...Nguyễn Thị Vân Chi.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SỐ TRONG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

KHOA KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SỐ TRONG ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH NAM ĐỊNH

Giáo viên hướng dẫn: TS Bùi Du Dương

Hà Nội, năm 2015

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên, Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo trong Khoa Khí tượng Thủy văn - Trường Đại học Tài Nguyên và Môi trường Hà Nội đã truyền thụ kiến thức cho em trong suốt quá trình học tập vừa qua Với vốn kiến thức được tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu khóa luận

mà còn là hành trang quý báu để em bước vào đời một cách vững chắc và tự tin

Em xin gửi lời cảm ơn tới thầy hướng dẫn TS Bùi Du Dương và Th.S Nguyễn Sơn Tùng, đã tạo mọi điều kiện, động viên, giúp đỡ và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình viết báo cáo để em hoàn thành tốt đề tài này Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới TS Trịnh Hoài Thu- Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam đã quan tâm, giúp đỡ và có những góp ý quý báu cho đề tài

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới những người thân cùng toàn thể các bạn trong lớp đã cùng chia sẻ, giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện để em hoàn thành nhiệm vụ học tập và đề tài này

Do hạn chế về thời gian cũng như khả năng của bản thân, mặc dù đã có nhiều

cố gắng nhưng đồ án không tránh khỏi còn những hạn chế và thiếu sót Vì vậy, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo quý báu của thầy cô và các bạn để giúp em có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Vân Chi

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 1

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nội dung nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu: 2

CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NDĐ 3

1.1 TRÊN THẾ GIỚI 3

1.2 Ở VIỆT NAM 4

1.2.1 Tình hình chung 4

1.2.2 Các công trình nghiên cứu 5

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 8

2.1.1 Vị trí địa lý 8

2.1.2 Điều kiện địa hình 9

2.1.3 Điều kiện địa chất 10

2.1.4 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 11

2.1.5 Đất đai thực vật 16

2.1.6 Đặc điểm khí hậu 16

2.1.7 Đặc điểm thuỷ văn 19

2.1.8 Hiện tượng thuỷ triều 20

2.2 ĐẶC ĐIỂM DÂN CƯ, KINH TẾ - XÃ HỘI 21

2.2.1 Dân cư 21

2.2.2 Kinh tế - xã hội 21

2.3 HIỆN TRẠNG KHAI THÁC VÀ SỬ DỤNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT 23

3.1 TRỮ LƯỢNG TIỀM NĂNG NDĐ TẦNG CHỨA NƯỚC QP 26

3.2 ĐẶC ĐIỂM CHẤT LƯỢNG NƯỚC TẦNG CHỨA NƯỚC QP 27

3.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỘNG THÁI TẦNG CHỨA NƯỚC QP 35

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SỐ ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC TIỀM NĂNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH NAM ĐỊNH 36

4.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NDĐ 36 4.2 GIỚI THIỆU MÔ HÌNH MODFLOW 37

4.3 THIẾT LẬP MÔ HÌNH 43

4.3.1 Xây dựng cấu trúc mô hình 43

4.3.2 Thông số thủy lực 45

4.3.3 Điều kiện biên 48

4.3.4 Lưu lượng khai thác 48

4.3.5 Hiệu chỉnh và kiểm định mô hình 50

4.3.6 Tính toán và đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 62

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ĐCCT Địa chất công trình

ĐCTV Địa chất thuỷ văn

LK Lỗ khoan

NDĐ Nước dưới đất

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1: Phân bố lượng mưa trong năm theo tài liệu trạm khí tượng Nam Định 17

Bảng 2.2: Phân bố nhiệt độ trong năm theo tài liệu trạm khí tượng Nam Định 18

Bảng 2.3: Phân bố độ ẩm (%) trong năm theo tài liệu trạm khí tượng Nam Định 18

Bảng 3.1: Kết quả đánh giá trữ lượng tiềm năng NDĐ tầng qp vùng Nam Định 26

Bảng 3.2: Kết quả phân tích thành phần hoá học mẫu NDĐ 33

Bảng 4.1: Hệ số thấm, hệ số nhả nước và độ lỗ rỗng của các tầng 46

Bảng 4.2: Số lượng giếng khoan UNICEF tỉnh Nam Định năm 1999 và 2009 49

Bảng 4.3 : Số lượng giếng ảo phân bố theo từng huyện tỉnh Nam Định 50

Bảng 4.4: Bảng thống kê kết quả thông số hiệu chỉnh mô hình 53

Bảng 4.5: Kết quả tính toán trữ lượng tiềm năng NDĐ tầng qp vùng Nam Định 57

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 2.1: Bản đồ hành chính tỉnh Nam Định 8

