Nghiên cứu và đánh giá biến động ranh giới mặn các tầng chứa nước phục vụ quy hoạch, quản lý tài nguyên nước dưới đất tỉnh cà mau

Tại Nigeria, hai tác giả Edet và Okere 2001 đã nghiên cứu sự xâm nhập mặn phía Đông Nam của Nigeria dựa vào dữ liệu đo sâu điện và phân tích thành phần hóa học của các mẫu nước, từ đó xá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Thân Thị Anh

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RANH GIỚI MẶN CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC PHỤC VỤ QUY HOẠCH, QUẢN LÝ

TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH CÀ MAU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2018

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Thân Thị Anh

NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RANH GIỚI MẶN CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC PHỤC VỤ QUY HOẠCH, QUẢN LÝ

TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT TỈNH CÀ MAU

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS Trịnh Hoài Thu PGS TS Nguyễn Ngọc Minh

Hà Nội – Năm 2018

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ, bên cạnh sự nỗ lực của bản thân còn có

sự hướng dẫn hết sức tận tình của Quý Thầy, Cô cũng như sự động viên, ủng hộ của gia đình, bạn bè trong suốt thời gian qua

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô TS Trịnh Hoài Thu, công tác tại Viện Địa chất và Địa vật lý biển, Viện Hàn Lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, người đã hướng dẫn nhiệt tình và hết lòng giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS TS Nguyễn Ngọc Minh, công tác tại Khoa Môi trường, trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý Thầy, Cô công tác trong Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại Trường

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đã

hỗ trợ tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh

Hà Nội, tháng năm Học viên thực hiện

Thân Thị Anh

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Yêu cầu của đề tài 3

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Tình hình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt nước dưới đất 4

1.1.1 Các công trình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt NDĐ trên thế giới 4

1.1.2 Các công trình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt nước dưới đất tại Việt Nam 5

1.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội tỉnh Cà Mau 8

1.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 8

1.2.2 Đặc điểm dân cư, kinh tế - xã hội 12

1.2.3 Đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn 14

1.2.4 Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất 27

CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30

2.1 Đối tượng nghiên cứu 30

2.2 Phạm vi nghiên cứu 33

2.3 Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1 Phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu 33

2.3.2 Phương pháp phân tích mẫu 34

2.3.3 Phương pháp xử lý và thành lập bản đồ 34

2.3.4 Phương pháp nội suy dữ liệu Kriging 35

CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 40

3.1 Bản đồ phân bố tổng độ khoáng hóa của giai đoạn 2004-2009 40

3.2 Bản đồ phân bố tổng độ khoáng hóa hiện trạng 43

3.2.1 Kết quả phân tích mẫu nước tầng qp2-3 43

3.2.2 Bản đồ phân bố tổng độ khoáng hóa hiện trạng 51

3.3 Đánh giá sự biến động ranh giới mặn 53

3.4 Đề xuất một số giải pháp quản lý tài nguyên nước dưới đất 56

KẾT LUẬN 59

KHUYẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 Diện tích, dân số và đơn vị hành chính tỉnh Cà Mau 9

Bảng 2 Tổng hợp các thông số khí tượng trạm Cà Mau (2015 -10.2016) 10

Bảng 3 Các thông số về sông và kênh chính ở tỉnh Cà Mau 11

Bảng 4 Dân số trung bình phân theo huyện, thành phố 12

Bảng 5 Kết quả hút nước thí nghiệm các lỗ khoan tầng Pleistocen dưới (qp1) 24

Bảng 6 Tổng hợp các công trình khai thác NDĐ trên địa bàn tỉnh 28

Bảng 7 Bảng dữ liệu về các giếng khoan, lỗ khoan của tầng chứa nước qp2-3 năm 2017 31

Bảng 8 Kết quả phân tích mẫu nước hiện trạng năm 2017 tại tầng qp2-3 tỉnh Cà Mau 45

Bảng 9 Diện tích vùng nước lợ, vùng nước nhạt của tầng chứa nước qp2-3 51

Bảng 10 Diện tích vùng mặn giai đoạn trước đây (2004-2009) và hiện trạng (2017) của tầng qp2-3 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 8

Hình 2 Đồ thị trung bình tháng các yếu tố khí tượng tỉnh Cà Mau 10

Hình 3 Một phần mặt cắt số 05 theo hướng Bắc – Nam 15

Hình 4 Sơ đồ địa chất thuỷ văn tỉnh Cà Mau 19

Hình 5 Mặt cắt địa chất thuỷ văn theo tuyến I-I 20

Hình 6 Mặt cắt địa chất thuỷ văn theo tuyến III-II 21

Hình 7 Mực nước tầng Pleistocen giữa-trên tại thành phố Cà Mau năm 2008 23

Hình 8 Mực nước tầng Pleistocen giữa-trên tại huyện Năm Căn năm 2008 23

Hình 9 Mực nước tầng chứa nước Pleistocen dưới tại thành phố Cà Mau năm 2008 25

Hình 10 Vị trí các điểm lấy mẫu từ dữ liệu của nghiên cứu 2004-2009 30

Hình 11 Bản đồ vị trí lấy mẫu nước hiện trạng (2017) 32

Hình 12 Sơ đồ tổng hợp vị trí lấy mẫu nước năm 2009 và mẫu nước năm 2017 33

Hình 13 Sơ đồ quá trình thành lập bản đồ biến động ranh giới mặn 35

Hình 14 Biểu đồ histogram của TDS tầng chứa nước qp2-3 37

Hình 15 Biểu đồ histogram của LogTDS tầng chứa nước qp2-3 38

Hình 16 Variogram của giá trị logTDS tầng chứa nước qp2-3 39

Hình 17 Đồ thị hàm lượng TDS của mẫu nước giai đoạn 2004-2009 40

Hình 18 Bản đồ phân bố TDS trước đây (2004-2009) 42

Hình 19 Đồ thị hàm lượng TDS của mẫu nước năm 2017 44

Hình 20 Bản đồ hiện trạng mặn nhạt của tầng Pleistocen qp2-3 52

Hình 21 Bản đồ mức độ xâm nhập mặn nước dưới đất tầng qp2-3 tỉnh Cà Mau 54

Tổng lượng chất rắn hòa tan(g/l)

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu và quan trọng nhất của cuộc sống nhưng ngày càng trở nên khan hiếm Sự khan hiếm nước là một trong những vấn đề chính phải đối mặt của thế giới Nhiều quốc gia đang phải đối mặt với thách thức do nhu cầu nước ngày càng gia tăng, trong khi nguồn cung lại hạn chế, hạn hán định kỳ, cạn kiệt và ô nhiễm [38] Nước dưới đất (NDĐ) tại Việt Nam khá phong phú với chất lượng tốt và phân bố rộng khắp nơi, tập trung vào một số tầng nước chính Vấn

đề đáng báo động là nguồn NDĐ của Việt Nam đã và đang đối mặt với vấn đề xâm nhập mặn trên diện rộng, ô nhiễm vi sinh và kim loại nặng nghiêm trọng do thiếu quy hoạch và không có kế hoạch bảo vệ nguồn nước [39]

Nước dưới đất là một nguồn tài nguyên quan trọng của tỉnh Cà Mau Nước được cung cấp cho các lĩnh vực dân sinh, công nghiệp, nông nghiệp, nuôi trồng thủy hải sản Đặc biệt, tại khu vực này nguồn nước mặt phần lớn đã bị ô nhiễm, muốn sử dụng được phải thông qua xử lý, chính vì vậy nước dưới đất trở thành nguồn cung cấp nước chính Dưới áp lực của sự phát triển kinh tế xã hội, sự gia tăng dân số, tốc độ đô thị hóa của khu vực, nguồn tài nguyên nước đang chịu nhiều

