of India, Nevv Delhi, 2000.Rainwater harvesting and Artiíiđal Recharge to Groundvvater: a A guide to íollovv.. ƯNESCO-IHP and Cen tral Ground VVater Board, Govt.[r]
Trang 1418 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT
phân vù n g cẩn phân biệt phân vù n g ĐCTV chung và
phân vù n g ĐCTV chuyên m ôn.
Phân vùng Đ C T V chung đ ư ợ c tiến hành với m ục
đ ích phân lãnh thố ra làm các cấu trúc ĐCTV tự
nhiên theo tố hợp các chỉ tiêu v ề sự phân b ố và hình
thành nước dưới đất mà k hôn g đưa ra m ột sự giải
q uyết cụ th ể nào Đ iều đó tất n h iên k hôn g có nghĩa
là nó hoàn toàn tách rời thực tiễn, m à n ó p hụ c vụ
cho việc giải q uyết hàng loạt các vấn đê' khác nhau
liên quan với nư ớc d ư ới đât D ù phân v ù n g ĐCTV
theo cách nào, tách riêng hay đ ổ n g thời với nước
n gầm và nước artesi, phân v ù n g ch u n g hay phân
v ù n g ch u yên m ôn, đ ểu m ang tính tổn g hợp N goài
n h ữ n g y ếu tố lịch sử - tự nhiên cần phải tính đ ến các
yếu tố nhân tạo.
Bàng 1. Khối lượng và nội dung đơn vị phân vùng
Địa chất thủy vàn
Phân vù n g Đ C T V chuyên môn đư ợc tiến hành khi
giải q u yết n h ữ n g vấn đ ề cụ thể, hẹp, thư ờn g là đ ể sử
d ụ n g nước dưới đất ch o n h ừ n g m ục đ ích khác nhau
(câp nước, tháo nước, chửa bệnh, v.v ) T huộc v ề
phân v ù n g ch u yên m ôn còn bao gồ m phân vù n g
lãnh th ổ theo tính chât, thành phần hoặc n h ừ n g đặc
trưng v ề lư ợn g nước, n h ư phân v ù n g nước nhạt,
nư ớc côn g n g h iệp hay nư ớc n óng, cũ n g n h ư phân
v ù n g thuý địa hóa, thu ý đ ộ n g lực, v.v
Có hai p h ư ơ n g pháp phân v ù n g ĐCTV:
Phương pháp th ứ nhất đ ư ợ c xem xét n h ư là sự điển
hình hóa n ư ớ c d ư ới đất, v ì th ế đ ư ợ c gọi là phân
v ù n g ĐCTV đ iển hình Khi phân v ù n g kiểu này, các
đ ơn vị phân v ù n g đ ư ợ c v ê theo các chỉ tiêu chỉ đạo
và chính n ó xác đ ịnh nội d u n g của tờ bản đổ.
Phương pháp th ứ hai xuất phát từ n g u y ên tắc địa chất thuỷ văn - cấu trúc và các v ù n g đ ư ợ c phân chia
dựa trên cơ sở h àng loạt các dấu h iệu ĐCTV Phân
v ù n g này đ ư ợ c gọi là phân v ù n g ĐCTV cấu trúc Trong phân v ù n g ĐCTV cấu trúc, n h ữ n g đơn vị phân v ù n g nào đ ư ợc sử d ụ n g và nó tương ứng với bậc cấu trúc nào là vấn đ ể chưa đ ư ợ c nhất trí rộng rãi Vì vậy, khi phân v ù n g ĐCTV, các bản đ ổ sau đây
đư ợ c thành lập: 1) Bản đ ồ phân v ù n g nư ớc dưới đất
- nước ngẩm hay nư ớc artesi, nước nhạt hay nước
m ặn, n ư ớ c n ó n g hay nư ớc k hoán g đ ư ợ c phân định theo tính chât, thành phần hay chi tiêu v ề lượng nưóc; 2) Bản đ ổ phân v ù n g các cấu trúc tự nhiên chứa n ư ớc d ư ớ i đất.
Tài liệu tham khảo
Đoàn Văn Cánh, Bùi Học, H oàng Văn Hưng, N guyên Kim Ngọc,
2001 Các phương pháp điều tra ĐCTV N X B Giao thông Vận tải. 230 tr Hà Nội.
H ydrogeologicaỉ Maps 1995 A Guide and a Standard Legend
IAH, U N E SC O Volum e 17.
C npaB O M HM K r M A p o r e c M o ra 1 9 7 9 T 2 2 9 5 c r p H e ở p a M o cK B a.
phân vùng Cấu trúc Địa chất thủy văn
Hệ thống các bồn chứa nước lổ hổng, vỉa-lỗ hổng, hệ thống bồn và khối chửa nước, hệ thống các khối chửa nước khe nứt
II Vùng Bồn chứa nước lỗ hồng, vỉa-lỗ hổng,
khối chứa nước khe nứt phức tạp
III Phụ vùng
Bồn và khối chứa nước đơn giản, tương ứng với một trũng, một nếp lỗm, một khối đá xâm nhập, một vòm phủ
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất
Đoàn Văn Cánh.
Trường Đại học M ỏ - Địa chất.
