Luận án TS Khoa học môi trường bảo vệ mơi trường Nghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lí tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình ghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình : Luận án TS Khoa học mơi trường bảo vệ môi trường: 62 85 15 01/ Phan Văn Trường ; ghd : GS.TS guyễn Cao Huần, PGS.TS guyễn Xuân Tặng Tính cấp thiết đề tài Vùng cát ven biển Quảng Bình nằm miền đồng chịu tác động nhiều yếu tố tự nhiên khắc nghiệt nhiệt cao, bão, lốc, cát bay, cát chảy, thảm thực vật phát triển v.v tạo nên đơn vị lãnh thổ địa lý có nhiều đặc điểm riêng biệt dải ven biển miền Trung Với thành phần chủ yếu đất cát phân bố dạng dải hẹp chiều ngang trải dài suốt phần phía đơng tỉnh Tuy vùng nghiên cứu có lợi tài ngun thiên nhiên, nước nhạt đất xem nguồn tài ngun đặc biệt, có vai trị quan trọng phát triển kinh tế - xã hội (KT - XH) địa phương Kết điều tra, đánh giá nguồn nước nói chung khu vực chưa nhiều, mức độ tìm kiếm, thăm dị nước đất (NDĐ) thực phạm vi hẹp phân tán với mức độ chi tiết khác nhau, nguồn thông tin, số liệu đơn vị chứa NDĐ khu vực nhiều hạn chế Việc khai thác sử dụng NDĐ nhân dân vùng cịn mang tính tự phát, thiếu quy hoạch, quản lý cụ thể chưa có giải pháp bảo -1- vệ thích hợp, nên xảy tượng suy thoái nguồn nước xâm nhập mặn, nhiễm bNn thất thốt, nhiều nơi có dấu hiệu thiếu hụt nguồn nước cấp, vào mùa khơ hạn N hằm góp phần giải vấn đề cấp thiết nêu trên, nội dung luận án “ ghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình” tập trung nghiên cứu cách toàn diện điều kiện phân bố, đặc điểm hình thành trữ lượng chất lượng giải pháp khai thác, sử dụng bảo vệ nguồn tài nguyên N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu Mục tiêu: Làm sáng tỏ đặc điểm phân bố, nguồn gốc, điều kiện hình thành trữ lượng, chất lượng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình, từ đề xuất hướng khai thác, sử dụng hợp lý bảo vệ tài nguyên hiệm vụ: - Xác định vấn đề lý luận phương pháp nghiên cứu N DĐ vùng cát ven biển - N ghiên cứu ảnh hưởng yếu tố tự nhiên nhân sinh đến hình thành N DĐ vùng nghiên cứu - N ghiên cứu đặc điểm phân bố, nguồn gốc, hình thành trữ lượng chất lượng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình - Đánh giá trạng khai thác, sử dụng dự báo nhu cầu sử dụng N DĐ vùng nghiên cứu - Đề xuất không gian khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên N DĐ giải pháp bảo vệ môi trường vùng cát ven biển Quảng Bình Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Phạm vi không gian nghiên cứu vùng cát ven biển Quảng Bình: phía ngồi giáp với mực nước biển, phía đất liền đến mức địa hình 25m - Đối tượng nghiên cứu N DĐ trầm tích Đệ tứ Điểm đề tài - Lần nước nhạt đất vùng cát ven biển Quảng Bình đánh giá cách tổng hợp, có hệ thống tương đối định lượng việc xử lý khối lượng tài liệu phong phú tiến hành điều tra, nghiên cứu bổ sung điều kiện hình thành tầng chứa nước, trữ lượng khai thác tiềm chất lượng nước đất -2- - Đã xây dựng định hướng khai thác, sử dụng nước nhạt đất vùng nghiên cứu, kết hợp quy hoạch với việc áp dụng kỹ thuật công nghệ khai thác quản lý nguồn nước hợp lý Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Vùng cát ven biển Quảng Bình với cấu trúc địa chất phức tạp, hoạt động tân kiến tạo tương đối mạnh, thành phần thạch học trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc, địa hình có hướng nghiêng thoải dần từ lục địa biển phân hóa điều kiện khí hậu với nhiệt cao, lượng bốc lượng mưa lớn yếu tố đóng vai trị định đến hình thành hai tầng chứa nước lỗ hổng Holocen (ký hiệu qh) Pleistocen (ký hiệu qp) trầm tích Đệ tứ Chế độ thủy văn, hải văn, đặc điểm thổ nhưỡng, thảm thực vật hoạt động nhân sinh yếu tố ảnh hưởng đến hình thành trữ lượng chất lượng N DĐ vùng -3- Luận điểm 2: N ước nhạt đất trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu hình thành chủ yếu từ nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16%, trữ lượng tiềm không lớn khoảng 1.850.000m3/ngày, hình thành chủ yếu từ trữ lượng động tự nhiên (95%) phần từ trữ lượng tĩnh tự nhiên (5%) Tuy