áp lực lớn về khai thác và sử dụng, lưu lượng khai thác hàng năm lớn hơn lượng bổ cập ở hầu hết các tầng chứa nước dưới đất, mực nước dưới đất đang hạ thấp dần hàng năm

Cà Mau có nguồn nước mặt bị nhiễm mặn hoàn toàn về mùa khô do chịu ảnh hưởng trực tiếp chế độ thủy triều của biển [3] Bên cạnh đó, các tầng nước nằm nông trong khu vực phần lớn là nước lợ hoặc nước mặn không phù hợp cho mục đích sử dụng ăn uống, sinh hoạt của người dân Do đó, nước dưới đất nằm sâu là sự lựa chọn an toàn và trở thành nguồn cung cấp nước chủ yếu cho các hoạt động sống

và sinh hoạt ở Cà Mau Hệ thống quản lý việc khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước dưới đất còn lỏng lẻo, điều này dẫn đến việc khai thác quá mức và không thể kiểm soát

Hoạt động khai thác nước dưới đất ngày càng gia tăng, theo kết quả điều tra của Đoàn Quy hoạch Tài nguyên nước dưới đất 806 (2008) tính trên toàn tỉnh Cà

Mau có 137.988 giếng khoan khai thác nước dưới đất với tổng lưu lượng khai thác khoảng 373.332 m3/ngày Trong đó, giếng khoan khai thác nhỏ lẻ nông thôn thuộc các hộ gia đình có đến 137.590 giếng (chiếm tới 99,7%) và tổng lưu lượng khai thác

là 275.180m3/ngày - lớn nhất so với các loại giếng khai thác cho các nhà máy nước,

xí nghiệp và trạm cấp nước tập trung trên toàn tỉnh Kết quả làm mực nước suy giảm đáng kể

Sự suy giảm mực nước liên tục đã gây tác động xấu đến khả năng hấp thụ, lưu trữ của các tầng chứa nước, kéo theo các hiện tượng sụt lún bề mặt đất, mực nước ngầm bị hạ thấp, đồng thời chất lượng nước dưới đất cũng suy giảm (quá trình xâm nhập mặn trong khu vực) Trước những thực trạng trên, cần phải có phương pháp nghiên cứu và đánh giá biến động hiệu quả để có cái nhìn chính xác, khách quan về

sự thay đổi mặn-nhạt, đảm bảo khai thác bền vững môi trường nước dưới đất

Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, tác giả đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu

và đánh giá biến động ranh giới mặn các tầng chứa nước phục vụ quy hoạch, quản lý tài nguyên nước dưới đất tỉnh Cà Mau” cho luận văn của mình

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài nghiên cứu nhằm xác định ranh giới mặn hiện nay và đánh giá sự biến động của ranh giới mặn tại hai tầng chứa nước Pleistocen dưới (qp1) và Pleistocen giữa-trên (qp2-3) trên địa bàn tỉnh Cà Mau Tuy nhiên, tầng Pleistocen giữa-trên (qp2-3) được khai thác nhiều nhất và được đánh giá là có trữ lượng khai thác rất lớn, đồng thời quy trình thực hiện để xác định ranh giới mặn tại từng tầng là như nhau, tầng Pleistocen giữa-trên (qp2-3) có các giếng khoan nhiều và có mật độ dày, cho kết quả có độ tin cậy cao Chính vì vậy, tác giả tập trung nghiên cứu vào tầng chứa nước Pleistocen giữa-trên (qp2-3) Các mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:

- Thu thập dữ liệu từ các nghiên cứu trước đây, phân vùng chất lượng nước theo chỉ tiêu tổng chất rắn hòa tan (TDS) và xác định được ranh giới mặn-nhạt của giai đoạn trước (2004-2009)

- Xây dựng bản đồ phân bố TDS theo kết quả phân tích mẫu nước hiện trạng,

từ đó xác định được ranh giới mặn-nhạt của thời điểm hiện tại (2017)

- Đánh giá sự biến động độ mặn và sự dịch chuyển ranh giới mặn-nhạt của khu vực nghiên cứu từ trước cho đến hiện nay

3 Yêu cầu của đề tài

- Xác định được hiện trạng phân bố TDS tầng chứa nước Pleistocen qp2-3 của khu vực nghiên cứu Cụ thể thực hiện các bước sau:

+ Xử lý, phân tích mẫu để có được kết quả TDS

+ Xây dựng bản đồ hiện trạng phân bố TDS (năm 2017)

+ Xây dựng bản đồ lịch sử phân bố TDS (giai đoạn 2004-2009)

- Xác định được sự biến động mặn-nhạt tầng chứa nước qp2-3 tại khu vực nghiên cứu Cụ thể như sau:

+ Áp dụng công nghệ GIS tích hợp thông tin để chồng ghép bản đồ

+ Phân tích và xây dựng bản đồ biến động độ mặn tại khu vực nghiên cứu trước đây và hiện nay

CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt nước dưới đất

1.1.1 Các công trình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt NDĐ trên thế giới

Xâm nhập mặn (XNM) là vấn đề nghiêm trọng đối với nhiều quốc gia trên thế giới, nhất là những nơi dân cư tập trung đông đúc ở ven biển Nhu cầu đáp ứng nước sạch cao, gây ra áp lực cho các mạch nước ngầm Quá trình bổ sung nước hoặc khai thác nguồn nước ngầm đều dẫn đến sự dịch chuyển bề mặt phân cách giữa nước ngọt và nước mặn từ vị trí này sang vị trí khác Sự dịch chuyển đó có thể làm mực nước dâng lên hoặc hạ xuống tùy thuộc vào việc nước ngọt đổ vào tầng ngậm nước tăng hay giảm Do đó, sự thay đổi lượng nước ngầm gây ảnh hưởng trực tiếp đến xâm nhập mặn [38]

Vấn đề xâm nhập mặn các tầng chứa nước ở các khu vực ven biển đã được các nước phát triển cũng như các nước đang phát triển chú trọng nghiên cứu như:

Mỹ, Ý, Hàn Quốc, Đài Loan, Thụy Điển, Hà Lan… Quá trình phát triển kinh tế xã hội nhanh chóng kéo theo những tác động nghiêm trọng đến môi trường nước Tại

Mỹ, các công trình nghiên cứu về xâm nhập mặn được nhiều nhà khoa học đưa ra, như nghiên cứu của Paul M Barlow, 2003 về XNM dọc duyên hải phía Đông

Tại Hà Lan, công trình nghiên cứu của J.J De Vries (1981) đã nghiên cứu và xác định được phân bố mặn-nhạt của vùng ven biển Hà Lan dựa vào cấu trúc địa chất, lịch sử phát triển địa chất, địa mạo để giải thích cho sự phân bố mặn-nhạt này Năm 2000, tác giả H Kooi và J Groen cũng nghiên cứu về cơ chế xâm nhập mặn

và quan trắc sự biến đổi độ mặn theo thời gian bằng phương pháp mô hình hóa

Tại Nigeria, hai tác giả Edet và Okere (2001) đã nghiên cứu sự xâm nhập mặn phía Đông Nam của Nigeria dựa vào dữ liệu đo sâu điện và phân tích thành phần hóa học của các mẫu nước, từ đó xác định sự phân bố mặn nhạt của tầng chứa nước dưới đất của vùng ven biển Việc khai thác nước dưới đất quá mức cũng là một nguyên nhân góp phần vào sự xâm nhập mặn, điều này được thấy rõ trong nghiên cứu của Narayan (2007) thực hiện tại Australia Nghiên cứu này xác định

được tại khu vực trên có tới 1.800 máy bơm hút nước phục vụ cho nhu cầu tưới tiêu cho trồng trọt tại đồng bằng Burdekin

