Tài liệu đánh giá thực trạng chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã phổ yên tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------o0o------- LA HỒNG CƯỜNG Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC THỊ XÃ PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2012 - 2018 Thái Nguyên - năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM -------o0o------- LA HỒNG CƯỜNG Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC THỊ XÃ PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Khoa học Môi trường Khoa : Môi trường Khóa học : 2012 - 2018 Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hải Thái Nguyên - năm 2018 i LỜI CẢM ƠN Nhằm hoàn thiện mục tiêu đào tạo kỹ sư Môi trường có đủ năng lực, sáng tạo và có kinh nghiệm thực tiễn cao. Được sự nhất trí của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường cùng với nguyện vọng của bản thân em đã tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá thực trạng chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên ”. Để hoàn thành được luận văn này, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu nhà trường Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm khoa Môi Trường cùng các thầy cô giáo đã truyền đạt lại cho em những kiến thức quý báu về chuyên môn cũng như những kiến thức xã hội trong suốt khóa học vừa qua. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo TS.Nguyễn Thanh Hải đã giúp đỡ, dẫn dắt em trong suốt thời gian thực tập và hướng dẫn em hoàn thành khóa luận này. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của ban lãnh đạo cùng các cán bộ kỹ thuật, công nhân viên tại Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường tỉnh Thái nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất để giúp đỡ em trong quá trình thực tập tại đơn vị. Do trình độ và thời gian có hạn, bước đầu được làm quen với thực tế và phương pháp nghiên cứu vì thế khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của thầy cô giáo và bạn bè để khóa luận của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018 Sinh viên La Hồng Cường ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1 1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................... 2 2.1. Mục tiêu tổng quát........................................ Error! Bookmark not defined. 2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................. Error! Bookmark not defined. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................... 3 3.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................ 3 3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 3 Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 4 1.1. Cơ sở lý luận của đề tài .................................................................................. 4 1.1.1.Một số khái niệm cơ bản .............................................................................. 4 1.1.2.Khái quát về nước dưới đất .......................................................................... 6 1.2. Cơ sở khoa học của đề tài ............................................................................ 13 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................ 13 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................ 15 1.2.3. Tình hình nghiên cứu ở Thái Nguyên. ...................................................... 21 1.3. Cơ sở pháp lý của đề tài ............................................................................... 25 Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 28 2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 28 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 28 2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 28 2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................ 28 2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 28 2.3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu .......... 28 2.3.2. Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ................................................................ 28 iii 2.3.3. Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................................ 29 2.3.4. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ................................................................ 29 2.4. Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 29 2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, thông tin thứ cấp ......................... 29 2.4.2. Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp .......................................... 30 2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu ......................................................................... 32 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 33 3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ............. 33 3.1.1. Điều kiện tự nhiên thị xã Phổ Yên ............................................................ 