nhiên, nước có chất lượng tốt, khai thác đáp ứng nhu cầu sinh hoạt phát triển ngành kinh tế giải pháp kết hợp quy hoạch với kỹ thuật công nghệ khai thác bảo vệ, quản lý Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: Làm sáng tỏ điều kiện hình thành, quy luật phân bố, đặc điểm trữ lượng, chất lượng nước nhạt đất trầm tích Đệ tứ vùng cát ven biển Quảng Bình; Đề xuất giải pháp mang tính khoa học nhằm bảo vệ nước đất khỏi bị hao hụt trữ lượng suy giảm chất lượng Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu tài liệu sử dụng để định hướng khai thác, sử dụng nước đất hỗ trợ công tác quy hoạch cấp nước cho vùng cát ven biển Quảng Bình vùng khác có điều kiện tương tự Cơ sở tài liệu cấu trúc luận án Luận án xây dựng sở nguồn tài liệu báo cáo điều tra tài nguyên nước, đề tài, dự án nghiên cứu đánh giá tài nguyên N DĐ hợp phần tài nguyên khác liên quan thuộc phạm vi nghiên cứu; tạp chí, báo cáo khoa học chuyên ngành tài nguyên nước, địa lý, địa chất, địa chất thủy văn (ĐCTV), địa mạo, mơi trường ngồi nước, đặc biệt đề tài cấp N hà nước mã số KC09.08/06.10 (2010), KC08.21 (2005), đề tài KHCN cấp tỉnh Quảng Bình năm 2005, 2007 cơng trình nghiên cứu khoa học tác giả lĩnh vực N DĐ từ năm 2005 đến N goài phần Mở đầu Kết luận, cấu trúc luận án gồm chương sau: Chương 1: Cơ sở lý luận phương pháp nghiên cứu nước đất vùng cát ven biển Chương 2: Điều kiện hình thành nhân tố ảnh hưởng đến nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình Chương 3: Đặc điểm nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình Chương 4: Định hướng khai thác, sử dụng nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình -4- CHƯƠ G CƠ SỞ LÝ LUẬ VÀ PHƯƠ G PHÁP GHIÊ CỨU ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ G CÁT VE BIỂ 1.1 Tổng quan nghiên cứu hình thành nước đất vùng cát ven biển 1.1.1 Trên giới N DĐ vùng đồng ven biển nghiên cứu khai thác sử dụng từ sớm nhiều vùng giới Đến việc nghiên cứu N DĐ miền đồng ven biển đạt nhiều kết quan trọng N ổi bật hướng chuyên sâu nguồn gốc (Girinxki N N , 1948; Smiles Stokes, 1976; Li, 2004; Hebert D Bui Hoc, 1992; Burnett, 2001; ), hình thành thành phần hóa học N DĐ (Lomonoxov M.V., 1765; Bunsen R., 1871; Fresenius, 1857; Than K., 1864 Arrhenius S., 1887; Fetter C.W., 1993; ), đánh giá chất lượng theo mục đích sử dụng (Ranwell, 1972; Pettijohn, 1987; Paterson, 1997; Oosting Billings, 1982; Asprey Loveless, 1958; Martin, 1959 Sauer, 1976; ), hình thành trữ lượng, vận động N DĐ xác định cấu trúc chứa nước, (Girinxki N N , 1948; Cooper, 1959; Levassor, 1978; Cote, 1993; Bonard Gảdel, 1998) Sự nghiên cứu N DĐ phần lớn vận dụng phương pháp dựa ngun lý tốn học, hóa học vật lý N hững thành tựu to lớn nghiên cứu N DĐ chứng minh rằng, N DĐ vùng ven biển nguồn tài nguyên có giá trị cao đóng vai trị quan trọng phát triển người sinh vật 1.1.2 Ở Việt am Các cơng trình nghiên cứu N DĐ quan chuyên ngành triển khai hầu khắp lãnh thổ Việt N am với nhiều vấn đề khác nhau, gồm có ĐCTV khu vực (N guyễn Thượng Hùng, 1967; N guyễn Văn Túc, 1974; N guyễn Kim Cương, 1988 - 1995; Đặng Hữu Ơn, 1995, ); thủy địa -5- hóa (Vũ N gọc Kỷ, 1975,1988,1992; N guyễn Kim N gọc, 1983 - 1988), Giai đoạn 1976 - 1980 có nhiều chương trình cấp N hà nước đề tài nghiên cứu tổng hợp ĐCTV lãnh thổ đời Đề tài “ DĐ Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt am” phản ánh khách quan điều kiện ĐCTV đất nước đánh giá đầy đủ khía cạnh lĩnh vực ĐCTV N DĐ chục năm qua Khu vực ven biển miền Trung có hàng loạt cơng trình điều tra N DĐ phục vụ cho công tác thành lập đồ chuyên đề, điển hình “ DĐ đồng ven biển miền Trung am Trung Bộ” (N guyễn Trường Giang, 1992), “Báo cáo lập đồ ĐCTV Việt am tỷ lệ 1:500.000” (Trần Hồng Phú, 1988) Công tác điều tra tài nguyên, môi trường, đánh giá tổng hợp trạng chất lượng nước khả cung cấp nước dải ven biển miền Trung tiến hành N gơ Đình Tuấn (1995), N gô N gọc Cát (1999), N guyễn Xuân Tặng (2008), Phạm Văn Thanh (2005), Lê Thị Thanh Tâm (2009) Đới bờ biển Quảng Bình - Quảng Trị - Thừa Thiên Huế nghiên cứu xác lập luận chứng khoa học điều kiện tự