Tại Hàn Quốc, tác giả Sung Ho Song (2007) đã sử dụng kết hợp số liệu phân tích thành phần hóa học của mẫu nước và tài liệu đo độ dẫn của các mẫu nguyên dạng theo chiều sâu để kiểm chứng và thiết lập mối tương quan giữa điện trở suất

và tổng độ khoáng hóa; từ đó xác định hiện trạng mặn – nhạt của vùng Busan Ở vùng đông nam đảo Sicily, tác giả Evgency A Kontar (2006) cũng sử dụng kết quả

đo độ đẫn điện và thành phần hóa học của tầng chứa nước lỗ hổng, đánh giá được hiện trạng nhiễm mặn nhờ việc kết hợp với các dữ liệu về tính chất vật lý của đất đá theo chiều sâu tại khu vực nghiên cứu

Tại Ý, nghiên cứu của Eloisa Di Sipio (2011) đã tổ hợp phương pháp nghiên cứu hiện trạng nhiễm mặn NDĐ ở Venice, đưa ra đánh giá về tác động của quá trình xâm nhập mặn và dự báo về sự biến động độ mặn trong tương lai của vùng nghiên cứu trên cơ sở sử dụng dữ liệu các lỗ khoan về độ dẫn diện của TCN

và nhiệt độ NDĐ

1.1.2 Các công trình nghiên cứu hiện trạng mặn-nhạt nước dưới đất tại Việt Nam

Tại Việt Nam, đã có một số công trình nghiên cứu tiêu biểu về tài nguyên nước dưới đất tại Cà Mau như sau:

Đề án "Đánh giá nguồn nước dưới đất vùng Thị xã Cà Mau" do Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam thực hiện từ năm 1999 đến 2004 với sự tham gia của tác giả Tống Đức Liêm và các cộng sự Báo cáo được thành lập trên cơ sở các tài liệu thực tế phong phú và tin cậy, phản ánh đầy đủ, đúng đắn các điều kiện ĐCTV vùng nghiên cứu; từ đó phục vụ tốt cho việc quy hoạch phát triển bền vững Kết quả chính đạt được của đề án bao gồm: phân chia 9 phân vị địa chất phù hợp với các kết quả nghiên cứu mới về địa tầng và cấu trúc vùng Nam bộ, ghi nhận sự có mặt của các phân vị địa chất Neogen, Pleistocen, Holocen; xác lập 4 tầng chứa nước lỗ hổng Pleistocen giữa-trên (qp2-3), Pleistocen dưới (qp1), Pliocen trên (n22), Pliocen dưới (n21) và 5 thể địa chất nghèo hoặc không chứa nước (Q12-3-Q2, Q13, N22, N21, N13) Đánh giá được tầng chứa nước có triển vọng, bằng các phương pháp tổng hợp tài

liệu đã khoanh được diện phân bố, chiều dày, chiều sâu mái, chiêu sâu đáy, tổng độ khoáng hóa, thành phần vật chất hữu cơ và độ cứng của mỗi tầng chứa nước Ngoài

ra, đề án còn đánh giá được chất lượng nước dưới đất và tính toán được tổng trữ lượng khai thác tiềm năng nước nhạt dưới đất cho toàn vùng thi xã Cà Mau là 360.125 m3/ngày

Một số ưu điểm chính của đề án: phản ánh khá chi tiết đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn của vùng nghiên cứu, mô tả đầy đủ các phân vị địa tầng có mặt trong vùng; tạo cơ sở dữ liệu quan trọng thành lập bản đồ ĐCTV tỉ lệ 1/50.000 cho toàn vùng Cà Mau Đề án đã đưa ra số liệu tổng hợp kết quả phân tích chất lượng của 4 tầng chứa nước lỗ hổng có mặt trong vùng kèm theo đánh giá cho từng mục đích sử dụng (ăn uống, sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp…) Trên cơ sở tài liệu kết quả điều tra thực tế và kết hợp các nguồn tài liệu, thông tin thu thập trong vùng liên quan đến vấn đề khai thác, sử dụng nước dưới đất, tác giả đưa ra một số nhận xét đánh giá về nguy cơ suy giảm chất và lượng của các tầng chứa nước hiện có

Tuy nhiên, vẫn còn một số hạn chế như chưa đưa ra được con số thống kê mức

độ khai thác tại các tầng chứa nước trên toàn vùng và từng tầng chứa nước cụ thể; chưa nêu được quan hệ thủy lực giữa các TCN Đó là nhữn thông tin rất cần thiết cho việc đánh giá, dự báo khả năng làm hạ thấp mực nước với tốc độ nhanh (trung bình xấp xỉ 1 m/năm) ở các tầng chứa nước trong vùng Chất lượng nước sau khi phân tích thấy giá trị hàm lượng một số chỉ tiêu rất cao vượt xa hàng trăm lần giới hạn cho phép, chưa nêu được phương pháp và thiết bị phân tích Cần đề xuất lỗ khoan có trong đề án có thể hòa vào mạng quan trắc quốc gia động thái nước dưới đất

Năm 2001, tác giả Ngô Hồng Thọ và cộng sự đã tiến hành “Điều tra đánh giá hiện trạng, dự báo diễn biến trữ lượng, quy hoạch khai thác nước dưới đất ở tỉnh Cà Mau” Các nghiên cứu này đã đánh giá được hiện trạng và đưa ra các dự báo sự biến động trữ lượng nguồn nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Cà Mau Theo kết quả điều tra, đánh giá trữ lượng nước dưới đất tỉnh Cà Mau của Liên đoàn Bản đồ Địa

chất Miền Nam và báo cáo “Đánh giá tiềm năng nước ngầm phục vụ các công trình công nghiệp tỉnh Cà Mau” của tác giả Ngô Đức Chân và nhóm nghiên cứu thực

hiện năm 2002 đã nêu được tiềm năng mà nguồn nước dưới đất sẵn có của tỉnh, nhằm mục đích khai thác phục vụ nhu cầu sản xuất công nghiệp, phát triển kinh tế Công trình nghiên cứu cung cấp phương pháp đánh giá tiềm năng và trữ lượng tiềm năng có thể khai thác nước dưới đất cho những hiện tại cũng như trong tương lai

Nghiên cứu của Đào Hồng Hải và cộng sự năm 2016 “Đánh giá chất lượng nước dưới đất tầng chứa nước Pleistocene giữa trên vùng bán đảo Cà Mau” Trong bài báo này, nhóm tác giả đánh giá chất lượng nước dưới đất thông qua chỉ số chất lượng nước dưới đất WQI (water quality index), nhằm mục đích chuyển các dữ liệu chất lượng nước phức tạp thành các chỉ số dễ hiểu và cho người dân trong khu vực

dễ dàng hiểu và nhận định về các vấn đề ô nhiễm nguồn nước đang sử dụng trong

ăn uống và sinh hoạt hàng ngày Các mẫu nước được thu thập từ mạng lưới quan trắc quốc gia và trong các công trình khai thác trong khu vực nghiên cứu Các thông

số được phân tích bao gồm: pH, TDS (total dissolved solids), Tổng độ cứng (TH), Tổng lượng kiềm (Na++K+), Sunfat (SO42-), Chloride (Cl-), và Nitrate (NO3-) sử dụng để tính chỉ số WQI Giá trị WQI các tầng chứa nước pleistocene giữa trên trong vùng bán đảo Cà Mau phân bố trong khoảng từ 36,09 đến 1344

Dựa vào giá trị WQI nhóm nghiên cứu phân ra 5 loại nước có chất lượng nước khác nhau, từ rất tốt đến không thể sử dụng ăn uống được, trong đó: loại 1, nước có chất lượng rất tốt chiếm 14%, nước có chất lượng tốt chiếm 49%, nước có chất lượng trung bình chiếm 24%, nước có chất lượng nước kém chiếm 7%, nước không thể sử dụng trong ăn uống chiếm 6% trong tổng số mẫu nghiên cứu Nếu xét riêng lượng cặn khô TDS thì chỉ có 10 phần trăm số lượng mẫu vượt giới hạn cho phép, trong khi đó các ion như sunfate, Chloride chiếm từ 20% đến 21%