Giới thiệu
Tài n gu yên nư ớc trên th ế giới và ở Việt N am
n hiều n h ư n g phân b ố không đ ổn g đ ểu trong k hôn g
gian và theo thời gian Tài n gu yên n ư ớc dưới đất
không n hữ n g chiếm tỷ lệ cao nhất trong n gu ồn tài
n gu yên n ư ớc nhạt, m à còn là n gu ồn tài n g u y ê n có
thê đư ợc tái sinh và được p hụ c hổi trừ lượng Tuy
nhiên, nước dưới đất k hôn g phải là n gu ồn tài
n gu yên vô tận N ếu không quản lý tốt, k hôn g biê't
khai thác sử d ụ n g hợp lý, sẽ dẫn đ ến cạn kiệt tài
n gu yên và n h ữ n g tai biến k hôn g lường C hính vì
tầm quan trọng đ ó m à năm 1998 H iệp hội Địa chât
thuỷ văn Q u ốc t ế (IHA) đã thành lập ủ y ban Bổ
su n g nhân tạo n ư ớc d ư ới đâ't (BSNT) C uộc họp đầu tiên cùa ủ y ban (tháng 11 năm 2000) tại thành p h ố
C ape Tovvn - N am Phi đã q uyết định đối tên ủ y ban BSNT thành ủ y ban Q uản lý bô su n g tầng chứa
nư ớc (M anagem ent of A qu iíer R echarge - viết tắt là IHA-M AR) Sự đ ối tên này ch o thây đây k hôn g chi là
n h ữ n g giải p háp nhân tạo, mà phản ánh m ột thực t ế khách quan là quá trình thâm lọc ven bờ có th ể được quản lý và làm tăng lư ợ n g b ồ cập cho tầng chứa
n ước m ột cách tự n hiên, là côn g cụ số n g còn trong
Trang 2việc quản lý bển v ữ n g tài n gu yên n ư ớc dưới đất
phạm vi toàn cầu M ục đích của U y ban IHA-M AR là
làm gia tăng trữ lư ợn g và cải thiện chất lư ợn g nước
dưới đất bằng cách thích hợp, thỏa m ãn sự bển vừ n g
m ôi trường, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao v ể kinh
t ế - xã hội và kỹ thuật của con người.
Báo cáo hàng năm của IAH-M AR đã côn g b ố
nhiều thành tựu n gh iên cứu của ủ y ban này N h ữ n g
n gh iên cứu thử n gh iệm nhằm tăng cư ờ ng tài n gu yên
n ước dưới đất bằng các giải pháp tự nhiên và nhân
tạo đã đư ợc triển khai ở khắp các nước thành viên
trong H iệp hội các nhà Địa chât thuỷ văn Q u ốc tế.
Nội dung bổ sung nhân tạo nước dưới đất
Mục đích bổ sung nhân tạo nước dưới đất
M ục đích của các kỹ thuật bô su n g nhân tạo nước
dưới đâ't (BSNT) là: 2) Tăng cư ờ ng n ăng suất ổn
định ò nhừng khu vự c mà tầng chứa nư ớc bị khai
thác quá m ức dần đ ến cạn kiệt; 2) Bảo tổn và d ự trữ
lư ợn g nước d ư thừa trên b ể m ặt đất cho n hừ n g nhu
cầu sau này vì n h ữ n g nhu cẩu này thư ờn g thay đổi
theo m ùa, theo giai đoạn; 3) Cải thiện chât lượng
của nư ớc dưới đất qua lọc; 4) Loại bỏ v i khuẩn và
chất độc, chất bẩn có trong nước cốn g và nước thải
đ ế có thê tái sử d ụ n g m ột cách phù hợp n h ử n g loại
nư ớc này.
Cải tạo và ổn định chất lượng nước
Khi cho nước từ sô n g hoặc h ổ chảy qua m ột tầng
ch ứ a nư ớ c sẽ x u ấ t h iệ n s ụ th ấ m , q u á t r ì n h n à y g iú p
loại b ỏ m ột phần các chất h u yền p hù lơ lửng, giảm
s ố v i khuấn và các sin h vật khác, m ang lại n hữ n g
thay đổi quan trọng v ề thành phần hóa học của
nước Các tầng chứa nư ớc hoạt đ ộn g n h ư n h ữ n g bộ
lọc cát chậm và giả sử khoản g cách và thời gian di
ch u yến d ư ớ i đất k hôn g quá ngắn (hơn 50m và 2
tháng tương ứng) n ư ớ c sẽ trong và sạch (vi khuân
gây bệnh đư ợc loại bỏ), cho p hép sử d ụ n g trực tiếp
n h ư n ư ớc u ống Trong trường hợp thời gian di
ch u yên trong tầng chứa nư ớc lâu hơn sẽ xuất hiện sự
ổn đ ịnh v ề các th ôn g số, chất lư ợ n g nước, v ể m ặt hóa
h ọc và lý học.