33 3.1.2. Điều kiện kinh tế, xã hội. .......................................................................... 36 3.2. Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên....................................................................... 37 3.2.1. Trữ lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên. ................. 37 3.2.2. Thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. ................................................................................ 39 3.3. Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ................................................................................................................ 42 3.3.1. Đánh giá về trữ lượng ............................................................................... 42 3.3.2. Đánh giá về chất lượng. ............................................................................ 57 3.2.1. Chất lượng nước tầng chứa nước đệ tứ (Q). ............................................. 58 3.2.2. Chất lượng nước tầng chứa nước hệ tầng Tam Đảo (T21tđ) ..................... 58 3.2.3. Chất lượng nước tầng chứa nước hệ tầng Mẫu Sơn (T3) .......................... 59 3.3.3. Những tác động ảnh hưởng đến chất lượng nước dưới đất khu vực nghiên cứu. .......................................................................................................... 61 3.3.4. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. ............................................................... 63 iv KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 68 Kết luận ............................................................................................................... 68 Kiến nghị ............................................................................................................. 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 71 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.2. Một số đặc điểm khác nhau giữa nước dưới đất và nước mặt ............ 20 Bảng 2.3. Kết quả tìm kiếm thăm dò nước dưới đất ........................................... 22 Bảng 3.1. Vị trí lấy mẫu ...................................................................................... 31 Bảng 2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích môi trường nước dưới đất .... 32 Bảng 4.1. Vị trí và tọa độ các điểm và công trình quan trắc ............................... 38 Bảng 4.2. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH3 trong năm 2016 ..................... 42 Bảng 4.3. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH4 trong năm 2016 ..................... 44 Bảng 4.4. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH5 trong năm 2016 ..................... 45 Bảng 4.5. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH6 trong năm 2016 ..................... 47 Bảng 4.6. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH7 trong năm 2016 ..................... 48 Bảng 4.7. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH8 trong năm 2016 ..................... 50 Bảng 4.8. Mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN2 ......................... 51 Bảng 4.9. Mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN4 ......................... 53 Bảng 4.10. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH10 trong năm 2016 ................. 55 Bảng 4.11. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước Qvượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2015/ BTNMT ........................................................................... 58 Bảng 4.12. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước T21tđvượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2015/ BTNMT................................................................... 59 Bảng 4.13. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước T3cmsvượt giới hạn cho phép theo QCVN 09:2015/BTNMT.................................................................... 60 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Phân bố nước trên trái đất ................................................................... 13 Hình 2.2. Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu ................................................. 15 Hình 4.1. Bản đồ hành chính thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ....................... 33 Hình 4.2. Sơ đồ bố trí các lỗ khoan quan trắc khu vực thị xã Phổ Yên .............. 38 Hình 4.3. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH3 ......... 43 Hình 4.4. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH4 ......... 44 Hình 4.5. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH5 ......... 46 Hình 4.6. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH6 ......... 47 Hình 4.7. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH7 ......... 49 Hình 4.8. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH8 ......... 50 Hình 4.9. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN2 ......... 52 Hình 4.10. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN4 ....... 54 Hình 4.11. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH10 ..... 56 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BVMT Bảo vệ môi trường BTN&MT Bộ Tài nguyên và Môi trường ĐBSCL Đồng bằng sông Cửu Long ĐBSH Đồng bằng sông Hồng ĐCTV Địa chất - Thủy văn NDĐ Nước dưới đất TNN Tài nguyên nước TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam QCVN Quy chuẩn Việt Nam 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết củađề tài Tỉnh Thái Nguyên là trung tâm chính trị, kinh tế của khu Việt Bắc, cửa ngõ giao lưu kinh tế xã hội giữa vùng trung du miền núi với vùng đồng bằng Bắc Bộ; phía Bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phíaTây giáp với các tỉnh Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía Đông giáp với các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang và phía Nam tiếp giáp với thủ đôHà Nội (cách 80 km); diện tích tự nhiên 3.562,82 km².[6](Cổng thông tin điện tử tỉnh Thái Nguyên). Hiện nay tình trạng báo động về ô nhiễm nguồn nước mặt cũng như nước dưới đất ở Thái Nguyên do ảnh hưởng của các ngành công nghiệp khai thác khoáng sản, luyện kim đen, luyện kim mầu, công nghiệp cơ khí, chế tạo, xây dựng... có xu thế gia tăng nhưng các biện pháp xử lý ô nhiễm không hiệu quả, một số biện pháp bảo vệ môi trường của các dự án, các cơ sở sản xuất đề cập trong báo cáo đánh giá tác động môi trường không có tính khả thi hoặc hiệu suất xử lý kém. Nước thải, khí, bụi thải của các cơ sở sản xuất công nghiệp, các khu chế xuất không được thu gom trạm xử lý nước thải, khí thải tập trung; hệ thống cơ sở hạ tầng đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường; chất thải rắn chưa được xử lý theo quy định, thậm chí còn dùng để san lấp mặt bằng. Đây là một trong những tác nhân gây ô nhiễm đất và nguồn nước. Trong 3 - 4 tỷ m3 nước mặt và 1,5- 2 tỷ m3 nước dưới đất của tỉnh Thái Nguyên được cảnh báo là đang bị ô nhiễm nặng, đặc biệt là nguồn nước sông Cầu. Các trạm quan trắc tại Cầu Gia Bảy, đập Thác Huống, Cầu Mây cho thấy hàm lượng nước sông Cầu một số chỉ tiêu đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần, như BOD5 vượt từ 1,08- 9,5 lần; COD vượt từ 1,2 - 5,8 lần; NH4 vượt từ 1,34- 20 lần. Tại một số địa điểm ở sông Công và hồ Núi Cốc đã có dấu hiệu ô nhiễm các chất hữu cơ, vô cơ, kim loại nặng, dầu mỡ và hoá chất 2 bảo vệ thực vật. Bên cạnh đó, nguồn nước dưới đất đã có biểu hiện ô nhiễm cục bộ, mang đặc trưng từng vùng khác nhau. Nhiều khu vực nước dưới đất có nồng độ pH thấp dưới mức tiêu chuẩn cho phép và có biểu hiện ô nhiễm Fe, Mn... Một số khu vực khai thác khoáng sản tại xã Hà Thượng, Tân Linh (huyện Đại Từ) hàm lượng asen từ 0,068- 0,109 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,7- 8,2 lần. Phường Quang Vinh (thành phố Thái Nguyên) và thị trấn Giang Tiên (huyện Phú Lương), hàm lượng Xyanua vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,9- 12,9 lần.[36] Bên cạnh đó, tình trạng khai thác các nguồn tài nguyên nước với cường độ ngày một gia tăng cộng với việc quy hoạch, quản lý chưa đồng bộ, thống nhất dẫn đến các ảnh hưởng tiêu cực cho tài nguyên nước dưới đất như suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, nhiễm mặn, sụt lún dẫn đến suy giảm trữ lượng, suy thoái chất lượng của tài nguyên nước dưới đất. Thị xã Phổ Yên nằm trong định hướng phát triển tiểu vùng động lực chủ đạo,vùng kinh tế trọng điểm, tập trung phát triển công nghiệp điện tử, công nghệ cao, cơ khí chế tạo, công nghiệp phụ trợ, thương mại dịch vụ, du lịch, đào tạo, sản xuất, chế biến nông sản hàng hóa xuất khẩu của tỉnh Thái Nguyên. [7] Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của vùng, công tác quản lý, khai thác, sử dụng hợp lý, bảo vệ nguồn tài nguyên nước dưới đất trên địa bàn khu vực thị xã Phổ Yên,tỉnh Thái Nguyênlà một nhiệm vụ cấp thiết và quan trọng. Xuất phát từ thực tế trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá thực trạng chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên”. 1.2. Mục tiêu của đề tài - Đánh giá thực trạng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. 3 - Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. - Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1. Ý nghĩa khoa học - Đề tài góp phần trong việc nghiên cứu hiện trạng khai thác, sử dụng nước và chất lượng tài nguyên nước dưới đất tại khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. - Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy để đề xuất các giải pháp quản lý tài nguyên nước dưới đất cho khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Đề tài giúp việc định hướng quản lý chặt chẽ việc kiểm soát, cấp phép thăm dò và khai thác nước dưới đất. Ngăn ngừa việc khai thác tự do, trái phép, khai thác quá ngưỡng giới hạn cho phép gây suy giảm mực nước và chất lượng nước dưới đất. - Giải pháp quản lý của đề tài giúp việc kiểm soát được tình hình ô nhiễm nguồn nước dưới đất, các điểm khai thác, các vùng khai thác nước dưới đất đều được giám sát, kiểm tra, báo cáo định kỳ hàng năm tình hình khai thác, sử dụng ngầm. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở lý luận của đề tài 2.1.1. Một số khái niệm cơ bản - Khái niệm Môi trường Theo Khoản 1, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Môi trường là hệ thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại và phát triển của con người và sinh vật.[19] - Khái niệm thành phần môi trường Theo Khoản 2, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014:Thành phần môi trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường gồm đất, nước, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật và các hình thái vật chất khác.[19] - Khái niệm phát triển bền vững Theo Khoản 4, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Phát triển bền vững là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ môi trường.[19] - Khái niệm ô nhiễm môi trường Theo Khoản 8, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[19] Khái niệm suy thoái môi trường Theo Khoản 9, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Suy thoái môi trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[19] 5 - Khái niệm quan trắc môi trường Theo Khoản 20, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường.[19] - Khái niệm tài nguyên nước Theo Khoản 1, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Tài nguyên nước bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam.[18] - Khái niệm nguồn nước Theo Khoản 2, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nguồn nướclà các dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng bao gồm sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nước dưới đất; mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác.[18] - Khái niệm nước mặt Theo Khoản 3, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước mặt là nước tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo.[18] - Khái niệm nước dưới đất Theo Khoản 4, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước dưới đấtlà nướctồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất.[18] - Khái niệm nước sinh hoạt Theo Khoản 11, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước sinh hoạt là nước sạch hoặc nước có thể dùng cho ăn, uống, vệ sinh của con người.[18] - Khái niệm nước sạch Theo Khoản 12, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước sạch là nước có chất lượng đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật về nước sạch của Việt Nam.[18] - Khái niệm nguồn nước sinh hoạt Theo Khoản 13, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Nguồn nước sinh 6 hoạt là nguồn nước có thể cung cấp nước sinh hoạt hoặc có thể xử lý thành nước sinh hoạt.[18] - Khái niệm ô nhiễm nguồn nước Theo Khoản 14, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Ô nhiễm nguồn nước là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[18] - Khái niệm suy thoái nguồn nước Theo Khoản 15, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Suy thoái nguồn nước là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời kỳ trước đó.[18] - Khái niệm cạn kiệt nguồn nước Theo Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Cạn kiệt nguồn nướclà sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy trì hệ sinh thái thủy sinh.[18] - Khái niệm ngưỡng khai thác nước dưới đất Theo Khoản 19, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Ngưỡng khai thác nước dưới đất là giới hạn cho phép khai thác nước dưới đất nhằm bảo đảm không gây xâm nhập mặn, suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, sụt, lún đất, tác động xấu đến nguồn nước mặt và môi trường liên quan.[18] 2.1.2. Khái quát về nước dưới đất Nước dưới đất là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Đặc điểm chung của nước dưới đất là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. 7 Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước dưới đất thành nước dưới đất tầng mặt và nước dưới đất tầng sâu. Nước dưới đất tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước dưới đất tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước dưới đất tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. theo không gian phân bố, một lớp nước dưới đất tầng sâu thường có 3 vùng chức năng: - Vùng thu nhận nước - Vùng chuyển tải nước - Vùng khai thác nước có áp. Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa, từ vài chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Đây là loại nước dưới đất có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Trong các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước dưới đất caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ. Trong các dải cồn cát vùng ven biển thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển. 2.1.2.1.Một số đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước dưới đất a. Đặc điểm - Đặc điểm thứ nhất: 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 rất dài nên tạo điều kiện cho các chất trong đất và nham thạch tan trong nước dưới đất. Hay có thể nói cách khác, 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. 