Hình 2.2: Đồ thị tương quan giữa độ cao địa hình với mực nước có áp tầng qp 9

Hình 2.3: Mặt cắt địa chất thuỷ văn tuyến Vụ Bản – Hải Hậu 16

Hình 2.4: Đồ thị dao động mực nước lỗ khoan quan trắc Q.109a, tầng chứa nước qp vùng Hải Hậu, Nam Định 23

Hình 2.5 Mực NDĐ trong các tầng chứa nước Holocen (qh) và Pleistocen (qp) tại các lỗ khoan nghiên cứu 25

Hình 3.1: Bản đồ độ tổng khoáng hoá tầng chứa nước Pleistocen tỉnh Nam Định 28

Hình 4.1: Ô lưới và các loại ô trong mô hình 40

Hình 4.2: Ô lưới i,j,k và 6 ô bên cạnh 41

Hình 4.3 : Sơ đồ vùng nghiên cứu và lưới sai phân 44

Hình 4.4: Bản đồ thể hiện đường đồng mức cao trình đáy của 5 lớp 45

Hình 4.5 : Kết quả phân vùng hệ số thấm theo các tầng 47

Hình 4.6: Phân vùng hệ số nhả nước theo chiều sâu 48

Hình 4.7: Biểu đồ thể hiện lượng khai thác nước ngầm từ năm 1994- 2009 49

Hình 4.8: Sơ đồ bố trí các lỗ khoan khai thác trong vùng nghiên cứu 50

Hình 4.9: Biểu đồ thể hiện mực nước tính toán và quan trắc tại 3 giếng 51

Q108, Q109, Q110 51

Hình 4.10: Biểu đồ kết quả tính toán phần dư bài toán chỉnh lý của mô hình 52

Hình 4.11: Đồ thị tương quan giữa mực nước tính toán của mô hình với mực nước quan trắc tại lỗ khoan Q108, Q109 và Q110 52

Hình 4.12: Mực nước thực đo và tính toán tại Q221 – Q229 từ 10/2010 -12/2012 54 Hình 4.13 : Bản đồ thể hiện phễu hạ thấp mực nước tầng qp qua các năm 55

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước là một tài nguyên rất quý giá đối với đời sống con người Để phục vụ cho việc quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và môi trường bền vững của cả nước nói chung và tỉnh Nam Định nói riêng, việc đánh giá tài nguyên nước là một vấn

đề vô cùng quan trọng và cần thiết giúp cho các nhà quản lý đưa ra những quyết định quy hoạch đúng đắn để khai thác hợp lý nguồn tài nguyên này Trong số các nguồn tài nguyên nước thì tài nguyên NDĐ được xem là nguồn tài nguyên có vai trò vô cùng quan trọng với tất cả các lĩnh vực sinh hoạt cũng như sản xuất của con người Tuy nhiên, trong thời gian gần đây tình trạng ô nhiễm, suy thoái, cạn kiệt tài nguyên nước NDĐ ở Việt Nam nói chung và tỉnh Nam Định nói riêng có xu hướng ngày càng tăng Do vậy, việc đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ mang ý nghĩa quan trọng trong việc xây dựng các phương án quy hoạch, quản lý, phân phối tài nguyên nước phù hợp cho các đối tượng sử dung nước, đảm bảo sự phát triển bền vững

Xuất phát từ yêu cầu thực tế và mục đích đã đề ra em đã lựa chọn đề tài:

“Nghiên cứu ứng dụng mô hình số trong đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng

nước dưới đất tỉnh Nam Định”

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất tỉnh Nam Định

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

− Đối tượng nghiên cứu: Trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ tỉnh Nam Định

− Phạm vi nghiên cứu: Tài nguyên NDĐ tỉnh Nam Định

4 Nội dung nghiên cứu

− Nghiên cứu đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu

− Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội đến tài nguyên NDĐ

− Đánh giá đặc điểm tài nguyên NDĐ tầng chứa nước Pleistocen khu vực nghiên cứu

− Tổng quan các phương pháp tính toán trữ lượng khai thác NDĐ

− Giới thiệu mô hình Modflow

− Tính toán và đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ tỉnh Nam Định

2

5 Phương pháp nghiên cứu:

Để đạt được mục tiêu và nội dung công việc trên,các phương pháp nghiên cứu chính sau đây đã được sử dụng trong đề tài:

− Phương pháp thu thập số liệu : để đảm bảo có được đầy đủ các tài liệu nghiên cứu có liên quan được đầu tư thực hiện trong vùng

− Phương pháp tổng hợp, phân tích tài liệu

− Phương pháp kế thừa nghiên cứu

− Phương pháp chuyên gia

− Phương pháp mô hình toán: ứng dụng mô hình Modflow để tính toán và đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng NDĐ