOW Chuyên ngành: quản lý môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TS. TỐNG NGỌC THANH Hà Nội: 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC ................................................................................................................... i DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. iii DANH MỤC HÌNH .................................................................................................. iv MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU ................................................3 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội vùng nghiên cứu .....................................3 1.1.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu ...........................................................3 1.1.2 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu ............................................................8 1.1.3. Kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu .............................................................15 1.2 Hiện trạng khai thác nước trong khu vực ........................................................18 1.2.1 Khai thác nước tập trung ...........................................................................18 1.2.2 Khai thác nước nhỏ lẻ................................................................................19 CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................20 2.1. Đối tượng nghiên cứu .....................................................................................20 2.1.1 Đặc điểm địa chất thủy văn .......................................................................20 2.1.2. Trữ lượng tiềm năng nước dưới đất tầng chứa nước qp...........................28 2.1.3. Đặc điểm khai thác nước dưới đất trong vùng nghiên cứu ......................29 2.1.4. Đặc điểm thủy địa hóa ..............................................................................31 2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................37 2.2.1. Phương pháp kế thừa số liệu ....................................................................37 2.2.2. Phương pháp thống kê số liệu và xử lý số liệu ........................................41 2.2.3. Phương pháp mô hình số ..........................................................................42 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................56 3.1. Xây dựng và chỉnh lý mô hình dòng ngầm.....................................................56 3.1.1. Sơ đồ hoá điều kiện ĐCTV để xây dựng mô hình ...................................56 3.1.2. Bài toán thuận ...........................................................................................63 3.1.3. Bài toán nghịch .........................................................................................67 3.2. Xây dựng và chỉnh lý mô hình xâm nhập mặn ...............................................73 3.2.1. Xây dựng và cập nhật dữ liệu đầu vào trên mô hình ................................73 3.2.2. Chỉnh lý mô hình ......................................................................................74 3.2.3 Dự báo quá trình xâm nhập mặn của vùng...............................................79 i 3.3. Đề xuất một số giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên nước cho phát triển bền vững ........................................................................................................94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................97 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................99 