BỔ SUNG NHÂN tạo CHO nước dưới đất, kết QUẢ mô HÌNH ở TP hồ CHÍ MINH

Nội dung của đồ án gồm 2 phần: phần 1 giới thiệu tổng quan về bổ sung nhân tạo gồm mục đích của bổ sung nhân tạo, đặc điểm các phương pháp bổ sung nhân tạo và các vấn đề cần lưu ý khi bổ sung nhân tạo và phần 2 đánh giá các điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của thành phố Hồ Chí Minh để lựa chọn phương pháp phù hợp. Khu vực Tp.HCM có lượng mưa lớn nhưng lượng thấm bổ sung cho nước dưới đất không lớn do bề mặt hầu như đã bị bê tông hóa lại là điều kiện thuận lợi cho thu gom nước mưa. Trong các phương pháp bổ sung nhân tạo phương pháp ép nước qua lỗ khoan là phương pháp ít yêu cầu diện tích phù hợp với điều kiện diện tích hạn chế ở thành phố. Kết hợp các đặc điểm trên thì giải pháp phù hợp là thu gom nước mưa từ mái nhà bổ sung cho nước dưới đất qua lỗ khoan. Để đánh giá khả năng hấp thụ nước của các tầng chứa, mô hình dòng chảy nước dưới đất đã được sử dụng và cho kết quả khả năng hấp thụ của các tầng chứa là rất lớn. Từ các phân tích và kết quả chạy mô hình có thể nhận định bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất bằng nước mưa ở Tp.HCM là khả thi. 

ĐỒ ÁN

TỔNG QUAN BỔ SUNG NHÂN TẠO CHO

NƯỚC DƯỚI ĐẤT KẾT QUẢ MÔ HÌNH BỔ SUNG NHÂN TẠO CHO NƯỚC DƯỚI ĐẤT BẰNG NƯỚC MƯA Ở

TP HỒ CHÍ MINH

Tóm tắt

Nội dung của tiểu luận gồm 2 phần: phần 1 giới thiệu tổng quan về bổ sung nhân tạo gồm mục đích của bổ sung nhân tạo, đặc điểm các phương pháp bổ sung nhân tạo và các vấn đề cần lưu ý khi bổ sung nhân tạo và phần 2 đánh giá các điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội của thành phố Hồ Chí Minh để lựa chọn phương pháp phù hợp Khu vực Tp.HCM có lượng mưa lớn nhưng lượng thấm bổ sung cho nước dưới đất không lớn do bề mặt hầu như đã bị bê tông hóa lại là điều kiện thuận lợi cho thu gom nước mưa Trong các phương pháp bổ sung nhân tạo phương pháp ép nước qua lỗ khoan

là phương pháp ít yêu cầu diện tích phù hợp với điều kiện diện tích hạn chế ở thành phố Kết hợp các đặc điểm trên thì giải pháp phù hợp là thu gom nước mưa từ mái nhà bổ sung cho nước dưới đất qua lỗ khoan Để đánh giá khả năng hấp thụ nước của các tầng chứa, mô hình dòng chảy nước dưới đất đã được sử dụng và cho kết quả khả năng hấp thụ của các tầng chứa là rất lớn Từ các phân tích và kết quả chạy mô hình

có thể nhận định bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất bằng nước mưa ở Tp.HCM là khả thi

Mục lục

Chương 1: Tổng quan về bổ sung nhân tạo nước dưới đất 8

1.1 Bổ sung nhân tạo nước dưới đất 8

1.2 Mục đích của bổ sung nhân tạo 9

1.3 Các phương pháp bổ sung nhân tạo 10

1.3.1 Thấm trải rộng 10

1.3.2 Điều tiết dòng chảy 13

1.3.3 Ép nước qua lỗ khoan và hầm mỏ 15

1.3.4 Lôi kéo dòng mặt 17

1.4 Nguồn nước bổ sung nhân tạo 18

1.4.1 Các đặc điểm nguồn nước cần lưu ý 18

1.4.2 Các nguồn nước 20

1.5 Thu gom nước mưa bổ sung cho nước dưới đất 23

1.5.1 Thu gom nước mưa ở khu vực đô thị: 23

1.5.2 Thu gom nước mưa ở khu vực nông thôn 25

Chương 2: Đánh giá khả năng bổ sung nhân tạo cho tầng Pleistocen ở khu vực TP.HCM bằng nước mưa 28

2.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 28

2.1.1 Vị trí địa lý : 28

2.1.2 Đặc điểm địa hình 29

2.1.3 Đặc điểm khí hậu 29

2.1.4 Đặc điểm thủy văn 29

2.1.5 Đặc điểm địa chất thủy văn 30

2.1.5.1 Tầng chứa nước Pleistocen trên (qp3) 30

2.1.5.2 Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen giữa - trên (qp2-3) 31

2.1.5.3 Tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen dưới (qp1) 33

2.2 Đánh giá các yếu tố tác động 34

2.2.1 Khí hậu 34

2.2.2 Địa hình và thổ nhưỡng 36

2.2.3 Kết cấu công trình 37

2.2.4 Hiện trạng khai thác 38

2.3 Tính toán lượng nước hấp thụ 40

2.3.1 Tính theo lượng khai thác 40

2.3.2 Tính theo mô hình 40

2.3.2.1 Tính cho tầng pleistocen trên (qp3) 41

2.3.2.2 BSNT cho tầng qp2-3 qua hệ thống lỗ khoan thiết kế trước 42

Kết luận 44

Danh sách các từ viết tắt

Danh mục hình ảnh

Hình 1.1 Bồn thấm đắp bờ (MWR, 2007) 11

Hình 1.2 Bồn thấm khai đào (Gale, 2005) 11

Hình 1.3 Làm lụt có kiểm soát (Asanso, 1985) 12

Hình 1.4 Thấm ngẫu nhiên do tưới (Asanso, 1985) 13

Hình 1.5 Xử lý nước qua tầng chứa (Gale,2005) 13

Hình 1.6 Hệ thống hồ thấm sau đập (Asanso,1985) 14

Hình 1.7 Đập cát (Sinha Ray, 2002) 14

Hình 1.8 Đập thấm xuyên (Gale, 2005) 14

Hình 1.9 Đập ngầm (Gale, 2005) 14

Hình 1.10 Moong khai thác sét biến đổi để bổ sung nhân tạo (Internet) 15

Hình 1.11 Phương pháp ASR 16

Hình 1.12 Phương pháp ASTR 16

Hình 1.13 Thấm qua đụn cát 17

Hình 1.14 Thấm qua đáy sông 17

Hình 1.15 Mô hình thu gom nước mưa từ mái nhà 24

Hình 1.16 Hệ thống lỗ khoan bổ cập 25

Hình 1.17 Hệ thống hố bổ cập 25

Hình 1.18 Các hào kết hợp hố trong khu vực canh tác ( Đoàn Văn Cánh, 2016) 26

Hình 1.19 Mặt cắt hố bổ cập 26

Hình 1.20 Mặt cắt mương bổ cập 27

Hình 2.1 Sơ đồ vị trí nghiên cứu 28

Hình 2.2 Bản đồ mức độ giàu nước và ranh giới mặn tầng qp3 30

Hình 2.3 Bản đồ mức độ giàu nước và ranh giới mặn tầng qp2-3 32

Hình 2.4 Bản đồ mức độ giàu nước và ranh giới mặn tầng qp1 33

Hình 2.5 Bản đồ phân bố mưa Tp.HCM năm 2005 ( Nguồn: Viện khí tượng thủy văn) 35

Hình 2.6 Bản đồ phân vùng lượng nước tiềm năng theo lượng mưa 36

Hình 2.7 Đồ thị chiều sâu mực nước dưới mặt đất trung bình tháng 4 giai đoạn 1999-2009, tầng chứa nước qp1 39

