Tài liệu Xác định giá trị nền và khoanh vùng dị thường của ion ci tầng pleistocen quận 12, gò vấp, tân bình tp. hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA FOG BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ ĐỀ TÀI KHCN CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Xác định giá trị nền và khoanh vùng dị thường của ion Cl- tầng Pleistocen Quận 12, Gò Vấp, Tân Bình Tp Hồ Chí Minh Mã số đề tài: T-ĐCDK-2012-32 Thời gian thực hiện: 2/2012 – 2/2013 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. NGUYỄN VIỆT KỲ Cán bộ tham gia đề tài: Thành phố Hồ Chí Minh – Tháng 5/2013 Danh sách các cán bộ tham gia thực hiện đề tài (Ghi rõ học hàm, học vị, đơn vị công tác gồm bộ môn, Khoa/Trung tâm) 1. PGS.TS. Nguyễn Việt Kỳ - Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí - Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh 2. TS. Tạ Quốc Dũng - Bộ môn Khoan & Khai thác, Khoa Kỹ thuật Địa chất và Dầu khí - Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh 3. NCS. Nguyễn Thị Thu Hằng- Sở Tài nguyên và Môi trường MỤC LỤC MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 5 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU ............................... 7  I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XàHỘI ............................................. 7  I.1.  Ví trí địa lý.......................................................................................... 7  I.2.  Địa hình và thủy văn........................................................................... 8  I.3.  Khí hậu và thời tiết ............................................................................. 9  II.  Điều kiện kinh tế - xã hội........................................................................ 9  II.1.  Gò vấp .............................................................................................. 10  II.2.  Quận 12 ............................................................................................ 10  II.3.  Tân Bình ........................................................................................... 11  III. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU. 11  III.1. Đặc điểm tầng chứa nước ................................................................. 11  III.1.1.  Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh) ...................................................11  III.1.2.  Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen trên (qp3) ........................................12  III.1.3.  Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen giữa - trên (qp2-3) ...........................13  III.1.4.  Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen dưới (qp1).......................................14  III.1.5.  Tầng chứa nước lỗ hổng Pliocen trên (n22) .............................................15  III.2. Chất lượng nước dưới đất................................................................. 15  CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ ION CLO TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU............................................................ 18  II.1. TỔNG QUAN VỀ ION CLO TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT............ 18  II.1.1.  Nguồn gốc hình thành và dạng tồn tại của ion Cl- ..................... 18  II.1.2.  Quá trình hình thành nước Clorua ............................................. 20  II.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 23  II.2.1.  Phương pháp trung bình số học.................................................. 23  II.2.2.  Phương pháp biểu đồ thực nghiệm Histogram .......................... 24  II.2.3.  Phương pháp biểu đồ thực nghiệm đường cong tích lũy ........... 26  II.2.4.  Phương pháp nội suy Kriging .................................................... 28  II.2.5.  Khái niệm phương pháp nội suy Kriging................................... 28  II.2.6.  Khái niệm mô hình Variogram .................................................. 29  II.2.7.  Phương pháp tính toán trọng số nội suy..................................... 31  PHẦN 2. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN CHƯƠNG III. XÁC ĐỊNH GIÁ TRỊ NỀN ION Cl- CỦA TẦNG CHỨA NƯỚC PLEISTOCEN..................................................................................... 33  III.1.  Khái niệm về giá trị nền thủy hóa của ion Cl- .............................. 33  III.2.  Tính toán giá trị nền ion Cl- tầng chứa nước Pleistocen ............. 34  III.2.1.  Phương pháp trung bình số học.................................................. 34  III.2.2.  Phương pháp biểu đồ thực nghiệm Histogram .......................... 35  III.2.3.  Phương pháp biểu đồ thực nghiệm đường cong tích lũy ........... 39  III.2.4.  Phương pháp nội suy Kriging .................................................... 42  III.2.4.1.  Giới thiệu phần mềm GS+ .....................................................................42  III.2.4.2. Tính toán giá trị nền ion Cl- theo nội suy Kriging....................................42  III.3.  Kết quả giá trị nền ion Cl- .............................................................. 54  CHƯƠNG IV. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ TÍCH TỤ ION Cl- TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT ........................................ 56  IV.1. Phân vùng dị thường ion Cl- tầng chứa nước Pleistocen ..................... 56  IV.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến sự tích tụ ion Cl- tại khu vực nghiên cứu..58  IV.2.1. Nhân tố tự nhiên........................................................................... 58  IV.2.2. Nhân tố nhân tạo ........................................................................... 61  KẾT LUẬN………………………………………………….58 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình1.1: Vị trí khu vực nghiên cứu (quận 12, Gò Vấp và Tân Bình) 7 Hình 2.1: Biểu đồ Histogram và phân phối xác suất thực nghiệm giá trị mực áp lực nước ...............................................................................................................................24 Hình 2.2: Biểu đồ phân phối xác suất dạng chuẩn ........................................................24 Hình 2.3: Biểu độ phân phối xác suất có hệ số đối xứng dương (lệch bên phải) 25 Hình 2.4: Biểu độ phân phối xác suất có hệ số đối xứng âm (lệch bên trái).................25 Hình 2.5: Biểu đồ Histogram và đường cong tích lũy giá trị mực áp lực nước 26 Hình 2.6: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị mực áp lực nước dạng bán logarit 26 Hình 3.1: Sơ đồ phân bố các vị trí lấy mẫu nước 33 Hình 3.2: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 01/2011........................35 Hình 3.3: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 02/2011 35 Hình 3.4: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 03/2011........................36 Hình 3.5: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 04/2011 36 Hình 3.6: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 05/2011........................36 Hình 3.7: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 06/2011........................36 Hình 3.8: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 07/2011........................36 Hình 3.9: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 08/2011........................36 Hình 3.10: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 09/2011......................37 Hình 3.11: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 10/2011......................37 Hình 3.12: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 11/2011......................37 Hình 3.13: Biểu đồ Histogram giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 12/2011......................37 Hình 3.14: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 01/2011.......38 Hình 3.15: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 02/2011.......38 Hình 3.16: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 03/2011.......39 Hình 3.17: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 04/2011.......39 Hình 3.18: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 05/2011.......39 Hình 3.19: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 06/2011.......39 Hình 3.20: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 07/2011.......39 Hình 