nhiên, tài nguyên, KT-XH, môi trường tai biến thiên nhiên, mâu thuẫn khai thác sử dụng tài nguyên làm đầu vào cho phân vùng chức để xác lập mơ hình quản lý tổng hợp phát triển bền vững (N guyễn Cao Huần, 2010) Cơng tác tìm kiếm N DĐ vùng Đồng Hới Quảng Trạch xác lập phân chia tầng chứa nước tính toán trữ lượng khai thác dự báo đánh giá chất lượng N DĐ (N guyễn Trường Đỉu, 1984; N guyễn Trường Giang, 1995) Một số kết điều tra cấp nước phạm vi thuộc vùng ven biển Quảng Bình đánh giá trữ lượng khai thác tiềm chất lượng N DĐ dải cát ven biển tuổi mvQ23 định hướng khai thác sử dụng N DĐ phục vụ phát triển mục đích KT-XH (Trần Văn Ý, 2004; Lại Vĩnh CNm, N guyễn Xuân Tặng, 2007; N guyễn Văn Canh, 2009) N hững kết nghiên cứu N DĐ khu vực phần đóng góp cho việc khai thác sử dụng tài nguyên phục vụ phát triển KT XH vài địa điểm vùng, vậy, cần phải nghiên cứu sâu hơn, toàn diện điều kiện phân bố, nguồn gốc, điều kiện hình thành trữ lượng chất lượng mức độ ảnh hưởng hợp phần tự -6- nhiên nhân sinh N DĐ làm sở cho định hướng khai thác, sử dụng hợp lý bảo vệ tài nguyên môi trường 1.2 Các sở khoa học nghiên cứu nước đất 1.2.1 Khái niệm phân loại nước đất Khái niệm: N DĐ nguồn tài nguyên thiên nhiên đặc biệt, tính linh động cao có khả tái tạo N DĐ có vai trị vơ quan trọng phát triển tự nhiên, đời sống loài người sinh vật N DĐ xem toàn nước thiên nhiên tất dạng: lỏng, hơi, rắn tồn lòng đất, bao gồm nước đới bão hịa (có áp khơng áp) đới thơng khí (hơi nước, nước ngưng tụ, nước thổ nhưỡng, nước thượng tầng, nước đóng băng) N DĐ tồn tầng chứa nước đánh giá dạng trữ lượng khác gồm trữ lượng tĩnh tự nhiên, trữ lượng động tự nhiên trữ lượng khai thác tiềm Phân loại nước đất: Trên sở điều kiện nằm, đặc điểm áp lực, đặc điểm động thái, nguồn gốc khả sử dụng nước mục đích phát triển KT-XH, cách phân loại N DĐ Ovtsinnicov A.M Klimentov P.P (1967) tương đối phù hợp, N DĐ phân thành nước đới thơng khí, nước ngầm nước acterzi 1.2.2 guồn gốc hình thành trữ lượng nước đất guồn gốc nước đất: N DĐ có nguồn gốc ngấm, ngưng tụ, nguồn gốc khống vật, nguồn gốc trầm tích hay nguồn gốc chơn vùi Trong mơi trường trầm tích Đệ tứ vùng đồng ven biển, nước có nguồn gốc ngấm phổ biến đóng vai trị quan trọng Các trình định thành phần hóa học nước ngấm hịa tan rửa lũa đất đá, hỗn hợp với nước biển, trầm đọng chất khống, vi sinh vật q trình hóa lý Sự hình thành trữ lượng nước đất: Sự hình thành trữ lượng N DĐ thơng qua trình cung cấp ngấm, thấm xuyên, định cấu trúc, kiến tạo địa chất, thành phần thạch học, địa hình, khí hậu chịu chi phối nhân tố tự nhiên nhân sinh N guồn cung cấp cho tầng chứa nước khu vực ven biển phần lớn từ nước mưa, động thái N DĐ phụ thuộc chặt chẽ vào yếu tố khí hậu -7- Miền thoát N DĐ vùng cát ven biển bốc qua bề mặt, thảm thực vật theo dịng bên sườn theo hướng dốc, nằm tầng chứa nước tiêu thoát theo chế trộn lẫn với nước mặn đất đới chuyển tiếp thấm qua lớp bán thấm Ở nơi địa hình thấp cồn đụn cát, thường tạo nên dòng mặt tạm thời hồ chứa Sự hình thành chất lượng nước đất: Sự hình thành thành phần hóa học chất lượng N DĐ diễn phụ thuộc vào điều kiện hình thành, trình vận động, thành phần đặc tính hóa lý mơi trường thạch học chất mà tiếp xúc Các q trình xảy N DĐ q trình thủy phân rữa lũa đất đá, hấp phụ trao đổi ion, khuếch tán trình pha trộn 1.2.3 Quan điểm tiếp cận Trên quan điểm phát triển bền vững tài nguyên N DĐ tiếp cận theo hướng tổng hợp - hệ thống không gian - thời gian nhằm làm sáng tỏ chất hình thành trữ lượng, thành phần hóa học, nguồn gốc thành phần vật chất N DĐ đồng thời thể phân bố N DĐ theo vùng đặc trưng, làm sở cho việc định hướng khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên bảo vệ mơi trường 1.2.4 Quy trình nghiên cứu Quy trình nghiên cứu đề tài luận án gồm bước sau: 1-N ghiên cứu tổng quan kết nghiên cứu nhằm xác định mục tiêu, nhiệm vụ lựa chọn phương pháp nghiên cứu; 2-Từng bước xác định điều kiện hình thành, nhân tố ảnh hưởng đến N DĐ nhằm tiến tới nghiên cứu đặc điểm hình thành trữ lượng chất lượng N DĐ; 3- Đề xuất hướng khai thác sử dụng, bảo vệ tài nguyên N