Hình 2.8 Đồ thị chiều sâu mực nước dưới mặt đất trung bình tháng 10 giai đoạn 1999-2009,tầng chứa nước qp1 40

Hình 2.9 Bản đồ mực nước tầng qp3 8/2007 (trái) và sau khi bổ sung nhân tạo (phải) 41

Hình 2.10 Bản đồ mực nước tầng qp2-3 8/2007 (trái) và sau khi bổ sung nhân tạo (phải) 42

Hình 2.11 Bản đồ mực nước của tầng chứa nước qp2-3 a) Hiện trạng mực nước, b) Mực nước sau khi BSNT đến giá trị -6m 43

Hình 2.12 Bản đồ mực nước của tầng chứa nước qp2-3 sau khi BSNT đến giá trị -3,0m (a) và 0,0m(b) 43

Danh mục bảng biểu

Bảng 2-1 Chiều sâu mực nước trung dưới mặt đất trung bình tháng 4 giai đoạn

1999-2009, tầng chứa nước qp1 38Bảng 2-2 Chiều sâu mực nước trung dưới mặt đất trung bình tháng 10 giai đoạn 1999-2009, tầng chứa nước qp1 39Bảng 2-3 Bảng tổng hợp lượng nước tầng pleistocen có thể tiếp nhận trong các trường hợp 42Bảng 2-4 Kết quả tính toán BSNT cho tầng qp2-3 43

Mở đầu

Thành phố Hồ Chí Minh – Một đô thị lớn của Việt Nam luôn giữ vị trí là đầu tàu kinh tế của quốc gia Cùng với sự phát triển đó kéo theo là nhu cầu sử dụng nước phụ vụ sinh hoạt, sản xuất ngày càng tăng Mức độ khai thác nước dưới đất ngày một tăng, tuy nhiên trữ lượng nước là có hạn đồng thời nguồn nước còn chịu ảnh hưởng của ô nhiễm, xâm nhập mặn… đã đặt ra nguy cơ cạn kiệt nguồn nước, sụt lún bề mặt,

… đòi hỏi cần có giải pháp nhằm khai thác và bảo vệ nguồn nước dưới đất một cách hiệu quả, hạn chế các tác động tiêu cực đến môi trường Một trong những giải pháp được quan tâm gần đây là “Bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất” Đề tài “ Đánh giá khả năng bổ sung nhân tạo bằng nước mưa cho tầng chứa nước pleistocen khu vực

Tp Hồ Chí Minh” là bước đầu đặt cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo nhằm áp dụng Bổ sung nhân tạo tại khu vực Tp Hồ Chí Minh

Mục tiêu của đề tài:

- Cung cấp những hiểu biết tổng quan về bổ sung nhân tạo

- Đánh giá khả năng bổ sung nhân tạo cho tầng pleistocen khu vực Tp Hồ Chí Minh

Nội dung:

- Thu thập các tài liệu có liên quan

- Tổng hợp tài liệu đưa ra cái nhìn tổng quan về bổ sung nhân tạo nước dưới đất

- Đánh giá khả năng bổ sung nhân tạo dựa vào các số liệu thu thập

Phương pháp nghiên cứu: Thu thập, tổng hợp, phân tích

Tài nguyên nước dưới đất tại Tp Hồ Chí Minh đã được điều tra đánh giá đầy

đủ nhằm phục vục cho khai thác và bảo vệ nguồn tài nguyên này Gồm nhiều công trình nghiên cứu thuộc các cấp độ khác nhau Đề tài “ Đánh giá khả năng bổ sung nhân tạo bằng nước mưa cho tầng chứa nước pleistocen khu vực Tp Hồ Chí Minh” được nhóm thực hiện dựa trên đề tài “Nghiên cứu bảo vệ và phát triển nguồn nước dưới đất (NDĐ) bằng nguồn nước mưa tại khu vực nội thành Tp Hồ Chí Minh”, ngoài ra một số thông tin hình ảnh cần thiết khác được thu thập từ các bài báo, các luận văn được lưu trữ tại Đại học Bách Khoa, các kỷ yếu khoa học và tra cứu Internet

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

Đề tài cung cấp những hiểu biết tổng quan cơ sở lý thuyết cho bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất Từ kết quả thu được có thể khẳng định bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất bằng nước mưa là khả thi, có thể triển khai rộng rãi Đồng thời việc thu gom nước mưa còn giảm được tình trạng ngập nước ở thành phố hiện nay

Chương 1: Tổng quan về bổ sung nhân tạo nước dưới đất

Nước là một nguồn tài nguyên quý giá có vai trò quan trọng trong sự phát triển của sửxã hội Từ xưa những nền văn minh lớn đều gắn liền với những con sông-nguồn cung cấp nước chủ yếu thời bấy giờ Ngày nay khoảng cách không còn là vấn đề, khoa học đã phát triển và con người đã tìm ra thêm các nguồn nước tuy nhiên lại phải đồi mặt với những vấn đề mới: ô nhiễm, cạn kiệt nguồn nước, hạn hán … dẫn đến thiếu hụt nguồn cung cấp nước đó cũng là vấn đề cả thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng đang đối mặt

Để góp phần giải quyết vấn đề trên Bổ sung nhân tạo nước dưới đất đã được phát triển Bổ sung nhân tạo nước dưới đất đang dần trở thành một cách tiếp cận hiệu quả cho quản lý nước nhằm tăng khả năng dự trữ nước dưới đất (Bouwer, 2002) Vấn

đề bảo vệ và phát triển nước dưới đất ở Tp.HCM càng quan trọng hơn khi nguồn nước mặt đang ngày một ô nhiễm

1.1 Bổ sung nhân tạo nước dưới đất

Bổ sung nước dưới đất hiểu theo nghĩa rộng là quá trình làm đầy nước cho một hệ thống dòng chảy nước dưới đất (Winter, 1998), nguồn bổ sung có thể là tự nhiên hoặc bổ sung nhân tạo

Bổ sung tự nhiên là phần quan trọng trong chu trình tuần hoàn nước, là quá trình nước di chuyển tới mực nước và thoát đi thông qua các vật liệu thấm, mức độ

bổ sung thay đổi tùy theo vùng [10], bổ sung tự nhiên có thể đến từ nhiều nguồn khác nhau: nước mặt (sông, suối, ao, hồ…), nước mưa, băng tan…

