Nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước trầm tích đệ tứ ven biển tỉnh ninh thuận trong bối cảnh biến đổi khí hậu

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN Ở CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ V

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN Ở CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VEN BIỂN TỈNH NINH THUẬN TRONG BỐI

CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

CHUYÊN NGÀNH: THỦY VĂN HỌC

NGUYỄN BẢO HOÀNG

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN Ở CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VEN BIỂN TỈNH NINH THUẬN TRONG BỐI

CẢNH BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

NGUYỄN BẢO HOÀNG

CHUYÊN NGÀNH : THỦY VĂN HỌC

MÃ SỐ: 60440224 8

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 TS TẠ THỊ THOẢNG

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS TẠ THỊ THOẢNG

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS.TS Đoàn Văn Cánh

Cán bộ chấm phản biện 2: TS Hoàng Văn Hoan

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày 20 tháng 9 năm 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các tài liệu và số liệu trong luận văn này là trung thực Các kết quả, luận điểm của luận văn chưa được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2017

Tác giả

Nguyễn Bảo Hoàng

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành thủy văn với đề tài “Nghiên cứu đánh

giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển tỉnh Ninh Thuận trong bối cảnh biến đổi khí hậu” là kết quả của quá trình cố

gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ của các thầy, bạn bè đồng nghiệp và người thân Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập - nghiên cứu khoa học vừa qua

Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với PGS.TS Phạm Quý nhân

và người trực tiếp hướng dẫn là TS Tạ Thị Thoảng đã tận tình hướng dẫn cũng như cung cấp tài liệu thông tin khoa học cần thiết cho luận văn này

Xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc nghiên cứu khoa học của mình

Ngoài ra, tôi xin chân thành cảm ơn các đơn vị đã cung cấp tài liệu cho luận văn gồm có: Cuc quản lý Tài nguyên nước, Liên đoàn điều tra Tài nguyên nước miền Trung

Luận văn là một phần trong đề tài nghiên cứu cấp nhà nước "Nghiên cứu các

giải pháp khoa học, công nghệ hạn chế xâm nhập mặn đối với các tầng chứa nước ven biển miền Trung trong bối cảnh biến đổi khí hậu; ứng dụng thí điểm cho công trình cụ thể trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận Mã số BĐKH.16/16-20

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, đơn vị công tác đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện Luận văn

TÁC GIẢ

Nguyễn Bảo Hoàng

TÓM TẮT LUẬN VĂN

+ Họ và tên học viên: NGUYỄN BẢO HOÀNG

+ Cán bộ hướng dẫn: TS TẠ THỊ THOẢNG

+ Tên đề tài: Nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng

chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển tỉnh Ninh Thuận trong bối cảnh biến đổi khí

hậu

+ Tóm tắt:

Ninh Thuận là một trong những vùng khô hạn nhất việt nam với mùa khô kéo

dài tới 9 tháng trong 1 năm Lượng mưa trung bình năm đạt 300 – 400 mm Với sự suy

giảm của nước mặt do biến đổi khí hậu, nguồn cung cấp nước cho Ninh Thuận chủ yếu

đến từ nước dưới đất Tuy nhiên, với 60% nước dưới đất trong địa bản tỉnh đang bị

nhiễm mặn, việc nghiên cứu nhằm quy hoạch và quản lý tài nguyên nước dưới đất

trong địa bản tỉnh là một trong những nhiệm vụ cấp bách hơn bao giờ hết Trong luận

văn này, mức độ tổn thương của các tầng chứa nước ven biển được nghiên cứu bằng

phương pháp GALDIT nhằm mục đích cung cấp một công cụ giúp thực hiện quy

hoạch và quản lý tài nguyên nước dưới đất trong khu vực

Từ khóa: Xâm nhập mặn, phương pháp GALDIT, biến đổi khí hậu, nước dưới

đất, Ninh Thuận

Ninh Thuan is one of the most arid regions in Vietnam with a dry season lasting

up to nine months in a year Average annual rainfall is 300-400 mm With the decline

of surface water due to climate change, water supply for Ninh Thuan mainly comes

from groundwater However, with 60% of groundwater in the province is being

salinised, evaluation of seawater intrusion for planning and management of

groundwater resources is one of the most urgent tasks ever In this study, the

vulnerability of coastal aquifers is assessed by the GALDIT method in order to

provide a tool for planning and management of groundwater resources in the area

Keywords: Seawater intrusion, GALDIT method, climate change, groundwater,

Ninh Thuan

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 5

TÓM TẮT LUẬN VĂN 6

MỤC LỤC 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 9

DANH MỤC BIỂU BẢNG 11

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 12

MỞ ĐẦU 13

1 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn 14

2 Mục tiêu của đề tài 14

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 15

4 Phương pháp nghiên cứu 15

5 Nội dung nghiên cứu 15

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VEN BIỂN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 16

1 Tổng quan về nghiên cứu tính tổn thương do xâm nhập mặn các tầng chứa nước ven biển 16

1.1 Trên thế giới 17

1.2 Trong nước 19

2 Tổng quan về các phương pháp đánh giá tính tổn thương của các tầng chứa nước 20

2.1 Phương pháp GOD 21

2.2 Phương pháp DRASTIC 23

2.3 Phương pháp AVI 24

2.4 Phương pháp GALDIT 26

2.5 Các phương pháp đã áp dụng ở Việt Nam 27

3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 28

3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội 28

3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu 39

3.3 Hiện trạng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu 47

3.4 Hiện trạng thủy hóa và tình hình nhiễm mặn vùng ven biển tỉnh Ninh Thuận 48

3.6 Nhận xét, đánh giá 52

4 Tổng quan về kịch bản biến đổi khí hậu 52

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨUVÀ TÌNH HÌNH SỐ LIỆU 55

1 Phương pháp nghiên cứu 55

1.1 Thu thập dữ liệu 56

1.2 Xử lý số liệu 56

1.3 Nghiên cứu, phát triển bộ nhân tố 58

1.4 Tính toán các nhân tố 58

1.5 Xây dựng bản đồ phân vùng tính tổn thương 59

2 Tình hình số liệu 59

2.1 Đặc tính thủy lực của tầng chứa nước (loại tầng chứa nước) (G) 59

2.2 Hệ số thấm (A) 60

2.3 Cốt cao mực nước (L) 63

2.4 Khoảng cách tới đường bờ biển (D) 68

2.5 Ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn (I) 69

2.6 Bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) (T) 72

2.7 Đánh giá, nhận xét 77

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN 78

1 Xây dựng bộ nhân tố GALDIT cho vùng nghiên cứu 78

1.1 Bộ giá trị nhân tố và thang điểm GALDIT 78

1.2 Xác định trọng số của các yếu tố GALDIT cho khu vực ven biển Ninh Thuận 78 1.3 Áp dụng xây dựng bộ tiêu chí cho khu vực ven biển Ninh Thuận 82

2 Nội suy, phân vùng theo thang điểm 87

2.1 Kịch bản biến đổi khí hậu 87

2.2 Nội suy 89

2.3 Phân vùng theo thang điểm 95

3 Xây dựng bản đồ phân vùng mức độ tổn thương do xâm nhập mặn 100

CHƯƠNG 4 ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ, KHẮC PHỤC XÂM NHẬP MẶN 102

1 Tổng quan các giải pháp hạn chế xâm nhập mặn đối với các TCN ven biển trên thế giới 102

1.1 Hút nước dưới đất mặn nhằm tạo cân bằng giảm XNM vào các công trình khai thác 102

1.2 Tăng cường nguồn cung cấp thấm từ trên mặt làm tăng dòng thấm ra biển 102

1.3 Tăng cường diện tích vùng đất ngập nước làm tăng cung cấp thấm 102

1.4 Xây các tường chắn dưới đất ngăn mặn 102

1.5 Tăng cường bổ sung nhân tạo 103

1.6 Giảm lưu lượng khai thác các công trình không được vượt lưu lượng khai thác bền vững 103

1.7 Bố trí lại các công trình khai thác nhằm giảm thất thoát nguồn nước nhạt chảy ra biển 103

2 Các giải pháp hạn chế, khắc phục xâm nhập mặn 104

2.1 Giải pháp phi công trình 104

2.2 Giải pháp công trình 107

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 110

Kết luận 110

Kiến nghị 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mực nước biển tăng có thể dẫn đến tăng nguy cơ xâm nhập 17

Hình 1.2 Phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp GOD 22

Hình 1.3 Mô phỏng thời gian ngấm từ bề mặt xuống tới tầng chứa nước 25

Hình 1.4 Sơ đồ khu vực nghiên cứu [20] 29

Hình 1.5 Biểu đồ lượng mưa, nhiệt độ và độ ẩm tại trạm Phan Rang 35

Hình 1.6 Sơ đồ thủy đẳng cao và hướng dòng ngầm lưu vực sông Cái Phan Rang 43

Hình 1.7 Mặt cắt ĐCTV qua đồng bằng Phan Rang (Tây Bắc - Đông Nam) 43

Hình 1.8 Sơ đồ nhiễm mặn nước dưới đất vùng ven biển Ninh Thuận 50

Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 55

Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc thứ bậc 79

Hình 3.2 Bản đồ địa hình vùng nghiên cứu (a) 89

Hình 3.3 Vùng nghiên cứu thời điểm hiện tại (b), vùng nghiên cứu theo kịch bản A1F1 tại năm 2100 (c) 89

Hình 3.4 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) hệ số thấm tầng qh 90

Hình 3.5 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) hệ số thấm tầng qp 91

Hình 3.6 Sơ đồ vị trí điểm số liệu cốt cao mực nước tầng qh 91

Hình 3.7 Kết quả nội suy cốt cao mực nước tầng qh ở thời điểm hiện tại (trái) và kịch bản A1F1 (phải) 91

Hình 3.8 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu cốt cao mực nước tầng qp 92

Hình 3.9 Kết quả nội suy cốt cao mực nước tầng qp ở thời điểm hiện tại (trái) và theo kịch bản A1F1 (phải) 92

Hình 3.10 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn tầng qh 93

Hình 3.11 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn tầng qp 94

Hình 3.12 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) tầng qh 94

Hình 3.13 Sơ đồ vị trí các điểm số liệu (trái) và kết quả nội suy (phải) liệu bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) tầng qp 95