DĐ sở nghiên cứu định hướng phát triển KTXH, nhu cầu sử dụng nước đánh giá khả cung cấp nước biện pháp khai thác sử dụng 1.2.5 Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng tổng hợp nhóm phương pháp nghiên cứu hình thành N DĐ truyền thống gồm phương pháp giải tích nghiên cứu bổ cập nước mưa cho N DĐ, phương pháp cân nghiên cứu thành phần tham gia hình thành trữ lượng khai thác tiềm N DĐ phương pháp tương tự nghiên cứu tổng thể vùng dựa tính tương đồng cấu trúc tầng chứa nước -8- Trong trình nghiên cứu, luận án sử dụng tổng hợp phương pháp hỗ trợ khác gồm phương pháp kế thừa, phương pháp điều tra khảo sát thực địa, xử lý, tổng hợp tài liệu phương pháp đồ GIS Trong nghiên cứu hình thành thành phần hóa học đánh giá chất lượng N DĐ, đề tài sử dụng phương pháp điều tra, phân tích thành phần ion N DĐ, sau tiến hành xác định nguồn gốc hình thành chúng Các tiêu gồm tổng chất rắn hòa tan, hàm lượng ion chủ yếu H+, N a+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-, thành phần thứ yếu: vi nguyên tố, hợp chất nitơ, tiêu hóa sinh, vi trùng độc tố Kết luận chương 1: N DĐ vùng cát ven biển đối tượng nhiều nước giới tập trung nghiên cứu N hững mục tiêu xác định nguồn gốc hình thành, đặc điểm trữ lượng, chất lượng nghiên cứu đề xuất hướng khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước phục vụ cho ngành kinh tế phát triển xã hội Ở Việt N am, nghiên cứu N DĐ nước nói chung vùng ven biển nói riêng trọng từ sau năm 1954 đạt kết định Riêng vùng cát ven biển Quảng Bình, nghiên cứu N DĐ chưa nhiều, bước đầu xác định cấu trúc ĐCTV tầng chứa nước số định hướng khai thác sử dụng cấp nước cho dân sinh sở đánh giá tiềm N DĐ số khu vực nhỏ phạm vi nghiên cứu Vì vậy, việc nghiên cứu chuyên sâu đồng N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc, đặc điểm phân bố, điều kiện hình thành trữ lượng chất lượng mức độ ảnh hưởng hợp phần tự nhiên nhân sinh N DĐ để từ đề xuất định hướng khai thác, sử dụng tài nguyên N DĐ phục vụ phát triển bền vững KT-XH tỉnh khu vực cấp thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn to lớn -9- Trong đó: QKTTN (m3/ng) - Trữ lượng khai thác tiềm năng; QTN (m /ng) - Trữ lượng động tự nhiên, QTN = W.F; VTN (m3) - Trữ lượng tĩnh tự nhiên: trữ lượng tĩnh trọng lực: Vtl = µ.h.F trữ lượng tĩnh đàn hồi: Vđh = µ*.h.F (µ* - độ nhả nước đàn hồi); h (m) - chiều dày trung bình tầng chứa nước; tKT - Thời gian khai thác, chọn tKT = 104ngày; α - Hệ số xâm phạm vào trữ lượng tĩnh tự nhiên (chọn α = 0,3 F - Diện tích phân bố tầng chứa nước (m) 3.3.2 Các nguồn hình thành trữ lượng nước đất Trữ lượng động tự nhiên: Trữ lượng động tự nhiên N DĐ vùng nghiên cứu phân thành hai giai đoạn hình thành ứng với thời kỳ mưa nhiều từ tháng VIII đến đầu tháng XII thời kỳ mưa từ nửa sau tháng XII đến cuối tháng VII năm sau Kết xác định lượng cung cấp ngấm từ nước mưa cho N DĐ trung bình đạt 15 - 16% Trữ lượng khai thác tiềm năng: Tổng trữ lượng khai thác tiềm N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ng, hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) toàn trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%) Do chế độ mưa vùng nghiên cứu có tính phân đới theo mùa, vào mùa mưa nhiều lượng nước chiếm 77% tổng lượng mưa năm, lượng nước cung cấp cho tầng chứa nước có phân hóa tương đồng, lưu lượng N DĐ vào mùa mưa đạt 1.425.000m3/ngày mùa khô 425.000m3/ngày Đây sở để lập kế hoạch khai thác, sử dụng hợp lý N DĐ theo thời gian năm (bảng 1) 3.4 guồn gốc hình thành chất lượng nước đất 3.4.1 guồn gốc nước đất N DĐ vùng nghiên cứu xác định có hai nguồn gốc nguồn gốc ngấm có diện phân bố trùng với tầng nước nhạt đất nguồn gốc biển phân bố vùng cửa sơng ven biển 3.4.2 Sự hình thành ion chủ yếu nước đất Các ion phổ biến N DĐ vùng ven biển thường có (N a + K)+, Mg2+, Ca2+, Cl-, HCO3- SO42- đặc trưng tổng chất rắn hịa tan (TDS) Sự hình thành ion N DĐ chủ yếu thông qua trình hỗn hợp nước, phân tán tác động vi sinh vật - 18 - N DĐ tầng chứa nước chịu ảnh hưởng trình ngấm từ nước mưa Các thành phần nước mưa tham gia vào N DĐ chủ yếu ion Ca2+, Mg2+, Cl-, HCO3- N