Các mẫu nước dưới đất có chất lượng từ xấu đến không thể sử dụng ăn uống tập trung chủ yếu ở khu vực tỉnh Sóc Trăng, các mẫu này hầu hết đều có hàm lượng TDS lớn hơn một, tuy nhiên có một số mẫu có hàm lượng ion sunfate cao bất thường so với các mẫu khác trong khu vực Kết quả nghiên cứu này đã đánh giá chất lượng nước nước dưới đất toàn diện hơn, giúp cho các nhà quản lý quy hoạch nguồn tài nguyên nước dưới hợp lý hơn, đồng thời đưa ra các khuyến cáo kịp thời cho người dân trong việc khai thác, sử dụng nguồn tài nguyên nước dưới đất

1.2 Đặc điểm điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội tỉnh Cà Mau

1.2.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên

1.2.1.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Cà Mau nằm ở cực Nam Đồng bằng sông Cửu Long có vị trí địa lý: từ

8030’ đến 9030’ vĩ độ Bắc, từ 104040’ đến 105025’ kinh độ Đông Bao gồm phần đất liền và một số đảo với diện tích rộng 5.329km2 Phạm vi tỉnh được giới hạn như sau: phía Bắc giáp tỉnh Kiên Giang, phía Đông giáp tỉnh Bạc Liêu, phía Tây giáp Biển Tây (Vịnh Thái Lan), phía Nam và Đông giáp Biển Đông

Hình 1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

Cơ cấu hành chính của tỉnh gồm: 01 thành phố và 8 huyện, có 97 xã, phường, thị trấn với 914 ấp khóm Trung tâm các đơn vị hành chính như thị trấn và

xã là những đối tượng đã và đang cấp nước sinh hoạt tập trung Xem bảng 1

Bảng 1 Diện tích, dân số và đơn vị hành chính tỉnh Cà Mau [3]

4 Huyện Trần Văn Thời 716 194.561 195.263 198.176

Các loại đất này nhìn chung có ảnh hưởng không tốt đến chất lượng nước mặt cũng như nguồn nước ngầm của tỉnh

1.2.1.3 Đặc điểm khí hậu - thuỷ văn

a Điều kiện khí hậu

Tỉnh Cà Mau nằm trong khu vực có vĩ độ thấp của vùng nhiệt đới, khá gần xích đạo, chịu ảnh hưởng thường xuyên của những khối không khí nhiệt đới trong

cả hai mùa gió và khối không khí xích đạo trong mùa gió Tây – Nam nên có nền nhiệt độ cao Tổng nhiệt độ lớn và không có sự phân hoá đáng kể theo không gian

Nhiệt độ không khí trung bình năm của thời kỳ là 27,5oC Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất là 29,3o

C Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất là 25,8oC Dao động nhiệt độ trung bình giữa tháng cao nhất và thấp nhất là: 3,5oC

Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5, lượng mưa năm tập trung chủ yếu vào mùa mưa, lượng mưa tháng dao động từ 218,1mm đến 385,9mm Các tháng chuyển tiếp là tháng 4 và tháng 11 lượng mưa dao động từ 86,8mm đến 108,5mm; các tháng còn lại (từ tháng 12 đến tháng 3) là mùa khô lượng mưa dao động từ 3,0mm đến 47,0mm

Tài liệu khí tượng được tổng hợp ở bảng 2 và thể hiện ở hình 2

(Đơn vị tính: mm) (Nguồn: Đài khí tượng thuỷ văn khu vực Nam Bộ)

Phân bố lượng mưa theo thời gian rất biến động: các tháng mùa khô có lượng mưa không đáng kể (chiếm chưa tới 10% tổng lượng mưa/năm) Trong mùa mưa phần lớn lượng mưa tập trung vào các tháng 8, 9, 10 trong năm

Hình I ĐỒ THỊ TRUNG BÌNH THÁNG GIAI ĐOẠN 2004 - 2008 CỦA CÁC YẾU TỐ

KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN TỈNH CÀ MAU

Mưa Cà Mau Bốc hơi Cà Mau Độ ẩm Cà Mau

Hình 2 Đồ thị trung bình tháng các yếu tố khí tƣợng tỉnh Cà Mau

b Mạng sông, rạch, kênh

Sông rạch và kênh ở tỉnh Cà Mau tạo thành mạng lưới chằng chịt và chiếm gần 3% diện tích tự nhiên Có 8 sông chính và 3 kênh cấp I với bề rộng cửa sông từ 45m (sông Cái Tàu) đến 1800m (Sông Cửa Lớn) và sâu từ 3m (cửa Bãi Háp) tới 19m (cửa Bồ Đề của sông Cửa Lớn) xem bảng 3

Mạng sông rạch và kênh đã tạo điều kiện trao đổi qua lại mạnh mẽ và dễ dàng giữa nước mặt và nước dưới đất tầng trên cùng

Bảng 3 Các thông số về sông và kênh chính ở tỉnh Cà Mau

Năm

Dài (km)

Rộng (m)

Sâu (m)

Vị trí đo rộng sâu

sông

Vùng phía Đông của tỉnh bị ảnh hưởng của chế độ thủy triều biển Đông theo cửa Gành Hào, cửa Bồ Đề,… Thủy triều biển Đông có chế độ bán nhật triều không đều, một ngày triều xuất hiện hai đỉnh, hai chân Thủy triều biển Đông có mực nước cao nhất trong các tháng 12-01 và thấp nhất trong các tháng 6-7, với chênh lệch khoảng 0,5m

Vùng phía Tây của tỉnh (vùng U Minh) bị ảnh hưởng triều biển Tây, với chế

độ triều hỗn hợp mà thành phần nhật triều chiếm chủ yếu

1.2.2 Đặc điểm dân cư, kinh tế - xã hội

1.2.2.1 Dân cư

Theo số liệu thống kê năm 2017 toàn tỉnh Cà Mau có 1.234.896 người, mật

độ dân số trung bình 234 người/km2, năm 2017 dân số toàn tỉnh là 1.248.241 người

Bảng 4 Dân số trung bình phân theo huyện, thành phố

Thành thị Nông thôn Thành thị Nông thôn Tổng số 1.219.505 243.864 975.641 1.234.896 248.325 986.571

TP Cà Mau 202.471 122.034 80.437 204.895 123.894 81.001

H U Minh 90.331 7.128 83.203 92.312 7.259 85.053

H Thới Bình 142.560 11.183 131.377 144.299 11.444 132.855 H.Trần Văn

(Nguồn: Niên giám thống kê tỉnh Cà Mau, năm 2016)

Dân cư phân bố không đều và tập trung chủ yếu ở các trung tâm huyện, thị; trong khi ở nông thôn lại thưa thớt ở ven kênh, rạch Điều này gây trở ngại lớn cho việc cấp nước tập trung theo khu vực, dẫn đến tình trạng người dân tự khoan khai thác nước dưới đất là nguy cơ tạo nên các cửa sổ địa chất thuỷ văn gây ô nhiễm nguồn nước dưới đất từ các nguồn xả thải trên mặt