Hình 3.14 Kết quả phân phân vùng theo đặc tính thủy lực của tầng chứa nước của tầng qh (trái), qp (phải) 96

Hình 3.15 Kết quả phân vùng theo hệ số thấm của tầng qh (trái), qp (phải) 96

Hình 3.16 Kết quả phân vùng theo cốt cao mực nước của tầng qh (trái), qp (phải) ở thời điểm hiện tại 97

Hình 3.17 Kết quả phân vùng theo cốt cao mực nước của tầng qh (trái), qp (phải) theo kịch bản A1F1 97

Hình 3.18 Kết quả phân vùng khoảng cách đến bờ biển thời điểm hiên tại (trái) và theo kịch bản A1F1 (phải) 98

Hình 3.19 Kết quả phân vùng theo ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn của tầng qh (trái), qp (phải) 99

Hình 3.20 Kết quả phân vùng theo bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) của tầng qh (trái), qp (phải) 99

Hình 3.21 Bản đồ phân vùng tổn thương của tầng qh (trái), qp (phải) ở hiện tại 101

Hình 3.22 Bản đồ phân vùng tổn thương của tầng qh (trái), qp (phải) theo kich bản

A1F1 101

Hình 4.1 Xây dựng đập ngầm 103

Hình 4.2 Tuyên truyền, phổ biến bảo vệ tài nguyên nước 104

Hình 4.3 Hệ thống cống ngăn mặn 107

Hình 4.4 Trồng rừng ven biển 108

Hình 4.5 Hệ thống đê bao ngăn biển 108

DANH MỤC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1 Phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp DRASTIC 23

Bảng 1.2 Các nhân tố GALDITvà trọng số trong nghiên cứu của Lobo-Ferreira 27

Bảng 1.3.Thống kê các hồ nước ngọt 32

Bảng 1.4.Lượng mưa trung bình tại Phan Rang 34

Bảng 1.5 Nhiệt độ trung bình tại Phan Rang 34

Bảng 1.6 Bốc hơi trung bình tại Phan Rang 35

Bảng 1.7 Độ ẩm trung bình tại Phan Rang 35

Bảng 1.8 Giá trị trung bình các yếu tố khí tượng tại trạm Phan Rang 36

Bảng 1.9 Phân chia mức độ chứa nước 40

Bảng 2.1 Tổng hợp số liệu hệ số thấm tầng chứa nước qh 61

Bảng 2.2 Tổng hợp số liệu hệ số thấm tầng chứa nước qp 62

Bảng 2.3 Tổng hợp số liệu cốt cao mực nước tầng chứa nước qh 64

Bảng 2.4 Tổng hợp số liệu cốt cao mực nước của tầng chứa nước qp 67

Bảng 2.5 Tổng hợp số liệu ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn tầng qh 69

Bảng 2.6 Tổng hợp số liệu ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn tầng qp 70

Bảng 2.7 Tổng hợp số liệu bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) tầng chứa nước qh 72 Bảng 2.8 Tổng hợp số liệu bề dày tầng chứa nước (đới bão hòa) tầng chứa nước qp 76 Bảng 3.1 Các nhân tố GALDIT sử dụng trong nghiên cứu 78

Bảng 3.2 Ví dụ mô tả ma trận so sánh 80

Bảng 3.3 xếp hạng các nhân tố 84

Bảng 3.4 So sánh thứ hạng mức độ quan trọng các nhân tố 84

Bảng 3.5 Chuẩn hóa các giá trị ma trận so sánh và trọng số 84

Bảng 3.6 Thang điểm cho đặc tính thủy lực của tầng chứa nước vùng nghiên cứu 85

Bảng 3.7 Thang điểm cho hệ số thấm vùng nghiên cứu 85

Bảng 3.8 Thang điểm cho cốt cao mực nước nghiên cứu 86

Bảng 3.9 Thang điểm cho khoảng cách đến đường bờ biển vùng nghiên cứu 86

Bảng 3.10 Thang điểm cho ảnh hưởng của hiện trạng xâm nhập mặn vùng nghiên cứu 86

Bảng 3.11 Thang điểm cho bề dày đới bão hòa vùng nghiên cứu 87

Bảng 3.12 Trọng số và thang điểm điều chỉnh cho vùng nghiên cứu 87

Bảng 3.13 Mức dâng mực nước biển đến năm 2100 88

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

MỞ ĐẦU

Biến đổi khí hậu (BĐKH) đang diễn ra ở quy mô toàn cầu, khu vực và ở Việt Nam do các hoạt động của con người làm phát thải quá mức khí nhà kính vào khí quyển BĐKH sẽ tác động nghiêm trọng đến sản xuất, đời sống và môi trường trên phạm vi toàn thế giới; BĐKH đã đang và sẽ làm thay đổi toàn diện, sâu sắc quá trình phát triển và an ninh toàn cầu như lương thực, nước, năng lượng, các vấn đề về an toàn

xã hội, văn hóa, ngoại giao và thương mại

Mực nước biển dâng do khí hậu thay đổi là một nguy cơ nghiêm trọng có tính toàn cầu, và nguy cơ này càng trở nên nghiêm trọng hơn đối với những nước có mật

độ dân cư dày đặc ở những vùng đất thấp và ven biển như Việt Nam Nằm ở khu vực ven biển Nam Trung Bộ, Ninh Thuận là một vùng đặc biệt khô hạn và hạn hán kéo dài Chính vì vậy, vấn đề khai thác và bảo vệ tài nguyên nước là một nhiệm vu cấp bách của địa phương đặc biệt trong bối cảnh BĐKH Mực nước biển dâng cao làm quá trình xâm nhập mặn tại vùng cửa sông thuộc dải ven biển Ninh Thuận diễn biến phức tạp và càng lấn sâu vào trong đất liền, ảnh hưởng đến nguồn tài nguyên nước dưới đất (NDĐ) của các tầng chứa nước Việc tính toán xác định mức độ xâm nhập mặn của các tầng chứa nước vùng ven biển có vai trò quan trọng trong công tác quy hoạch, khai thác bền vững nguồn tài nguyên quý giá này

Nghiên cứu lý thuyết tương tác giữa nước ngầm và nước biển bao gồm việc xác định vị trí biên giới mặn nhạt, tốc độ dịch chuyển của biên giới mặn nhạt vào đất liền,

sự khuếch tán biên giới nước mặn, sự hình thành phễu nước mặn khi các lỗ khoan khai thác hoạt động, mô hình quá trình xâm nhập mặn, xác lập các biện pháp ngăn ngừa và chống nhiễm mặn nước dưới đất Trên thực tế, đại đa số các công trình nghiên cứu nhiễm mặn đất và nước đề cập chủ yếu đến tình trạng nhiễm mặn, nguyên nhân và biện pháp khắc phục Nghiên cứu nàysẽ đề cập đến các phương pháp nghiên cứu đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn cho các tầng chứa nước ven biển và được áp dụng tính toán cụ thể cho vùng ven biển Ninh Thuận Kết quả thực hiện của luận văn

sẽ góp phần vào nghiên cứu xâm nhập mặn nước dưới đất ở Việt Nam và là cơ sở cho công tác quản lý tài nguyên nước vùng ven biển

- Ý nghĩa khoa học của luận văn: Đóng góp vào ứng dụng phương pháp nghiên

cứu đánh giá mức độ tổn thương của các tầng chứa nước ven biển đối với xâm nhập mặn ở Việt Nam

- Ý nghĩa thực tiễn của luận văn: Kết quả luận văn là khoanh vùng mức độ tổn

thương của tầng chứa nước ven biển, tính toán xu hướng dịch chuyển của biên mặn trong các tầng chứa nước ven biển vùng nghiên cứu, phục vụ cho công tác quy hoạch

và quản lý tài nguyên nước dưới đất hợp lý và bền vững

1 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn

- Cơ sở khoa học:

Xâm nhập mặn (Sea Water Intrusion - SWI) là một vấn đề thời sự có tính toàn cầu đặc biệt trong bối cảnh nước biển dâng, biến đổi khí hậu và khai thác tài nguyên nước ngầm ven biển phục vụ cho cấp nước Sự tác động lẫn nhau giữa nước biển và nước dưới đất kết hợp với xâm nhập mặn gây ra các quá trình thủy địa hóa phức tạp Bên cạnh đó, vận động của dòng thấm phụ thuộc vào tỷ trọng của nước, do đó quan trắc, điều tra, dự báo xâm nhập mặn là hết sức khó khăn Phân tích chi tiết quá trình xâm nhập mặn thường không khả thi vì tỷ lệ để điều tra, đánh giá xâm nhập mặn là rất lớn Các phương pháp đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn ở các tầng chứa nước ven biển thường được đánh giá định tính từ những phương pháp đơn giản đến phức tạp tùy thuộc vào mức độ điều tra nghiên cứu Trong công trình nghiên cứu này,

cơ sở khoa học và thực tiễn để tiến hành đó là:

- Các phương pháp đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn đã và đang được sử dụng trong nước và trên thế giới và lựa chọn để áp dụng cho vùng nghiên cứu một cách phù hợp

- Các kết quả nghiên cứu trước đây về địa chất, địa chất thủy văn và xâm nhập mặn là cơ sở để đề tài triển khai thực hiện Các tài liệu hiện đã thu thâp được để thực hiện đề tài bao gồm:

+ Tài liệu địa lý tự nhiên, dân cư, kinh tế xã hội của vùng nghiên cứu;

+ Bản đồ địa chất, bản đồ địa chất thủy văn vùng nghiên cứu;

+ Tài liệu về điều tra, khảo sát đặc điểm địa chất thủy văn của vùng thuộc dự án

“đánh giá khả năng tự bảo vệ nước dưới đất các đô thị lớn”

+ Các tài liệu khí tượng của vùng nghiên cứu;

+ Tài liệu tại các trạm thủy văn thuộc mạng lưới KTTV quốc gia do Trung tâm Khí tượng thuỷ văn Quốc gia quản lý

2 Mục tiêu của đề tài

Đánh giá được mức độ tổn thương do xâm nhập mặn cho các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển tỉnh Ninh Thuận

Đề xuất được các biện pháp khắc phục, giảm thiểu tác động xâm nhập mặn nhằm phục vụ quản lý và khai thác bền vững tài nguyên NDĐ vùng nghiên cứu