3.21: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 08/2011.......39 Hình 3.22: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 09/2011.......40 Hình 3.23: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 10/2011.......40 Hình 3.24: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 11/2011.......40 Hình 3.25: Biểu đồ đường cong tích lũy giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 12/2011.......40 Hình 3.26: Mô hình Variogram tháng 01/2011.............................................................42 Hình 3.27: Mô hình Variogram tháng 02/2011.............................................................42 Hình 3.28: Mô hình Variogram tháng 03/2011.............................................................42 Hình 3.29: Mô hình Variogram tháng 04/2011.............................................................42 Hình 3.30: Mô hình Variogram tháng 05/2011.............................................................43 Hình 3.31: Mô hình Variogram tháng 06/2011.............................................................43 Hình 3.32: Mô hình Variogram tháng 07/2011.............................................................43 Hình 3.33: Mô hình Variogram tháng 08/2011.............................................................43 Hình 3.34: Mô hình Variogram tháng 09/2011.............................................................43 Hình 3.35: Mô hình Variogram tháng 10/2011.............................................................43 Hình 3.36: Mô hình Variogram tháng 11/2011.............................................................44 Hình 3.37: Mô hình Variogram tháng 12/2011.............................................................44 Hình 3.38: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 01/2011...............45 Hình 3.39: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 01/2011.....45 Hình 3.40: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 02/2011...............46 Hình 3.41: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 02/2011.....46 Hình 3.42: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 03/2011...............46 Hình 3.43: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 03/2011.....46 Hình 3.44: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 04/2011...............47 Hình 3.45: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 04/2011.....47 Hình 3.46: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 05/2011...............47 Hình 3.47: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 05/2011.....47 Hình 3.48: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 06/2011...............48 Hình 3.49: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 06/2011.....48 Hình 3.50: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 07/2011...............48 Hình 3.51: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 07/2011.....48 Hình 3.52: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 08/2011...............49 Hình 3.53: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 08/2011.....49 Hình 3.54: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 09/2011..............49 Hình 3.55: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 09/2011.....49 Hình 3.56: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 10/2011...............50 Hình 3.57: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 10/2011.....50 Hình 3.58: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 11/2011...............50 Hình 3.59: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 11/2011.....50 Hình 3.60: Bản đồ giá trị nội suy Kriging hàm lượng ion Cl- tháng 12/2011...............51 Hình 3.61: Bản đồ sai số nội suy Kriging giá trị hàm lượng ion Cl- tháng 12/2011.....51 Hình 4.1: Sơ đồ phân bố vùng dị thường giá trị hàm lượng ion Cl- ..............................56 Hình 4.2: Cơ chế khuếch tán chất tan tại ranh mặn.......................................................59 Hình 4.3: Sự dịch chuyển của chất tan tại ranh mặn do khai thác nước .......................60 DANH MỤC BIỂU BẢNG Bảng 1.1: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp3..............11 Bảng 