PHỤ LỤC ................................................................................................................101 ii BẢNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐC Địa chất ĐCTV Địa chất thủy văn LK Lỗ Khoan K Hệ số thấm NDĐ Nước dưới đất nnk Những người khác PA Phương án DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Dao động biên độ triều ở các cửa sông vùng Nam Định ...............................6 Bảng 2: Dân số các huyện ven biển Nam Định ........................................................15 Bảng 3: Đặc điểm sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, công nghiệp của các huyện trong vùng nghiên cứu...............................................................................................17 Bảng 4: Số lượng giếng khoan kiểu UNICEF vùng Nam Định ................................19 Bảng 5: Kết quả đánh giá trữ lượng tiềm năng NDĐ tầng qp vùng Nam Định........29 Bảng 6: Bảng thống kê các số liệu phục vụ xây dựng mô hình ..............................102 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1: Vị trí vùng nghiên cứu ...................................................................................3 Hình 2: Đồ thị dao động ngày và nửa tháng của nước ngầm do tác động của thuỷ triều tại lỗ khoan Q164a và Q164b (Hải Hậu, Nam Định) .........................................5 Hình 3: Sơ đồ mặt cắt AB và CD trong vùng nghiên cứu ........................................20 Hình 4: Mặt cắt địa chất thủy văn theo đường AB ...................................................21 Hình 5: Mặt cắt địa chất thủy văn theo đường CD ...................................................22 Hình 6: Đồ thị dao động mực nước tại công trình Q109a tầng chứa nước Pleistocen ở Hải Hậu tháng 12 năm 2008 ..................................................................................25 Hình 7: Đồ thị dao động mực nước tại các công trình quan trắc Q108a tầng qp2; Q108b tầng qp1 vùng Liễu Đề ..................................................................................26 Hình 8: Đồ thị dao động mực nước tại các công trình quan trắc Q109 tầng qp; Q109a tầng qp; Q109b tầng qp2 vùng Hải Hậu ........................................................26 Hình 9: Đồ thị dao động mực nước tại các công trình quan trắc Q110 tầng qh và Q110a tầng qp vùng Hải Tây-Hải Hậu .....................................................................26 Hình 10: Sơ đồ ranh giới mặn nhạt trong vùng nghiên cứu trong tầng qh và qp .....34 Hình 11: Mạng lưới lỗ khoan quan trắc trong vùng nghiên cứu và vùng lân cận phục vụ điều tra địa chất và địa chất thủy văn ...................................................................41 Hình 12: Ô lưới và các loại ô trong mô hình (tầng chứa nước K) ............................44 Hình 13: Ô lưới i,j,k và 5 ô bên cạnh .......................................................................46 Hình 14: Điều kiện biên bốc hơi trong mô hình .......................................................50 Hình 15: Điều kiện biên tổng hợp (GHB) trong mô hình .........................................51 Hình 16: Sơ đồ phân bố trường thấm tầng chứa nước qh .........................................58 Hình 17: Sơ đồ phân bố trường thấm tầng chứa nước qp .........................................58 Hình 18: Sơ đồ phân bố hệ số nhả nước tầng chứa nước qh.....................................59 Hình 19: Sơ đồ phân bố hệ số nhả nước tầng chứa nước qp.....................................59 Hình 20: Sơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qh, qp được mô hình hoá ................62 