3 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là các tầng chứa nước trong trầm tích Đệ

Tứ khu vực ven biển trên địa bản tỉnh Ninh Thuận

Phạm vi nghiên cứu là địa bàn tỉnh Ninh thuận

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa,thu thập,chỉnh lý thống kê số liệu: điều tra, thu thập số

liệu từ các cơ quan quản lý có liên quan về:điều kiện tự nhiên, địa lý, hiện trạng dân

cư, tình trạng khai thác sử dụng nguồn nước cho sinh hoat, sản xuất, hệ thống tổ chức quản lý nguồn tài nguyên nước dưới đất…

- Phương pháp xử lý số liệu: số liệu được xử lý bằng phần mềm thống kê và

trên excel; phương pháp đồ họa (số hóa) để lập bản đồ

- Phương pháp chuyên gia: được tiến hành thông qua các hội thảo khoa học để

xin ý kiến tư vấn của các chuyên gia về các giải pháp KHCN trong khai thác, tính toán đánh giá tiềm năng nước dưới đất, xây dựng quy trình, mô hình khai thác hiệu quả, bền vững theo điều kiện thực tiễn của địa phương …

- Phương pháp mô hình:ứng dụng phương pháp GALDIT để tính toán, đánh giá mức

độ tổn thương do xâm nhập mặn trong quá trình nghiên cứu:

5 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập và xử lý số liệu

- Nghiên cứu tổng quan các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước

- Nghiên cứu lựa chọn các phương pháp đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn đã và đang được sử dụng trong nước và trên thế giới để áp dụng cho vùng nghiên cứu

- Áp dụng một số phương pháp để đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn cho các tầng chứa nước trầm tích Đệ tứ ven biển vùng Nam Trung Bộ

- Đề xuất các giải pháp hạn chế xâm nhập mặn và phương án khai thác NDĐ bền vững cho khu vực

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÍNH TỔN THƯƠNG DO XÂM NHẬP MẶN CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC VEN BIỂN VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU

Hiện nay, trong nước và trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu tính tổn thương do xâm nhập mặn Các nghiên cứu này tập trung vào đi phân tích các yếu tố cấu thành nên tính tổn thương đối với tầng chứa nước và chồng chập lại tạo nên tính tổn thương hoàn chỉnh cho các tầng chứa nước Chủ yếu các nghiên cứu được thực hiện với các phương pháp như phương pháp GOD, phương pháp AVI, phương pháp GALDIT…Vùng nghiên cứu là một phần diện tích ven biển của tỉnh Ninh Thuận Nơi đây đặc trưng bởi lượng bốc hơi lớn dẫn đến quanh năm khô hạn Dẫn đến nguồn nước cấp chủ yếu đến từ nước dưới đất Do đó, cần phải có nhiều nghiên cứu để bảo vệ nguồn nước quý giá này

1 Tổng quan về nghiên cứu tính tổn thương do xâm nhập mặn các tầng chứa nước ven biển

Biến đổi khí hậu (BĐKH) gây ra ảnh hưởng sâu sắc đến vòng tuần hoàn nước thông qua lượng mưa, bốc hơi nước và độ ẩm đất khi nhiệt độ ngày càng tăng Vòng tuần hoàn nước sẽ được tăng cường do lượng nước bốc hơi và lượng mưa ngày càng gia tăng Tuy nhiên, gia tăng lượng mưa cũng đồng thời làm tăng sự phân bố không đồng đều trên toàn cầu Ở một số vùng trên thế giới lượng mưa có thể giảm đi đáng kể, hoặc có sự thay đổi lớn trong thời gian giữa mùa mưa và mùa khô [1] Do vậy những thông tin về các tác động của biến đổi khí hậu địa phương hoặc khu vực đối với các quá trình thuỷ văn và tài nguyên nước sẽ ngày càng trở nên quan trọng Những tác động của sự nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu đòi hỏi phải được nghiên cứu một cách toàn diện trên cơ sở đa ngành, đặc biệt là khi xem xét vấn đề thủy văn và tài nguyên nước toàn cầu

Khi xem xét tài nguyên nước ở các vùng ven biển, tầng chứa nước ngầm ven biển là những nguồn nước nhạt quan trọng Do vậy, xâm nhập mặn là một vấn đề lớn cần quan tâm trong những vùng này Xâm nhập mặn là biểu hiện của sự thay thế nước nhạt trong tầng chứa nước ngầm bởi nước mặn Điều đó dẫn đến suy giảm nguồn nước ngầm nhạt hiện có Sự biến đổi về khí hậu gây ảnh hưởng lớn đến tốc độ bổ sung nguồn nước ngầm ở các tầng chứa nước quan trọng, vì vậy sẽ ảnh hưởng đến khả năng cung cấp nước nhạt cho các vùng ven biển Sự mặn hóa tầng chứa nước ngầm ven biển một phần là do sự giảm sút khả năng bổ sung nước cho tầng nước ngầm và kết quả là làm giảm nguồn tài nguyên nuớc ngầm

với sự tan băng, sẽ dẫn đến làm cho mực nước biển dâng (NBD) Mực nước biển dâng được dự báo sẽ xảy ra với một tốc độ đáng báo động trong vòng 100 năm Tổ chức Liên Chính phủ về Biến đổi Khí hậu (IPCC) đã dự đoán rằng đến năm 2100, mực nước biển sẽ tăng từ 18 cm đến 59 cm [1], mặc dù các nghiên cứu gần đây đã tính toán rằng nước biển dâng cao có thể sẽ gấp hơn hai lần [2] Xâm nhập mặn xảy ra là kết quả của

sự chuyển động về phía bờ của nước biển vào tầng nước ngầm ven biển

Hình 1.1.Mực nước biển tăng có thể dẫn đến tăng nguy cơ xâm nhập

1.1 Trên thế giới

Sự xâm nhập của nước biển vào các tầng chứa nước ngầm ven biển đã được nghiên cứu rộng rãi trong hơn một thế kỷ với nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới Tuy nhiên việc nghiên cứu xâm nhập mặn do tác động biến đổi khí hậu

và nước biển dâng các tầng chứa nước ven biển gần đây mới được nghiên cứu sâu rộng

Với nhóm tác giả đánh giá theo phương pháp giải tích, kể từ khi tác phẩm nổi tiếng củaBadon-Ghybenvà Herzbergtrình bày về quá trình xâm nhập mặn do nước biển, nhiều nghiên cứu sâu rộng đã được tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới trong việc tìm hiểu các cơ chế khác nhau để có những hiểu bết rõ ràng về sự xâm nhập mặn Các nhân tố chi phối quá trình này là chế độ dòng chảy trong các tầng chứa nước phía trên các nêm xâm nhập mặn, tỷ trọng biến đổi và phân tán thủy động lực học [3], [4]

Trong những nghiên cứu trước đây, và đặc biệt là trong những năm 50 và những năm 60, một số lượng lớn các điều tra hiện trường cũng đã được tiến hành ở nhiều tầng nước ngầm ven biển, cung cấp một cơ sở để hiểu biết các cơ chế phức tạp gây xâm nhập mặn và ảnh hưởng đến hình dạng của vùng chuyển tiếp từ nước nhạt tầng chứa nước đến nước biển Tuy nhiên, tại thời điểm đó, công cụ tính toán không có sẵn để dự đoán mức độ xâm nhập mặn trong điều kiện tự nhiên và nhân tạo khác nhau

Trong thực tế, những giả định này dẫn đến mối quan hệ Ghyben-Herzberg nổi tiếng giữa khối nước mặn và khối nước nhạt tồn tại một bề mặt ranh giới Những

phương pháp tích phân đã cung cấp các ước tính về hình dạng của một ranh giới tĩnh trong một tầng chứa nước ngầm ven biển, với dòng chảy ở khắp mọi nơi vuông góc với bờ biển Phương pháp tích phân Strack cho hình dạng parabol để giả định bề mặt ranh giới giữa nước biển và nước nhạt trong tầng chứa nước có áp bề dày vô tận Strack đã sử dụng giả định Dupuit-Forchheimerđể xác định được một lời giải cho sự xâm nhập nước biển ở một miền hai chiều ngang [5] Ngày nay với ảnh hưởng của BĐKH và NBD, quá trình xâm nhập mặn càng trở thành vấn đề đáng quan tâm Kế thừa những kết quả nghiên cứu quá trình xâm nhập mặn từ giai đoạn trước một số tác giả đã áp dụng đánh giá xâm nhập mặn và mức độ dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn trong điều kiện BĐKH và NBD, trong số đó có những nghiên cứu sau:

Nghiên cứu của João Paulo và nnk gồm 2 phần: Phần 1 trình bày các ứng dụng đầu tiên ở châu Âu trong khuôn khổ của dự án EU-Ấn Độ INCO-DEV COASTIN nhằm đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn tầng chứa nước ven biển Các nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến xâm nhập mặn đã được xác định là: Đặc tính thủy lực tầng chứa nước (loại tầng nước chứa nước; không áp, có áp ); Hệ số thấm của tầng chứa nước; cốt cao mực nước; Khoảng cách từ bờ (khoảng cách đất liền vuông góc từ bờ biển); Tác động của tình trạng hiện tại của xâm nhập mặn trong khu vực; và bề dày của tầng nước ngầm đã được đưa lên bản đồ GALDIT được tạo thành

từ các chữ cái nhấn mạnh các nhân tố để dễ tham khảo Những nhân tố này, kết hợp, được xác định bao gồm các yêu cầu cơ bản cần thiết để đánh giá tiềm năng nước biển xâm nhập nói chung của mỗi đặc điểm thủy địa hóa Việc đánh giá tiềm năng xâm nhập nước biển bằng hệ thống xếp hạng số với các nhân tố địa chất thủy văn đã được đưa ra sử dụng các nhân tố GALDIT Việc áp dụng các phương pháp này được minh họa trong bài báo để đánh giá mức độ tổn thương xâm nhập nước biển của các tầng chứa nước ở Bồ Đào Nha (Monte Gordo tầng chứa nước ở khu vực Nam Bồ Đào Nha Algarve) Hệ thống này bao gồm ba phần lớn: trọng số, phạm vi, và mức độ Mỗi nhân

tố GALDIT đã được đánh giá đối với các khác để xác định tầm quan trọng tương đối của mỗi nhân tố [6],[7]