a+ Bảng 1: Các thành phần tham gia hình thành trữ lượng tiềm nước đất Lưu Tầng Lớp QTN (m3/ngày) QKTTN (m3/ngày) VTN vực chứa chứa (1.000m ) Tổng mùa mưa mùa khô Tổng mùa mưa mùa khô sông nước nước mvQ23 8.833 12.864 9.905 2.959 13.129 10.109 3.020 qh Roòn amQ22 8.851 73.572 56.650 16.921 73.837 56.855 16.983 qp amQ1 128.778 67.140 51.697 15.442 71.003 54.672 16.331 mvQ2 48.467 27.138 20.896 6.242 28.592 22.016 6.576 qh Gianh amQ22 583.336 169.875 130.804 39.071 187.375 144.279 43.096 qp amQ1 83.839 150.756 116.082 34.674 153.271 118.018 35.252 mvQ23 6.020 7.577 5.835 1.743 7.758 5.974 1.784 qh Lý 46.695 60.531 46.609 13.922 61.932 47.688 14.244 amQ2 Hòa 37.590 94.630 72.865 21.765 95.757 73.733 22.024 qp amQ1 mvQ23 38.085 20.970 16.147 4.823 22.113 17.027 5.086 qh Dinh 21.867 36.477 28.088 8.390 37.133 28.593 8.541 amQ22 qp amQ1 154.840 69.607 53.597 16.010 74.252 57.174 17.078 mvQ2 448.819 200.312 154.240 46.072 213.776 164.608 49.169 N hật qh amQ22 166.513 399.147 307.344 91.804 404.143 360.855 107.788 Lệ qp amQ1 518.018 390.711 300.847 89.864 406.251 367.877 109.885 Tổng 2.262.0001.781.000 1.371.000 409.7001.850.0001.250.000 425.000 3.4.3 Thành phần số nguyên tố thứ yếu nước đất N goài tiêu chủ yếu N DĐ, nguyên tố thứ yếu gồm hợp chất nitơ (N O2-, N O3- N H4+), thành phần kim loại, thành phần vi sinh - hóa sinh, độ cứng, nhóm độc tố đánh giá theo mục đích sử dụng nước N hìn chung, hàm lượng chúng thấp, đáp ứng tiêu chuNn cấp nước cho sinh hoạt hoạt động KT-XH 3.4.4 Loại hình hóa học nước đất N DĐ vùng nghiên cứu có loại hình hóa học chính: loại hình clorua phân bố dọc cửa sơng vùng tiếp giáp với biển; loại hình bicacbonat phân bố nơi địa hình thấp trũng ngập nước loại hình hỗn hợp phân bố tầng qp đa phần thuộc loại hình clorua - bicacbonat cịn tầng qh thuộc loại hình bicacbonat - clorua (hình 4) - 19 - 3.5 Quá trình xâm nhập mặn nhiễm b n nước đất 3.5.1 Quá trình xâm nhập mặn Các tầng chứa nước vùng cát ven biển Quảng Bình bị nhiễm mặn với mức độ khác nhau, biên độ dao động biên mặn (TDS=1g/l) tầng qh mùa mưa mùa khô khoảng 0,10 - 0,60km Diện tích nhiễm mặn tầng qp thường lớn tầng qh 3.5.2 Quá trình nhiễm b n Dưới ảnh hưởng nhân tố tự nhiên nhân tạo, N DĐ thường bị nhiễm bNn guồn nhiễm b n từ bên trong: Bản chất thành tạo địa chất, thành phần thạch học có chứa chất nhiễm (sắt, mangan,…và guồn nhiễm b n từ bên ngoài: chất lượng nước mưa, nước sông suối nguồn thải mặt 3.6 Phân vùng nước đất 3.6.1 Bản chất nguyên tắc phân vùng nước đất Bản chất phân vùng: Phân vùng N DĐ dạng phân vùng địa lý tự nhiên chuyên ngành phân vùng thổ nhưỡng, phân vùng địa mạo, áp dụng nguyên tắc phân vùng địa lý tự nhiên cho dạng phân vùng Phân vùng N DĐ phân chia lãnh thổ thành không gian riêng biệt, tồn cách khách quan đồng tương đối điều kiện hình thành, đặc điểm phân bố khả khai thác, sử dụng N DĐ Các đơn vị ý nghĩa phân vùng nước đất: Do lãnh thổ nghiên cứu thuộc nhiều lưu vực, sơng có đặc trưng ngắn dốc, chế độ dòng chảy thường biến đổi theo mùa, với nội dung đề tài luận án mang tính định hướng ứng dụng, phạm vi lưu vực coi cấp vùng có đặc điểm riêng điều kiện hình thành đặc điểm phân bố, theo dẫn liệu phân hóa thứ cấp vùng chia thành tiểu vùng N hư vậy, hệ thống đơn vị phân vùng gồm hai cấp vùng/lưu vực sông tiểu vùng N DĐ Việc phân vùng N DĐ có ý nghĩa quan trọng nhằm làm sở nghiên cứu đặc điểm hình thành hệ thống hóa quy luật phân bố không gian N DĐ, đồng thời làm sở định hướng khai thác, sử dụng hợp lý N DĐ Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt - 20 - 3.6.2 guyên tắc phân vùng nước đất Phân vùng N DĐ đảm bảo theo nguyên tắc nguồn gốc phát sinh; tính đồng tương đối; tính tồn vẹn lãnh thổ đảm bảo khả so sánh kết phân vùng 3.6.3 Tiêu chí phân vùng Phân vùng N DĐ dựa vào đặc trưng phân hóa rõ ràng tính lưu vực, yếu tố địa hình tiềm N DĐ Tính lưu vực: Vùng cát ven biển Quảng Bình nằm hồn tồn lưu vực sơng, nên chịu ảnh hưởng phân hóa theo lưu vực Các lưu vực có tương đồng cấu trúc địa chất, chịu ảnh hưởng điều kiện địa lý rõ rệt với yếu tố thủy văn, khí hậu Do nằm tiếp