8 - Đặc điểm thứ 2: Các loại đất, nham thạch của vỏ quả 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. - Đặc điểm thứ 3: 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 dưới đất 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 trực tiếp của thành phần hoá học tầng nham thạch chứa nó. - Đặc điểm thứ 4: 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/m2 và nhiệt độ có thể lớn hơn 3730K. - Đặc điểm thứ 5: 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. b. Cấu trúc của một tầng nước dưới đất Cấu trúc của một tầng nước dưới đất được chia ra thành các tầng như sau: 9 - 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 dưới đất 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 2.1.2.2. Sự hình thành nước dưới đất và các loại nước dưới đất Nước trên mặt đất và trong ao, hồ, sông, biển gặp ánh sáng mặt trời bốc hơi thành hơi nước bay lên không trung, gặp lạnh hơi nước sẽ kết lại thành hạt to và rơi xuống thành mưa. Nước mưa rơi xuống mặt đất một phần chảy xuống sông, ao, hồ... một phần bốc hơi qua mặt đất, mặt nước và sự bốc thoát hơi qua lá, một phần ngấm dần xuống mặt đất đến tầng đất không thấm sẽ tích tụ lại thành nước dưới đất. Sự hình thành nước dưới đất trải qua rất nhiều giai đoạn. Các tác nhân có liên quan đến chu trình này bao gồm: bức xạ, trọng lực, sức hút phân tử và lực mao dẫn. Hình thành nước dưới đất 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 ngước ngầm lớn nhỏ, tuy nhiên việc hình thành nước dưới đất phụ thuộc vào lượng nước ngấm xuống và phụ thuộc vào lượng mưa và khả năng trữ nước của đất. Tuỳ theo vị trí mà có thể chia nước ra làm 3 loại: - Nước ngấm: là tầng ở trên hết, bên trên nó không có tầng không thấm nước chặn lại gọi là tầng nước ngấm. Đặc điểm của tầng nước ngấm là thay đổi rất nhanh theo thời tiết: mưa nhiều thì mực nước lên cao, nắng lâu thì mực 10 nước hạ xuống. Ao giếng của nhân dân nếu đào cạn chỉ đến tầng nước ngấm thì mùa khô thường hết nước. Tầng nước dưới đất này được tạo ra từ nước trên mặt đất thấm xuống, sau đó lại được tháo tiêu ra sông, hồ. - Nước ứ: trên tầng thấm nước có một tầng đất khó thấm nước, khi mưa to tầng đất này hút không kịp, nước tạm thời ứ lại trên tầng đất này và tạo thành nước ứ. Sau đó, một phần nước ứ tiếp tục thấm xuống, một phần bốc hơi, lượng nước ứ sẽ ít dần đi hoặc mất hẳn. Nước tầng này cách biệt hoàn toàn với nước mặt đất và hầu như không giao lưu -Nước giữa tầng: nước trong tầng thấm nước nằm giữa 2 tầng không thấm gọi là nước giữa tầng. Nước giữa tầng ở sâu và nằm giữa 2 tầng đất sét nên lượng nước không thay đổi nhiều theo mùa nắng và chất lượng nước tốt. 2.1.2.3. Tầm quan trọng của nước dưới đất -Nước dưới đất phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, sưởi ấm…. -Nước dưới đất phục vụ cho nông nghiệp: 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 được 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. 2.1.2.4. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước dưới đất a. pH Giá trị pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định nước về mặt hóa học. pH là chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong môi 11 trường môi trường, là một chỉ tiêu cần phải kiểm tra đối với chất lượng nước. pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự sinh trưởng của sinh vật trong môi trường nước,sự thay đổi giá trị pH có thể dẫn tới sự thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong nước. Và được định nghĩa bằng biểu thức: pH = -lg [H+]. Khi pH =7 nước có tính trung tính; khi pH <7 nước có tính axit; khi pH >7 nước có tính kiềm b. Độ cứng Độ cứng là đại lượng biểu thị hàm lượng các các ion hóa trị 2 mà chủ yếu là ion Ca2+ và Mg2+. Độ cứng làm tiêu hao nhiều xà phồng khi giặc giũ, đóng rắn trong các thành ống dẫn của nồi hơi làm giảm khả năng trao đổi nhiệt của thiết bị, làm tăng tính ăn mòn do tăng nồng độ ion H+. Độ cứng bao gồm 3 loại: - Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước; - Độ cứng tạm thời là hàm lượng các muối của ion HCO3-, CO32-, với Ca2+ và Mg2+; - Độ cứng vĩnh cữu là hàm lượng các muối của ion Cl-, SO42-, HSO4- với Ca2+ và Mg2+. c. Clorua (Cl-) Cl- là ion chính trong nước thiên nhiên biểu thị độ mặn. Cl- có nhiều nhất ở nước biển và các mỏ muối. Trong nước ngọt và nước dưới đất hàm lượng Cl- thường dao động từ 20 mg/L - 800 mg/L. Cl- rất có ích cho cơ thể, nhưng ở hàm lượng cao lại có thể gây suy thận, góp phần tăng nguy cơ cao huyết áp… d. Hàm lượng đạm nitrat (N-NO3) Nitrat là dạng oxy hóa cao nhất trong chu trình nitơ và thường đạt đên những nồng độ đáng kể trong các giai đoạn cuối cùng của quá trình oxy hóa