Adrian D Werner và Craig T Simmons đã đánh giá ảnh hưởng của nước biển dâng đến sự xâm nhập mặn các tầng chứa nước ven biển Trong nghiên cứu này, một

cơ sở khái niệm đơn giản được sử dụng để đưa ra đánh giá đầu tiên về sự thay đổi xâm nhập mặn nước biển trong tầng chứa nước không áp ven biển đối với nước biển dâng Hai mô hình khái niệm được thử nghiệm: (1) Lưu lượng thoát không đổi, hay lượng thoát nước ngầm ra biển là ổn định mặc dù thay đổi mực nước biển, và (2) Áp lực mực nước không đổi, hay bề mặt nước ngầm duy trì các điều kiện áp lực trong tầng nước

chuyển tiếp giữa nước nhạt và nước mặn, tầng chứa nước là đồng nhất và đẳng hướng,

và lượng bổ cập không đổi Trong trường hợp điều kiện lưu lượng thoát không đổi, giới hạn trên cho sự xâm nhập mặn do nước biển dâng cao (lên đến 1,5 m được kiểm tra) không lớn hơn 50 m với các giá trị tiêu biểu của lượng bổ cập, hệ số dẫn nước, và

độ sâu tầng nước ngầm Điều này là trái ngược với các trường hợp áp lực mực nước không đổi, trong đó độ lớn của sự dịch chuyển nêm mặn từ vài trăm mét đến vài km khi mực nước biển dâng Nghiên cứu này cũng đã nêu bật tầm quan trọng của điều kiện biên nội địa với tác động nước biển dâng [8]

Trong nghiên cứu của S S Honnanagoudar và nnk với diện tích nghiên cứu rộng khoảng 40 km vuông Các giếng được đặt trên bản đồ sử dụng các tọa độ GPS thu được sau khi tiến hành khảo sát ở khu vực này Dựa trên các nhân tốGALDIT, các bản đồ chỉ số tầng chứa nước lỗ hổng đã được thực hiện Sự phân bố của các khu vực

dễ bị tổn thương rất cao, trung bình và thấp tương ứng là 7.5, 5 và 2.5 Mục đích chính của nghiên cứu là xác định các tổn thương của nước ngầm ở phía Tây Nam của bờ biển Dakshina Kannada do xâm nhập mặn với mực nước biển hiện tại Các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm đánh giá tính dễ tổn thương vào nước ngầm bị ô nhiễm bằng phương pháp GALDIT, nhận dạng nước mặn xâm nhập khu vực sử dụng các chỉ số của như / tỷ lệ Cl/(HCO3 + CO3) và tỷ lệ NA/Cl…[9]

Nghiên cứu của V Lenin Kalyana Sundaram và nnk đã ứng dụng phương pháp GALDIT để đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn vùng ven biển Pondicherry Kết quả nghiên cứu cho thấy, khu vực phía đông và đông nam (vùng giáp biển) là khu vực có khả năng bị nhễm mặn lớn nhất, khu vực phía đông nam thì khả năng này thấp hơn rất nhiều [10]

Trong nghiên cứu của Idowu Temitope Ezekielvà nnk, các tác giả đã ứng dụng phương pháp GALDIT kết hợp GIS để đánh giá khả năng mức độ tổn thương do xâm nhập mặn vùng bờ biển phía bắc Mombasa, Kenya Kết quả nghiên cứu cho thấy tại khu vực phía nam và phía đông bắc khu vực nghiên cứu có khả năng bị nhiễm mặn cao nhất và giảm dần về phía tây [11]

Trong nghiên cứu của Zerin Tasnimvà nnk,các tác giả đã ứng dụng phương pháp GALDIT với 6 nhân tố để đánh giá khả năng bị tổ thương do xâm nhập mặn cho vùng nam Florida Kết quả của nghiên cứu chỉ ra rằng, vùng đông nam khu vực nghiên cứu có nguy cơ xâm nhập mặn lớn nhất [12]

1.2 Trong nước

Các nghiên cứu trong nước về xâm nhập mặn và tác động của nó gần đây đang được nghiên cứu ngày càng nhiều với các quy mô khác nhau

Phương pháp nghiên cứu chủ yếu là phương pháp mô hình số dự án “Đánh giá tác động của biến đổi khí hậu đến tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng sông Cửu Long, đề xuất các giải pháp ứng phó” do Liên đoàn quy hoạch và điều tra tài nguyên nước Miền Nam thực hiện, tập thể tác giả đã sử dụng mô hình MT3DMS trong GMS đánh giá tác động của BĐKH Kết quả tính toán mô hình đã chỉ ra BĐKH làm tăng diện tích chứa nước dưới đất mặn: đến cuối năm 2100 diện tích chứa nước dưới đất mặn của các tầng chứa nước qp3, qp2-3, qp1, n2 , n2 và n1 đều tăng [13]

Trong dự án “Phát triển và thực hiện các giải pháp thích ứng với biển đổi khí hậu khu vực ven biển Việt nam” của trung tâm Cảnh báo và dự báo tài nguyên nước kết hợp với Cục địa chất Phần Lan (GTK) Tập thể tác giả sử dụng các mô hình AVI

và GALDIT để đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn của nước biển do BĐKH và NBD cho các tầng chứa nước trầm tích khu vực ven biển của Hậu Lộc, Thanh Hóa Kết quả đánh giá đã chỉ ra các nguy cơ xâm nhập mặn theo các phương án tính toán khác nhau Dưới tác động BĐKH và NBD làm gia tăng nguy cơ xâm nhập mặn, xuất hiện những vùng bị nhiễm mặn mới [14]

Gần đây trong các luận văn thạc sỹ nhiều học viên cũng tiếp cận với các phương pháp để đánh giá ảnh hưởng BĐKH đến tài nguyên nước dưới đất Trong luận văn của mình, Trần Kiều Duy đã sử dụng mô hình SEAWAT và phương pháp Strack

để đánh giá sự dịch chuyển của ranh giới mặn nhạt có tính đến ảnh hưởng của BĐKH Kết quả tính toán bằng phương pháp mô hình cho thấy sự biến động nước nhạt trong tầng chứa nước Pleistocen giữa trên, cụ thể ranh giới mặn nhạt của tầng chứa nước này

có xu thế dịch chuyển và lan rộng do ảnh hưởng của khai thác [15]

Tóm lại: Trên thế giới nghiên cứu quá trình xâm nhập mặn có ảnh hưởng của

BĐKH đã được nghiên cứu nhiều những năm gần đây với cả phương pháp mô hình và phương pháp giải tích Tuy nhiên, ở nước ta các nghiên cứu xâm nhập mặn cho các vùng ven biển còn hạn chế và thông thường trong các báo cáo đánh giá tài nguyên nước dưới đất mới chủ yếu sử dụng phương pháp mô hình số để giải quyết bài toán này

2 Tổng quan về các phương pháp đánh giá tính tổn thương của các tầng chứa nước

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá tính tổn thương của nước dưới đất, như phương pháp GOD, DRASTIC, AVI, EPIK, GALDIT, Hölting Dưới đây là một vài phương pháp được sử dụng phổ biến hiện nay

Mỗi một phương pháp đều xuất phát dựa trên cơ sở xem xét khả năng áp dụng, đặc thù vùng nghiên cứu và mức độ sử dụng của chúng Tuy nhiên, hệ thống lại có thể thấy các phương pháp đang được sử dụng phổ biến trên thế giới như sau:

Phương pháp DRASTIC, GOD được sử dụng rộng rãi ở Mỹ và gần 20 nước trên thế giới

Phương pháp AVI được sử dụng ở Phần Lan, Canada và một số nước châu Âu Phương pháp GALDIT được sử dụng ở Bồ Đào Nha, Phần Lan và một số nước châu Âu

2.1 Phương pháp GOD

Tên gọi của phương pháp GOD được ghép từ 3 chữ cái có ý nghĩa như sau:

G- Groundwater hydraulic confinement: tính chất thủy lực của tầng chứa nước;

O - Overlaying strata: thành phần lớp phủ;

D - Depth to groundwater table: độ sâu tới mực nước dưới đất

Chỉ số GOD được đánh giá bởi tích số = G*O*D

Chỉ số GOD được xác định như sau

“G” - Tính chất thủy lực của tầng chứa nước

Tầng chứa nước có thể là tầng chứa nước có áp hoặc không áp (có mặt thoáng

tự do) Một tầng chứa nước có áp có mái gần như cách nước ở phía trên và mực nước luôn cao hơn đáy mái cách nước, nên trong tầng chứa nước có áp, các chất ô nhiễm không dễ dàng xâm nhập vào tầng chứa nước Trong tầng chứa nước không áp thì trái lại Chính vì thế thông tin về đặc tính thủy lực của tầng chứa nước tại vùng khoanh định đới bảo vệ là hết sức quan trọng Chất bẩn xâm nhập vào tầng chứa nước không

áp dễ dàng hơn vào tầng chứa nước có áp (từ 0 đến 1,0)

Nếu không xác định được rõ có áp hay không có áp, phương pháp GOD đề xuất

sử dụng giá trị “G” trong trường hợp tầng chứa nước “bán áp” (=0,40)

“O” - Thành phần lớp phủ

Tốc độ thẩm thấu của nước mặt qua lớp phủ vào tầng chứa nước phụ thuộc chủ yếu vào thành phần vật chất, độ hạt của lớp phủ Ví dụ một tầng chứa nước có lớp phủ

là sét dày 10m, thì theo hướng dẫn này diện tích đới bảo vệ có thể thu hẹp hơn nhiều

so với trường hợp khác Tầng chứa nước được che chắn càng tốt thì chỉ số ”O” lấy càng nhỏ

Các tầng chứa nước nứt nẻ trong đới phá hủy kiến tạo hoặc trong các thành tạo

đá vôi karst rất dễ bị tổn thương, đặc biệt khi không có lớp phủ Chất ô nhiễm có thể thẩm thấu gần như trực tiếp vào tầng chứa nước theo khe nứt, di chuyển nhanh và hầu như không được rửa lọc Do vậy khi thiết kế đới bảo vệ nằm trong vùng đá nứt nẻ - karst, chỉ số “O” thường lấy giá trị cao (từ 0,8-1,0)