Tích trữ nước
Trường hợp m ột tầng chứa nước k h ôn g áp có
m ự c nư ớc nằm sâu, BSNT có th ể n âng cao m ực
nước, tăng lư ợn g nư ớc mà không gây n g u y h iếm tới
các v ù n g thấp thư ờn g bị n gặp nước Bê chứa nước
n gẩm k hôn g gây hại gì với m ôi trường, d ê thực h iện
và rẻ hơn việc xây d ự n g bê chứa trên m ặt đâ't, đặc
biệt ở nơi có địa h ình bằng p h an g và dân cư đ ôn g
đúc Tích trữ nư ớc dưới đất có thêm ưu đ iếm là nước
k h ôn g tổn thất d o bốc hơi và chất lư ợn g k hôn g bị
phá hoại d o sự phát triến của tảo Tích trữ nước
trong lòn g đât trong thời gian m ùa m ưa đ ê sừ d ụ n g
vào m ùa khô rất h iệu quả ờ n h ữ n g v ù n g có lượng
m ưa phân b ố k h ôn g đ ểu trong năm.
Chuyên chở nước
Trong n hiều khu côn g n ghiệp, trong n hiều thành phố, việc khai thác quá m ức đã làm cạn kiệt tài
n gu yên nước dưới đất, làm treo g iế n g khoan Có thế
giải q uyết đ ư ợ c vấn đ ể thiếu n ư ớc này bằng cách xây
d ự n g hệ thốn g BSNT k hôn g phải tại chỗ mà ở m ột
v ù n g xa nơi y êu cầu nưóc, cụ th ế n hư ở m iền cung
cấp của tầng chứa nước Tầng chứa nư ớc lúc này
h oạt đ ộ n g n h ư m ột ốn g dẫn nư ớc m ang nước sôn g
từ nơi BSNT tới các đ iểm khai thác khác nhau.
D u y trì m ự c n ư ớ c
V iệc hạ thấp m ực nước d ư ới đất có th ể dân đ ến làm tổn thư ơn g vẻ đ ẹp của làng quê, tổn hại đến việc
sử d ụ n g đâ't n ôn g n ghiệp, làm nứt đất, nứt nhà và các côn g trình xây d ự n g do sụt lún đât hoặc d o làm
m ục các n ền m óng cọc gô, hoặc gây ra v iệ c lôi cuốn
n ư ớc từ các v ù n g xu ng quanh tói ơ nơi nư ớc có chất
lư ợn g kém (ví dụ nước bị ô nhiễm , n hiễm mặn), do
sự pha trộn với nước tự nhiên, n gu ồn cấp nước u ống trở thành k hôn g p hù hợp Trong trường hợp này BSNT có th ể thực hiện đ ể ngăn cản ảnh h ư ởng
k hôn g có lợi xuất h iện như vừa nêu.
Thải nước (thoát nước mật xuống lòng đất)
BSNT cũ n g đ ư ợ c d ù n g đ ê loại bò nư ớc d ư thừa ở trên mặt, thoát nước trên m ặt xu ốn g lòn g đất đ ể
ch ốn g ú n g n gập vào mùa m ưa bão Trong trường hợp này thoát nước m ưa, nước có chât lư ợn g tốt sẽ
k hôn g thành vấn đề N h ư n g đ ể thoát nước thải, phải
CÓ m ột quy trình xử lý nước m ột cách n gh icm ngặt Trường hợp chất thải côn g n gh iệp chỉ chứa các khoáng chât k hôn g có hại, có th ể n gh ĩ đ ến cách xả
ch ú ng vào các địa tầng chứa nư ớc m ặt với độ khoáng hóa tự nhiên lớn hơn 5000m g/l Khi có mặt các chất n g u y h iểm n h ư các kim loại nặng, thuốc trừ sâu, chất p h ón g xạ, v.v chỉ đư ợc p hép xả nước thải vào tầng chứa nước sau khi đã đ ư ợc xừ lý đạt tiêu chuấn theo q uy chuẩn h iện hành.
Các phương pháp bổ sung nhân tạo
Phương pháp lôi kéo dòng mặt Phư ơ ng pháp lôi kéo d òn g m ặt sử d ụ n g các công trình thấm lọc thẳng đ ứng, nằm n gan g b ố trí ở bờ sôn g hoặc dưới đ áy lòn g sô n g [H l] Trong quá trình khai thác nước, d o m ối quan hệ thủy lực giữa nước
d ư ới đât và nước mặt, d o sự chênh m ự c nước ngẩm trong côn g trình khai thác với m ự c nư ớc sô n g mà
n ư ớc m ặt đ ó n g vai trò n h ư m ột n gu ồn hình thành trữ lư ợn g khai thác, nhiều khi là n gu ồn khai thác
chính P hư ơ ng pháp này có tên là lôi kéo dòng mặt đã
đư ợc sử d ụ n g khá p hô biến nhiều nơi trên th ế giới
và ờ m ột s ổ thành p h ố ở V iệt N am Phư ơ ng pháp lôi k éo d ò n g m ặt có thê coi là bô
su n g "nhân tạo bắt buộc" nước d ư ới đâ't thôn g qua các
trầm tích đ áy sô n g hoặc hồ Sự lôi kéo d ò n g mặt
Trang 3420 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT
thư ờn g d o chênh gradient thủ y lực giữ a m ự c nước
sôn g, h ổ với m ực nước d ư ới đâ't trong quá trình khai
thác nước Trong trường h ợ p này n g u ồ n b ổ su n g cho
tầng chứa nư ớc bị chi p hối bời hai y ếu tố: 1) Lưu
lượng khai thác từ hành lang khai thác Q, và
2) K hoảng cách từ hành lang khai thác tới sông.