1.2.2.2 Các ngành kinh tế chính

Các vấn đề về hiện trạng phát triển các ngành kinh tế chính của tỉnh sẽ được

đề cập một cách sơ bộ và chỉ tập trung vào các ngành có liên quan, có ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề cấp nước và chất lượng nguồn nước

a) Sản xuất nông nghiệp

Sản xuất nông nghiệp là một trong những ngành hoạt động chiếm tỷ trọng cao nhất về sử dụng nước (khoảng 80 – 85% tổng lượng nước dùng cho tất cả các ngành), vì vậy, chính nó sẽ gây nên sự biến đổi mạnh về lượng, chất của cả nguồn

nước mặt và nước ngầm

b) Công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp

Các ngành công nghiệp ở Cà Mau chủ yếu là công nghiệp chế biến lương thực và thủy sản (chiếm tới 94% giá trị tổng sản lượng công nghiệp); các ngành còn lại gồm chế biến thực phẩm, gỗ, sản xuất gia công các sản phẩm kim loại Các ngành công nghiệp chế biến lương thực, thủy sản cũng chính là những ngành có khả năng gây ô nhiễm môi trường nói chung và môi trường nước nói riêng khá lớn Tuy nhiên, phần lớn các đơn vị sản xuất lớn đều tập trung tại thành phố Cà Mau và các trung tâm huyện lỵ khác Tại vùng nông thôn, chỉ có một số nhà máy xay xát nhỏ

c) Lâm nghiệp

Lâm nghiệp là một trong những ngành kinh tế đặc thù của tỉnh, về diện tích

rừng ngập mặn ven biển của tỉnh là nơi có diện tích lớn nhất và chủng loại cây đa dạng nhất Tuy vậy, diện tích rừng suy giảm nhiều trong các năm qua

Các ngành sản xuất kinh tế có ảnh hưởng tương đối lớn đến vấn đề cấp nước

và chất lượng nước như: gia tăng ô nhiễm nguồn nước, đất do việc phát triển ngày càng nhiều các cơ sở sản xuất, chế biến thủy sản, lương thực, thực phẩm; hoạt động của một số lượng lớn các tàu thuyền, việc sử dụng các loại hoá chất nông nghiệp Ô nhiễm nguồn nước do việc nuôi trồng thủy sản (thức ăn thừa, tôm cá chết )

Từ những nguyên nhân trên, nguồn nước dưới đất ở Cà Mau sẽ phải chịu

áp lực rất lớn để đáp ứng nhu cầu sử dụng của người dân

1.2.3 Đặc điểm địa chất và địa chất thủy văn

1.2.3.1 Đặc điểm địa chất

Dựa trên các tài liệu địa chất thu thập được, các kỹ sư địa chất của Đoàn Quy hoạch và Điều tra Tài nguyên nước 806 đã phân tích, xử lý, phân chia địa tầng và vẽ các tuyến mặt cắt địa chất theo các tài liệu đã nghiên cứu trước đây Theo tài liệu mới nhất cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu như sau:

Tỉnh Cà Mau bao gồm các phân vị địa tầng được mô tả từ cổ tới trẻ như sau: hệ Neogen, hệ Đệ Tứ,

Hệ Neogen phân chia thành: thống Miocen và thống Pliocen, chi tiết được

mô tả như sau:

a Thống Miocen

Phụ thống thượng, hệ tầng Phụng Hiệp (N13ph): trên cơ sở nghiên cứu mặt

cắt địa chất tại thị trấn Phụng Hiệp - tỉnh Hậu Giang; các tác giả đã phân chia hệ

tầng ra 2 nguồn gốc thành tạo sau:

Trầm tích sông - biển (amN 1 3

ph) trầm tích hạt mịn (bột, bột sét, sét bột, bột cát) nằm ở phần trên của hệ tầng Trầm tích biển (mN 1 3 ph) có thành phần trầm tích

bao gồm bột sét, sét bột, sét bột cát có nhiều màu sắc khác nhau từ xám đen, xám tro, xám trắng, nâu vàng đến nâu đỏ loang lổ chứa kết vón laterit Bề mặt đáy của hệ

tầng có xu hướng sâu dần theo hướng Tây Bắc - Đông Nam

b Thống Pliocen

*Phụ thống hạ, hệ tầng Cần Thơ (N21ct) chia ra 2 loại nguồn gốc thành tạo:

- Trầm tích sông - biển (amN 2 1 ct) thành phần trầm tích gồm cát hạt mịn đến

trung, thô, cát pha ít bột sét màu xám tro, xám xanh, xám xi măng đến xám trắng, đôi chỗ xen kẹp bột, mùn thực vật và chứa sạn sỏi, cuội kích thước: 0,2-1,5cm

Hình 3 Một phần mặt cắt số 05 theo hướng Bắc – Nam [22]

* Phụ thống trung, hệ tầng Năm Căn (N22nc)

- Trầm tích sông - biển (amN 2 2 nc) theo các tuyến mặt cắt vùng cho thấy: hệ

tầng có cấu tạo từ 2-3 nhịp trầm tích, dưới là các trầm tích hạt thô, trên là các trầm tích hạt mịn Chủ yếu là cát mịn đến trung, thô, cát bột, cát bột pha sét màu xám xanh, vàng nhạt, xám nâu phân lớp dày 0,2-1,0cm

- Trầm tích biển (mN 2 2 nc) lớp trên cùng của hệ tầng là các trầm tích hạt mịn

(sét, bột, bột sét) phát triển khắp vùng, đôi nơi bề mặt bị phong hóa có kết vón laterit rắn chắc

Hệ Đệ tứ gồm: thống Pleistocen và thống Holocen (Q2) được mô tả như sau:

a Thống Pleistocen

*Phụ thống hạ, hệ tầng Cà Mau (Q11cm) được chia ra 2 loại nguồn gốc thành tạo bao gồm:

Trầm tích sông- biển (amQ 1 1 cm) thành phần trầm tích bao gồm chủ yếu là

cát mịn đến trung, thô, cát mịn pha bột, cát bột màu xám nâu, xám tro, xám nhạt,

đôi chỗ chứa sạn sỏi, xen kẹp bột dày 0,5-3cm và chứa di tích thực vật Trầm tích biển (mQ 1 1 cm) lớp trên cùng của hệ tầng là các trầm tích hạt mịn

Căn cứ vào đặc điểm trầm tích, cổ sinh cho thấy hệ tầng Cà Mau được thành tạo trong môi trường ngập mặn biển nông ven bờ, cửa sông ven biển Bề mặt đáy của hệ tầng có xu thế hạ thấp dần từ Tây Bắc xuống Đông Nam và phủ bất chỉnh hợp lên trên các trầm tích của hệ tầng Năm Căn (N2

2nc) Chiều dày biến đổi từ

36,0m đến 87,0m, chiều dày trung bình: 64,51m

*Phụ thống trung - thượng, hệ tầng Long Toàn (Q12-3lt) Các trầm tích của hệ

tầng không lộ ra trên mặt, gồm: Trầm tích sông - biển (amQ 1 2-3 lt) với các trầm tích

hạt thô và hạt mịn nằm xen kẹp nhau Trầm tích biển (mQ 1 2-3

lt) lớp trên cùng của hệ

tầng là các trầm tích hạt mịn, đôi nơi bị phong hoá chứa kết vón laterit

*Phụ thống thượng, hệ tầng Long Mỹ (Q13lm) có các trầm tích của hệ tầng

không lộ ra trên mặt, dưới sâu bắt gặp hầu hết trong các lỗ khoan ở độ sâu từ 12,0m

đến 45,0m trở xuống, trung bình 26,44m Trầm tích sông - biển (amQ 1 3 lm) có cấu

tạo dạng bở rời, chứa nước tốt, phân bố không liên tục và có chiều dày biến đổi từ

một vài mét đến 15-20m Trầm tích biển (mQ 1 3 lm) chủ yếu gồm các lớp trầm tích

là bùn sét, sét, bột cát, bột, bột sét màu xám xanh, xám đen chứa mùn thực vật

* Phụ thống trung - thượng có trầm tích sông - biển (amQ 2 2-3 ) thành phần chủ yếu là sét, cát mịn màu xám vàng, vàng nhạt lẫn ít ổ phèn màu nâu sẫm