“D” - Độ sâu tới mực nước dưới đất

Trong phương pháp GOD, độ sâu từ mặt đất tới mực nước dưới đất là chỉ số quan trọng, phản ánh thời gian thẩm thấu trong lớp phủ phía trên (đới không bão hòa),

tạo điều kiện lưu giữ hoặc lọc các tạp chất Chiều sâu càng lớn thì chỉ số ”D” càng

nhỏ

Trong tầng chứa không áp, độ sâu mực nước được xác định bằng khoảng cách

từ mặt đất tới mực nước dưới đất, còn trong tầng chứa có áp, khoảng cách này được tính từ mặt đất đến mực nước dâng lên trong lỗ khoan

Việc tính toán chỉ số GOD đưa ra giá trị về mức độ rủi ro tiềm tàng (hay tính dễ tổn thương) của nước dưới đất tại vị trí tính toán Lưu ý là “mức độ tổn thương” tỷ lệ nghịch với “mức độ tự bảo vệ” Dưới đây là bảng phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp GOD:

Hình 1.2 Phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp GOD

Mức độ tổn thương của tầng chứa nước được phân ra 5 cấp

- Rất cao: bị tổn thương bởi hầu hết các chất ô nhiễm với tác động tương đối nhanh trong các kịch bản đánh giá ô nhiễm (mức độ tự bảo vệ - rất thấp)

- Trung bình: bị tổn thương bởi một số chất ô nhiễm khi được xả liên tục vào nguồn nước (mức độ tự bảo vệ - trung bình)

- Thấp: chỉ bị tổn thương bởi những chất ô nhiễm không phân hủy được xả liên tục vào nguồn nước trong thời gian dài và trên diện rộng (mức độ tự bảo vệ - cao)

- Rất thấp: có lớp phủ thấm nước yếu, nước dưới đất vận động chậm (mức độ tự bảo vệ - rất cao)

Ưu nhược điểm của phương pháp: phương pháp GOD là một phương pháp đơn

giản và có hệ thống, được sử dụng như là phương pháp thăm dò xác định khả năng bị tổn thương nước dưới đất GOD không đi vào xem xét về mặt chất lượng nước cũng như các chất gây ô nhiễm [16]

2.2 Phương pháp DRASTIC

Đây là phương pháp đánh giá khả năng dễ bị ô nhiễm của các tầng chứa nước thứ nhất tính từ mặt đất, là một trong số các phương pháp đề cập đến nhiều nhân tố nhất, các chỉ tiêu rõ ràng nhất và đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều nước như Mỹ, Úc, Thuỵ Điển Phương pháp DRASTIC có tên được ghép từ 7 chữ cái đầu tiên của 7 nhân tố được dùng để đánh giá khả năng nhiễm bẩn, đó là:

D - Depth: chiều sâu tới tầng chứa nước, tính từ mặt đất đến mái;

R - Recharge: lượng bổ cập chính hàng năm cho nước dưới đất;

A - Aquifer: thành phần đất đá của tầng chứa nước;

S - Soil: thành phần đất đá của lớp phủ;

T - Topography: độ dốc địa hình mặt đất;

I - Impact of vadose zone: ảnh hưởng của đới thông khí;

C - Conductivity: tính thấm của tầng chứa nước;

Độ nhạy cảm của tầng chứa nước đối với ô nhiễm được đánh giá như một tổng

số (gọi là Chỉ số DRASTIC), tuỳ theo vai trò của từng nhân tố đối với nhiễm bẩn mà chia ra 5 mức độ quan trọng của các nhân tố ảnh hưởng khác nhau: đóng vai trò quan trọng nhất trong việc gây ra nhiễm bẩn được cho điểm 5 (như nhân tố D và I) còn kém quan trọng nhất thì cho điểm 1 (nhân tố T) Chỉ số DRASTIC được xác định như sau:

IDR = 5D + 4R + 2A + 2S + 2T + 5I +3C

Trong đó: D, R, A, S, T, I, C là số điểm đánh giá cho từng nhân tố

Bảng 1.1 Phân chia mức độ tổn thương nước dưới đất theo phương pháp DRASTIC

Ưu điểm của phương pháp: đây là phương pháp được nhiều nước sử dụng vì ít

tốn kém, trực tiếp và các số liệu điều tra thường sẵn có hoặc đã được đánh giá Các sản phẩm dễ đọc và dễ sử dụng đối với các nhà xây dựng kế hoạch, chính sách

Nhược điểm của phương pháp: phương pháp này chưa xét tới các tầng chứa

nước khe nứt và tầm quan trọng của các hệ số đưa ra chưa có cơ sở khoa học chắc chắn [17]

2.3 Phương pháp AVI

Để minh họa sự phân bố các đặc tính của tầng chứa nước, sử dụng một số bản

đồ đẳng, như bản đồ đẳng độ sâu mực nước ngầm, bản đồ đẳng bề dày các đơn vị thạch học của tầng chứa nước Tuy nhiên, do điều kiện sử dụng thực tế, người ta muốn định lượng khả năng tổn thương bởi một tham số duy nhất Mô phỏng thấm của nước

từ bề mặt xuống tới tầng chứa nước (hình 1.3)

Phương pháp này định lượng khả năng tổn thương của nước dưới đất bởi thời gian ngấm theo phương thẳng đứng của dòng chảy nước dưới đất qua lớp bảo vệ Thời gian ngấm C được xác định bằng công thức:





i

i i

K

d C

di – bề dày lớp bảo vệ (m)

Ki – hệ số thấm thủy lực của lớp bảo vệ (m/s)

Sau khi tính toán được đại lượng C, hoặc log(C) xác định được khả năng tổn thương của tầng chứa nước theo bảng sau:

Bảng 1.2 Bảng mối quan hệ giữa thời gian ngấm C và khả năng tổn thương

của tầng chứa nước

Hình 1.3 Mô phỏng thời gian ngấm từ bề mặt xuống tới tầng chứa nước

Ưu điểm phương pháp:

- Phương pháp AVI là một phương pháp đơn giản dựa trên hai nhân tố là hệ số thấm của các lớp đất đá và bề dày của mỗi lớp để đánh giá tính tổn thương cho mỗi tầng chứa nước

- Đây là một phương pháp cần ít số liệu, có thể đưa ra những đánh giá nhanh

về mức độ tổn thương của tầng chứa nước và đã được áp dụng nhiều nơi trên thế giới

Nhược điểm của phương pháp:

- Các nhân tố sử dụng tính toán trong AVI là giá trị trung bình

- Các nhân tố được chọn thường được dựa vào thành phần thạch học

- Tầng chứa nước trên cùng thường được coi là đông nhất, không xét đến các lớp thấm nước yếu xen kẹp nhau

- Khoảng giá trị phân loại mức độ tổn thương không cố định, tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể [18]

2.4 Phương pháp GALDIT

Phương pháp GALDIT là một trong các phương pháp xác định chỉ số đánh giá mức độ dễ bị tổn thương của tầng chứa nước ven biển đối với xâm nhập mặn GALDIT được cấu tạo từ những chữ cái đầu tiên của nhóm các nhân tố ảnh hưởng đến kiểm soát quá trình xâm nhập mặn được giả định bởi Lobo-Ferreira (2007), với các thành phần:

+ G - (Groundwater Occurrence or Aquifer Type): Loại tầng chứa nước;

+ A - (Aquifer Hydraulic Conductivity): Hệ số thấm của tầng chứa nước;

+ L - (Height of Groundwater Level above Sea Level): Cốt cao mực nước dưới đất;

+ D - (Distance from the Shore): Khoảng cách từ đường bờ biển đến vị trí nghiên cứu;

+ I - (Impact of existing status of Sea Water Intrusion): Hiện trạng ảnh hưởng của xâm nhập mặn;

+ T - (Thickness of Aquifer): Chiều dày tầng chứa nước;

Mỗi nhân tố được đánh giá dựa vào tính chất của chúng và mức độ nhạy cảm với sự tác động của xâm nhập mặn của nước biển, các nhân tố được đánh giá theo điểm từ 2.5 (mức độ tổn thương thấp nhất), 5, 7.5, 10 (mức độ tổn thương cao nhất) Tùy theo mức độ quan trọng các nhân tố sẽ được nhân với các trọng số Giá trị của các trọng số này được xác định từ 1 (nhân tố ít quan trọng nhất) tới 4 (nhân tố quan trọng nhất) Chỉ số tổn thương cuối cùng GALDIT là tổng điểm số của 6 nhân tố trên và được xác định theo công thức:

W1, W2, …, W6: Lần lượt là trọng số của các nhân tố

G, A, L, D, I, T: Lần lượt là điểm số tương ứng cho từng nhân tố

Chỉ số tổn thương cuối cùng GALDIT có giá trị biến đổi từ 2.5 đến 10 và được

tầng chứa nước do tác động xâm nhập mặn của nước biển càng cao Đánh giá mức độ tổn thương và trọng số của các nhân tố được sử dụng trong phương pháp GALDIT được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1.2 Các nhân tố GALDITvà trọng số trong nghiên cứu của Lobo-Ferreira

Điểm Loại tầng chứa nước Hệ số thấm tầng chứa mực nước Cốt cao Khoảng cách tới Hiện trạng ảnh hưởng của xâm nhập mặn Bề dày tầng chứa nước

nước (m d -1 ) (m)

bờ biển (m)

Cl - / [HCO 3

-+ CO 32-] a

EC (µS cm -1 )

Cl (mg l -1 )

(đới bão hòa) (m)

10 Tầng chứa

nước có áp > 40 < 1 < 500 > 2 > 1,000 > 200 > 10 7.5 Tầng chứa

2011 Nồng độ Cl trong nước ngầm thường được phân ra < 50, 50-100, 100-200, và >

200 mg l-1 tương ứng với các điểm số đánh giá 2.5, 5, 7.5, 10 Theo báo cáo của Mäkinen (2008) dựa vào vị và các đặc tính gây ăn mòn, nồng độ Cl trong nước ngầm nên <25 mg l-1 để ngăn ngừa sự ăn mòn vật liệu làm ống dẫn Bên cạnh đó, Bộ xã hội

và y tế Phần Lan khuyến cáo nồng độ Cl trong nước uống nên <100 mg l-1 sẽ tốt cho con người Do đó, trong bảng 1 chúng tôi sử dụng nồng độ Cl trong nước ngầm là 25

mg l-1 (thay vì 50 mg l-1) được sử dụng làm ngưỡng tối thiểu của việc phân loại đánh giá [6],[7]