iv Hình 21: Sơ đồ vị trí các lỗ khoan quan trắc được mô hình hoá ..............................63 Hình 22: Mặt cắt LK và bảng dữ liệu mực nước quan trắc được mô hình hoá ........63 Hình 23: Đồ thị so sánh kết quả tính toán mực nước của mô hình với mực nước thực tế tại lỗ khoan quan trắc khi kết thúc bài toán chỉnh lý ổn định. ..............................65 Hình 24: Biểu đồ kết quả tính toán phần dư bài toán chỉnh lý ổn định ....................65 Hình 25: Sơ đồ thuỷ đẳng cao tầng chứa nước qh từ kết quả giải bài toán ổn định .66 Hình 26: Sơ đồ thuỷ đẳng áp tầng chứa nước qp từ kết quả giải bài toán ổn định ...66 Hình 27: Đồ thị so sánh kết quả tính toán mực nước của mô hình với mực nước thực tế tại lỗ khoan quan trắc thời điểm 2000 ...................................................................69 Hình 28: Bản đồ thuỷ đẳng cao tầng chứa nước qh thời điểm 2000.........................70 Hình 29: Bản đồ thuỷ đẳng áp tầng chứa nước qp thời điểm 2000 ..........................70 Hình 30: Đồ thị so sánh kết quả tính toán mực nước của mô hình với mực nước thực tế tại lỗ khoan quan trắc thời điểm 2008 ...................................................................71 Hình 31: Sơ đồ thuỷ đẳng cao tầng chứa nước qh thời điểm 2008 ...........................72 Hình 32: Sơ đồ thuỷ đẳng áp tầng chứa nước qp thời điểm 2008 ............................72 Hình 33: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qh nhận được từ kết quả của bài toán thuận ..........................................................................................................................76 Hình 34: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qp nhận được từ kết quả của bài toán thuận ..........................................................................................................................76 Hình 35: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qh (mùa khô 1995) nhận được từ kết quả của bài toán nghịch .............................................................................................77 Hình 36: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qh (mùa khô 1996) nhận được từ kết quả của bài toán nghịch .............................................................................................78 Hình 37: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qp (mùa khô 1995) nhận được từ kết quả của bài toán nghịch .............................................................................................78 Hình 38: Sơ đồ thủy địa hóa tầng chứa nước qp (mùa khô 1996) nhận được từ kết quả của bài toán nghịch. ............................................................................................79 v Hình 39: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2010, (PA1) .80 Hình 40: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2015, (PA1) .81 Hình 41: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2020, (PA1) .81 Hình 42: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2025, (PA1) .82 Hình 43: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2030, (PA1) .82 Hình 44: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2010, (PA2) .83 Hình 45: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2015, (PA2) .84 Hình 46: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2025, (PA2) .85 Hình 47: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2030, (PA2) .86 Hình 48: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2010, (PA3) .88 Hình 49: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2011, (PA3) .88 Hình 