r
Hình 1 Mô hình công trinh khai thác ven sông lôi kéo dòng
chảy trên mặt
Trong trường hợp này côn g suất khai thác có th ể
bị thay đối trong năm d o d ao đ ộ n g của m ực nước
sôn g, h ổ (các khối nước mặt) Khi n ư ớc trong các
khối n ư ớ c m ặt bị nhiễm bẩn, n ư ớc d ưới đất cũng T ấ t
d ễ bị n hiễm bẩn theo.
Phương pháp làm ngập
Phương pháp làm ngập có thế áp d ụn g trên diện
phân b ố tầng chứa nước không áp hoặc tầng chứa nước
có áp nằm nông, mái của tầng chứa nước được cấu
thành từ các thành phẩn thấm nước tốt Bể mặt địa
hình có độ dốc thoải nhẹ từ 1 đến 3% N ư ớc m ưa rơi
trên mặt đâ't hoặc dòng chảy trên mặt được chặn lại
bằng những đ ê đập đơn giản đ ể chúng tràn trên một
diện tích rộng, tạo điểu kiện cho nước ngấm xuống đâ't
được lâu hơn, nhiều hơn Trong cù n g n h óm với
p hư ơn g pháp này là tưới vư ợt m ức, n ghĩa là tiến
hành tưới vư ợt m ứ c trong su ố t giai đ oạn k hôn g canh
tác cũ n g giú p b ổ su n g n g u ồ n n ư ớc ngẩm
Phương pháp đập cát (hồ cát)
Ở m iền n ú i và v ù n g v en b iến V iệt N am , n hiều
sôn g su ối k hôn g có d ò n g chảy th ư ờ n g xuyên, vào
m ùa m ưa ít nước, vào m ùa khô hầu n h ư k hôn g có
nước K hông n h ữ n g thế, nư ớc lại th ư ờ n g xu y ên bị
thât thoát d o b ốc hơi Đ ê lu n trữ lư ợn g nư ớc ít ỏi
trên d ò n g m ặt có m ột giải pháp đã đư ợc n hiều nước
trên th ế giới sử d ụ n g rất h iệu quả là xây d ự n g các
đập cát.
Đ ập cát được xây d ự ng bằng cách chặn d òn g chảy
lại bằng con đập, phía thượng lưu đư ợc lâp đẩy cát
[H.2] Bằng cách làm n h ư th ế sẽ đạt đư ợc hai m ục
đích M ột mặt, tránh đư ợc thất thoát nước d o bốc hơi,
tránh đ ư ợc sự ô nhiễm trực tiếp từ trên m ặt d o nước
đ ược lưu g iữ trong cát Mặt khác, bằng cách gián tiếp
táng chiều d ày tầng chứa nước Đ iều đó cũ n g có
nghĩa là biến d ò n g chảy m ặt thành d òn g ngầm
Rất n hiều các h ổ n ư ớ c tự n h iên đ ư ợ c tạo thành
d o n ư ớ c ngầm trong các cồn cát thoát ra trên vù n g cát v en biển tinh N in h Thuận, Bình T huận h iện nay
đ an g h àng n gày bị bay hơi và cũ n g rất d ễ bị ô n hiễm
d o lộ ra trên m ặt đất N ế u ở đ ây áp d ụ n g p h ư ơ n g pháp đập cát, tức là lâp toàn bộ các h ổ n ư ớ c này bằng cát cao hơn m ự c nư ớc h iện tại ch ừ n g 3m , ở độ sâu ấy nư ớc ngầm k h ôn g có khả n ăng bay h o i Khi
đ ó các hổ nổi n ày sẽ biến thành h ổ ngầm , h ay hổ
n ư ớc chôn vù i, n ư ớc sẽ đ ư ợ c bảo v ệ k h ôn g bị bay hơi và k hôn g bị ô n hiễm Các cô n g trình giến g khoan, h ố đ ào khai thác nư ớc d ư ớ i đ ất từ các hổ cát
n ày có th ế b ố trí xu n g quanh h oặc trong lòn g h ổ cát.
Hình 2 Mô hình đập cát.
Bồ sung nhân tạo bằng bồn thấm Trong bô su n g nhân tạo b ằng b ổn thấm , nước
m ưa hoặc nư ớc m ặt từ sô n g h ổ đ ư ợ c ch u yến tới m ột côn g trình trung gian là m ột bổn chứa nư ớc có kích thước thích h ợp từ đ ó ch ú n g thấm x u ố n g và hình thành hoặc b ổ su n g n ư ớc d ư ớ i đất N ư ớ c đi v à o tầng chứa nước có th ế phân ra làm 3 giai đoạn: 2) nước ngấm vào đất, 2) n ư ớ c thấm xu ố n g qua các lớp đất,
và 3) ch u yển đ ộ n g theo p h ư ơ n g nằm n g a n g tới các côn g trình khai thác [H.3].