2.5 Các phương pháp đã áp dụng ở Việt Nam

Tại Việt Nam, các công trìnhnghiên cứu đã áp dụng các phương pháp đánh giá mức độ dễ tổn thương do XNM đã được nghiên cứu và áp dụng trên thế giới để áp dụng đánh giá cho một vùng cụ thể tại Việt Nam Một số chuyên gia và nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp DRASTIC để đánh giá cho tầng chứa nước Holocen được thực hiện trong các đề tài như sau:

- Trường đại học mỏ địa chất: Đề tài dự báo khai thác bền vững nguồn nước ngầm thành phố Đà Nẵng trên cơ sở điều tra chất lượng, trữ lượng , hiện trạng ô nhiễm

và khả năng tự bảo vệ nước đưới dất, năm 2006

- Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế, năm 2006 của Nguyễn Đình Tiến, Hoàng Ngô Từ Do: Đánh giá độ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất ở thành phố Huế

và vùng phụ cận

- Bùi Trần Vượng, Ngô Đức Chân, Nguyễn Xuân Nhạ, Phạm Văn Hùng, Nguyễn Thị Hường, 2004: Xây dựng bản đồ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất tỉnh Đồng Nai Báo cáo HTKH nghiên cứu cơ bản trong lĩnh vực các KHTĐ phục vụ phát

triển bền vững KT-XH khu vực Nam Bộ TP Hồ Chí Minh, tr 357 - 366

Phương pháp GOG đã được Đoàn Văn Cánh và các cộng sự sử dụng trong đề tài “Nghiên cứu đề xuất các tiêu chí và phân vùng khai thác bền vững, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất vùng đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng Nam Bộ” năm 2015 [19]

2.6 Đánh giá, nhận xét, lựa chọn phương pháp

Tóm lại, trên thế giới hiện nay đã có nhiều phương pháp đánh giá mức độ tổn thương cho các tầng chứa nước Tuy nhiên, phương pháp phù hợp nhất để đánh giá mức độ tổn thương do xâm nhập mặn là phương pháp GALDIT với các nhân tố liên quan nhiều nhất đến hoạt động xâm nhập mặn của nước biển vào các tầng chứa nước ven biển Vì vậy, phương pháp GALDIT đã được sử dụng trong luận văn này để đánh giá mức độ dễ bị tổn thương do xâm nhập mặn của các tầng chứa bở rời Đệ Tứ nước ven Ninh Thuận

3 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

3.1 Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội

3.1.1.Vị trí địa lý

Ninh Thuận là một tỉnh ven biển thuộc vùng Duyên hải Nam Trung Bộ của Việt Namđược giới hạn từ vĩ tuyến 11o18'28" đến vĩ tuyến 11o50'52" (vĩ Bắc); Từ kinh tuyến 108o45'19" (kinh đông) đến sát bờ biển Đông (xem hình 1.4)

Nghiên cứu này tập trung vào khu vực ven biển của Ninh Thuận bao gồm các xã:Xã Bắc Sơn, Bắc Phong, Công Hải thuộc huyện Thuận Bắc; xã Vĩnh Hải, Nhơn Hải, Tri Hải, Phương Hải, Hộ Hải, Tân Hải và thị trấn Ninh Hải thuộc huyện Ninh Hải; Xã Văn Hải, Mỹ Hải, phường Mỹ Đông và Đông Hải thuộc thị xã Phan Rang-Tháp Chàm; Xã An Hải, Phước Diêm, Phước Dinh, Phước Sơn, Phước Nam, Nhị Hà, Phước Hữu, Phước Hậu thuộc huyện Ninh Phước, và một số xã thuộc huyện Ninh Sơn

Hình 1.4.Sơ đồ khu vực nghiên cứu [20]

3.1.2 Địa hình địa mạo

Tỉnh Ninh Thuận được bao bọc bởi ba mặt là núi và một mặt là biển Phía Tây, phía Bắc và Đông Bắc là vùng núi Ở giữa và ven biển là các đồng bằng chuyển tiếp thấp dần từ Bắc và Tây Bắc xuống Đông Nam Phía Bắc và phía Tây thuộc huyện Bác

Ái và Ninh Sơn là những nơi có địa hình cao nhất toàn tỉnh Địa hình của tỉnh Ninh Thuận có 3 dạng chủ yếu sau:

Địa hình đồi núi thấp

Là địa hình chuyển tiếp giữa đồi núi thấp trung bình xuống đồng bằng ven biển, gồm đồi gò bán sơn địa, độ cao tuyệt đối từ 50 - 400m, khoảng 480km2 Đặc điểm các đồi gò là đỉnh tròn, sườn thoải, núi thấp xen kẽ với thung lũng sông suối nhỏ và nghiêng dần ra biển

Địa hình đồng bằng và cồn cát ven biển

Độ cao tuyệt đối dưới 50m, là phần còn lại Gồm có đồng bằng Phan Rang vàcồn cát ven biển phân bố dọc theo bờ biển và các vũng vịnh ven bờ thuộc địa phận các xã ven biển của huyện Ninh Hải, Ninh Phước Đặc điểm của địa hình này là bằng phẳng, giao thông thuận tiện Thành phần các tích tụ tạo nên đồng bằng và cồn cát ven biển chủ yếu là trầm tích Đệ Tứ, rất đa dạng về nguồn gốc và thành phần vật chất

3.1.3 Mạng thủy văn

Khu vực nghiên cứu có nguồn nước mặt hạn chế, lượng mưa ít, lượng bốc hơi lớn Điều tiết nguồn nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng đối với phát triển nông nghiệp và các ngành kinh tế khác

Sông suối trong địa bàn khá phát triển và phân bố tương đối đồng đều Đặc điểm chung là các sông, suối đều bắt nguồn từ phía Đông dãy Trường Sơn, chảy theo hướng Đông rồi đổ ra biển Đông Nhìn chung các sông thường ngắn, độ dốc lưu vực 7 - 15o Tuy hệ thống sông suối ở Ninh Thuận tương đối nhiều, nhưng phần lớn sông có lưu vực nhỏ, lòng sông hẹp, ngắn, nguồn nước không dồi dào, nhiều sông suối không

có nước vào mùa khô

- Hệ thống sông Cái Phan Rang

Sông Cái Phan Rang còn gọi là sông Cái, sông Kinh Dinh hay sông Dinh nếu tính cả phụ lưu các sông nhánh là các sông Mê Lam, sông Sắt, sông Ông, sông Chá, sông Lu và sông Quao thì hệ thống sông Cái Phan Rang có tổng chiều dài 246 km, diện tích lưu vực khoảng 3.000 km2, với trữ năng thủy điện trên hệ thống sông Cái khoảng 20 nghìn KW

Sông Cái Phan Rang bắt nguồn từ các dãy núi Som Gung, núi Già Lục phía Bắc tỉnh, thuộc địa phận huyện Bác Ái, tiếp giáp với Khánh Hòa Sông chảy theo hướng Bắc - Nam, uốn lượn quanh co qua núi Hòn Rịa và xã Phước Bình chảy theo hướng Tây Nam qua Phước Bình tiếp tục chảy theo hướng Bắc - Nam qua các xã Phước Hòa (huyện Bác Ái), Quảng Sơn, Mỹ Sơn, Nhơn Sơn đến xã Phước Vinh (huyện Ninh Sơn) đổi hướng chảy Tây Bắc - Đông Nam qua các xã Phước Sơn, Phước Hải, Phước Thuận (Ninh Phước), Mỹ Hải (Phan Rang), An Hải (Ninh Phước) rồi đổ ra biển Đông ở cửa Đông Hải

Chế độ dòng chảy của sông Cái phân phối theo hai mùa rõ rệt Lưu lượng mùa kiệt chỉ đạt 3,35 m3/s Vào cuối mùa khô, sông Cái nhiều nơi trơ lòng, trơ đáy và nhiều đoạn, đặc biệt là ở hạ lưu, nước không chảy Ngoài ra, sông Cái còn bị chi phối mạnh

mẽ bởi chế độ xả nước của Nhà máy thủy điện Đa Nhim

Lưu vực sông Cái có hai mùa lũ là lũ chính vụ từ tháng 9 đến 11, và lũ phụ từ tháng 6 đến tháng 7 Phân phối dòng chảy trong năm theo phân phối đại biểu trung bình và tổ hợp bất lợi với tần suất 75 % của lưu vực sông Cái tại trạm Tân Mỹ (tính cả lượng nước của Đa Nhim)

Dòng chảy mùa cạn là đặc trưng hết sức quan trọng đối với lưu vực sông Cái, đặc biệt là vùng hạ lưu có lượng mưa nhỏ nhất nước

Khu vực cửa sông Cái nước bị nhiễm mặn Đoạn từ xã Nhơn Sơn lên phía thượng lưu có tổng khoáng hóa thấp, có thể sử dụng cho ăn uống, sinh hoạt Vào mùa khô, nước trung tính, pH dao động từ 7,17 đến 8,08 Hàm lượng Clo trong nước thấp, dao động trong khoảng 7 đến trên 30 mg/l Loại hình hóa học của nước chủ yếu là nước hỗn hợp bicarbonat - natri - calci, bicarbonat - clorur - natri - calci và bicarbonat

- natri Đoạn chảy qua các xã Phước Hòa, Quảng Sơn, Mỹ Sơn, Nhơn Sơn sông có mức độ uốn khúc lớn, xâm thực bờ xảy ra khá phổ biến và tương đối mạnh

- Hệ thống các sông độc lập

Hệ thống các sông độc lậptrong đó đáng chú ý là các sông:

- Sông Bà Râu phát nguồn ở độ cao 200 m, chảy ra cửa Ninh Chữ Các đặc trưng hình thái chính của lưu vực là: diện tích lưu vực 250 km2, độ dài sông chính 26 km, độ dài lưu vực 16 km, độ rộng bình quân 5,6 km