“Bổ sung nhân tạo nước dưới đất (BSNT NDĐ): BSNT NDĐ là các hoạt động của con người làm nước mặt từ sông, suối, hồ thấm vào lòng đất với tốc độ thường lớn hơn nhiều lần bổ sung tự nhiên, tạo ra một sự gia tăng tương ứng về mức

độ an toàn khi khai thác NDĐ Đó chính là biện pháp biến nước sông, hồ thành nguồn nước thô cung cấp cho NDĐ BSNT NDĐ cần phải áp dụng khi nguồn bổ sung tự nhiên của NDĐ không đáp ứng đủ nhu cầu của con người.” [1]

Bố sung nhân tạo và tự nhiên có chung một quy luật [5], tuy nhiên có một số điểm khác biệt quan trọng:[1]

Trong BSNT NDĐ nước sông và nước hồ dùng để thấm chứa các chất mùn,

vi sinh vật, và các chất vô cơ lơ lửng Các chất mùn và vi sinh vật cho phép các hệ thực vật và động vật phát triển trong vùng thấm nhiều hơn trong điều kiện tự nhiên

Tốc độ thấm trong BSNT NDĐ cao hơn rất nhiều so với bổ sung tự nhiên, một khối lượng lớn các chất hữu cơ và vô cơ chịu sự phân hủy hoặc lắng đọng trong đất gây ra tắc nghẽn các lỗ hổng.Tốc độ thấm cao hơn lỗ hổng trong đất được sử dụng nhiều hơn trong vận chuyển nước, nhưng thời gian lưu trú của nước trong đất lại ngắn hơn, do vậy tác dụng làm sạch nước trong quá trình ngấm bị giảm

Tốc độ thấm cao hơn cũng không cho phép các phản ứng hóa học giữa nước

và đất xảy ra tương tự như trong quá trình bổ sung tự nhiên NDĐ Hệ thống bao gồm nước, các khoáng chất và không khí có thể không đạt tới cân bằng trong quá trình BSNT NDĐ Kết quả là thành phần hóa học của NDĐ trong BSNT sẽ khác với NDĐ

tự nhiên Khi hai loại nước này trộn lẫn với nhau, các phản ứng hóa học có thể xảy

ra làm lắng đọng các hợp chất, ví dụ như ôxít sắt hoặc carbonatcanxi

1.2 Mục đích của bổ sung nhân tạo

BSNT NDĐ phục vụ nhiều mục đích khác nhau Các mục đích chính của BSNT NDĐ trong lĩnh vực cấp nước là:

Gia tăng lượng nước dưới đất cho cấp nước [1]

Khai thác một lượng nước lớn từ các công trình được xây dựng gần sông hồ

có mối quan hệ thuỷ lực hoặc cắt trực tiếp vào tầng chứa nước sẽ tạo ra một lượng nước đi vào tầng chứa nước và được lọc qua đất đá chứa nước

Cải thiện chất lượng nước [1]

Khi nước từ sông hoặc hồ thấm vào các tầng chứa nước lỗ hổng sẽ loại bỏ các chất huyền phù lơ lửng, giảm số lượng vi khuẩn và các chất hữu cơ, làm thay đổi chất lượng nước thấm theo hướng tốt hơn Tầng chứa nước hành động như một bể lọc chậm bằng cát, nước thấm qua sẽ sạch và không còn các sinh vật gây bệnh nếu khoảng cách và thời gian dịch chuyển không quá nhỏ (ví dụ 50m và 2 tháng) có thể dùng trực tiếp nước bổ sung cho phục vụ ăn uống Trong trường hợp thời gian lưu lại trong tầng chứa nước lớn hơn 2 tháng một sự cân bằng các thành phần hóa học trong nước sẽ xuất hiện, tạo cho NDĐ một đặc tính ổn định

Chứa nước nhạt tại các tầng chứa nước [1]

Trong trường hợp tầng chứa nước không áp có mực nước nằm dưới mặt đất rất sâu, BSNT NDĐ sẽ nâng cao mực nước ngầm vì vậy gia tăng lượng tàng trữ NDĐ cho cấp nước

Một tầng chứa nước có thể có thể thực hiện 2 chức năng: i) hấp thụ nước trong mùa mưa và ii) cung cấp nước trong mùa khô Tầng chứa nước sẽ như bồn chứa nước lớn, khoảng 3 triệu m 3/km2 trong thành tạo bở rời với mực nước thay đổi 10m Việc chứa NDĐ như vậy không gây bất kỳ ảnh hưởng không có lợi tới môi trường, đặc biệt với các vùng đông dân và bằng phẳng, xây dựng loại bồn chứa này dễ dàng và

rẻ hơn so với việc xây dựng những bồn chứa trên mặt đất

Ngăn cản sự xâm nhập của nước mặn [1]

Khai thác NDĐ quá mức có thể gây ra sự xâm nhập của nước mặn từ biển theo chiều năm ngang hoặc từ tầng chứa nước bị mặn theo chiều thằng đứng vào các tầng chứa nước nằm ven biển BSNT NDĐ không chỉ khắc phục hiện tượng này mà còn giúp đẩy lùi biên mặn của các tầng chứa nước ra phía biển, gia tăng độ an toàn khi khai thác nước

Giữ mực NDĐ không đổi [1]

Hạ thấp mực nước có thể làm tổn thương môi trường (thực vật và động vật), làm thiệt hại đất canh tác nông nghiệp, làm đổ sập công trình xây dựng do sụt lún mặt đất hoặc do sự mục nát của các cọc bằng gỗ BSNT NDĐ có thể khắc phục được các ảnh hưởng không có lợi này

Chuyên chở nước [3]

Trong nhiều khu công nghiệp, trong nhiều thành phố, khai thác quá mức đã làm cạn kiệt tài nguyên nước dưới đất, làm treo giếng khoan Có thể giải quyết được vấn

đề thiếu nước này bằng cách xây dựng hệ thống BSNT không phải tại chỗ mà có thể

ở một vùng xa nơi yêu cầu nước, cụ thể như ở miền cung cấp của tầng chứa nước Tầng chứa nước lúc này hoạt động như một ống dẫn nước mang nước sông từnơi BSNT tới các điểm khai thác khác nhau

1.3 Các phương pháp bổ sung nhân tạo

Nhiều phương pháo bổ sung nhân tạo đã được phát triển và sử dụng rộng rãi

ở nhiều quốc gia Các phương pháp bổ sung được sử dụng hiện nay đã được đưa ra

ở châu Âu từ thế kỷ xix (Todd, 1980) Các phương pháp sử dụng phải phù hợp để đạt được mục tiêu cơ bản nhất là chứa và xử lý nước Tắc nghẽn là vấn đề chính cần phải hiểu để hạn chế ảnh hưởng và quản lý hiệu quả Có rất nhiều loại công trình BSNT NDĐ để tăng cường bổ sung NDĐ Những công trình này được thiết kế với mục tiêu ban đầu là tăng cường bổ sung có chủ ý, nhưng cũng có thể đạt được các mục tiêu khác như giảm thiểu lụt, xói mòn hoặc thay đổi cách sử dụng đất Các phương pháp BSNT NDĐ có thể nhóm thành các nhóm sau [2,9]:

- Thấm trải rộng (bồn thấm, làm lụt có kiểm soát, xử lý nước thông qua tầng chứa, thấm ngẫu nhiên)

- Điều tiết dòng chảy (hồ thấm sau đập, đập cát, đậm thấm xuyên, đập ngầm)

- Ép nước qua các lỗ khoan hầm mỏ (lỗ khoan và hẩm mỏ lộ thiên, chứa và khai thác nước (ASR))

- Lôi kéo dòng mặt (thấm qua đáy sông, thấm trong đụn cát)

- Thu gom nước mưa (đập đất ngoài đồng, thu gom nước mưa từ mái nhà)

1.3.1 Thấm trải rộng

Thấm trải rộng là phương pháp đơn giản nhất lâu đời nhất và được áp dụng rộng rãi nhất [5] Phương pháp này được áp dụng khi các tầng chứa nước không áp cần bổ sung lộ ra trên mặt đất hoặc nằm gần mặt đất Bổ sung có được bởi nước thấm qua các vật liệu ở trên mặt đất, các vật liệu này được quản lý để duy trì tốc độ thấm

Ở nơi có nguồn nước chất lượng tốt, sự thấm có thể xảy ra quanh năm, khả năng thấm có thể đạt 30m/năm đối với đất hạt mịn như sét pha cát, 100m/năm đối với bột, 300mm/năm đối với cát hạt trung sạch và 500m/năm đối với cát thô sạch (Bouwer, 2002) [2,9]

Khi quá trình thấm diễn ra có nhiều yếu tố quyết định lượng nước được đưa vào tầng chứa nước trong đó yếu tố quan trọng nhất là thời gian tương tác giữa nước

và đất [11] Duy trì một đới không bão hòa bên dưới vùng thấm có tầm quan trọng đặc biệt trong các bồn thấm Trong trường hợp tầng chứa nước không áp nằm dưới vùng thấm, có mực nước ngầm nằm sâu, khi nước mặt ngấm xuống sẽ nâng cao mực nước, tăng trữ lượng nước ngầm nhưng không làm các vùng xung quanh bị ngập lụt Khả năng thấm ban đầu là cao, sau đó giảm dần trong quá trình bổ sung vì xuất hiện các lớp vật liệu ở đáy của bồn thấm [2]

Bồn thấm

Bồn thấm là phương pháp được ưa chuộng nhất cho phép sử dụng diện tích đất một cách hiệu quả và vận hành đơn giản Hồ thấm hoặc bồn thấm có thể được đào trên mặt đất hoặc là một vùng được bao quanh bằng một bờ cao để giữ nước bổ sung [2,5] Bồn thấm được vận hàn riêng lẻ hoặc hệ thống bồn thấm, sử dụng liên bồn thấm mang lại nhiều lợi ích: thời gian thấm được kéo dài nhờ thể tích chứa lớn hơn; các bồn thấm cao hơn hoạt động như những bộ lọc cho các bồn trũng hơn; các bồn làm việc luân phiên cho phép xúc tiến các hoạt động cải tạo (nạo vét, cày xới)

mà không làm gián đoạn hoạt động của bồn thấm [5]

Hình 1.2 Bồn thấm khai đào (Gale, 2005)

Chiều sâu của bồn không nên quá sâu để có thể thoát nước nhanh khi cần dọn sạch bằng bồn thấm bằng cách phơi khô hoặc cày xới Mực nước trong bồn nên được kiểm soát để ngăn cản sự tăng trưởng của thực vật hoặc sự tích lũy của tảo [2,9]

Diện tích đất dành cho bồn thấm và tốc độ thấm quyết định thể tích nước bổ sung có thể đạt được Tắc nghẽn đáy bồn thấm là vấn đề chính trong quá trình bổ sung, tạo ra một màng lọc trên đáy và các phía của bồn thấm [2,9]

Làm lụt có kiểm soát

Phương pháp này có thể thực hiện ở khu vực có độ dốc khoảng 1-3% Mục đích chính là trải một lớp nước mỏng trên bề mặt mà không xáo trộn đất Nước được lan rộng từ nhiều điểm và khu vực làm lụt được khống chế bằng các bờ bao hoặc các rãnh thu nước thừa [5]

Hình 1.1 Bồn thấm đắp bờ (MWR, 2007)

Tốc độ thấm cao nhất thấy ở các vùng trồng rau và lớp phủ đất không bị khuấy động (Todd, 1959) Vì không cần thiết phải chuẩn bị đất, làm lụt có kiểm soát rất hiệu quả khi so sánh với các bồn thấm khác Tuy nhiên làm lụt có kiểm soát đòi hỏi phải có một diện tích đất lớn để vận hành bổ sung nước [2,9]

Hình 1.3 Làm lụt có kiểm soát (Asanso, 1985)

Xử lý nước thông qua tầng chứa

Do nhu cầu của con người và môi trường, tái sử dụng nước một cách có qui hoạch sẽ ngày càng quan trọng Nước thải từ các nhà máy nước thải sẽ trở thành tài sản thay vì là thứ vứt bỏ Các nghiên cứu thực hiện trong một vài thập kỷ gần đây đã khảo sát các quá trình vận hành, sinh địa hóa liên quan đến bổ sung và khai thác nước thải thông qua xử lý nước thải thông qua đất đá của tầng chứa nước (Soil-Aquifer Treatment - SAT) [2,9]

Nước thải sau khi đã được xử lý đạt yêu cầu bổ sung nhân tạo sẽ được đưa vào các bồn thấm, nước sẽ thấm qua bề mặt lớp phủ vào tầng chứa nước, sau đó được khai thác lại để sử dụng Mục đích chính của quá trình này là cải thiện chất lượng nước, trong quá trình nước thấm và di chuyển trong tầng chứa nước sẽ diễn ra các trình: lắng lọc loại bỏ lượng chất lở còn sót lại của nước; quá trình khử nitrat, phân hủy loại bỏ sinh sinh vật và hợp chất hữu cơ [6]; loại bỏ các kim loại tuy nhiên không hoàn toàn [9] Nước sau khi xử lý thích hợp cho canh tác tưới tiêu [2,9], việc sử dụng nước này cho ăn uống cần được xem xét về chất lượng và áp dụng các biện pháp xử

lý tránh gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người

Hình 1.5 Xử lý nước qua tầng chứa (Gale,2005)

Ưu điểm của SAT: Ngoài việc nâng cao chất lượng nước SAT còn giúp điều hòa nhu cầu nước và lượng cung cấp [2], hiệu quả về mặt kinh tế, chiếm được sự ủng

hộ của dư luận về tái sử dụng nước (Bouwer, 2002)