TỐC đ ộ ngấm là tốc đ ộ nư ớc đi vào các ló p đất, bị ảnh h ư ở n g bởi các ổ khí trong đât, m ứ c đ ộ tắc n ghẽn của vật liệu lọc và sự tăng của tảo và v i khuẩn Tốc
đ ộ thấm là tốc đ ộ nư ớc di ch u y ển xu ố n g p hía dưới qua các lớp đất, p hụ thuộc vào kiểu đ ư ò n ẹ d ò n g và
h ệ SỐ thấm theo p h ư ơ n g thẳn g đ ú n g và nằm ngang của đất đá Khả n ăng di ch u yển n g a n g của n ư ớ c phụ thuộc vào k iểu đ ư ờ n g d ò n g và h ệ s ố thấm của tầng chứa nước.
Trang 4D u y trì m ột đới k hôn g bão hòa bên d ư ới vù ng
thấm có tẩm quan trọng đặc biệt cho p h ư ơ n g pháp
bô su n g nhân tạo này Trong trường h ợp tầng chứa
nước không áp nằm dưới v ù n g thâm, có m ự c nước
ngẩm nằm sâu, khi nư ớc m ặt ngấm xu ốn g sẽ nâng
cao m ự c nước, tăng trử lư ợn g n ư ớc ngẩm , không
làm các v ù n g xu ng quanh bị ngập lụt Khả năng
thâm ban đẩu cao, sau đ ó sê giảm dần trong quá
trình bô su n g vì xuất h iện các lớp bùn lắng đ ọn g ở
đáy bổn thấm.
Bổ sung nhân tạo bằng lổ khoan ép nước
Trong trường hợp tầng chứa nước có áp phân b ố
ở sâu, có th ể đưa nước m ưa, nư ớc m ặt v à o tầng chứa
nư ớc b ằng các lỗ khoan ép n ư ớc [H.4].
H ình 4 m inh họa m ột h ệ thốn g gồm m ột lỗ khoan
hút nư ớc và m ột lỗ khoan ép nước đ ê bô su n g nhân
tạo trực tiếp tầng chứa nước Thiết k ế m ột lỗ khoan
ép nư ớc tương tự với thiết k ế m ột lỗ khoan khai thác
nước Sự khác nhau cơ bản là nước chảy ra khỏi lỗ
khoan ép nước vào tầng chứa dưới sẽ chịu tác đ ộng
bởi cả trọng lượng cột nư ớc và áp lực m áy bơm ép.
C ác lỗ khoan ép nư ớc th ư ờ n g hay bị sự c ố hơn
các lỗ khoan khai thác th ôn g thường D o đ ó thực
h iện bô su n g nhân tạo b ằng lỗ khoan ép n ư ớc phải
có n h ừ n g đánh giá chi tiết D o cơ c h ế bít tắc lổ khoan
đã n êu ờ trên, đòi hỏi việc xây d ự n g và vận hành hệ
thốn g lỗ khoan ép nư ớc phải thật n gh iêm ngặt N ư ớc
đ ế ép xu ố n g lỗ khoan có hàm lư ợn g cát chi khoảng
lm g/1 đã có thê gây bít tắc lổ khoan trong thời gian
ngắn Vì v ậ y nước đ ể ép vào các lỗ khoan thông
th ư ờ n g phải có đ ộ đ ụ c theo q uy đ ịnh n h ư đ ối với
n ư ớ c u ốn g, k hôn g có cát Tốc đ ộ bơm ép n ư ớc vào lỗ
khoan ở m ứ c dưới l,5 m /g iờ D iện tích b ể m ặt ố n g lọc
của lỗ khoan ép nư ớc n ên lớn h ơn hai lẩn so vớ i d iện
tích b ề m ặt Ống lọc của lỗ khoan khai thác cùng
lưu lư ợn g.
Tác động môi trường của bổ sung nhân tạo
B ổ su n g nhân tạo nư ớc d ư ớ i đất, n ói đơn giản
hơn là đưa nước mặt, nư ớc m ưa xu ố n g các tầng chứa
n ư ớ c tàng trữ có n hiều ưu đ iểm , lợi ích hơn là có hại
T àng trừ nước trong các địa tầng lỗ h ổ n g và nứt nẻ
d ư ớ i m ặt đâ't rẻ tiền hơn và ít chi phí xã hội hơn
n h iều so với các h ổ chứa nư ớc trên m ặt đâ't.
N h ữ n g câu trúc địa chất d ư ớ i lòn g đất có th ể xem
n h ư là "cái nhà kho" đ ể d ự trữ lư ợn g nư ớc lớn từ
trên b ề m ặt đất đưa xu ống Bên cạnh đ iều kiện phù
hợp v ề thạch học, n h ữ n g giả thiết khác v ể việc hình
thành các n gu ồn d ự trữ d ư ớ i lòn g đất thiên v ề các
câu trúc địa chất và n h ữ n g tính chất địa lý tự nhiên,
hình d ạn g và kích cở của n h ữ n g câu trúc địa chất
này sê ch o p hép d u y trì th ể tích ốn định của lượng
nư ớc trong n h ữ n g tầng đất đá hang h ốc và
thâm nước.