- Sông Trâu, ở phía bắc Ninh Hải, diện tích lưu vực khoảng 66 km2, chảy từ hồ Sông Trâu (xã Công Hải) ra suối Dâu rồi đổ ra biển tại vịnh Cam Ranh

- Sông Quán Thẻ (Suối Tre) bắt nguồn từ dãy núi Tà Lan, đổ ra eo biển Cà Ná Sông có diện tích lưu vực khoảng 79 km2, độ dài sông chính 11 km, độ dài lưu vực 10,8 km, độ cao bình quân lưu vực 201,7m Lưu vực sông này cũng thuộc vùng mưa

bé nên lượng nước ít

Còn lại một số sông suối nhỏ khác thường ngắn và dốc đổ thẳng ra biển Mùa khô hầu hết các sông suối nhỏ này thường cạn kiệt

- Hệ thống thủy lợi

Hệ thống thủy lợi Kênh Bắc và Kênh Nam lấy nước từ đập Nha Trinh trên sông Dinh Đây là hệ thống thủy lợi rất hiệu quả đối với sản xuất nông nghiệp cũng như việc bổ cập trữ lượng cho nước dưới đất

Ngoài ra, khu vực nghiên cứu có một hệ thống kênh mương nội đồng rộng khắp các đồng bằng lớn nhỏ, đặc biệt là ở khu vực miền núi và vùng sâu, vùng xa Các hệ thống kênh mương này đón nước thủy lợi từ các đập dâng, hồ chứa và nước điều tiết của nhà máy thủy điện Đa Nhim

-Các hồ

Khu vực nghiên cứu có hồ tự nhiên lớn là đầm Nại, song đây lại là hồ nước mặn

có chế độ thủy triều của biển Đông (chế độ nhật triều)

Khu vực nghiên cứu có khoảng 12 hồ nước ngọt lớn, điển hình là các hồ: Sông Trâu, Cho Mo, Phước Trung, Bàu Zôn, Suối Lớn, Bầu Ngư, Phước Nhơn, Sông Cái, Tân Mỹ, Thành Sơn, Ông Kinh (bảng 1.3)

Bảng1.3.Thống kê các hồ nước ngọt [20]

Diện tích lưu vực (km2)

Dung tích (106m3)

Ghi chú

Nhìn chung, do tổng lượng dòng chảy thấp và hệ thống đầm hồ nghèo nàn nên càngvề gần cuối mùa khô thì hầu hết các sông suối trong vùng đều cạn kiệt, các sông lớn lượng dòng chảy suy giảm mạnhvà các hồ đều ở dưới mực nước chết Ngoài ra, sông Cái Phan Rang, con sông lớn nhất vùng, lại chịu ảnh hưởng trực tiếp của chế độ điều tiết bởi Nhà máy thủy điện Đa Nhim Thủy điện Đa Nhim cung cấp mỗi năm hơn

550 triệu m3 nước phục vụ tưới tiêu cho hơn 20.000 ha canh tác của tỉnh Ninh Thuận

3.1.4 Đường bờ biển

Bờ biển Ninh Thuận dài 105 km với vùng lãnh hải rộng khoảng 18.000 km2 có 3 cửa biển lớn là Đông Hải, Cà Ná và Khánh Hải Bờ biển Phan Rang có đường bờ cân bằng động không ổn định Về lâu dài, đường bờ ở Ninh Thuận sẽ có khuynh hướng xói

lở không phải chỉ ở phía bãi trên mà còn ở phía bãi dưới

Chế độ thủy triều của biển Ninh Thuận là chế độ nhật triều không đều với số ngày nhật triều trong tháng chiếm 12 - 16 ngày Những ngày triều cường biên độ triều

Ngoài khơi biển Đông của khu vực Ninh Thuận có hai dòng hải lưu đối ngược nhau di chuyển gần bờ qua vùng biển này Trong đó có một dòng nóng di chuyển từ phía Nam và một dòng lạnh từ phía Bắc xuống Vị trí của hai dòng này đã quyết định khá lớn đến chi phối mưa từ biển vào Ninh Thuận Dòng biển lạnh di chuyển gần bờ, trong khi đó dòng biển nóng di chuyển ở ngoài, làm cản trở quá trình tạo mưa cho khu vực đất liền

Do ảnh hưởng của triều dẫn đến sự xâm nhập của nước biển vào tầng chứa nước nên ven biển Ninh Thuận nước dưới đất thường bị nhiễm mặn Những vùng thấp, trũng gần cửa biển sự xâm nhập mặn diễn ra thường xuyên với cường độ mạnh mẽ hơn Phần lớn diện tích của đồng bằng Phan Rang - Tháp Chàm, nước dưới đất bị nhiễm mặn, trừ nước tồn tại trong các dải cồn cát cao ven biển Tổng khoáng hóa của nước tăng dần từ rìa đồng bằng ra vùng cửa sông ven biển

Ngoài ra, khu vực từ vịnh Phan Rang có hiện tượng nước trồi xẩy ra Nguyên nhân nước trồi chính là do quá trình bù trừ trực tiếp theo chiều đứng, nước từ dưới sâu trồi lên lấp chỗ trống của lớp nước bên trên bị vận chuyển ra nơi khác theo hướng dọc

bờ và tách bờ Hiện tượng này là một trong những nguyên nhân làm cho khu vực này

ít mưa, khô hạn kéo dài

3.1.5 Khí hậu

Khu vực nghiên cứu có khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình với đặc trưng khô nóng, gió nhiều, bốc hơi mạnh,nhiệt độ trung bình từ năm 2002 đến năm 2011 dao động 24,7-29,10C (cao hơn nơi khác 1-2oC) Độ ẩm không khí từ 73,2 - 77,7 % Tổng lượng bốc hơi trung bình năm tại Phan Rang lên tới 2181mm/năm (2005), lượng mưa trung bình thời gian cùng kỳ là 1164 mm/năm; bằng 53 % lượng bốc hơi.Bảng 1.4, 1.5, 1.6, 1.7 tổng hợp số liệu lượng mưa, nhiệt độ, bốc hơi, và độ ẩm trung bình tháng qua các năm 2002-2011 tại Ninh Thuận từ số liệu quan trắc của trạm thủy văn Phan Rang-Tháp Chàm.Mùa mưa thường bắt đầu vào khoảng tháng 9 và kết thúc vào cuối tháng 12 Mưa tập trung vào các tháng 9, 10 và 11, chiếm 40 - 80 % lượng mưa của cả năm Mùa khô từ tháng 1 đến tháng 8 năm sau Lượng mưa biến đổi theo cả không gian và thời gian Về không gian, lượng mưa nhỏ nhất là ở Cà Ná, tăng dần lên phía Bắc, vùng núi có lượng mưa lớn hơn vùng biển Về thời gian, mùa mưa đến muộn dần theo chiều từ Nam ra Bắc

Vùng núi Ninh Thuận có lượng mưa khá lớn, địa hình dốc, rừng bị phá, sông lại nhiều đập dâng tạo điều kiện thuận lợi gây ra lũ quét, trong khi đó, đồng bằng Ninh Thuận lại là vùng bị khô hạn nhất trong cả nước Lượng bốc hơi lớn hơn lượng mưalà nguyên nhân gây ra hoang mạc ở Ninh Thuận (xem hình 1.5) Sự biến thiên lượng mưa và dòng chảy trên mặt đã gây ảnh hưởng trực tiếp đến nước dưới đất Mực nước

ngầm dao động theo mùa rất rõ rệt Sự khan hiếm nước trên mặt trong suốt mùa khô đã tạo điều kiện cho xâm nhập mặn rất sâu vào đất liền theo các dòng sông và các tầng chứa nước nằm ven biển

Thống kê trong 100 năm (1891-1990) có 47 cơn bão đổ bộ vào khu vực từ Phú Yên trở vào, trung bình mỗi năm chưa đến 0,5 cơn Song đáng chú ý nhất là trong ba thập kỷ gần đây tần số bão xuất hiện tăng lên rõ rệt Có năm tới 2 cơn (1968), có 3 cơn (1985) và nhiều năm không có cơn bão nào

Bảng 1.4.Lượng mưa trung bình tại Phan Rang [20]

Bảng 1.6 Bốc hơi trung bình tại Phan Rang [20]

Bảng 1.8 Giá trị trung bình các yếu tố khí tượng tại trạm Phan Rang [20]

Số liệu từ năm 2002 đến 2011

mưa (mm)

Tổng lượng bốc hơi (mm)

Độ ẩm trung bình

(%)

Nhiệt độ trung bình (oC)

3.1.7 Đặc điểm giao thông, kinh tế, dân cư

a Giao thông

Các xã ven biển tỉnh Ninh Thuận có điều kiện giao thông khá thuận lợi Đường

bộ có QL1A chạy qua (xã Công Hải, Bắc Phong, Tân Hải, Hộ Hải, An Hải và Phước Diêm), ngoài ra còn các đường liên huyện, liên xã, liên thôn, các đường này đều được tráng nhựa hoặc trải đá cấp phối nên đi lại rất thuận tiện Giao thông đường sắt khá thuận tiện, vùng nghiên cứu rất gần ga Tháp Chàm, ga Cà Ná trên tuyến đường sắt xuyên Việt Về đường thủy, trong khu vực nghiên cứu có các cảng cá Đông Hải và Cà

Ná, nơi đây tàu thuyền đánh cá ra vào tấp nập Ngoài ra, ở Cảng Cà Ná còn là nơi các tàu thuyền đến để chuyên chở muối và thủy hải sản đi các nơi trong và ngoài nước

b Kinh tế

Ninh Thuận với nhiều lợi thế phát triển kinh tế do có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú và đa dạng, Tuy vậy, kinh tế phát triển rất không đồng đều giữa các vùng miền

Tài nguyên biển:

Ninh Thuận là một trong bốn ngư trường lớn nhất của Việt Nam Với vùng lãnh hải rộng 18.000 km², có khoảng 500 loài hải sản, cho phép khai thác mỗi năm 5 - 6 vạn tấn Ngoài ra, còn có hệ sinh thái san hô phong phú và đa dạng với trên 120 loài và rùa biển đặc biệt quý hiếm chỉ có ở tỉnh Ninh Thuận Ven biển có nhiều đầm vịnh phù hợp phát triển nuôi trồng thủy sản và sản xuất tôm giống là một thế mạnh của ngành thủy sản