50: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2012, (PA3) .89 Hình 51: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2015, (PA3) .90 Hình 52: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2020, (PA3) .91 Hình 53: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2025, (PA3) .92 Hình 54: Kết quả mô hình nhiễm mặn tầng qp vùng Nam Định năm 2030, (PA3) .93 Hình 55: Sơ đồ các vùng nước ngầm có khả năng khai thác sử dụng ......................95 vi MỞ ĐẦU Xu thế phát triển kinh tế đang mở rộng ra nhiều lĩnh vực, trên mọi miền đất nước ta, từ nông thôn tới thành thị, từ ngành công nghiệp tới ngành nông nghiệp. Với xu hướng phát triển đó cầu về nguồn tài nguyên nước dùng cho sản xuất cũng tăng theo, nguồn nước mặt không đáp ứng được nhu cầu cho sinh hoạt, sản xuất thì khai thác đến nguồn nước ngầm. Trên khắp cả nước nguồn nước ngầm đang được khai thác ồ ạt từ thành thị tới nông thông và cả vùng ven biển. Khi nguồn nước ngầm bị khai thác quá mức sẽ gây ra rất nhiều tác động xấu và những tác hại do sự khai thác quá mức nước ngầm còn xảy ra nghiêm trọng hơn đối với vùng ven biển vì không chỉ xảy ra hiện tượng sụt lún bề mặt đất, suy giảm trữ lượng nước mà còn xảy ra hiện tượng xâm nhập mặn. Hiện tượng xâm nhập mặn hay hiện tượng ô nhiễm nước ngầm do muối diễn ra làm thay đổi tính chất của đất, dẫn đến thay đổi điều kiện sống của các loài, của người dân trong vùng. Như sản xuất của con người bị thay đổi lớn: không có nước ngọt để sản xuất, cây cối không kịp thích nghi sẽ không phát triển được trên vùng đất nhiễm mặn, vùng ven biển không còn là nơi tiềm ẩn phát triển các ngành kinh tế nữa, trong khi đó nước ta có trên 2.000km đường bờ biển, một đại bộ phận người dân sống ở vùng ven biển này sẽ chịu hậu quả to lớn bởi hiện tượng này. Nghiên cứu để đánh giá được mức độ xâm nhập mặn do khai thác quá mức nước ngầm là rất cần thiết để làm rõ và đưa ra những giải pháp nhằm đảm bảo phát triển bền vững cho các vùng ven biển nước ta. Nam Định cũng là một trong số các tỉnh thành giáp biển nên tôi đã chọn Nam Định làm khu vực nghiên cứu cho luận văn tốt nghiệp của mình với tên đề tài: “Đánh giá mức độ xâm nhập mặn do sử dụng quá mức nước ngầm trong vùng ven biển Nam Định bằng mô hình Visual MODFLOW”. Với mục tiêu nghiên cứu của đề tài: - Thiết lập được mô hình dự báo xâm nhập mặn nước dưới đất của vùng nghiên cứu. 1 - Đề xuất một số giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên nước cho phát triển bền vững. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội vùng nghiên cứu 1.1.1 Điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu Vị trí địa lý Vùng nghiên cứu của đề tài là dải ven biển gồm các huyện Giao Thuỷ, Hải Hậu, một phần của các huyện Nghĩa Hưng, Xuân Trường, Trực Ninh của tỉnh Nam Định có diện tích khoảng hơn 700km2, vùng nghiên cứu có 72 km là đường bờ biển. (ảnh vị trí vùng nghiên cứu). Vùng nghiên cứu có phía Đông và Nam giáp biển Đông, Đông Bắc giáp tỉnh Thái Bình , phía Tây Bắc giáp phần còn lại của các huyện Xuân Trường, Trực Ninh, Nghĩa Hưng, còn phía Tây giáp tỉnh Ninh Bình. Đặc điểm địa hình Địa hình trong vùng nghiên cứu là đồng bằng thấp trũng có địa hình khá bằng phẳng có độ cao tuyệt đối từ 0,5 đến 1,5m được cấu tạo bởi trầm tích có tuổi Q2 tb, một số nơi có tuổi Q1 2 hh. Do có đặc điểm địa hình thấp nên quanh năm có nước, nhiều nơi lầy lội ít được canh tác. Hình 1: Vị trí vùng nghiên cứu 3 Đặc điểm khí hậu Cũng như các vùng ở đồng bằng Bắc Bộ, vùng ven biển Nam Định mang khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm. Nhiệt độ trung bình năm 23-24oC, tháng lạnh nhất là tháng 12 và tháng 1 với nhiệt độ trung bình là 16-17oC; tháng 7 là tháng nóng nhất, nhiệt độ trung bình khoảng 29oC. Lượng mưa trung bình năm từ 1.750-1.800mm chia làm 2 mùa rõ rệt. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, với lượng mưa chiếm trên 70% lượng mưa cả năm, ở thời kỳ này lượng mưa lớn hơn bốc hơi nhiều. Mùa khô hay mùa ít mưa từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau, ở thời kỳ này lượng bốc hơi đôi khi lớn hơn lượng mưa. Mặt khác, do nằm trong vùng vịnh Bắc Bộ nên hàng năm vùng nghiên cứu thường chịu ảnh hưởng của bão hoặc áp thấp nhiệt đới, bình quân 4-6 cơn bão/năm. Đặc điểm thuỷ văn Vùng nghiên cứu là bộ phận ven biển đông nam của châu thổ sông Hồng có khí hậu gió mùa ẩm, nguồn nước của vùng rất phong phú nhưng biến đổi theo mùa và chịu ảnh hưởng của thuỷ triều. Từ khi con người đắp đê để khai thác tự nhiên từ sự giao lưu giữa 2 nguồn nước là: nguồn nước tại chỗ do mưa cung cấp và nguồn nước từ sông Hồng với các chi lưu bị xáo trộn và sông Đáy. Xử lý sự xáo trộn đó bằng 1 hệ thống kênh rạch rải khắp đồng ruộng với các trạm bơm tưới tiêu, các cống tưới tiêu dày đặc ven sông, điển hình là sông Sắt và sông Ninh Cơ. Toàn tỉnh có 530km sông ngòi, trong đó có 16 sông dài trên 10km, 4 con sông lớn là sông Hồng, sông Đáy, Ninh Cơ, sông Sò dài 251km. Mật độ chung của sông ngòi đạt 0,33km/km2. 4 cửa sông đổ ra biển là: Ba Lạt (Sông Hồng), cửa sông Đáy, cửa Lạch Giang và cửa Hà Lạn Biển và các hiện tượng thuỷ triều a- Đặc điểm dao động thuỷ triều Phía đông nam của tỉnh Nam Định là bờ biển thông ra vịnh Bắc Bộ. Đường bờ biển thuộc Nam Định dài 72km thẳng đang bị xói lở lấn dần vào lục địa. Biển ở Nam Định có đặc điểm chung với biển ở vịnh Bắc Bộ. 4 Thuỷ triều vùng biển Nam Định có chế độ nhật triều đều. Độ lớn chiều lớn nhất đạt đến gần 3,31m và nhỏ nhất là 0,11m, thuỷ triều biến thiên có quy luật theo thời gian: ngày, nửa tháng, mùa, nhiều năm. - Quy luật biến thiên ngày: Trong 1 ngày có 1 lần nước lên và 1 lần nước xuống thời gian xấp xỉ bằng nhau và bằng 12h24′. Đường cong biểu diễn sự biến thiên thuỷ triều là một hình sin (hình 2) khá đều đặn. Hầu hết số ngày trong tháng chỉ có 1 lần nước lớn và 1 lần nước ròng, trong thời kỳ nước kém quy luật đó có thể bị phá vỡ khi đó trong 1 ngày có thể có 2 lần nước lớn 2 lần nước ròng gọi là những ngày nước sinh. - Quy luật biến thiên theo nửa tháng: Trong vòng nửa tháng thuỷ triều cũng biến thiên tương tự trong 1 ngày nghĩa là có 1 lần nước lớn 1 lần nước ròng. Thời kỳ nước lớn biên độ triều thường lớn gấp 5 -12 lần biên độ triều thời kỳ nước kém (hình 2). - Quy luật biến thiên theo mùa: Trong vòng nửa năm thuỷ triều thực hiện 1 chu kỳ dao động với độ lớn triều cực đại vào thời kỳ hạ chí (23-6) và đông chí (23-12) và cực điểm vào thời kỳ xuân phân (21-3) và thu phân (21-9). - Quy luật biến thiên theo nhiều năm: Trong quy luật biến thiên nhiều năm của thuỷ triều thì chỉ có các chu kỳ 9 năm và 19 năm là có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc trưng của thuỷ triều. -6.90 C è t c a o mùc n­ í c , m -7.10 -7.30 -7.50 -7.70 -7.90 -8.10 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 Thê i g ia n 18 19 20 21 22 23 24 Q.164a 25 26 27 28 29 30 31 Q.164b Hình 2: Đồ thị dao động ngày và nửa tháng của nước ngầm do tác động của thuỷ triều tại lỗ khoan Q164a và Q164b (Hải Hậu, Nam Định) 5 Hình 2 trên đây thể hiện ảnh hưởng của thủy triều tới dao động mực nước ngầm trong lỗ khoan Q164a và Q164b trong vùng Hải Hậu – Nam Định, biến thiên mực nước trong lỗ khoan tương ứng với sự lên xuống của thủy triều. b- Đặc điểm độ mặn của nước biển Nước