N h ữ n g b ể nước d ưới đất phân b ố trong nhửng điểu kiện địa chất thủy văn phủ hợp là m ôi trường
có lợi và có tính khả thi do lợi ích kinh tê' tiết kiệm Các n gu ồn d ự trữ d ưới lòng đất có n h iều lợi th ế vì
k hôn g chịu ảnh h ư ở n g của n h ữ n g bất lợi n h ư là sự lân chiếm d iện tích đâ't lớn, choán m ặt đâ't trồng trọt của dân cư địa phương, tránh n h ữ n g thất thoát của việc b ốc hơi nước thư ờn g xu yên và n hữ n g ảnh
h ư ở n g từ đ ộ n g đất V iệc d ự trữ nư ớc k h ôn g cần m ột cấu trúc quá lớn.
Hồ lọc
V , ■ ã i g
Hình 3 Mô hình bổ sung nhân tạo bằng bồn thấm
Giéng ép nước Giéng hút nước
Hình 4 Mô hình bổ sung nhân tạo nước dưới đất bằng lỗ
khoan ép
Thu gom nước mưa đưa vào lòng đất
N ư ớ c m ưa, nư ớc mặt và n ư ớc d ư ới đất là tài
n g u y ên q u ý giá, k hôn g th ể thiếu đ ư ợc đ ối với tất cả các quốc gia N ếu biết khai thác sử d ụ n g ch ú ng m ột cách hợp lý - ch ú ng sẽ m ang lại n hữ n g lợi ích to lớn
N g ư ợ c lại, n ếu k hôn g biết quản lý và khai thác,
ch ú n g sẽ gây ra n h ữ n g hậu quả tai hại n h ư đã phân tích ở trên.
V iệt N am nằm trong v ù n g khí hậu nhiệt đới g ió
m ùa, vào m ùa m ưa, nước m ưa n hiều gây ngập lụt;
Trang 5422 BÁCH KHOA THƯ Đ ỊA CHÁT
n h ư n g hết m ưa lại thiếu nước, hạn hán, sự khan
h iếm n ư ớc lại d iễn ra Từ trung ư ơ n g đ ến các địa
phư ơn g, m ùa m ưa - lo ch ốn g lụt, m ùa khô - lo
ch ốn g hạn N ghịch lý này đã d iễn ra hàng trăm năm
nay và hiện g iờ vẫn còn là vân đ ể n ón g bỏng Vì vậy,
việc đ iều phối tài n g u y ê n nước, sử d ụ n g và lu n trữ
đư ợc nư ớc m ưa, nước m ặt vào lòn g đâ't đ ê khai thác
sử d ụ n g vào m ùa khô, đ ặc biệt ở các thành p h ố lớn
của Việt N am là m ột việc làm rất cấp thiết Cẩn có
m ột cu ộc cách m ạng v ề nhận thức của quảng đại
quẩn ch ú ng v ề khai thác và sử d ụ n g n g u ồ n tài
n g u y ên nước mưa - n gu ồn tài n gu yên sẵn có và rẻ
tiền, quản lý và phát triển tài n g u y ên nước, khai thác
sử d ụ n g hợp lý các n gu ồn nư ớc đ ê có n ư ớc sử d ụ n g
quanh năm.
Công nghệ thu gom nước mưa
Có hai côn g n gh ệ thu go m nư ớc mưa: 2) Tích
n ư ớc m ưa trong các côn g trình trên m ặt đất; 2) Đ ưa
nước m ưa lưu trử trong các th ể đất đá h ổn g hốc
d ưới m ặt đâ't đ ế sử d ụ n g trong tương lai.
Tích chứa nước m ưa trong các côn g trình trên
m ặt đâ't là côn g n gh ệ truyền thốn g từ lâu đời trên th ế
giới cũ n g nhu ử V iệt N am Các côn g trình tích chứa
nước m ưa thường đư ợc sử d ụ n g là b ể chứa, ao hổ,
chum , vại, v v đ ể sử d ụ n g trực tiếp hàng ngày.
Đ ưa nước m ưa lưu trữ trong lòn g đất b ố su n g
cho n ư ớc dưới đâ't là khái n iệm m ới đ ối với thu gom
n ước m ưa Các côn g trình đưa nư ớc m ưa vào lòn g
đất thường đ ư ợ c sử d ụ n g là hào rãnh, g iế n g đào, lỗ
khoan hấp thu nước, hào n gan g kết h ợp với lỗ khoan
hấp thu nước, các đập chắn, đập ngăn, đ ập cát.
Đ ể thiết k ế h ệ thống thu gom n ư ớ c m ưa cẩn dựa
vào 3 yếu tố - đ iểu kiện ĐCTV d iện tích n gh iên cứ u
gồm d iện phân bố, đặc đ iểm tầng chứa nước, đặc
đ iếm lớp phủ, địa hình, b ể sâu m ực nư ớc và châ't
lư ợn g nước dưới đất; d iện tích nhận nư ớc mưa; điểu
kiện khí tượng - thu ý văn, n h ư thời gian k éo dài
m ưa, cư ờ n g đ ộ mưa.