giáp với biển, lưu vực bị chi phối biển cửa sơng ven biển: cửa Rn (sơng Rn), cửa Gianh (sơng Gianh), cửa Lý Hịa (sơng Lý Hịa), cửa Dinh (sơng Dinh) cửa N hật Lệ (sông N hật Lệ) Mặt khác, lưu vực sông đơn vị lãnh thổ thể chất dịng chảy ngầm, coi trùng với lưu vực ngầm N DĐ Phân vùng theo lưu vực ký hiệu chữ số tương ứng là: - sơng Rn, 2- sơng Gianh, - sơng Lý Hịa, - sơng Dinh - sông N hật Lệ Sự phân hóa địa hình: Địa hình yếu tố định hình thành N DĐ, tác động đến dịng chảy ngầm q trình tích lũy N DĐ Địa hình cịn ảnh hưởng đến q trình phân bố dân cư phát triển KT – XH Địa hình sở để phân định ranh giới quản lý hành chính, nên việc phân vùng N DĐ nhằm khai thác sử dụng bảo vệ, yếu tố địa hình đóng vai trị thiết yếu Trong lưu vực vùng nghiên cứu, địa hình phân hóa dạng dạng địa hình gị đồi, dạng địa hình đồng châu thổ, dạng địa hình đụn cát ven biển dạng địa hình cửa sơng ven biển, theo thứ tự ký hiệu chữ: A, B, C, D Sự phân hóa theo tiềm DĐ: Tiềm N DĐ tiêu đóng vai trị quan trọng đánh giá khả khai thác sử dụng N DĐ, chịu chi phối sâu sắc nhiều yếu tố tự nhiên nên việc định rõ phân hóa tiềm N DĐ gắn kết hữu với điều kiện địa lý tự nhiên xã hội làm sở cho định hướng sử dụng hợp lý tài - 21 - Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt nguyên bảo vệ môi trường N DĐ - Mức độ phong phú nước: mức độ phong phú tầng chứa nước đánh giá theo lưu lượng khai thác, chia thành dạng: vùng giàu nước (Q > 5l/s), vùng chứa nước trung bình ( Q: - 5l/s) vùng nghèo nước (Q 1g/l Theo thứ tự ký hiệu chữ: n m 3.6.3 Kết phân vùng Dựa vào tiêu chí nêu trên, vùng nghiên cứu chia thành vùng 20 tiểu vùng Mỗi tiểu vùng bao quát số đặc trưng lưu vực, dạng địa hình, trữ lượng chất lượng N DĐ (bảng 2, hình 5) Bảng 2: Trữ lượng khai thác tiềm DĐ theo vùng tiểu vùng Vùng/lưu vực sơng Rn Gianh Lý Hịa Dinh N hật Lệ Tiểu vùng 1Abn 1Bbn 1Cbn 2Abn 2Ban 2Cbn 3Abn 3Ban 3Cbn 4Acn 4Bcn 4Cbn 5Abn 5Bbn 5Cbn Diện phân bố amQ22, amQ1 14,7 amQ22, amQ1 57,4 mvQ23, amQ22, amQ1 14,6 amQ22, amQ1 108,0 mvQ23, am,mQ22, amQ1 76,5 mvQ23, amQ22, amQ1 30,8 amQ22, amQ1 41,1 amQ22, amQ1 63,2 8,6 mvQ23, amQ22, amQ1 amQ22, amQ1 38,4 amQ22, amQ1 36,0 mvQ23, amQ22, amQ1 23,8 amQ22, amQ1 198,3 amQ22, amQ1 234,8 mvQ23, amQ22, amQ1 127,8 Lớp chứa nước - 22 - QKTTN (m3/ngày) 26.696 99.304 157.939 31.969 187.375 145.500 369.238 36.363 36.645 113.323 165.448 15.480 36.092 66.126 133.488 31.280 181.592 451.866 1.023.901 390.442 Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Kết luận chương N DĐ trầm tích Đệ tứ vùng cát ven biển Quảng Bình phân bố trùng với thành tạo địa chất với hai tầng chứa nước Holocen Pleistocen N guồn hình thành N DĐ chủ yếu từ nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16% Tổng trữ lượng khai thác tiềm N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ngày, hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) toàn trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%) N DĐ có phân hóa theo hai mùa năm, 77% trữ lượng hình thành mùa mưa Thành phần hóa học N DĐ hình thành q trình hịa tan - rửa lũa trao đổi hấp phụ, tồn ba loại hình hóa học N DĐ: loại hình clorua phân bố chủ yếu trầm tích nguồn gốc sơng sơng biển, loại hình bicacbonat phân bố trầm tích sơng biển loại hình hỗn hợp clorua - bicacbonat phần lớn có mặt tầng qp loại hình bicacbonat - clorua chủ yếu phân bố tầng qh N DĐ vùng nghiên cứu, nhìn chung, có chất lượng đảm bảo trữ lượng khơng lớn, nhiên khai thác, sử dụng để cấp nước cho mục đích sinh hoạt phát triển ngành KT - XH khu vực N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình phân thành vùng 20 tiểu vùng theo tính lưu vực, phân hóa địa hình, trữ lượng chất lượng N DĐ tạo sở cho việc định hướng khai thác, sử dụng hợp lý tài nguyên N DĐ khu vực - 23 - CHƯƠ G ĐN H HƯỚ G KHAI THÁC, SỬ DỤ G HỢP LÝ TÀI GUYÊ ƯỚC DƯỚI ĐẤT VÙ G CÁT VE BIỂ QUẢ G BÌ H 4.1 Hiện trạng khai thác sử dụng nước Mức độ cung cấp nước phục vụ cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt vùng cát ven biển không đồng cịn mức thấp Trên tồn vùng, có 31 trạm cấp N DĐ tập trung quy mơ nhỏ đến trung