1.2: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp2-3............12 Bảng 1.3: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp1..............13 Bảng 1.4: Kết quả phân tích thành phần hóa học của 3 tầng chứa nước: qp3, qp2-3 và qp1... ...............................................................................................................................15 Bảng 1.5: Nhận xét kết quả phân tích thành phần hóa học của nước dưới đất tại vùng nghiên cứu .....................................................................................................................16 Bảng 2.1: Dữ liệu đo mực áp lực nước bài toán ví dụ.................................................23 Bảng 2.2: Các dạng mô hình Variogram lý thuyết......................................................29 Bảng 3.1: Giá trị nền ion Cl- theo phương pháp trung bình số học.............................34 Bảng 3.2: Giá trị nền ion Cl- theo phương pháp biểu đồ Histogram...........................37 Bảng 3.3: Giá trị nền ion Cl- theo phương pháp biểu đồ đường cong tích lũy............40 Bảng 3.4. Giá trị các thông số mô hình Variogram và phép kiểm tra "Cross Validation".....................................................................................................................44 Bảng 3.5: Giá trị nền ion Cl- theo phương pháp nội suy Kriging.................................52 Bảng 3.6: Giá trị nền ion Cl- theo các phương pháp và giá trị nền ion Cl- đại diện. 54 Bảng 4.1: Giá trị hàm lượng ion Cl- của các mẫu có dị thường "trội".........................55 MỞ ĐẦU MỤC ĐÍCH Xác định khoảng giá trị nền và quy luật biến đổi của giá trị hàm lượng ion Cltrong không gian và theo thời gian. NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ THỰC HIỆN Trình bày điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội khu vực quận 12, Gò Vấp và Tân Bình thành phố Hồ Chí Minh. Trình bày điều kiện địa chất và địa chất thủy văn khu vực quận 12, Gò Vấp và Tân Bình thành phố Hồ Chí Minh. Làm sáng tỏ điều kiện phân bố tự nhiên của tầng chứa nước Pleistocen (qp) khu vực quận 12, Gò Vấp và Tân Bình thành phố Hồ Chí Minh và mối quan hệ của tầng chứa nước này với môi trường xung quanh. Trình bày nguồn gốc, dạng tồn tại và quá trình hình thành của ion Cl- trong điều kiện tự nhiên. Ước lượng và xây dựng bản đồ giá trị nền ion Cl- của tầng chứa nước qp trong không gian và theo thời gian khu vực quận 12, Gò Vấp và Tân Bình thành phố Hồ Chí Minh. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Phương pháp địa chất: thu thập và chọn lọc dữ liệu có sẵn, gồm các dữ liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, địa chất và địa chất thủy văn. Phương pháp khác: sử dụng các phần mềm thông dụng (Microsoft Office), chuyên ngành (GS+, Mapinfo) để ước lượng và xây dựng bản đồ giá trị nền ion Cltrong không gian và theo thời gian. Ý NGHĨA KHOA HỌC Kết quả nghiên cứu sẽ là tài liệu phục vụ mục đích nghiên cứu về chất lượng và nguồn gốc nước dưới đất. Ngoài ra, kết quả này còn là cơ sở khoa học cho công tác khai thác và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất. PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ Xà HỘI I.1. Ví trí địa lý Khu vực nghiên cứu gồm các quận 12, Tân Bình và Gò Vấp thuộc vùng trung tâm và phía bắc - tây bắc thành phố Hồ Chí Minh, minh họa ở hình 1.1. Tọa độ: 10°36' ÷ 10°54' vĩ độ bắc và 106°36' ÷ 106°42' kinh độ đông. Với diện tích khoảng 102,52km2, khu vực nghiên cứu tiếp giáp với các quận, huyện nội thành khác như huyện Hóc Môn, quận Tân Phú,… của thành phố Hồ Chí Minh ở phía bắc, tây, nam, và đông nam; tiếp giáp với Bình Dương ở phía đông bắc. Hình 1.2: Vị trí khu vực nghiên cứu (quận 12, Gò Vấp và Tân Bình). I.2. Địa hình và thủy văn Vùng nghiên cứu thuộc khu vực có độ cao từ thấp (2 - 5m) đến trung bình (5 15m). Địa hình thấp phân bố theo dải ở trung tâm, phía đông bắc (dọc các lưu vực sông, rạch) và một khoảnh nhỏ ở cực nam khu vực nghiên cứu; địa hình trung bình phân bố theo khoảnh lớn ở phía bắc và nam, có dạng lượn sóng. Vùng nghiên cứu được bao phủ bởi hệ thống sông ngòi, kênh rạch khá dày. Trong đó, phải kể đến sông Sài Gòn chảy dọc phía đông - đông bắc có bề rộng thay đổi từ 225m