Bên cạnh đó, du lịch cũng là thế mạnh của tỉnh với một số bãi biển đẹp hoang sơ như Ninh Chữ - Bình Sơn, Bình Tiên, Cà Ná gắn liền với các công trình văn hoá Chăm

nổi tiếng

Tài nguyên nước mặt

Tổng lượng nước nội địa toàn tỉnh là 2,55 tỉ m3/năm Ngoài ra còn có thêm lượng nước bổ sung từ hồ Đơn Dương xả xuống với Q0 = 16,65 m3/s hay 0,52 tỉ m3/năm Trữ năng thủy điện trên hệ thống sông Cái khoảng 20 nghìn kW

- Hệ thống các sông độc lập ngoài sông Cái Phan Rang, gồm nhiều sông như: sông Trâu, sông Quán Thẻ, suối Bà Râu lượng nước thượng nguồn các sông nhánh của sông Cái Phan Rang thuộc lãnh thổ của các tỉnh lân cận đổ vào là 16,64 m3/s hay 0,52 tỷ m3/năm

Tài nguyên rừng:

Trong 157,3 nghìn ha rừng có 5 nghìn ha là rừng trồng với tỷ lệ che phủ rừng 46,8% và 7.000 ha rừng giàu Trữ lượng gỗ trên 11 triệu m3

Tài nguyên khoáng sản:

Khoáng sản kim loại có Wonfram, Molipđen, thiếc Titan khu vực ven biển với trữ lượng nhiều triệu tấn

Phi kim loại có thạch anh tinh thể, đá granite, cát thủy tinh, sét gốm…

Tiềm năng về bùn khoáng mới được phát hiện ở thôn Suối Đá, xã Lợi Hải, huyện Thuận Bắc Bùn khoáng có chất lượng tốt, không có chứa các chất độc hại, trữ lượng bùn khoáng dự kiến khoảng trên 30.000 tấn

Kinh tế vùng nghiên cứu đặc biệt phát triển các ngành nghề như:

- Đánh bắt hải sản: Nhân dân các xã ven biển tỉnh Ninh Thuận phần lớn sống bằng nghề đánh bắt hải sản, tập trung ở các khu vực ven biển như cảng cá Đông Hải, cảng Cà Ná (xã Phước Diêm), thôn Sơn Hải (xã Phước Dinh), Phú Thọ (phường Đông

Hải) , sản lượng đánh bắt hàng năm khá lớn, năm 2000 đạt 30.831 tấn (theo Quy

hoạch tổng thể phát triển ngành thuỷ sản tỉnh Ninh Thuận giai đoạn 2001-2010, Sở thuỷ sản tỉnh Ninh Thuận)

- Nuôi trồng và chế biến thuỷ hải sản: Chủ yếu là nuôi tôm, sò, rong sụn , chế biến hải sản chủ yếu là làm nước mắm, chế biến cá, tôm khô và đông lạnh (Đông Hải, Nhơn Hải, Tri Hải, Khánh Hải, Phước Diêm )

- Sản xuất nước đá: Để đáp ứng nhu cầu bảo quản và chế biến hải sản, các cơ sở

và xí nghiệp sản xuất nước đá cũng rất phát triển tập trung ở cảng cá Đông Hải, Cà Ná, Sơn Hải, Tri Hải

- Đóng tàu thuyền: Trong vùng có các cơ sở đóng tàu đánh cá, cơ sở sửa chữa tàu thuyền, cơ khí tập trung chủ yếu ở Tri Hải, Đông Hải và Cà Ná

- Khai thác vật liệu xây dựng: Trong vùng các cơ sở sản xuất vật liệu xây dựng chủ yếu là khai thác cát, làm gạch ngói (xã An Hải), đá xây dựng và đá ốp lát (xã Công Hải, Bắc Sơn, Vĩnh Hải, Nhơn Hải, Phước Dinh và Phước Diêm)

- Du lịch, dịch vụ: Trong vùng có nhiều bãi tắm đẹp như Ninh Chữ, Hoàn Cầu,

Cà Ná, Bình Tiên (xã Công Hải), Vĩnh Hy (xã Vĩnh Hải) Tại đây đang được đầu tư

để thu hút khách du lịch với các nhà nghỉ, khách sạn, nhà hàng cùng như các dịch vụ khác Hiện nay cơ sở hạ tầng được cải thiện, giao thông khá thuận lợi nên lượng khách đến tham quan, du lịch ngày càng tăng

- Chăn nuôi, trồng trọt: Cũng rất phát triển với các loại cây, con đặc sản của Ninh Thuận như nho, hành, tỏi, cỏ voi (cho chăn nuôi), bò, dê, cừu

c Dân cư

Dân cư các xã ven biển tỉnh Ninh Thuận chủ yếu là dân tộc Kinh, ngoài ra còn có dân tộc Chăm (Chàm), phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở đồng bằng ven biển dọc các sông và trục lộ giao thông chính Dân số của vùng nghiên cứu (các xã ven biển) khoảng 170.310 người, tập trung ở các thị trấn, các phường xã ven thị xã Phan Rang-Tháp Chàm như thị trấn Khánh Hải, xã Văn Hải, Hộ Hải, Phương Hải, Nhơn Hải, Mỹ Hải, Mỹ Đông, Đông Hải và An Hải Mật độ dân số đông nhất ở phường Mỹ Đông và Đông Hải (4.711 và 7.957người/km2) Các xã Vĩnh Hải, Phước Dinh mật độ dân số thấp nhất (39 và 40 người/km2) [20]

3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn khu vực nghiên cứu

3.2.1 Lịch sử nghiên cứu

Trước năm 1975

Thời Pháp thuộc, nghiên cứu NDĐ vùng Ninh Thuận chỉ được tiến hành trên những quy mô nhỏ, chưa được đầu tư nghiên cứu đầy đủ Dưới chế độ Sài Gòn, Nha cấp thủy nông thôn đã lập được sơ đồ trữ lượng và khả năng cấp nước của miền Nam Việt Nam tỷ lệ 1/1.000.000 Ở Phan Rang, khoảng năm 1933, đã có 3 giếng khoan sâu 8mkhai thác nước trong các tầng trầm tích bở rời Đệ Tứ

Nguồn tài liệu trên tuy hạn chế về quy mô và nội dung, song đã góp phần quan trọng cho định hướng điều tra ĐCTV ở các giai đoạn tiếp theo

Sau năm 1975

Từ sau năm 1975 đến nay đã có nhiều công trình nghiên cứu về ĐCTV Liên đoàn Quy hoạch và Điều tra TNN miền Trung đã tiến hành nghiên cứu, điều tra và lập bản đồ ĐCTV tỷ lệ 1:200.000 trên toàn vùng; lập bản đồ ĐCTV tỷ lệ 1:50.000 và tìm kiếm, thăm dò NDĐ ở nhiều đô thị và các khu kinh tế quan trọng

Những công trình nghiên cứu ĐCTV và điều tra tài nguyên NDĐ ở Ninh Thuận

từ sau năm 1975 đến nay gồm các báo cáo sau:

- Bản đồ ĐCTV Việt Nam tỷ lệ 1:500.000 năm 1983;

- Bản đồ ĐCTV - ĐCCT tỷ lệ 1:200.000, Phan Rang - Nha Trang năm 1988;

- Tìm kiếm NDĐ bằng phương pháp Địa vật lý vùng Phan Rang, năm 1989;

- Nước dưới đất các đồng bằng ven biển Nam Trung Bộ Việt Nam, năm 1997;

- Điều tra địa chất đô thị vùng Phan Rang - Tháp Chàm năm 1999;

- Báo cáo khai thác nước tập trung phục vụ cung cấp nước sinh hoạt cho nhân dân khu vực bị thiếu nước tỉnh Ninh Thuận, năm 2005;

- Điều tra đánh giá tiềm năng khai thác NDĐ phục vụ phát triển kinh tế xã hội vùng cát ven biển tỉnh Bình Thuận, Ninh Thuận, Khánh Hòa, Phú Yênnăm 2007;

- Điều tra, đánh giá NDĐ các vùng đặc biệt thiếu nước sinh hoạt thuộc các tỉnh Ninh Thuận và Bỉnh Thuận năm 2012;

- Báo cáo đề tài NCKH: Nghiên cứu mối quan hệ giữa các tầng, phức hệ chứa nước với tiềm năng tài nguyên nước và đề xuất giải pháp trữ nước và bổ sung nhân tạo nước dưới đất Thí điểm áp dụng cho lưu vực sông Cái (Kinh Dinh) tỉnh Ninh Thuận, năm 2013;

Và một số công trình nghiên cứu khác

Tóm lại, trên địa bàn tỉnh Ninh Thuận đã có nhiều công trình nghiên cứu về tài nguyên NDĐ Các tài liệu tổng hợp và thí nghiệm ĐCTV trong các công trình này khá chính xác và có độ tin cậy cao

3.2.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Đặc điểm ĐCTV vùng nghiên cứu được đánh giá trên cơ sở tổng hợp các nguồn tài liệu đã thu thập được, tài liệu đo vẽ lập bản đồ địa chất thủy văn, cũng như tài liệu các dạng công tác nghiên cứu (đo vẽ ĐCTV, địa vật lý, khoan ĐCTV, hút nước thí nghiệm, phân tích mẫu nước, quan trắc động thái NDĐ,…)

Phân chia mức độ chứa nước của các tầng chứa nước được thể hiện trong bảng dưới đây như sau:

Bảng1.9 Phân chia mức độ chứa nước

lỗ khoan (l/s)

Lưu lượng nguồn lộ (l/s)

Diện phân bố của tầng chứa nước

1 Các tầng chứa nước

Các thành tạo địa chất vùng Ninh Thuận được chia ra 3 tầng chứa nước lỗ hổng,

4 tầng chứa nước khe nứt:

- Các tầng chứa nước lỗ hổng

+ Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Đệ tứ không phân chia (q)

+ Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Holocen (qh)

+ Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen (qp)

- Các tầng chứa nước khe nứt

+ Tầng chứa nước khe nứt phun trào bazan Pleistocen (/qp)

+ Tầng chứa nước khe nứt trầm tích Pliocen trên (n2)

+ Tầng chứa nước khe nứt Creta trên (k2)

+ Tầng chứa nước khe nứt trầm tích Jura giữa (j2)