bình với tổng lưu lượng 9.188m3/ngày Vùng nông thôn ven biển sử dụng nguồn N DĐ với cơng trình khai thác chủ yếu giếng đào, giếng khoan UN ICEF, số nơi cịn phải sử dụng nước sơng nước mưa N gồi cấp nước sinh hoạt, N DĐ cịn khai thác sử dụng cho phát triển nông lâm ngư nghiệp, du lịch loại hình dịch vụ khác 4.2 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội nhu cầu sử dụng nước 4.2.1 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội Định hướng phát triển kinh tế theo hướng liên kết ngành thành cụm kinh tế - kỹ thuật với mục tiêu phát triển gồm cơng nghiệp, phát triển mạnh thủy sản, khai khống cơng nghiệp chế biến, nông nghiệp - ưu tiên trồng lúa, du lịch - dịch vụ, kinh tế biển nâng cao tiềm lực khoa học công nghệ 4.2.2 Dự báo nhu cầu sử dụng nước Định hướng đến năm 2020, tỉnh Quảng Bình đạt 95% dân cư thị 90% dân cư nông thôn sử dụng nước hợp vệ sinh sở nâng cấp cơng trình cấp nước có phát triển dự án Tổng nhu cầu sử dụng nước ước tính 460 triệu m3/năm 4.3 Xác định không gian định hướng khai thác sử dụng hợp lý tài - 24 - Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt nguyên nước đất 4.3.1 Xác định không gian khai thác sử dụng nước đất Bằng phương pháp nhóm gộp tiểu vùng N DĐ, vùng nghiên cứu phân thành nhóm đặc trưng: N hóm tiểu vùng gị đồi; N hóm tiểu vùng đồng châu thổ; N hóm tiểu vùng đụn cát ven biển; N hóm tiểu vùng cửa sơng ven biển 4.3.2 Định hướng khai thác, sử dụng nước đất N DĐ vùng nghiên cứu định hướng khai thác, sử dụng theo nhóm tiểu vùng N DĐ (hình 6) sau: - N hóm tiểu vùng gị đồi: cấp nước quy mơ nhỏ cho sinh hoạt tưới chủ yếu - N hóm tiểu vùng đồng châu thổ: cấp nước quy mô tập trung cho sinh hoạt, tưới, công nghiệp, thương mại - dịch vụ du lịch - N hóm tiểu vùng đụn cát ven biển: cấp nước quy mô nhỏ cho sinh hoạt, tưới, thương mại, dịch vụ, du lịch nuôi thủy hải sản - N hóm tiểu vùng cửa sơng ven biển: có khả khai thác N DĐ, ưu tiên khai thác nước mặt để nuôi thủy hải sản - 25 - Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt Formatted: Line spacing: At least 15,5 pt 4.3.3 Các giải pháp khai thác sử dụng bảo vệ nước đất Giải pháp kỹ thuật công nghệ khai thác Trên sở phân tích đánh giá khả khai thác sử dụng N DĐ vùng nghiên cứu, nhóm giải pháp đề xuất cụ thể cho tiểu vùng, gồm: - Áp dụng cơng trình khai thác dạng giếng khơi, giếng khoan nông công trình khai thác nằm ngang kiểu hành lang, hào thu nước hệ thống giếng tia - Xây dựng đập chắn trữ nước kết hợp cơng trình thủy lợi lưu vực nhỏ vùng đồi cát, bãi cát lỗ khoan chân đập nhằm lưu trữ nước cân lượng nước sử dụng theo mùa Các giải pháp nhằm bảo vệ tài nguyên nước đất Từ kết thử nghiệm ứng dụng nhiều nơi khả bảo vệ môi trường vùng đặc thù sinh thái ven biển, ứng dụng kỹ thuật sinh thái (KTST) Trong giải pháp đề xuất, nghiên cứu áp dụng độc lập kết hợp số cơng trình KTST sau: - Giải pháp kiểm sốt nguồn: gồm giải pháp nhằm quy hoạch đới phòng hộ ven biển, bảo vệ miền cung cấp thấm - Giải pháp kiểm soát khu vực: áp dụng giải pháp KTST phù hợp với tầng khu vực - Giải pháp kiểm sốt tồn vùng: Có thể áp dụng tổng hợp giải pháp KTST tùy theo mức độ thích hợp khu vực đồng thời kết hợp với giải pháp phát triển bền vững kinh tế bảo vệ tài nguyên môi trường Các giải pháp quản lý điều tra Quản lý, điều tra phục vụ khai thác sử dụng N DĐ gồm công tác điều tra chi tiết kết hợp cấp nước cho sinh hoạt, đánh chất lượng, trữ lượng theo tiểu vùng N DĐ; Triển khai xây dựng sử dụng có hiệu mạng quan trắc động thái N DĐ khu vực; N ghiên cứu khả bổ sung nhân tạo tăng trữ lượng N DĐ vào mùa khô hạn; Tăng cường công tác tuyên truyền giáo dục cho cộng đồng nhằm nhận thức đầy đủ vai trị tài ngun nước q trình phát triển KT-XH - 26 - Kết luận chương Vùng cát ven biển Quảng Bình nơi tập trung đơng dân cư đa dạng loại hình phát triển kinh tế với nhu cầu sử dụng nước khoảng 460 triệu m3/năm (tương đương 1.260.000 m3/ng) Tuy tổng trữ lượng nước nhạt khu vực tương đối dồi dào, đó, riêng nước mặt đạt 41,7 triệu m3/ng (chưa kể lượng nước ao hồ) tác động yếu tố tự nhiên chưa có giải pháp kỹ thuật khai thác, sử