Trong các v ù n g đ ô thị, nư ớc m ưa từ các m ái nhà, trên đ ư ờ n g phố, vỉa h è chảy tràn lan, rất lãng phí
N g u ồ n tài n g u y ên nư ớc này có th ế thu gom tích chứa trong các b ế đ ể sử d ụ n g trực tiếp n h ư cha ôn g
ta đã làm từ ngàn năm nay, hoặc b ằn g cách tích cực
h ơn là thu gom đưa ch ú n g xu ố n g lò n g đ ấ t đ ế bô
su n g tầng chứa n ư ớ c đ ể có thê sử d ụ n g khi cần thiết
K hông n h ữ n g thế, thu g om nư ớc m ưa thoát xu ốn g lòn g đât còn có thê g ó p phẩn ch ốn g ú n g n gập cục bộ thành p h ố m ột cách nhanh ch ón g và râ't hiệu quả Hệ
th ốn g thu gom nư ớc m ưa vào lò n g đâ't lại không chiếm d ụ n g n h iều k hôn g gian xây d ự n g.
Thu g o m n ư ớ c m ư a t ừ m á i n h à
Thu gom n ư ớ c m ưa từ m ái nhà [H.5] dành cho
n h ừ n g khu ch u n g cư mà ở đ ó m ặt đ ất bị bê tông hóa
k hôn g thâm nư ớc và m ột lư ợ n g lớn n ư ớ c từ m ái nhà hay d ò n g chảy trên b ể m ặt chỉ tổn tại trong m ột khoảng thời gian ngắn sau n h ữ n g trận m ưa lớn
N ư ớ c m ưa thu từ mái nhà có th ể đ ư a trực tiếp vào
g iế n g khoan đ ư ờ n g kính 100 - 300m m , có chiêu sâu
ít nhất là 3 - 5m d ư ới m ự c nư ớc n gầm (trong tầng chứa nư ớc k hôn g áp), h oặc d ư ới m ái tầng chứa nư ớc
có áp Tùy thuộc vào thành phần thạch học m à bộ phận Ống lọc cúa lỗ khoan đ ư ợ c đ ặt trong tầng chứa
nư ớc ở n ông hay ở sâu Ở Hà N ội, các g iế n g khoan đưa nước m ưa vào tầng chứa n ư ớ c đ ang khai thác phải có chiểu sâu tư ơng tự n h ư các g iế n g khoan khai thác nước, h oặc n ô n g hơn, tức là b ộ phận đưa nư ớc vào tầng chứa nư ớc phải đặt ở đ ộ sâu từ 32m trở
xu ống Đ ộ dài ốn g lọc đ ê n ư ớ c m ư a từ g iê n g khoan vào tầng chứa n ư ớ c tủy thu ộc vào b ề d ày tầng chứa nước, tùy thu ộc vào lư ợ n g n ư ớc thu gom đ ư ợ c cần thoát xu ốn g đ ể tính toán lựa chọn N ư ớ c m ưa từ mái nhà đư ợc thu gom , đư a vào tầng chứa nước qua
g iế n g khoan vào tầng chứa nư ớc b ằn g hình thức tự chảy, k hôn g cẩn bơm ép Tại Hà N ộ i, lưu lượng hâ'p thu đơn v ị của tầng chứa n ư ớc P leistocen tối thiếu bằng 90 lít/p h ú t trên m ột m ét ch iểu dài ố n g lọc
N ư ớ c m ưa thu g om có th ể đ ư ợ c tập trung vào m ột hào rãnh trước khi đi vào g iế n g k hoan Rành đ ào có
Hình 5 Mô hình thu gom nước mưa từ mái nhà khu chung cư ^hình phía tay trái là sản phẩm mô
hình đã được chính tác giả xây dựng tại Tp Bảo Lộc, tỉnh Lâm Đồng)
Trang 6chiểu rộng 1,5 - 3m, dài 10 - 30m , phụ thuộc vào khả
năng hấp thu n ư ớc của g iế n g khoan đặt ở trung tâm
rãnh đào Cơ sờ đ ế đ ịnh s ố lư ợn g g iế n g bô su n g là
lượng nước có sẵn và hệ s ố thấm thẳng đ ứ n g của lớp
đât đá ở địa đ iếm đó.
Rãnh đào đ ư ợ c lấp lại bằng đá cuội, sỏi và cát
thô, chúng đ ó n g vai trò n h ư m ột bộ lọc trung gian
cho nhửng g iế n g bô su ng N ếu tầng chứa nước phân
b ố ờ độ sâu lớn hơn 20m , có thê xây d ự n g thêm m ột
hầm nông có đ ư ờ n g kính từ 2-5m và sâu từ 3-5m tủy
thuộc vào lưu lư ợn g nước Bên trong hẩm cũng
khoan 1 giến g khoan có đ ư ờ n g kính 100 - 300m m
nham bô su n g n gu ồn n ư ớc sẵn có cho các tầng chứa
nước sâu hơn.