Một lưu ý khi sử dụng SAT: Khi sử dụng lâu dài các kim loại nặng, phốt phát, florua sẽ tích tụ lại trong đất thông qua quá trình hấp phụ, kết tủa và các yếu tố khác [6] Việc tìm hiểu đánh giá các quá trình trên là hết sức cần thiết để vận hành hiệu quả hệ thống SAT, cũng như phục hồi các bồn thấm khi ngừng hoạt động

Thấm ngẫu nhiên

Thấm ngẫu nhiên chủ yếu xảy ra do các hoạt động nông nghiệp, chủ yếu là trồng trọt Trong quá trình canh tác lượng nước tưới cho cây trồng ngoài phần cây nhận được và lượng bay hơi phần còn lại thấm xuống nước ngầm (Hình 1.5)

Ngoài ra cần xem xét thấm ngẫu nhiên ở khu vự đô thị như một yếu tố đáng

kể trong cân bằng nước Rò rỉ trong cấp nước, rò rỉ nước thải, lượng nước chảy tràn trong đô thị trong một số trường hợp làm tăng mực nước ngầm và ngập lụt [9]

1.3.2 Điều tiết dòng chảy

Nguyên tắc hoạt động của phương pháp này là tăng khả năng chứa dòng chảy dòng chảy, tăng diện tích tiếp xúc của đất đá với nước [5]

Hồ thấm sau đập

Một cách giữ nước không tốn kém là xây dựng các đập qua đáy suối bằng các vật liệu trầm tích sông tại chỗ Để tránh xói mòn hoặc phá huỷ, các cấu trúc này thường được xây bằng bê tông [2,9] (Hình 1.6)

Một loạt các cấu trúc này dọc tuyến thoát nước sẽ giảm năng lượng phá hủy của dòng chảy mặt, làm giảm sự vận chuyển trầm tích và xói mòn Vì nước chỉ bị chặn trong các cấu trúc này trong giai đoạn ngắn, để sử dụng độ ẩm của đất có thể canh tác ngay sau đó Canh tác đất cũng duy trì khả năng thấm sẵn sàng cho giai đoạn thấm tiếp theo [2,9]

Hình 1.4 Thấm ngẫu nhiên do tưới (Asanso, 1985)

Đập cát

Các đập cát tốt nhất nên đặt tại các địa hình gợn sóng trong các điều kiện khí hậu khô hạn, nơi dòng chảy mặt chỉ xuất hiện như những cơn lụt đột xuất Các đập cát được xây ở đáy sông tạm thời chứa cát trong các thung lũng đã xác định rõ (Hình 1.7)

Một tường đập được xây dựng trên đá gốc, ngang qua hết chiều rộng của đáy sông để làm chậm lại các cơn lụt bất ngờ hoặc giữ dòng chảy tạm thời lâu hơn, cho phép các vật liệu hạt thô lắng đọng và tích luỹ đằng sau tường đập nhân tạo Tường đập có thể được nâng cao hơn sau mỗi trận lụt kế tiếp, chiều cao của tường đập quyết định dựa trên dòng chảy lụt và số lượng vật liệu tích luỹ Ngoài ra cần phải có dòng chảy tràn đủ lớn để mang các vật liệu hạt mịn đi khỏi (Murray và Tredoux, 1998) [2,9]

Đập ngầm

Các đập ngầm được sử dụng để giữ nước lại trong các tầng chứa nước trong các trầm tích sông Trong các suối tạm thời nơi đáy suối cao nằm cao, có thể xây dựng một hào chắn qua lòng suối và lấp đầy bằng vật liệu không thấm nước để giữ nước lại bổ sung cho NDĐ Nước này sẽ được khai thác từ các lỗ khoan bố trí xung quanh khu vực đó [2,9] (Hình 1.8)

Hình 1.7 Đập cát (Sinha Ray, 2002) Hình 1.6 Hệ thống hồ thấm sau đập

(Asanso,1985)

Các đập ngầm có thể kết hợp với đập cát, khi xây dựng các đập cát cần đào rãnh sâu tới phần đá gốc và lấp bằng vật liệu không thấm, có thể xem đó là một dạng của đập ngầm [12]

Vị trí đặt đập đòi hỏi lớp thấm trên mặt hoặc lớp vật liệu phong hóa phải đủ dày và chiều cao đập thường nhỏ hơn 2m [7]

Đập thấm xuyên

Nơi các dỏng chảy chứa nhiều chất rắn lơ lửng, nước sẽ chảy nhanh ra sông hoặc biển trước khi thấm bổ sung cho NDĐ Xây dựng các đập thấm xuyên ở những nơi này để lắng đọng các chất rắn lơ lửng Sau đó, nước có hàm lượng chất lơ lửng nhỏ sẽ thoát ra qua đường ống xuống hạ lưu và bổ sung cho NDĐ [2,9]

1.3.3 Ép nước qua lỗ khoan và hầm mỏ

Lỗ khoan và hầm mỏ lộ thiên

Các cấu trúc này để bổ sung các tầng chứa nước không áp nằm nông, các lớp trên mặt có khả năng thấm nhỏ Các lỗ khoan đã bị khô do mực nước bị hạ thấp bởi khai thác quá mức được sử dụng cho mục đích này Đào các hầm mỏ hoặc các moong khá tốn kém trong khi khả năng bổ sung của chúng khá nhỏ Phương pháp này chỉ được sử dụng khi có sẵn các hầm mỏ hoặc moong khai thác, ví dụ như những moong khai thác sỏi, đá hoặc sét đã bỏ, hoặc ở nơi cần thiết đặc biệt cho mục đích bảo vệ môi trường Vách của các cấu trúc này trong các trầm tích bở rời cần được gia cố để tránh đổ sập Nước trước khi bổ sung cần được làm lắng để giảm tắc nghẽn các lỗ hổng, đặc biệt khi nguồn nước bổ sung đến từ nước mưa do bão Hiệu quả của phương

pháp này được đánh giá qua lượng nước bổ sung [2,9]

Hình 1.10 Moong khai thác sét biến đổi để bổ sung nhân tạo (Internet)

Phương pháp này đưa vào tầng chứa nước không chỉ các chất rắn lơ lửng mà còn cả các hóa chất (nitơrát, thuốc trừ sâu, v.v ) và các chất nhiễm bẩn vi sinh (kể

cả phân) Các hầm mỏ và mương bổ sung được sử dụng trong trường hợp có lớp vật liệu thấm kém ở chiều sâu khoảng 5 tới 15 m, nằm trên tầng chứa nước [2,9]

Lỗ khoan ép nước

Phương pháp này được sử dụng chủ yếu cho các tầng chứa nước có áp, khi tầng chứa chứa nằm sâu và kẹp giữa các lớp không thấm [9] Có 2 hình thức thường được sử dụng: ép nước và khai thác cùng một lỗ khoan (ASR), nước được ép vào một lỗ khoan và được khai thác tại một lỗ khoan khác (ASTR)