dụng hợp lý, nên cịn có thiếu hụt lượng nước đáng kể so với nhu cầu sử dụng Để khai thác, sử dụng hiệu N DĐ vùng nghiên cứu áp dụng kết hợp giải pháp kỹ thuật công nghệ khai thác bảo vệ, quản lý tài nguyên N DĐ gồm: Các giải pháp kỹ thuật khai thác N DĐ; Giải pháp sử dụng nước; Giải pháp bảo vệ phịng tránh suy thối nguồn nước Giải pháp quản lý điều tra: nhằm bổ sung nguồn thông tin khoa học tầng chứa nước để có điều kiện quản lý phát triển bền vững tài nguyên nước KẾT LUẬ Vùng cát ven biển Quảng Bình có diện tích tự nhiên 1.100 km2 phân bố thành dải hẹp trải dài dọc theo bờ biển, nơi tập trung đông dân cư trung tâm phát triển KT - XH tỉnh Quảng Bình Đây vùng chịu nhiều tác động yếu tố tự nhiên khắc nghiệt có lợi tài nguyên thiên nhiên Tuy nhiên, nguồn nước nhạt đất nguồn tài nguyên chiếm ưu đóng vai trị quan trọng đời sống phát triển kinh tế nhân dân vùng Việc nghiên cứu cách tồn diện hình thành định hướng khai thác sử dụng hiệu bền vững N DĐ vùng nghiên cứu cấp thiết Vùng nghiên cứu với cấu trúc địa chất phức tạp, hoạt động tân kiến tạo tương đối mạnh, thành phần thạch học trầm tích Đệ tứ đa nguồn gốc, cát chiếm tỷ lệ lớn, địa hình có hướng nghiêng thoải dần từ lục địa biển lưu vực sơng có phân hóa dạng địa hình gị đồi, đồng châu thổ, cồn cát ven biển - 27 - cửa sông ven biển với điều kiện khí hậu đặc trưng có nhiệt cao, lượng bốc lượng mưa lớn tạo nên tổ hợp yếu tố đóng vai trị định đến hình thành nước nhạt đất hai tầng chứa nước lỗ hổng Holocen Pleistocen Các yếu tố địa lý khác chế độ thủy văn, hải văn, đặc điểm thổ nhưỡng, thảm thực vật hoạt động nhân sinh ảnh hưởng sâu sắc đến hình thành trữ lượng chất lượng N DĐ N DĐ chủ yếu cung cấp nước mưa với hệ số cung cấp ngấm đạt 15 - 16% tổng lượng mưa năm Tổng trữ lượng tiềm N DĐ vùng cát ven biển Quảng Bình đạt 1.850.000m3/ngày, hình thành từ trữ lượng tĩnh tự nhiên 68.000m3/ngày (5%) toàn trữ lượng động tự nhiên 1.781.000m3/ngày (95%) N DĐ có phân hóa theo hai mùa năm, 77% trữ lượng hình thành mùa mưa Trong vùng nghiên cứu, phần lớn N DĐ có nguồn gốc ngấm từ nước mưa, diện tích nhỏ vùng cửa sơng nước có nguồn gốc biển Sự hình thành chất lượng chủ yếu theo trình rửa lũa đất đá, trao đổi ion, pha trộn nước mưa, N DĐ nước biển N DĐ thuộc ba loại hình hóa học loại hình clorua - phân bố chủ yếu dọc cửa sơng vùng giáp biển thuộc trầm tích nguồn gốc sơng sơng biển; loại hình bicacbonat - phân bố vùng thấp trũng có trầm tích sơng biển; loại hình hỗn hợp - có diện phân bố lớn vùng, thuộc trầm tích sơng - biển - gió N hìn chung, nước có chất lượng tốt, sử dụng để cấp nước cho sinh hoạt phát triển KT - XH Dựa vào đặc điểm phân bố, tính phân hóa địa hình tiềm N DĐ, không gian nghiên cứu phân chia thành nhóm tiểu vùng N DĐ nhóm tiểu vùng gị đồi, nhóm tiểu vùng đồng châu thổ, nhóm tiểu vùng cát ven biển nhóm tiểu vùng cửa sơng ven biển Trên sở đề xuất hướng khai thác, sử dụng có hiệu bền vững nước nhạt đất giải pháp kỹ thuật công nghệ, giải pháp bảo vệ, phịng chống suy thối nguồn nước giải pháp điều tra, quản lý phát triển bền vững tài nguyên nước - 28 - Hình 2: Bản đồ phân bố tầng chứa nước vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.1 luận án) - 29 - Hình 4: Bản đồ chất lượng nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.6 luận án) - 30 - Hình 5: Sơ đồ phân vùng nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 3.7 luận án) - 31 - Hình 6: Bản đồ định hướng khai thác, sử dụng nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình (Hình 4.1 luận án) - 32 - ...ghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình : Luận án TS Khoa học môi trường bảo vệ môi trường: 62 85 15 01/ Phan Văn Trường ;... lý luận phương pháp nghiên cứu nước đất vùng cát ven biển Chương 2: Điều kiện hình thành nhân tố ảnh hưởng đến nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình Chương 3: Đặc điểm nước đất vùng cát ven biển. .. phần giải vấn đề cấp thiết nêu trên, nội dung luận án “ ghiên cứu đặc điểm hình thành đề xuất hướng sử dụng hợp lý tài nguyên nước đất vùng cát ven biển Quảng Bình? ?? tập trung nghiên cứu cách toàn