*Phụ thống thượng bao gồm trầm tích sông - biển - đầm lầy (ambQ 2 3` ) có

thành phần chủ yếu là sét, bột, cát mịn màu xám nâu, xám tối, ít mùn và xác thực

vật phân hủy kém Trầm tích sông (aQ 2 3` ) chủ yếu là bột, sét, ít cát mịn, còn lại là

mùn xác thực vật

*KIẾN TẠO

Vị trí kiến tạo: Vùng nghiên cứu thuộc rìa phía Tây Nam bồn trũng Kainozoi

Cửu Long, phát sinh và phát triển trên miền vỏ lục địa, hình thành vào Paleozoi muộn-Mezozoi sớm Mường Tè-Tây Campuchia và lớp phủ trầm tích phun trào rìa lục địa tích cực Mesozoi sớm

Kiến trúc sâu: Theo tài liệu trọng lực, vùng có độ sâu bề mặt Moho đạt tới

30-32km với chiều sâu tăng dần từ Đông sang Tây Bề mặt Conrad sâu hơn 14km

và sâu dần từ Đông sang Tây Trong lúc đó bề mặt móng kết tinh nông hơn 4km với phương sâu dần từ Tây sang Đông

Bối cảnh kiến tạo: Móng trước Kainozoi cấu tạo bởi trầm tích silic và đá

phun trào Fensic của hệ tầng Hòn Ngang, tuổi Trias hình thành trong bối cảnh cung đảo và lộ ra ở Hòn Chuối, Hòn Buông cũng như có thể gặp trong đáy các lỗ khoan sâu ở trong khu vực Cà Mau-Bạc Liêu

Các khối địa chất và đứt gãy chính: Vùng nghiên cứu nằm trong khối Cà

Mau, bị sụt võng vào Pliocen-Đệ tứ và là phần rìa phía Tây của trũng Kainozoi Cửu

Long Vùng có đứt gãy Cà Mau-Bảo Lộc cắt qua, hoạt động yếu kém với sự sụt

võng của cánh Đông Nam vào Miocen

1.3.3.2 Đặc điểm địa chất thủy văn

Dựa vào thành phần thạch học và các đặc điểm như độ xốp, tính thấm, độ giàu nước, đặc điểm thủy động lực… có thể phân chia mặc cắt địa chất thủy văn ra làm các tầng chứa nước lỗ hổng và các thành tạo địa chất rất nghèo nước hoặc không chứa nước

Các tầng chứa nước lỗ hổng, bao gồm:

- Tầng chứa nước lỗ hổng trong các trầm tích Pleistocen giữa - trên (qp2-3);

- Tầng chứa nước lỗ hổng trong các trầm tích Pleistocen dưới (qp1);

- Tầng chứa nước lỗ hổng trong các trầm tích Pliocen giữa (n22);

- Tầng chứa nước lỗ hổng trong các trầm tích Pliocen dưới (n21)

Các thành tạo địa chất rất nghèo nước hoặc không chứa nước, bao gồm:

- Thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pleistocen giữa - trên và Holocen (Q12-3-Q2);

- Thể địa chất rất nghèo nước trong các trầm tích Pleistocen dưới (Q11);

- Thể địa chất rất nghèo nước trong các trầm tích Pliocen giữa (N22);

- Thể địa chất rất nghèo nước trong các trầm tích Pliocen dưới (N21);

- Thể địa chất rất nghèo nước trong các trầm tích Miocen trên (N13)

Hình 4 Sơ đồ địa chất thuỷ văn tỉnh Cà Mau

Hình 5 Mặt cắt địa chất thuỷ văn theo tuyến I-I

Hình 6 Mặt cắt địa chất thuỷ văn theo tuyến III-II

a Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen giữa - trên (qp 2-3 )

Tầng chứa nước Pleistocen giữa - trên phân bố rộng rãi trên toàn bộ tỉnh Cà Mau, không lộ ra trên mặt mà bị thể địa chất rất nghèo nước Pleistocen giữa –trên

và Holocen (Q12-3-Q2) phủ trực tiếp lên trên Chiều sâu mái từ 60,0 đến 115,0m, trung bình 89,04m Chiều sâu đáy tầng từ 80,0 đến 146,0m, trung bình 103,67m Chiều dày tầng biến đổi từ 2,0m đến 31,0m, trung bình khoảng 13,68m

Thành phần trầm tích của tầng chứa nước bao gồm các lớp cát mịn đến trung lẫn sạn sỏi, màu xám tro, xám xanh, xám vàng, đôi chỗ xen kẹp lớp cát bột, bột, bột pha sét màu nâu, xám xanh, xám vàng, xám trắng có tính phân nhịp và phân lớp khá

rõ Bề dày từ 3,0m đến 17,0m Bề dày thực của đất đá chứa nước từ 2,0m đến 31m trung bình 13,3m và thành phần hoá học nước của tầng biến đổi khá phức tạp

- Khu vực phân bố nước: chiếm khoảng 3/4 diện tích vùng (418,04km2), bao gồm khu trung tâm thành phố Cà Mau, một phần của xã An Xuyên, xã Tân Thành,

xã Hoà Thành và xã Định Bình (thành phố Cà Mau), 1 phần phía Tây xã Hồ Thị Kỷ (huyện Thới Bình), xã Khánh An (huyện U Minh) và xã Khánh Bình (huyện Trần Văn Thời), xã Tân Phong, xã Phong Thạnh Tây, xã An Trạch và xã Tân Thạnh (huyện Giá Rai - tỉnh Bạc Liêu) và xã Định Thành (huyện Đông Hải-tỉnh Bạc Liêu) Kết quả phân tích thành phần hoá học nước trong vùng từ nghiên cứu của Bùi Tiến Bình và cộng sự (1999) cho thấy khu vực nước lợ phía Bắc: bao gồm chủ yếu xã Hồ Thị Kỷ, xã Tân Lộc (huyện Thới Bình) và xã An Xuyên (thành phố Cà Mau), diện tích chiếm khoảng 118km2 Khu vực nước lợ phía Nam: bao gồm chủ yếu xã Lương Thế Trân (huyện Cái Nước), diện tích chiếm khoảng 39,8km2 Khu vực nước lợ phía Đông: gồm xã Phong Thạnh Tây (huyện Giá Rai-tỉnh Bạc Liêu), chiếm diện tích khoảng 2,96km2

Mực nước của tầng dao động theo mùa Theo kết qủa quan trắc Quốc gia động thái nước dưới đất của Nguyễn Trác Việt (2008) trạm Q177020, trạm Q188020 (TP.Cà Mau) và Q199020 (Năm Căn) thấy mực nước có dấu hiệu tụt xuống khá sâu 13,99m (Q177020), 9,61m (Q199020-Năm Căn) nguyên nhân do mức độ khai thác nước của tầng gia tăng rất mạnh Trên biểu đồ quan trắc mực

nước tại trạm Q177020, từ tháng 4/1995 đến tháng 12/2008 mực nước giảm tổng cộng là 6,50m, tốc độ trung bình khoảng 0,80m/năm

ĐỒ THỊ MỰC NƯỚC CÔNG TRÌNH Q177020 TP CÀ MAU

Lượng mưa Tích lũy độ lệch lượng mưa Q177020 Linear (Q177020)

Hình 7 Mực nước tầng Pleistocen giữa-trên tại thành phố Cà Mau năm 2008 [22]

ĐỒ THỊ MỰC NƯỚC CÔNG TRÌNH Q199020 NĂM CĂN, CÀ MAU

Lượng mưa Tích lũy độ lệch lượng mưa Q199020 Linear (Q199020)

Hình 8 Mực nước tầng Pleistocen giữa-trên tại huyện Năm Căn năm 2008 [22]

Tóm lại, tầng chứa nước Pleistocen giữa - trên (qp2-3) có diện phân bố rộng, nhưng khả năng chứa nước trung bình, chất lượng nước biến đổi khá phức tạp Vì vậy tầng chứa nước Pleistocen giữa - trên phù hợp khai thác nhỏ hoặc khai thác nước tập trung cho vài chục hộ dân sử dụng

b Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen dưới (qp 1 )