Phương pháp này không đòi hỏi diện tích, nhưng chất lượng nước yêu cầu cao hơn các phương pháp khác vì nước được đưa trực tiếp vào tầng chứa [9] Mục đích chính của phương pháp này là dự trữ nước khi lượng nước dư thừa và khai thác sử dụng khi nhu cầu nước tăng Phương pháp ASTR còn giúp cải thiện chất lượng nước đáng kể khi khoảng cách giữa giếng ép và giếng khai thác đủ xa, tận dụng được chức năng lọc của tầng chứa

Việc thiết kế lỗ các lỗ khoan ép nước phụ thuộc vào mục đích ép nước, lượng nước cần ép, khả năng hấp thụ của tầng chứa [5] Việc thiết kế này khá phức tạp đòi hỏi có kỹ thuật xây dựng Thiết kế của hệ thống có thể thay đổi đáng kể và bao gồm xây dựng các hố ở đáy lỗ khoan và lấp đầy vật liệu lọc nhằm hạn chế tắc nghẽn và ngăn các chất nhiễm bẩn [9]

- Vật chất lơ lửng trong nước

- Phản ứng hóa học khi hòa trộn nước

- Trao đổi ion gây trương nở vật liệu sét

- Sự phát triển của vi khuẩn

- Sử dụng chất diệt khuẩn và các chất oxi hóa để để diệt khuẩn và loại bỏ các chất thải từ vi khuẩn

- Sử dụng các phương pháp hóa học loại bỏ các chất kết tủa do các phản ứng hóa học

Trong mọi trường hợp phải thật cẩn thận khi thiết kế, xây dựng và thực hiện BSNT NDĐ bằng lỗ khoan ép nước bởi vì các lỗ khoan ép nước hay bị sự cố hơn các

lỗ khoan khai thác Nước ép xuống lỗ khoan có hàm lượng cát chỉ khoảng 1mg/l đã

có thể gây tắc nghẽn lỗ khoan trong thời gian ngắn Vì vậy thường dùng nước không

có cát để ép Tốc độ ép nước vào các tầng chứa nên nhỏ hơn 1,5m/giờ Diện tích ống lọc của lỗ khoan ép nước thường lớn hơn hai lần so với diện tích ống lọc của lỗ khoan khai thác có cùng lưu lượng [2]

1.3.4 Lôi kéo dòng mặt

Thấm qua đáy sông

Là phương pháp nhằm gia tăng lượng nước có thể khai thác thông qua các công trình khai thác nước gần và có quan hệ thủy lực trực tiếp với sông, hồ, suối Khi mực nước trong các công trình khai thác hạ thấp sẽ tạo ra chênh lệch gradient thủy lực lôi kéo nước mặt chảy vào các công trình này Trong quá trình di chuyển nước mặt sẽ được làm sạch, các lớp đất đá hoạt động như một hệ thống lọc có khả năng loại bỏ các chất lơ lửng, chất hữu cơ và vi khuẩn [5] Lượng nước di chuyển vào các công trình phụ thuộc vào số lượng và khoảng cách ngườn nước mặt, độ dẫn nước khả năng vận chuyển của tâng chứa, diện tích và độ thấm của đáy sông và độ chênh lệch gradient thủy lực [5]

Để bảo đảm việc lọc sạch nước mặt trong tầng chứa nước, thời gian di chuyển của nước phải từ 30 tới 60 ngày (Huisman và Olsthoorn, 1983), vì vậy khoảng cách

để nước di chuyển cần bảo đảm yêu cầu này [2]

Hình 1.14 Thấm qua đáy sông

Tính thấm của đáy sông thay đổi theo thời gian trong năm, số lượng và chất lượng nước bổ sung cũng sẽ thay đổi theo Khi nguồn nước mặt bị nhiễm bẫn thì sẽ kéo theo tầng chứa nước bị nhiễm bẩn Nước thấm không đi qua đới thông khí, thường chuyển dịch trong các điều kiện hiếm khí dễ gặp các vấn đề về hàm lượng sắt và măng-gan [2]

Hình 1.13 Thấm qua đụn cát

Ngoài chất lượng nước thì tắc nghẽn cũng là một vấn đề cần lưu ý, trong nước sông suối thường chứa hàm lượng các chất lơ lửng và các vi sinh vật dễ dẫn đến tắc nghẽn cơ học và tắc nghẽn do sự phát triển của vi sinh vật Để giảm thiểu tắc nghẽn

và đảng bảo chất lượng nước cần tuân theo các yêu cầu sau [2]:

Tốc độ nước sông đi vào tầng chứa nước phải đủ nhỏ để ngăn cản sự tắc nghẽn của trầm tích đáy sông

Khoảng cách di chuyển của nước sông không được quá nhỏ (không nhỏ hơn 100m) và thời gian di chuyển phải lớn hơn 30-60 ngày

50-Việc hạ mực nước để tăng gradient thủy lực cũng cần chú ý hài hòa lợi ích giữa môi trường, các hoạt động sản xuất nông nghiệp công nghiệp, vui chơi giải trí [2]

Thấm qua đụn cát

Thường được áp dụng ở khu vực ven biển, nước mặt được đưa tới các trũng cát và thấm xuyên qua các đụn cát tới các trũng cát thấp hơn hoặc các giếng Phương pháp này có 2 mục đích chính là cải thiện chất lượng nước và ngăn cản xâm nhập mặn Ở Hà Lan phương pháp này được áp dụng rất thành công [9] (Hình 1.14)

1.4 Nguồn nước bổ sung nhân tạo

1.4.1 Các đặc điểm nguồn nước cần lưu ý

Nguồn nước là yếu tố quan trọng quyết định hiệu quả của mô hình BSNT NDĐ Số lượng, tính chất vật lý hóa họa và địa điểm nguồn nước ảnh hưởng trực tiếp đến số lượng và chất lượng của nước được ép và là cơ sở quan trọng để lựa chọn phương pháp BSNT NDĐ [14]

Địa điểm và khả năng cung cấp của nguồn nước

Việc lựa chọn nguồn nước cung cấp cho bổ sung nhân tạo phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nếu các yếu tố về chất lượng và khả năng của các nguồn như nhau ta sẽ lựa chọn các nguồn theo thứ tự ưu tiên sau: (i) nguồn có sẵn tại chỗ (ii) nguồn có thể lợi dụng điều kiện tự nhiên để vận chuyển (iii) nguồn nằm trong khu vực đã có hệ thống vận chuyển Vì chi phí xây dựng và vận hành hệ thống vận chuyển nước (đường ống, kênh dẫn…) cao [6], có thể ảnh hưởng đến tính khả thi về kinh tế của dự án

Nguồn cung cấp cần đảm bảo lưu lượng cần thiết để hệ thống bổ sung nhân tạo có thể hoạt động một cách hiệu quả trong thời gian dài Một số nguồn cung có tính giai đoạn, cần tính toán nguồn thay thế Khả năng cung cấp của nguồn cung cấp

có thể ước tính qua số liệu ghi chép trong nhiều năm [6]

Khi nguồn cung cấp dồi dào các phương pháp thấm trên mặt đều phù hợp, trong đó khả thi nhất là phương pháp bồn thấm và phương pháp hố thấm, hai phương pháp này có khả năng hấp thụ lớn Các phương pháp tương tự giếng bổ sung với khả năng chứa nhỏ đòi hỏi có nguồn cung ổn định hơn Phương pháp gián tiếp như thấm qua đáy sông ít bị ảnh hưởng của thay đổi dòng chảy [5]