biển ở Nam Định cũng như nước ở vịnh Bắc Bộ có độ muối tương đối cao thường trên 30g/kg nhưng phân bố không đều trong không gian và thời gian: - Ở vùng Vịnh độ muối cao hơn vùng ven bờ, theo độ sâu độ muối tăng dần - Về thời gian, độ mặn của nước biển thường đạt giá trị lớn nhất về mùa đông, vì mùa này lượng mưa nhỏ, không có dòng chảy lớn từ các sông. c-Ảnh hưởng của hiện tượng thuỷ triều ở vùng hạ lưu các sông. Hoạt động thủy triều thường gây ảnh hưởng đến chế độ thủy văn của các sông ven biển, đặc biệt là phần cửa sông, ảnh hưởng này diễn ra trên 2 khía cạnh: truyền triều theo các cửa sông và xâm nhập của nước mặn - Sự truyền triều theo các cửa sông phụ thuộc vào độ lớn của thuỷ triều và độ cao, độ dốc của dòng chảy trong sông. Khoảng cách tối đa tính từ cửa biển mà triều đạt tới được gọi là giới hạn truyền triều. Biên độ dao động triều giảm dần theo khoảng cách xa cửa biển. Biên độ dao động mực nước sông do ảnh hưởng của thuỷ triều ở sông Hồng và sông Đáy [1]. Bảng 1: Dao động biên độ triều ở các cửa sông vùng Nam Định Trạm Khoảng cách tới cửa biển (km) - Sông Hồng Ba Lạt Ngô Xá Phú Nha Bảo Châu - Sông Đáy Như Tân Độc Bộ Nông Bình 6 Biên độ (cm) 10 59 81 105 162 120 85 65 5 38 59 175 103 76 - Sự xâm nhập mặn của nước biển: Độ sâu xâm nhập phụ thuộc vào biên độ dao động triều và lượng nước sông từ nguồn đổ về. Do đó độ mặn của sông thay đổi theo mùa, theo cơn triều, chu kỳ triều… Độ mặn cao nhất thường xuất hiện theo đỉnh triều từ 0-2h và thấp nhất sau chân triều từ 0-2h. Nếu lấy 1g/kg làm giới hạn độ mặn do ảnh hưởng của thuỷ triều trên sông thì theo các tài liệu quan trắc nhiều năm trong vùng nghiên cứu, đã xác định được khoảng cách tối đa bị xâm nhập mặn ở sông Hồng là 2325km và sông Đáy là 22 km cách bờ biển. d- Hiện tượng nước biển dâng: Nước biển dâng đang là kết quả của biến đổi khí hậu toàn cầu do nguyên nhân: nhiệt độ Trái đất tăng cao dẫn tới băng ở 2 cực bị tan chảy. Theo các kịch bản biến đổi khí hậu được xây dựng vào thế kỉ 21 nước biển có thể dâng cao 1m, những vùng có bờ biển dài sẽ chịu ảnh hưởng nặng nề của hiện tượng này, Việt Nam là 1 trong những nước chịu ảnh hưởng nặng nề, đặc biệt đó là các tỉnh có bờ biển dài và và địa hình thấp như Nam Định. Theo kết quả báo cáo cho thấy kết quả, nước biển vùng Bạch Long – Giao Thủy và khu vực du lịch Quất Lâm đã dâng lên là 20cm kể từ cơn bão số 5 năm 2005 (ghi nhận bởi công ty Khai thác công trình thuỷ lợi của huyện và Trung tâm Khí tượng thuỷ văn) và đã ảnh hưởng khá lớn tới các khu vực đó: thủy triều lên gây ngập tràn qua đường, phá hủy toàn bộ môi trường, cây cối trong khu vực nước biển tác động đến, ảnh hưởng tới phát triển kinh tế, du lịch và môi trường. e- Hiện tượng xói lở bờ biển Nam Định Trên đường bờ biển dài của Nam Định xảy ra những đoạn xói lở và bồi tụ xen kẽ: đoạn Văn Lý tới Thịnh Long đang bị xói lở nghiêm trọng, những năm gần đây quy mô và cường độ xói lở có chiều hướng gia tăng. Rất nhiều đoạn đê biển trong khu vực này bị vỡ và gây ngập lụt lớn trong cơn bão số 7 (9/2005). Tại một số bãi biển du lịch như bãi biển Thịnh Long sóng kết hợp với nước dâng cao phá hỏng toàn bộ con đường ven biển và nhiều nhà nghỉ (Theo kết quả nghiên cứu sự biến động đường bờ do xói lở của Chu Văn Ngợi và nnk trường Đại học Khoa học Tự nhiên) [7]. 