đến 370m và độ sâu tới 20m. Ngoài ra, còn có các kênh rạch thuộc hệ thống Sài Gòn như sông Tham Lương, Trường Đá, Lái Thiêu, kênh 19 - 5 và rạch cầu. Hầu hết các sông ngòi, kênh rạch đều chịu ảnh hưởng dao động triều bán nhật của Biển Đông. Mỗi ngày, nước lên xuống hai lần, theo đó thủy triều thâm nhập sâu vào các sông ngòi, kênh rạch, gây nên tác động không nhỏ đối với sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành. Về mùa khô, lưu lượng của nguồn các sông nhỏ, độ mặn 4% có thể xâm nhập trên sông Sài Gòn đến quá Lái Thiêu. Mùa mưa lưu lượng của nguồn lớn, nên mặn bị đẩy lùi ra xa hơn và độ mặn bị pha loãng đi nhiều. I.3. Khí hậu và thời tiết Khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hồ Chí Minh, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo nên đặc điểm chung của khí hậu - thời tiết là nhiệt độ cao đều trong năm và có hai mùa mưa - khô rõ ràng. Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Theo tài liệu quan trắc nhiều năm của trạm Tân Sơn Nhất, những đặc trưng khí hậu - thời tiết của thành phố Hồ Chí Minh như sau: ¾ Lượng bức xạ dồi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm2/năm. Số giờ nắng trung bình/tháng 160 - 270 giờ. Nhiệt độ không khí trung bình 27°C. Nhiệt độ cao tuyệt đối 40°C, nhiệt độ thấp tuyệt đối 13,8°C. Tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất là tháng 4 (28,8°C), tháng có nhiệt độ trung bình thấp nhất là khoảng giữa tháng 12 và tháng 1 (25,7°C). Hàng năm có tới trên 330 ngày có nhiệt độ trung bình 25 - 28°C. ¾ Lượng mưa cao, bình quân/năm là 1.949mm. Năm cao nhất là 2.718mm (1908) và năm nhỏ nhất là 1.392mm (1958). Số ngày mưa trung bình/năm là 159 ngày. Trên phạm vi không gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng dần theo trục tây nam - đông bắc. Ðại bộ phận các quận nội thành và các huyện phía Bắc thường có lượng mưa cao hơn các quận huyện phía nam và tây nam. ¾ Ðộ ẩm tương đối của không khí bình quân/năm là 79,5%, bình quân mùa mưa là 80% và trị số cao tuyệt đối tới 100%, bình quân mùa khô là 74,5% và mức thấp tuyệt đối xuống tới 20%. Qua đó, nhận thấy rằng độ ẩm của thành phố khá cao. ¾ Thành phố Hồ Chí Minh chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa tây - tây nam và bắc - đông bắc. Gió tây - tây nam từ Ấn Ðộ Dương thổi vào trong mùa mưa, tốc độ trung bình là 3,6m/s. Gió bắc - đông bắc từ biển Đông thổi vào trong mùa khô, tốc độ trung bình là 2,4 m/s. II. Điều kiện kinh tế - xã hội Toàn bộ khu vực nghiên cứu thuộc thành phố Hồ Chí Minh, thành phố có nền kinh tế năng động và phát triển nhất Việt Nam. Nơi đây tập trung dân cư đông đúc, có tri thức cao, cơ sở hạ tầng được đầu tư mạnh mẽ và đời sống vật chất cũng như tinh thần khá tốt. Tuy nhiên, với đặc điểm vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên nên các quận, huyện của vùng nghiên cứu có vài nét đặc trưng về đặc điểm kinh tế - xã hội như sau: II.1. Gò vấp Với tổng diện tích mặt đất tự nhiên 19,49km2, dân số 555.577 người (số liệu năm 2011), quận Gò Vấp có cơ cấu kinh tế như sau: Nông nghiệp: từ giữa thập niên 90, đặc biệt là năm 1996 trở đi, tốc độ chuyển dịch cơ cấu cây trồng ở quận Gò Vấp diễn ra khá nhanh và mạnh, nhất là chuyển diện tích trồng lúa không hiệu quả sang thâm canh các loại rau, đậu, củ. Diện tích đất nông nghiệp ở Gò Vấp hiện nay còn lại rất ít nhưng do được sử dụng có hiệu quả nên không một hộ dân nông nghiệp nào còn trong diện đói nghèo. Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp: trên địa bàn Gò Vấp hiện có 3.437 cơ sở sản xuất, thu hút 55.300 lao động; bao gồm 8 doanh nghiệp nhà nước, 320 doanh nghiệp tư nhân và công ty trách nhiệm hữu hạng, 17 doanh nghiệp nước ngoài. Thương mại và dịch vụ: tuy không phải là thế mạnh của một quận vùng ven như Gò Vấp, nhưng sau khi đất nước mở cửa, đã nhanh chóng vượt qua hơn một thập niên trì trệ và có bước phát triển bền vững. Năm 1991, Gò Vấp bắt đầu có sản phẩm xuất khẩu đạt kim ngạch gần 6 triệu USD, năm 1995 là 11,5 triệu USD, năm 1998 hơn 31,5 triệu USD, năm 2001 đạt 71 triệu USD và năm 2004 đạt 120 triệu USD. II.2. Quận 12 Với tổng diện tích mặt đất tự nhiên 52,75km2, dân số 395.790 người (số liệu năm 06/2009), theo “Hoạt động chỉ đạo, điều hành của UBND quận, tình hình kinh tế xã hội năm 2010” tháng 04 năm 2011, cơ cấu kinh tế của Quận 12 như sau: Nông nghiệp: diện tích gieo trồng rau các loại cả năm 2010 đạt 1.265ha chủ yếu rau muống nước, rau dềnh, tầng ô tập trung ở phường Thới An, Thạnh Xuân. Một số cây trồng giảm trong năm như: ngâu, lài, hoa kiểng thời vụ do ảnh hưởng các đợt triều cường cuối năm. Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp: tình hình sản xuất công nghiệp trên địa bàn quận có khuynh hướng hồi phục tốt, các doanh nghiệp phát triển ổn định. Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp thực hiện năm 2010 ước đạt 2.495,486 tỷ đồng. Có 661 doanh nghiệp và 197 cơ sở đầu tư với tổng vốn là 1447,6 tỷ đồng. Thương mại - dịch vụ: Tổng mức luân chuyển hàng hóa và doanh thu dịch vụ năm 2010 ước đạt 4,040.267 tỷ đồng. Có 941 doanh nghiệp và 746 cơ sở đầu tư với tổng vốn đăng ký là 2.224,61 tỷ đồng. II.3. Tân Bình Với tổng diện tích mặt đất tự nhiên 19,49km2, dân số 555.577 người (số liệu năm 2011), quận Tân Bình có cơ cấu kinh tế gồm có thuơng mại chiếm 40%, dịch vụ 32%, công nghiệp 18% và hoạt động khác 10%, cụ thể như sau: Thương mại - dịch vụ, xuất - nhập khẩu: doanh thu thương mại - dịch vụ ước thực hiện 18.940,58 tỷ đồng, đạt 43,61% kế hoạch năm. Tổng kim ngạch xuất khẩu ước thực hiện 84,41 triệu USD, đạt 38,36 % kế hoạch năm. Tổng kim ngạch nhập khẩu ước thực hiện 109,71 triệu USD, đạt 45,71% kế hoạch năm (tính đến 06/2009). Công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp: Giá trị sản xuất công nghiệp - tiểu thủ công nghiệp ước thực hiện là 1.826 tỷ đồng, đạt 39,63% kế hoạch năm. Trong đó, giá trị sản xuất khối công nghiệp dân doanh là 1.270,496 tỷ đồng, giá trị sản xuất công nghiệp khu vực cá thể 555,532 tỷ đồng (tính đến 06/2009). III. ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THỦY VĂN KHU VỰC NGHIÊN CỨU III.1. Đặc điểm tầng chứa nước Hiện nay, mức độ nghiên cứu địa chất chất thủy văn vùng chỉ tập trung vào 3 tầng chứa nước chính là tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen trên, Pleistocen giữa trên và Pleistocen dưới. Các tầng chứa nước Holocen và Pliocen trên được nghiên cứu khá hạn chế. Dưới đây sẽ trình bày đặc điểm phân bố, mực nước, mức độ giàu nước tiềm năng và hiện trạng khai thác của 5 tầng chứa nước vừa nêu trên. III.1.1. Tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (qh) Theo thống kê 21 lỗ khoan nghiên cứu, độ sâu mái thay đổi trong khoảng từ 0 ÷ 18,0m, độ sâu đáy thường gặp trong khoảng 2,0 ÷ 24,0m và bề dày thay đổi trong khoảng 2,0 ÷ 13,0m. Tầng chứa nước có nguồn bổ cập chủ yếu từ mưa ngấm xuống và là nguồn cung cấp chính cho các tầng chứa nước bên dưới. Nước có chất lượng xấu và thường có tính axit. III.1.2. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen trên (qp3) Theo thống kê tại 88 lỗ khoan nghiên cứu, độ sâu mái thay đổi trong khoảng từ 0 ÷ 35,0m, độ sâu đáy thường gặp trong khoảng 16,0 ÷ 55,0m và bề dày thay đổi trong khoảng 4,0 ÷ 55,0m. Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực được trình bày ở bảng 3.2. Mức độ giàu nước chủ yếu từ nghèo tới trung bình và khu vực giàu nước chiếm diện tích không lớn dưới dạng những khoảnh nhỏ cục bộ. Tầng chứa nước có nguồn bổ cập chủ yếu từ mưa ngấm xuống, từ các vùng cao phía bắc chảy đến và một phần được bổ cập từ những dòng chảy lớn có đáy xâm thực sâu. Miền thoát chủ yếu là chảy về phía nam và một phần chảy ra các sông suối lớn và một lượng đáng kể được khai thác sử dụng cho các hoạt động con người. Tầng chứa nước qp3 phân bố nông, thuộc loại nhạt và siêu nhạt, chất lượng tốt, tuy nhiên do bề dày không lớn nên giá trị khai thác không cao. Bảng 1.1: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp3. Số hiệu STT lỗ khoan Chiều sâu, m Chiều sâu Chiều cao áp lực Chiều sâu mái tầng chứa trên mái tầng mực nước, m nước, m chứa nước, m 1 Q12-2 40,30 1,18 14,00 12,82 2 Q12-9 37,00 17,00 14,00 0,00 3 Q12-13 30,00 7,00 14,00 7,00 4 Q12-14 60,00 10,00 35,00 25,00 5 Q12-15 40,00 10,00 13,50 3,50 6 Q12-17 60,00 15,00 35,00 20,00 7 Q12-21 30,00 6,00 8,00 2,00 8 Q12-23 90,00 18,00 6,50 0,00 9 Q12-24 90,00 18,00 6,50 0,00 10 QGV-1 60,00 10,00 8,00 0,00 11 QGV-2 35,00 10,00 3,00 0,00 12 QGV-5 100,00 12,00 69,00 57,00 13 QGV-10 65,00 13,00 15,00 2,00 14 QGV-14 37,00 10,00 3,00 0,00 15 QGV-15 60,00 10,00 8,00 0,00 Qua bảng 1.1, có thể kết luận rằng tầng chứa nước qp3 có thể là tầng chứa nước có áp hoặc không áp và không lộ lên mặt đất. III.1.3. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen giữa - trên (qp2-3) Theo thống kê của 82 lỗ khoan nghiên cứu, độ sâu mái tầng chứa nước thay đổi từ 20,0 ÷ 80,0m, độ sâu đáy thay đổi trong khoảng 39,0 ÷ 118,0m, bề dày thay đổi trong khoảng 10,0 ÷ 69,6m. Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực được trình bày ở bảng 3.3. Mức độ giàu nước từ trung bình đến giàu ở khu vực quận 12 và Gò Vấp, nghèo nước ở quận quận Tân Bình. Tầng chứa nước có nguồn bổ cập chủ yếu từ nước mưa ngấm xuống, từ các vùng cao phía bắc chảy đến và một phần được bổ cập từ những dòng chảy lớn có đáy xâm thực sâu. Miền thoát chủ yếu là chảy về phía nam và một phần chảy ra các sông suối lớn và một lượng đáng kể được khai thác sử dụng cho các hoạt động con người. Bảng 1.2: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp2-3. Số hiệu STT lỗ khoan Chiều sâu, m Chiều sâu mực nước, m Chiều sâu Chiều cao áp lực mái tầng chứa trên mái tầng nước, m chứa nước, m 1 Q12-1 80.00 15.00 46.00 31.00 2 Q12-6 85.00 12.00 59.00 47.00 3 Q12-11 85.00 38.81 41.00 2.19 4 Q12-12 80.00 10.00 48.00 38.00 5 Q12-16 85.00 20.00 55.00 35.00 6 Q12-18 82.00 12.00 49.00 37.00 7 Q12-19 60.00 15.00 45.00 30.00 8 Q12-20 80.00 10.00 55.00 45.00 9 Q12-22 90.00 40.00 55.00 15.00 10 QGV-4 110.00 23.00 77.00 54.00 11 QGV-6 110.00 10.00 80.00 70.00 12 QGV-7 85.00 14.00 55.00 41.00 13 QGV-8 41.00 7.00 26.00 19.00 14 QGV-9 75.00 9.00 55.00 46.00 15 QGV-11 80.00 25.00 65.00 40.00 16 QGV-12 80.00 9.00 50.00 41.00 17 QGV-13 80.00 10.00 61.00 51.00 18 QGV-16 85.00 20.00 55.00 35.00 Qua bảng 1.2, có thể kết luận rằng tầng chứa nước qp2-3 là tầng chứa nước có áp và không lộ lên trên mặt đất. Hiện nay, trong vùng nghiên cứu có khá nhiều lỗ khoan khai thác công nghiệp và các lỗ khoan khai thác nhỏ hiện nước trong tầng chứa nước này. Đã có dấu hiệu tầng chứa nước bị khai thác quá mức dẫn đến mực nước giảm ở hầu hết các vị trí quan trắc được, mực nước giảm khá cao. III.1.4. Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen dưới (qp1) Theo thống kê từ 54 lỗ khoan, độ sâu tới mái tầng chứa nước thay đổi từ 76,0 đến 144,0m, độ sâu tới đáy trong khoảng 102,0 ÷ 194,0m, bề dày thay đổi trong khoảng 10,0 ÷ 75,5m. Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực được trình bày ở bảng 1.3. Bảng 1.3: Thống kê chiều sâu mực nước và chiều cao mực áp lực tầng qp1. Số hiệu STT lỗ khoan Chiều sâu, m Chiều sâu Chiều cao áp lực Chiều sâu mái tầng chứa trên mái tầng mực nước, m nước, m chứa nước, m 1 G4 120.00 3.55 87.50 83.95 2 Q12-3 120.00 40.00 100.00 60.00 3 Q12-23 90.00 18.00 63.00 45.00 4 Q12-24 90.00 18.00 63.00 45.00 Qua bảng 1.3, có thể kết luận rằng tầng chứa nước qp1 là tầng chứa nước có áp và không lộ lên trên mặt đất. Mức độ giàu nước từ trung bình tới giàu, khu vực giàu nước chiếm diện tích lớn (trung tâm vùng nghiên cứu) và khu vực nghèo nước chiếm khoảnh nhỏ ở phía đông. Tầng chứa nước có nguồn bổ cập chủ yếu từ mưa ngấm xuống, từ các vùng cao phía bắc chảy đến và một phần được bổ cập từ những dòng chảy lớn có đáy xâm thực sâu. Miền thoát chủ yếu là chảy về phía nam, một phần chảy ra các sông suối lớn và một lượng đáng kể được khai thác sử dụng cho các hoạt động con người. Hiện nay trong vùng có khá nhiều lỗ khoan khai thác công nghiệp và các lỗ khoan khai thác nhỏ hiện nước trong tầng chứa nước này. Đã có dấu hiệu tầng chứa nước bị khai thác quá mức dẫn đến mực nước giảm ở hầu hết các vị trí quan trắc được, mực nước giảm khá cao. III.1.5. Tầng chứa nước lỗ hổng Pliocen trên (n22) Theo thống kê tại 15 lỗ khoan nghiên cứu trong tầng, độ sâu tới mái tầng chứa nước thay đổi từ 132,0 mét đến 169,0m, độ sâu tới đáy trong khoảng 172,0 ÷ >210,0m, bề dày thay đổi trong khoảng 30,5 ÷ >70,5m. Mức độ giàu nước trung bình. Tầng chứa nước có nguồn bổ cập chủ yếu từ mưa ngấm xuống, từ các vùng cao phía bắc, đông bắc chảy đến