Chất lượng nước

Các yếu tố chất lượng nước ảnh hưởng đến lựa chọn phương pháp BSNT NDĐ là: đặc điểm vật lý,đặc điềm hóa học, đặc điểm vi sinh vật Đặc điểm vật lý nhắc đến các thành phần rắn trong nước, nhiệt độ nước, lượng khí Đặc điểm hóa học của nước đề cập đến thành phần và số lượng chất rắn hòa tan Đặc điểm sinh vật

đề cập đến thành phần và số lượng sinh vật sống trong nước Trong những điều kiện nhất định mỗi yếu tố trên đều có thể làm giảm khả năng bổ sung [5]

- Đặc điểm vật lý:

Nhiệt độ: Hai yếu tố quyết định sự tương thích của nước bổ sung là độ nhớt và tỷ

trọng , khi nước bổ sung lạnh hơn nước đã có trong tầng chứa nó có xu hướng đi xuống đáy tầng chứa, nước lạnh hơn thì độ nhớt cao hơn do đó di chuyển ít linh động hơn Khi nhiệt độ giảm thì khả năng bổ sung nhân tạo cũng giảm theo [7]

Chất lơ lửng: Sự có mặt của các chất lơ lửng trong nước là một trong những nguyên

nhân gây tác nghẽn trong BSNT NDĐ – một vấn đề chính thường gặp trong BSNT NDĐ [6] Mức độ tắc nghẽn không chỉ phụ thuộc lượng vật chất lơ lửng trong nước

mà còn phụ thuộc kích thước của lượng vật chất này và kích thước lỗ hổng tầng chứa nước [7] Để giải quyết vấn đề tắc nghẽn trên có thể sử dụng các phương pháp lọc trước, hoặc các biện pháp súc rửa

Mức độ tác động của hiện tượng tắc nghẽn gây ra do chất lơ lửng còn phụ thuốc vào phương pháp bổ sung nhân tạo, khi có mặt các chất lơ lửng thì các phương pháp thấm bề mặt tỏ ra hiệu quả hơn so với các phương pháp thấm ngầm.Các phương pháp thấm trên mặt phù hợp là hào thấm và mương thấm vẫn vì có dòng nước lưu thông ngăn cản quá trình lắng đọng , các phương pháp bổ sung gián tiếp thì hầu như không ảnh hưởng [5]

Không khí: Lượng khí tự do đi vào theo dòng nước có thể ảnh hưởng đến tính thấm

của tầng chứa thông qua các quá trình hóa học và vật lý Các bọt khí chiếm một phần

lỗ hổng làm cho diện tích lỗ hổng hiệu dụng giảm, ngăn cản dòng thấm Các bọt khí này liên kết chặt với các hạt đất và được khuếch tán rất chậm [7] Ngoài ra các bọt khí còn xuất hiện do lượng khí hòa tan thoát ra từ nước được bổ cập khi nhiệt độ nước bổ cập thấp hơn nhiệt độ tầng chứa Hiện tượng trên xảy ra do khi nhiệt độ tăng thì nồng độ khí bão hòa giảm, khí hòa tan tách một phần ra khỏi nước thành khí tự

do [6]

- Đặc điểm hóa học:

Thành phần hóa học của nước bổ sung phải tương thích với nước có sẵn và đất đá trong tầng chứa nhằm tránh các phản ứng có thể gây giảm khả năng bổ sung Sự trao đổi ion có liên quan đến các khoáng vật sét có thể gây nở hoặc khuếch tán trong nước làm giảm tính thấm của đất đá Kết tủa hóa học, các phản ứng trao đổi bất lợi là vấn

đề cần quan tâm Nước bổ sung không được chứa các thành phần độc hại, nếu có

phải được tiền xử lý hoặc cần chứng minh quá trình thấm lọc qua đất đá có thể loại

bỏ các chất này [5]

- Đặc điểm vi sinh vật:

Sự phù hợp về mặt vi sinh vật của nước bổ sung cũng là một yếu tố quyết định tính hiệu quả của mô hình BSNT NDĐ Trong nước bổ sung có thể tồn tại các vi khuẩn gây bệnh không thích hợp cho ăn uống, hoặc có các vi khuẩn gây màu nước và có mùi vị khó chịu [7] Các chất thải hữu cơ có thể chứa các vi sinh vật hoặc thúc đẩy quá trình phát triển của các vi sinh vật này, sự phân hủy chất hữu cơ tại ra dư lượng nitrat hoặc các sản phẩn độc hại khác [8]

1.4.2 Các nguồn nước

Nước mặt [1,9]:

Nước mặt có thể là nguồn nước BSNT NDĐ quan trọng phụ thuộc vào tình hình khí hậu Dưới điều kiện ẩm ướt, lưu lượng sông thay đổi và các sông chảy quanh năm chiếm ưu thế Dưới điều kiện khô hạn và bán khô hạn, các sông tạm thời chiếm

ưu thế Nước sông có thể mang một lượng chất lơ lửng đáng kể, số lượng chất lơ lửng phụ thuộc vào sự chảy rối và “năng lượng” của sông Các sông chảy chậm trong vùng đất thấp chứa khoảng vài chục g/m3, trong khi các suối miền núi chứa vài trăm g/m3 và dòng chảy đột ngột có thể chứa lượng chất lơ lửng gấp nhiều lần Các chất

lơ lửng này có thể gây tắc nghẽn nếu nước sông được sử dụng trực tiếp trong các công trình bổ sung

Trong các hồ, nước trong, không chảy, không có hoặc rất ít các chất lơ lửng Khi không bị nhiễm bẩn do nước thải và dòng chảy từ các hoạt động nông nghiệp,

và các loại tảo không phát triển, nước hồ có thể dùng để thấm trực tiếp không cần tiền xử lý (Huisman and Olsthoorn,1983)

Nước từ các sông hoặc hồ bị nhiễm bẩn, đặc biệt là nước có chứa các chất thải công nghiệp cần được xử lý trước khi bổ sung Trong một vài trường hợp, bồn thấm

có thể dùng để cải thiện chất lượng nước bổ sung thông qua các quá trình vật lý và sinh hóa

Dòng chảy mặt từ nước mưa [1,9]:

Các trung tâm đô thị thường có lượng dòng chảy mặt từ nước mưa rất lớn Các dòng chảy này có chất lượng nước thay đổi mạnh, lưu lượng lớn nhất xuất hiện sau các cơn mưa lớn Để có một sự cung cấp ổn định, cần có các hồ giữ nước mưa, các vỉa hè tổ ong và các vùng đất sình lầy trong vùng lưu vực sông