Trong thiết k ế tòa nhà, nên có s ố lượng m áng nước
m ưa ít và nên theo củng m ột h ướng của tòa nhà đ ể
giảm chi phí làm kênh dẫn giửa các đ iểm bô sung
N ước mưa trên đ ư ờng p h ố trước khi đưa vào giếng
khoan nhâ't thiết phải tập trung vào h ố đào, giếng đào,
hào giao thông đ ê lắng lọc sa bộ và có th ế được khừ
trùng Dọc theo các vỉa hè đ ư ờng phố, d ọc theo các
dải công viên cây xanh, v v nên xây d ự n g các hào
rãnh thu gom nước mưa Trong hào rãnh khoan các
giếng khoan hấp thu nước S ố lượng giến g khoan tùy
thuộc vào lư ợn g nước m ưa cần thoát xu ống đất, cách
nhau chùng 100 - 200m Các rãnh đào đư ợc đ ổ cuội
sỏi cát lọc, trên có nắp đậy tấm đan, không ảnh h ưởng
đến giao thông đ ư ờng phố Rãnh đào thu nước m ưa
nên được thiết k ế sao cho không có nước thải hoặc
nước bị nhiễm bẩn trộn lẫn với nước mưa.
Hình 6 Xây dựng đê ngầm bằng công nghệ Jet grouting.
Chống thất thoát nước bằng đê (đập) ngầm
Trong các cổn cát ven biến nước ta có những thấu
kính ngẩm nước nhạt với trừ lượng đáng k ế và là
ngu Ổn duy nhât câ'p nước cho dân sinh Có th ể áp dụng
giải pháp đê ngầm đ ế thu lại n guồn nước này, vì hiện
nay chúng đ ang bị thất thoát ra biến.
Đ ê ngầm đ ư ợ c xây d ự ng d ưới mặt đất n h ư là tâ'm chắn cắt n gang h ư ớ n g chảy của d ò n g ngẩm Đ ê, đập ngầm có thê được thi côn g bằng đ ào hào rồi đ ô các vật liệu ch ốn g thâm n hư sét, xi m ăng, bitum , v.v hoặc bằng cách khoan phụt tạo tường chắn ngăn cách nư ớc [H.6] Thực chất đây là h ệ thống chống thất thoát nư ớc ngẩm , làm d ân g cao b ể m ặt nước ngầm , tăng đ ộ dày tầng chứa n ư ớc phía thượng lưu
d ò n g ngầm Xây d ự n g các đ ê ngẩm bao quanh đảo hoàn toàn có thê lu n giữ đ ư ợ c nước m ưa trong lòng đảo, chống thất thoát nước nhạt và tăng cường trừ
lư ợn g nước nhạt ở các đảo Phú Q uý, Trường Sa, Côn Đảo, Phú Q uốc Đ ê ngầm có thê làm tường chắn, hoặc có thê tạo ra các b ế chứa nư ớc ngầm dưới mặt đât hoàn toàn phù hợp với các đ ảo vốn có diện tích râ't nhỏ Xây d ự n g đ ê ngầm k hôn g tốn kém vì thường các tầng chứa nước ngầm ven biển và trên đảo thư ờn g đ ư ợ c cấu thành từ các trầm tích bở rời hoặc rạn san h ô có chiều dày không lớn (khoảng 8-ỉ-10m).
Tài liệu tham khảo Central Ground Water Board, Govt of India, 2000 Guide on Artiíicial Recharge to Ground Water Central Ground YVater Board, Govt of India N ew Delhi, 2000.
Critchley YV., Siegert K., Chapman c and Finkel M 1991 Wa- ter Harvesting, A Manual for the D esign and Construction of YVater H arvesting Schemes for Plant Production Critchley,
w , Siegert, K, Chapman, c and Finkel, M FA O publication
A G U M S C /1 7 /9 1
Dillon p., Molloy R., 2006 Technical Guidance for ASR Peter Dillon, Robert Molloy CSIRO Lartd and Water. February, 2006 Đoàn Văn Cánh, N gu yễn Thị Thanh Thủy, 2008 Thu gom nước mưa đưa vào lòng đâ't bổ sung nhân tạo nước dưới đất
và chống úng ngập thành phô' N X B Khoa học & K ỹ thuật, Hà
N ội 108 tr Hà Nội.
Report, 2005.
Report, 2006.
R qjort, 2003.
Report, 2004.
M anaged Aquiíer Recharge and Storage, 2006: Making better use of ours largest reservoir Netherlatĩds National Committee
o f t h e D u tc h C h a p te r o Ị t h e IA H I A H - U N E S C O , 2006
N gu yên Kim Cương, 1995 Đê giảm thiếu tình trạng ô nhiễm nước ngầm và sụt lún mặt đât của thủ đô Hà Nội Tạp chí Địa chât Loạt A, s ố 226/5-6/1995: 228-241.
Standard G uidelines for Artiíicial Recharge of Groundvvater,
2001 Environmental and W ater Resources Institute, American Society o f C iviỉ Etĩgineers, 2001 EWRI/ ASCE 34-01
UNESCO-IHP and Central Ground Water Board, Govt of India, Nevv Delhi, 2000.Rainwater harvesting and Artiíiđal Recharge
to Groundvvater: a A guide to íollovv ƯNESCO-IHP and Cen tral Ground VVater Board, Govt of India, N ew Delhi, 2000.