và một phần được bổ cập từ những dòng chảy lớn có đáy xâm thực sâu. Miền thoát chủ yếu là chảy về phía nam, một phần chảy ra các sông suối lớn và một lượng đáng kể được khai thác sử dụng cho các hoạt động con người. Hiện nay có khá nhiều lỗ khoan khai thác công nghiệp lấy nước trong tầng chứa nước này. Có thể coi đây là tầng chứa nước tốt nhất phục vụ cấp nước sinh hoạt quy mô lớn. Tuy nhiên do việc bố trí các công trình khai thác chưa hợp lý tại vùng nghiên cứu nên đã có hiện tượng suy giảm mực nước khá nghiêm trọng. III.2. Chất lượng nước dưới đất Hầu hết các tầng chứa nước ở khu vực nghiên cứu nằm trong vùng nước nhạt, chỉ các tầng nước nằm sâu (qp2-3, qp1, n22, n21 và n23) bị nhiễm mặn một phần ở vùng gần sông Sài Gòn (quận 12). Dưới đây sẽ trình bày kết quả phân tích thành phần hóa học nước dưới đất của các tầng chứa nước. Đối với các tầng chứa nước n22, qp1 - qp2-3, n22-qp2-3 và n22-qp1 sẽ chỉ thu thập công thức Kurlov; đối với các tầng chứa nước qp3, qp2-3 và qp1 sẽ thu thập kết quả thành phần hóa học anion (HCO3-, Cl- và SO42-), đánh giá trình ăn mòn dựa vào thành phần hóa học anion và công thức Kurlov của nước dưới đất. Kết quả phân tích thành phần hóa học các anion đại diện được trình bày ở bảng 1.4. Bảng 1.4: Kết quả phân tích thành phần hóa học của 3 tầng chứa nước: qp3, qp2-3 và qp1. Tầng chứa nước qp3 Anion Số hiệu mẫu Kí hiệu HCO3ClSO42- tính ăn mòn (mgđ/l) (mg/l) (mg/l) Q011020 0,2 7,09 7,20 D4-1ATT 0,3 7,09 -- 04T 0,1 14,89 2,40 03A 0,5 6,38 7,20 03B 0,6 6,38 3,84 03T 0,5 7,09 7,20 D4-1TT 0,3 138,26 4,80 Q017030 0,3 8,86 0,00 Q019340 0,7 7,09 4,80 Q011340 1,3 7,09 9,61 qp2-3 qp1 Công thức Kurlov n22 qp1qp2-3 2 TB2-TP 1,3 5,32 -- 04C 1,1 42,54 0,00 Q004030 0,2 248,15 43,23 G9C -- -- -- -- D4-1ATD -- -- -- -- 06A -- -- -- -- 4D -- -- -- -- D4-1TD -- -- -- -- D4-2ATT -- -- -- -- D4-2TT -- -- -- -- 03C -- -- -- -- G19 -- -- -- -- G20 -- -- -- -- G14 -- -- -- -- n2 - qp2-3 n22qp1 Ghi chú: Kí hiệu chỉ nước có khả năng ăn mòn axit khi pH < 5, năng ăn mòn rửa lũa khi HCO3- < 2mgđ/l và khi SO42- > 250mg/l. chỉ nước có khả chỉ nước có khả năng ăn mòn sulfat Từ kết quả thu thập ở bảng 1.4, ta thấy theo diện và độ sâu phân bố thành phần hóa học nước dưới đất của vùng nghiên cứu phân thành hai vùng có những đặc điểm riêng biệt được trình bày ở bảng 1.5. Nước ở khu vực này đều có tính ăn mòn rửa lũa. Bảng 1.5: Nhận xét kết quả phân tích thành phần hóa học của nước dưới đất tại vùng nghiên cứu. Khu vực trung tâm Khu vực ven sông Sài Gòn và và phía tây vùng nghiên cứu phía đông bắc vùng nghiên cứu Theo diện phân bố Có độ khoáng hóa thấp, từ siêu nhạt đến nhạt, đôi chỗ gặp nước lợ. Có tổng độ khoáng cao, từ lợ đến mặn. Theo độ sâu phân bố Có tổng độ khoáng hóa ít hoặc không thay đổi. Chủ yếu có loại nước Bicacbonat - Clorua - Natri - Kali đối với tầng qp3 và Bicacbonat Clorua - Natri - Canxi, Bicacbonat - Clorua - Canxi - Natri đối với các tầng chứa nước qp2-3, qp1 và n22. Có tổng độ khoáng hóa thay đổi mạnh theo chiều sâu. Chủ yếu có loại nước Clorua Bicacbonat - Natri - Magie và đối với tất cả các tầng chứa nước và Clorua - Sulfat - Natri - Magie đối với tầng chứa nước n22. Nước có tính ăn mòn axit. Nhận xét CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ ION CLO TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU II.1. TỔNG QUAN VỀ ION CLO TRONG NƯỚC DƯỚI ĐẤT Ion Cl- là một trong những thô nguyên tố tham gia vào thành phần cơ bản của nước dưới đất, chúng quyết định kiểu hóa học và tính chất cơ bản nước dưới đất [5]. Ở chương này, chúng ta sẽ tìm hiểu về nguồn gốc, dạng tồn tại và quá trình hình thành ion Cl- trong môi trường nước dưới đất. II.1.1. Nguồn gốc hình thành và dạng tồn tại của ion ClTrong vỏ Trái đất thường chứa một lượng ít Clorua. Clorua là một hợp phần cơ bản chỉ tồn tại trong các khoáng vật của đá magma và biến chất như sôđalit và apatit. Chúng còn có mặt trong các khoáng vật mica, hocblen, opxidian và ở dạng bao thể nước trong các khoáng vật của đá magma. Tuy nhiên, với các nguồn kể trên không thể nào bảo đảm một lượng clorua lớn như đã được tích tụ trong nước đại dương. Nguồn tích tụ Clorua chủ yếu thường được cung cấp từ các khí núi lửa.