Trong các vùng nông thôn, mưa lớn có thể tạo ra các dòng chảy mặt trên các cánh đồng nông nghiệp Có thể cho các dòng chảy mặt chảy vào các giếng đào đường kính lớn bổ sung trực tiếp cho tầng chứa nước hoặc xây các đập ngăn để giảm lượng trầm tích lơ lửng, nhưng không ngăn được lượng các chất nhiễm bẩn hòa tan Vì lý

do này không nên bổ sung trực tiếp vào các các giếng mở, mà nên để thấm qua các lớp đất hoặc sét qua đó loại bỏ một vài thành phần hòa tan

Dòng chảy từ nước mưa có chất lượng rất thay đổi Lượng các chất nhiễm bẩn bao gồm chất bẩn trong khí quyển lắng đọng trên bề mặt lưu vực, tích lũy trên mặt đường, các hoạt động xây dựng, dòng chảy từ các khu công nghiệp, chất thải động vật, thực vật phân hủy, các hóa chất sử dụng trong trồng cỏ và làm vườn, chất rò rỉ

từ các hầm phân và rác Lượng nhiễm bẩn cao nhất có thể thấy trong cơn mưa đầu tiên, vì vậy không nên dùng nước của cơn mưa đầu tiên để bổ sung

Nước mưa chảy từ mái nhà chắc chắn là nước bổ sung có chất lượng tốt nhất, dòng chảy từ các vùng công nghiệp thường chứa lượng chất nhiễm bẩn cao Lượng chất nhiễm bẩn trong các dòng chảy mặt từ các vùng đất nông nghiệp ở các vùng nông thôn thường có thuốc trừ sâu, phân bón cũng như phân động vật, con người và các nguồn khác Khi dòng chảy mặt như vậy bổ sung trực tiếp vào tầng chứa nước, các ảnh hưởng có lợi của thấm qua các lớp đất sẽ bị mất và nguy cơ nhiễm bẩn tầng chứa nước tăng

Nước thải [1,9]:

Nước thải là một nguồn nước có thể tích có thể biết trước, rất ổn định với tốc

độ dòng chảy khá đồng nhất và không đổi theo thời gian, làm cho nó trở thành một nguồn bổ sung rất hấp dẫn Tuy nhiên khi sử dụng nước thải để bổ sung sẽ gặp phải một số thách thức quan trọng, như chất lượng nước kém, nước có chứa các vi trùng gây bệnh, có chứa các hóa chất hòa tan khác và việc sử dụng nước thải để BSNT NDĐ thường khó được công chúng chấp nhận

Nhìn chung nguồn nước thải đòi hỏi hai lần xử lý và một lần khử trùng trước khi sử dụng để bổ sung Khi sử dụng nước thải ép trực tiếp hoặc bổ sung dưới mặt đất cần phải xử lý ở mức độ cao hơn để bảo vệ chất lượng NDĐ và ngăn cản tắc nghẽn công trình bổ sung Chất lượng của nước thải trong một số tình huống có thể xấu hơn chất lượng NDĐ tự nhiên hoặc nước sẽ được khai thác Trong những trường hợp này các tầng chứa nước được sử dụng như một rào chắn để tránh tái sử dụng trực tiếp nước thải, tạo ra một vùng đệm vừa bảo vệ sự tăng vọt bất ngờ của chất nhiễm bẩn vừa tránh sự phản đối của công chúng đối với tái sử dụng nước thải trực tiếp

Trở ngại cơ bản đối với việc dùng nước thải đã được xử lý là được sự chấp nhận của công chúng và kinh phí đường ống, trạm bơm, v.v để vận chuyển nước

từ nhà máy xử lý nước thải tới nơi sử dụng Phương pháp bồn thấm có ưu điểm cải thiện chất lượng của nước thải thông qua xử lý nước bằng vật liệu của tầng chứa nước và hòa tan nước bổ sung với NDĐ tự nhiên (Bouwer, 2002) Sử dụng nước thải

đã xử lý để tưới cỏ dễ dàng được chấp nhận hơn là tưới cho cây lương thực hoặc phục vụ trực tiếp cho con người và dùng cho cung cấp nước uống

Các thành phần cần chú ý của nước thải phụ thuộc vào nguồn nước thải, ví dụ

là nước thải công nghiệp hay là nước thải dân dụng Chất lượng nước thải được xác

định bởi chất lượng nguồn nước, sự có mặt và bản chất của nước thải và qui trình tiền xử lý đã sử dụng Nước thải đô thị ổn định nhất về mặt chất lượng Các thành phần đáng chú ý bao gồm: clo, các chất hữu cơ, các loại hợp chất nitơ, phốt pho, các sinh vật gây bệnh, và các chất lơ lửng Các chất nhiễm bẩn có độc thường có trong thành phần các chất công nghiệp thải ra trong nước thải Trường hợp nước tưới quay trở lại hệ thống kênh thoát trên mặt, chất lượng nước có thể bị ảnh hưởng bởi các chất lơ lửng, chất dinh dưỡng, dư lượng thuốc trừ sâu, hàm lượng muối và các vi nguyên tố như selen, uran, boron, arsenic

Nước uống [2,9]:

Nước uống là nguồn nước bổ sung trong các sơ đồ Chứa và Khai thác Nước

đã xử lý, chất lượng cao được ép qua các giếng khoan vào các tầng chứa nước có áp Các sơ đồ này tỏ ra là một phương pháp có lợi và bền vững về mặt môi trường trong giải quyết nhiều vấn đề (Pyne, 1995) Các sơ đồ này thường được xây dựng bên cạnh các công trình xử lý (nguồn nước bổ sung) để tiết kiệm chi phí và tận dụng khả năng

xử lý dư thừa Trong các vùng khô hạn như vùng đồng bằng ven biển Nam Trung

Bộ, nhu cầu nước vượt quá lượng sẵn có từ các nguồn có thể phục hồi Để bảo đảm nước sẵn có trong các trường hợp khẩn cấp, cần có một không gian chứa nước nhạt rất lớn

Nhận xét:

Ưu nhược điểm của BSNT NDĐ:

Ưu điểm:

- Gia tăng một cách đáng kể cho khả năng cung cấp nước của tầng chứa

- Các phương pháp BSNT NDĐ đa số được vận hành dễ dàng và thường không yêu cầu các thiết bị đặc biệt

- BSNT NDĐ là phương pháp dễ hiểu với các nhà kỹ thuật cũng như toàn dân

- Tiết kiệm diện tích so với xây các bồn chứa trên mặt đất, cũng như không cần

di dời tái định cư khi triển khai dự án trên diện rộng

- Khả năng cải thiện, nâng cao chất lượng nước với số lượng lớn

- Tận dụng được lượng nước trong mùa mưa dự trữ cho mùa khô, giảm ngập úng

Nhược điểm:

- Nguy cơ ô nhiễm tầng chứa nước, thời gian và khoảng cách thấm ngắn, một vài phương pháp đưa nước trực tiếp vào tầng chứa kéo theo nguy cơ ô nhiễm tầng chứa

- Sự tắc nghẽn các công trình bổ sung nhân tạo

- Một số phương pháp chi phí đầu tư vận hành lớn có thể không khả thi về mặt kinh tế

- Lượng nước được thêm vào không hoàn toàn có thể thu hồi