7 Xói lở gây ra những tác động: làm thay đổi môi trường theo chiều hướng xấu và ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống con người: mất quỹ đất (Huyện Hải Hậu mất 2,1 km2 do xói lở xảy ra từ 1965 – 2001, đất canh tác mất, đất thổ cư thành bãi triều), tăng mật độ dân số, phá hủy hệ thống đê ven bờ, phá hủy các hệ sinh thái ven biển, phá hủy môi trường sống của nhiều loài sinh vật, và đặc biệt xói lở làm bờ biển lấn sâu vào đất liền làm tăng quá trình nhiễm mặn… 1.1.2 Đặc điểm địa chất vùng nghiên cứu 1 -Địa tầng Giới Proterozoi - loạt Sông Hồng - hệ tầng Ngòi Chi (PPnc) Hệ tầng do Trần Xuyên xác lập năm 1988. Các thành tạo của hệ tầng Ngòi Chi không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp duy nhất tại lỗ khoan 54 ở chiều sâu 278m. trong đó có 14m (234-248m) là các đá của hệ tầng bao gồm gnei biotit, đá phiến thạch anh - fenspat màu trắng vằn dải đen cấu tạo dạng mắt, dạng dải, cứng chắc. Bề dày hệ tầng không quan sát được rõ ràng, ước đoán khoảng 300m. Quan hệ địa tầng không rõ, dựa vào mức độ biến chất các đá kể trên được xếp vào loạt Sông Hồng, hệ tầng Ngòi Chi [1]. Giới Mesozoi - hệ Triat - thống giữa - bậc Anizi - hệ tầng Đồng Giao (T 2 ađg) Các thành tạo của hệ tầng Đồng Giao không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp tại lỗ khoan 161 cách vùng nghiên cứu 1,3km về phía Tây. Tại lỗ khoan này các đá vôi phân lớp dày màu xám sáng, xám đen được bắt gặp ở độ sâu 83.9m. Vì tài liệu thu thập được không nhiều do đó sau khi liên kết địa tầng với các vùng lân cận, các đá vôi ở đây được xếp vào hệ tầng Đồng Giao tuổi Triat thống giữa bậc Anizi. Trong vùng chưa quan sát được quan hệ dưới của điệp, còn bên trên chúng bị các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi phủ bất chỉnh hợp [1]. Chiều dày hệ tầng khoảng 500m. Giới Kainozoi - hệ Neogen - thống Pliocen - hệ tầng Vĩnh Bảo 8 Các thành tạo của hệ tầng Vĩnh Bảo không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp tại các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu. Chúng phân bố rộng khắp trong vùng, tuy nhiên hầu hết lỗ khoan trong vùng đều chưa khoan hết chiều dày của hệ tầng Vĩnh Bảo. Duy nhất chỉ lỗ khoan 54 tại xã Bích Sơn, Hải Hậu với chiều sâu 248m đã khoan xuyên qua toàn bộ chiều dày của hệ tầng với chiều dày hệ tầng là 85m (từ 149 đến 234m). Các lỗ khoan khác bắt gặp hệ tâng Vĩnh Bảo ở chiều sâu 88 - 157m[1]. Thành phần trầm tích chủ yếu gồm cát kết hạt nhỏ đến trung lẫn sạn sỏi xen các lớp bột kết, sét bột kết màu xám, xám sáng, xám phớt nhạt đến xám xi măng. Đá có cấu tạo phân nhịp không rõ ràng. Về quan hệ địa tầng các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Bảo phủ không chỉnh hợp lên trên các trầm tích có tuổi cổ hơn và phía trên bị các trầm tích của hệ Đệ Tứ phủ không chỉnh hợp. Hệ Đệ Tứ - phụ thống Pleistocen dưới - hệ tầng Lệ Chi (amQ 1 lc) Các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp tại hầu hết các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu. Chiều sâu phân bố của hệ tầng từ 79 – 132,8m. Bề dày thay đổi từ 4- 26,2m. Các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi phân bố trong các đới sụt kiến tạo kéo dài theo phương tây bắc - đông nam. Các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi được mô tả chi tiết ở lỗ khoan 55: từ 148 – 120m: cát, bột, sét màu xám, xám tro. Về quan hệ địa tầng, các trầm tích của hệ tầng Lệ Chi phủ lên mặt bào mòn của hệ tầng Vĩnh Bảo và phía trên bị các trầm tích của hệ tầng Hà Nội phủ không chỉnh hợp [1]. Phụ thống Pleistocen giữa - trên - hệ tầng Hà Nội (a,am Q 1 2-3hn) Các trầm tích của hệ tầng Hà Nội không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp tại các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu. Chúng phân bố rộng khắp trong vùng nghiên cứu, ở độ sâu 57-82,3m. 9 Căn cứ vào đặc điểm trầm tích và các tài liệu về cổ sinh, bào tử phấn và các chỉ số hóa lý môi trường