Tầng chứa nước Pleistocen dưới phân bố trên toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu, bị thể địa chất rất nghèo nước Pleistocen dưới (Q11) che phủ và nằm trên thể địa chất rất nghèo nước Pliocen trên (N22) Chiều sâu bắt gặp mái từ 84,00m đến 154,00m (Năm Căn), trung bình khoảng 119,81m Chiều sâu đáy lớp từ 155,0m đến

200,0m trung bình khoảng 169,43m Bề dày thay đổi từ 19,00m đến 71,00m, trung bình khoảng 23,30m

Thành phần trầm tích bao gồm cát hạt mịn, đến trung thô, cát mịn pha bột, màu xám nâu, xám tro, đôi chỗ chứa ít sạn sỏi, có xen kẹp các lớp bột cát, bột màu nâu, xám có tính phân nhịp và phân lớp khá rõ, dày từ 3,0m đến 57,0m Bề dày thực của đất đá chứa nước từ 12,8m đến 52,0m, trung bình 23,3m

Tầng chứa nước Pleistocen dưới chưa được nghiên cứu nhiều, tuy nhiên căn

cứ vào chiều dày của các lớp đất đá chứa nước và kết quả hút thí nghiệm tại các lỗ khoan, cho thấy tầng có khả năng chứa nước từ trung bình đến giàu

Bảng 5 Kết quả hút nước thí nghiệm các lỗ khoan tầng Pleistocen dưới (qp 1 )

Số hiệu lỗ

khoan

Chiều sâu (m)

Mực nước tĩnh (m)

Trị số hạ thấp mực nước (m)

Lưu lượng (l/s)

Tỷ lưu lượng (l/sm)

(Nguồn: Bùi Tiến Bình và cộng sự, năm 1999)

Mực nước của tầng dao động theo mùa, cao độ mực nước có dấu hiệu tụt xuống khá sâu, thay đổi từ -3,5 đến -18,79m, nguyên nhân do mức độ khai thác nước của tầng gia tăng Trên biểu đồ quan trắc mực nước tại trạm Q188030, từ tháng 1/1991 đến tháng 12/2008 mực nước giảm tổng cộng là 13,78m, tốc độ trung bình khoảng 1,0m/năm (xem hình 9)

ĐỒ THỊ MỰC NƯỚC CÔNG TRÌNH Q188030 TP CÀ MAU

Lượng mưa Tích lũy độ lệch lượng mưa Q188030 Linear (Q188030)

Hình 9 Mực nước tầng chứa nước Pleistocen dưới tại thành phố Cà Mau năm

2008 [22]

Tóm lại, tầng chứa nước Pleistocen dưới (qp1) có diện phân bố rộng, khả năng chứa nước trung bình đến giàu, chất lượng nước đạt yêu cầu sử dụng cho ăn uống sinh hoạt, điều kiện khai thác dễ dàng, có thể khai thác dùng cho ăn uống và sinh hoạt Do thành phần hạt cát mịn, chiều dày biến đổi lớn từ 8,0m đến 43,0m nên người ta ít bố trí các giếng khai thác lớn vào tầng này [2]

c Tầng chứa nước lỗ hồng trong trầm tích Pliocen trên (n 2 2 )

Tầng chứa nước Pliocen trên phân bố rộng rãi trên toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu, bị thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pliocen trên phủ lên và nằm trên thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pliocen dưới Chiều sâu bắt gặp mái từ 166,0m đến 217,5m, trung bình khoảng 183,77m Chiều sâu đáy lớp từ 237,0m đến 254,5m, trung bình khoảng 245,23m Bề dày thay đổi từ 37,5m đến 78,5m, trung bình khoảng 61,50m Thành phần trầm tích học bao gồm cát hạt mịn đến trung thô, cát bột, cát bột pha sét, màu xám xanh, xám nâu, vàng nhạt, phân lớp dày 0,2-1,0cm

Tầng chứa nước Pliocen trên có ý nghĩa khai thác để cung cấp nước tập trung

ở quy mô lớn tuy nhiên thành phần hạt của đất đá chứa nước có biến đổi mạnh, xen kẹp rất nhiều lớp bột, bột cát [2]

d Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pliocen dưới (n 2 1 )

Tầng chứa nước Pliocen dưới có diện tích phân bố rộng gần hết vùng nghiên cứu (không phân bố phía Tây Bắc), bị thể địa chất rất nghèo nước Pliocen trên phủ lên và nằm trên tầng Miocen trên Chiều sâu bắt gặp mái từ 247,0m đến 269,0m,

trung bình 258,75m, mực nước dao động theo mùa Thành phần trầm tích chủ yếu là cát hạt mịn, đến trung thô, cát bột pha ít sét, màu xám tro, đôi chỗ chứa ít sạn sỏi, cuội kích thước từ 0,2 đến 1,5cm, khả năng chứa nước của tầng này trung bình đến giàu, chất lượng nước đạt yêu cầu cho ăn uống và sinh hoạt

- Các thành tạo địa chất rất nghèo nước

+ Thành tạo địa chất rất nghèo nước tuổi Pleistocen giữa - trên và các trầm tích Holocen (Q 1 2-3 -Q 2) phân bố liên tục trong toàn bộ diện tích vùng nghiên cứu, chúng nằm ở phần trên cùng của các mặt cắt địa chất thủy văn Chiều sâu đáy thay đổi từ 60,0m đến 117,5m, trung bình 89,04m [2]Thành phần trầm tích chủ yếu là bùn sét, bột sét, bột, đôi chỗ có xen kẹp các thấu kính cát mịn và mùn thực vật màu xám tro, xám nâu, vàng loang lổ lẫn sạn sỏi laterit Mực nước tĩnh thay đổi từ 0,5 đến 1,20m và dao động theo mùa, chịu ảnh hưởng của thuỷ triều, tầng

có quan hệ thuỷ lực với nước mặt, nguồn bổ cập chủ yếu là nước mưa rơi tại chỗ

và từ các dòng nước mặt ngấm vào Đây là thành tạo dễ bị ảnh hưởng của các dòng nước mặt bị nhiễm mặn làm cho nước có tổng độ khoáng hoá cao và biến đổi trong giới hạn khá rộng trong năm

Tóm lại, đây là thành tạo địa chất rất nghèo nước bề dày lại lớn, nên nó chính

là lớp ngăn cách không cho nước mặn xâm nhập từ trên mặt xuống các tầng chứa nước nhạt phía dưới

+ Thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pleistocen dưới (Q 1 1) phân bố rộng rãi trên toàn bộ vùng nghiên cứu, bị tầng chứa nước Pleistocen giữa-trên phủ trực tiếp lên trên Chiều sâu bắt gặp từ 80,0m đến 146,0m, trung bình 103,67m Thành phần trầm tích bao gồm bột sét, bột, bột cát màu đen, xám tro đến xám xanh, đôi chỗ xen kẹp lớp cát bột, cát mịn Đây là lớp cách nước giữa tầng chứa nước Pleistocen giữa

- trên và tầng chứa nước Pleistocen dưới

+ Thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pliocen giữa (N 2 2 ) phân bố rộng rãi trên

toàn bộ vùng nghiên cứu, bị tầng chứa nước Pleistocen dưới phủ trực tiếp lên trên Chiều sâu mái bắt gặp từ 154,0m đến 200,0m, trung bình khoảng 167,11m Thành phần trầm tích chủ yếu là sét bột, bột sét, bột, bột cát màu xám nâu, xám tro đến

xám xanh Đây là thể địa chất rất nghèo nước, thực chất là lớp cách nước giữa tầng

chứa nước Pleistocen dưới và tầng chứa nước Pliocen trên

+ Thể địa chất rất nghèo nước tuổi Pliocen dưới (N 2 1 ) phân bố rộng rãi trên

toàn bộ vùng nghiên cứu, bị tầng chứa nước Pliocen trên phủ trực tiếp lên trên Chiều sâu bắt gặp từ 237,0m đến 255,0m, trung bình khoảng 245,79m Thành phần trầm tích bao gồm sét, sét bột, bột sét màu xám xanh, xám trắng, đến nâu xẫm, nâu vàng loang lổ, chứa sạn sỏi laterit Đây là thể địa chất rất nghèo nước, thực chất là

lớp cách nước giữa tầng chứa nước Pliocen trên và tầng chứa nước Pliocen dưới

+ Thể địa chất rất nghèo nước tuổi Miocen trên (N 1 3 ) phân bố rộng rãi trên

toàn bộ vùng nghiên cứu, bị tầng chứa nước Pliocen dưới phủ trực tiếp lên Trong vùng nghiên cứu các lỗ khoan chỉ bắt gặp phần mái của hệ tầng này, chiều sâu khoảng 286,87m Thành phần trầm tích là bột sét, cát mịn màu xám đen, xám tro,

xám trắng nâu vàng đến nâu đỏ

1.2.4 Hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất

Theo kết quả điều tra hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất tháng 12 năm 2015 của Sở TN&MT tỉnh Cà Mau, có 137.988 giếng khoan khai thác nước dưới đất Tổng lưu lượng khai thác khoảng 373.332m3/ngày, trong đó:

- Giếng khoan khai thác thuộc các nhà máy nước do Công ty cấp nước và Môi trường đô thị có 43 giếng khoan (2 giếng dự phòng), tổng lưu lượng khai thác khoảng 35.933m3/ngày

- Giếng khoan khai thác thuộc các trạm cấp nước tập trung, do Trung tâm nước sinh hoạt và Vệ sinh Môi trường nông thôn (TTNSH&VSMT) xây dựng bàn giao lại cho các địa phương quản lý có 145 giếng khoan, tổng lưu lượng khai thác khoảng 6.508m3

/ngày

- Giếng khoan khai thác đơn lẻ thuộc các nhà máy, xí nghiệp, trường học và các tổ chức doanh nghiệp khác tự quản lý có 212 giếng khoan, tổng lưu lượng khai thác khoảng 53.511m3

/ngày

- Giếng khoan nhỏ lẻ nông thôn thuộc các hộ gia đình có 137.590 giếng khoan, tổng lưu lượng khai thác khoảng 275.180m3/ngày Chi tiết được tổng hợp

qua bảng 1.6

Bảng 6 Tổng hợp các công trình khai thác NDĐ trên địa bàn tỉnh

TT Huyện

Giếng KT thuộc hành lang khai thác của nhà máy nước

Giếng KT thuộc nhà máy,

xí nghiệp

Giếng khai thác thộc Trung tâm nước SH&VSMT

Giếng nhỏ

lẻ nông thôn

Số giếng

Lưu lượng

m 3 /ngày

Số giếng

Lưu lượng

m 3 /ngày

Số giếng

Lưu lượng

m 3 /ngày

Số giếng

Lưu lượng

(Nguồn: Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Cà Mau, 2015)

* Về loại hình khai thác:

Tỉnh Cà Mau có 4 loại hình cấp nước là giếng khoan thuộc nhà máy nước, giếng khoan thuộc các trạm cấp nước tập trung, giếng khoan thuộc các nhà máy, xí nghiệp Các giếng khoan thuộc nhà máy nước tập trung chủ yếu ở các phường của thành phố Cà Mau, trung tâm các huyện và các khu vực đông dân cư, khai thác ở tầng sâu (n22 và n21) với lưu lượng lớn

Các giếng khoan thuộc các nhà máy, xí nghiệp cũng tập trung chủ yếu ở thành phố Cà Mau và trung tâm các thị trấn, các khu công nghiệp khai thác ở tầng sâu (qp1 và n22), lưu lượng khai thác tương đối lớn Các giếng thuộc các trạm cấp nước tập trung phân bố ở các cụm dân cư vừa và nhỏ, khai thác ở các tầng (qp2-3 và

qp1) với lưu lượng nhỏ

Các giếng khoan nhỏ lẻ nông thôn hầu hết các hộ gia đình nằm ngoài khu vực cấp nước của nhà máy nước và trạm cấp nước tập trung, khai thác trong tầng

qp2-3 với lưu lượng nhỏ, chủ yếu là phục vụ nhu cầu sinh hoạt của gia đình

* Về tầng khai thác: các giếng khoan trong tỉnh Cà Mau chủ yếu tập trung vào

4 tầng khai thác chính là (qp2-3, qp1, n22 và n21) tại các phường của thành phố cà Mau và trung tâm các huyện chủ yếu khai thác vào tầng n22, đối với các xã chủ yếu khai thác vào tầng qp2-3

* Về mức độ khai thác: thành phố Cà Mau có mức độ khai thác mãnh liệt

nhất đồng thời tập trung chủ yếu vào 1 tầng chứa nước (n22) ở các khu vực khác

thường mức độ khai thác vẫn còn tương đối thấp

* Về mật độ khai thác: tỉnh Cà Mau có số lượng giếng khoan rất lớn, tuy chủ

yếu là các giếng nhỏ lẻ nông thôn có lưu lượng khai thác nhỏ không ảnh hưởng lớn đến trữ lượng khai thác Nhưng đây là vấn đề cần được quan tâm và cần có các biện pháp hạn chế vì mật độ khai thác quá dày, các giếng lại không được trám cách ly

các tầng nên có nguy cơ thông tầng làm suy thoái chất lượng nước

* Về diễn biến khai thác theo thời gian

Nhìn chung, trước năm 1997 mức độ khai thác nước dưới đất ở tỉnh Cà Mau còn rất hạn chế, từ sau năm 1997 đến nay, đặc biệt là sau năm 2000 quá trình khai thác nước dưới đất xảy ra một cách mãnh liệt Hầu hết các giếng khoan có lưu lượng khai thác lớn đều được khoan trong giai đoạn này, số lượng giếng khoan nhỏ

lẻ ở nông thôn được khoan trong giai đoạn này cũng lớn gấp 3 đến 4 lần số lượng khoan trước đây

CHƯƠNG 2 – ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là tầng chứa nước Pleistocen giữa-trên (qp2-3) trên địa bàn tỉnh Cà Mau Cụ thể như sau:

Tầng chứa nước Pleistocen giữa-trên (qp2-3) phân bố rộng khắp trên địa bàn tỉnh Cà Mau, để xác định được ranh giới mặn tại tầng chứa nước này cần lấy mẫu nước và xác định hàm lượng TDS Các mẫu nước có thể lấy được từ các lỗ khoan quan trắc, giếng khoan có độ sâu đến tầng nghiên cứu

Ranh giới mặn lịch sử (2004-2009) được xác định bằng cách thu thập dữ liệu

về hàm lượng TDS của các mẫu nước từ nghiên cứu trước đây tại tỉnh Cà Mau Dữ liệu 172 kết quả phân tích chỉ tiêu TDS các mẫu nước được thu thập từ hai dự án trước đây (2004-2009) là: Báo cáo Đánh giá nguồn nước dưới đất vùng thị xã Cà Mau (Tống Đức Liêm, 2004) [13]; Điều tra hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất, đánh giá chất lượng và biện pháp xử lý ô nhiễm nguồn nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Cà Mau (Nguyễn Kim Quyên, 2009) [15] Các số liệu được thể hiện ở Phụ lục 1 Hình 10 thể hiện vị trí các điểm thu thập dữ liệu lịch sử (2004-2009) tại tầng qp2-3

Hình 10 Vị trí các điểm lấy mẫu từ dữ liệu của nghiên cứu 2004-2009