các trầm tích của hệ tầng Hà Nội được chia làm 2 kiểu nguồn gốc như sau: - Trầm tích sông (a Q 1 2-3hn): Các trầm tích này bắt gặp tại hầu hết các lỗ khoan trong vùng nghiên cứu, ở độ sâu 57-105,7m. Chiều dày lớn nhất của hệ tầng được ghi nhận ở lỗ khoan 55 với bề dày 55m. Theo hướng tây - đông bề dày trầm tích có xu hướng tăng dần từ ven rìa vào trung tâm. Tại lỗ khoan 55 từ dưới lên trên các trầm tích nguồn gốc sông của hệ tầng Hà Nội được mô tả như sau: Từ 140 - 120m: cát hạt thô màu xám, xám trắng lẫn ít sạn sỏi, cuội. Cuội tròn cạnh, kích thước 2,5-3cm. Từ 120 - 100m: cát hạt trung đến thô lẫn sạn sỏi màu xám, xám trắng. Độ chọn lọc trung bình đến kém, kết cấu rời rạc. Thành phần gồm cát: 90%, sạn sỏi: 7%, bột: 4%. Từ 100 - 85m: cát bột lẫn sạn sỏi thạch anh. Về quan hệ địa tầng, các trầm tích này phủ không chỉnh hợp lên hệ tầng Lệ Chi. - Trầm tích sông biển (am Q 1 2-3hn): các trầm tích này được bắt gặp ở độ sâu từ 63 - 82,3m. Bề dày trầm tích thay đổi từ 14,5 – 33,7m. Tại lỗ khoan 110 và 108 là hai lỗ khoan ven rìa của khối sụt, vắng mặt lớp trầm tích này. Thành phần trầm tích bao gồm sét bột, bột sét màu xám, xám xanh đôi nơi xám đen, xám tro chứa tàn tích thực vật [1]. Tại lỗ khoan 55 từ dưới lên trên các trầm tích nguồn gốc sông biển của hệ tầng Hà Nội được mô tả như sau: Từ 85 – 69m: bột sét màu xám xanh, xám đen chứa tàn tích thực vật. Đoạn 83m gặp thân gỗ mục. Về quan hệ địa tầng, các trầm tích này phủ chỉnh hợp lên trên các trầm tích nguồn gốc sông của cùng hệ tầng và phía trên bị các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc phủ không chỉnh hợp. Phụ thống Pleistocen trên - Hệ tầng Vĩnh Phúc (a, amQ 1 3vp) 10 Trong vùng nghiên cứu, các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp trong các lỗ khoan ở độ sâu từ 15-60m. Các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc dược chia làm 2 kiểu nguồn gốc là trầm tích sông và trầm tích sông - biển. - Trầm tích sông (a Q 1 2-3vp): các trầm tích này thường nằm lót đáy hệ tầng Vĩnh Phúc và được thành tạo trong môi trường sông với tướng lòng sông vùng đồng bằng ven biển. Trong vùng, chúng phân bố rộng rãi và bắt gặp tại tất cả các lỗ khoan với chiều dày từ 6 - 29m. Thành phần trầm tích bao gồm cát hạt nhỏ đến thô chứa cuội sỏi. Các trầm tích sông của hệ tầng Vĩnh Phúc được mô tả ở lỗ khoan 63 như sau: Từ 80-74,9m: cát hạt nhỏ đến thô chứa cuội sỏi. Từ 74,9- 54,4m: cát hạt nhỏ đến trung màu xám. - Trầm tích sông - biển (am Q 1 2-3vp): gặp ở hầu hết các lỗ khoan trong vùng. Thành phần trầm tích bao gồm: cát, bột, sét màu xám, xám xanh, xám đen lẫn tàn tích thực vật đôi nơi lẫn vỏ sò hến. Các trầm tích này được mô tả ở lỗ khoan 63 như sau: Từ 54,4 – 47,2m: sét màu xám xanh lẫn cát chứa vỏ sò ốc. Từ 47,2 - 44m: sét bột màu xám, xám xanh mềm dẻo. Về quan hệ địa tầng, các trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc phủ không chỉnh hợp lên trên các trầm tích hạt mịn có nguồn gốc sông biển của hệ tầng Hà Nội. Ở phía trên, việc bắt gặp bề mặt phong hóa của hệ tầng Vĩnh Phúc tại hầu hết các lỗ khoan đã thể hiện rõ ràng quan hệ không chỉnh hợp giữa hệ tầng Vĩnh Phúc và hệ tầng Hải Hưng ở phía trên. Thống Holocen - phụ thống dưới giữa - hệ tầng Hải Hưng (mQ 2 1-2hh) Trong vùng nghiên cứu các trầm tích của hệ tầng Hải Hưng không lộ trên mặt mà chỉ bắt gặp trong các lỗ khoan. Chúng phân bố rộng rãi với chiều dày từ 11,5 – 39,1m. Căn cứ vào đặc điểm trầm tích và các thông số hóa lý môi trường các trầm tích của hệ tầng Hải Hưng chỉ bao gồm một kiểu nguồn gốc là trầm tích biển. Các trầm tích này được mô tả ở lỗ khoan 63 như sau: 11