Nghiên cứu tính toán cân bằng nước lu vực sông kỳ cùng phục vụ qui hoạch khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước đến năm 2020

Vì vậy, việc “Nghiên cứu tính toán cân bằng nước lưu vực sông Kỳ Cùng phục vụ qui hoạch khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước đến năm 2020”, sẽ có ý nghĩa nhất định trong việc làm c

NguyÔn Th¸i Quang

Nghiªn cøu tÝnh to¸n c©n b»ng nưíc lưu vùc s«ng Kú Cïng phôc vô qui ho¹ch khai th¸c sö dông

Nguyễn Thái Quang

Nghiên cứu tính toán cân bằng nước lưu vực sông Kỳ Cùng phục vụ qui hoạch khai thác sử dụng

hợp lý tài nguyên nước đến năm 2020 Chuyên ngành: Địa chất thuỷ văn

1.2 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu cân bằng nước lưu vực sông 20

Chương 2: Đặc điểm địa lý tự nhiên và tài nguyên nước 24 2.1 Địa lý tự nhiên 24

2.2 Đặc điểm tài nguyên nước 31

Chương 3: Hiện trạng khai thác sử dụng nước và định hướng phát

triển kinh tế - xã hội tỉnh Lạng Sơn đến năm 2020

53

3.1 Hiện trạng khai thác sử dụng nước 53

3.1.1 Hiện trạng khai thác sử dụng nước cho sinh hoạt 53

3.1.2 Hiện trạng khai thác sử dụng nước cho nông nghiệp 55

3.1.3 Hiện trạng khai thác sử dụng nước cho công nghiệp 55

3.2 Định hướng phát triển kinh tế xã hội tỉnh Lạng Sơn đến năm 2020 57

3.2.1 Định hướng phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Lạng Sơn đến năm 2010 57

3.2.2 Phương án phát triển kinh tế - xã hội tỉnh Lạng Sơn đến năm 2020 61

sö dông hîp lý tµi nguyªn n−íc

4.1 C©n b»ng c¸c nguån n−íc 64

4.1.2 HiÖu chØnh vµ kiÓm nghiÖm m« h×nh NLRRM 69

4.2 Ph©n vïng vµ tÝnh to¸n nhu cÇu sö dông n−íc 76

4.3 TÝnh to¸n c©n b»ng n−íc 87 4.4 Qui ho¹ch khai th¸c sö dông c¸c nguån n−íc 106

4.4.1 Qui ho¹ch cÊp n−íc c«ng nghiÖp vµ d©n sinh 106

4.4.2 Quy ho¹ch cÊp n−íc cho n«ng nghiÖp, ch¨n nu«i 107

4.3.3 Đề xuất các phương án khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước mặt 108

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nghiªn cøu trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt

- CLN : ChÊt l−îng n−íc

- COD : Nhu cÇu oxy ho¸ häc

- DO : Oxy hoµ tan

- §C : §Þa chÊt

- §CTV : §Þa chÊt thuû v¨n

- FDI : §Çu t− trùc tiÕp n−íc ngoµi

Bảng 1.1 Danh mục các đề án, dự án nghiên cứu liên quan đến nguồn

nước dưới đất trong lưu vực sông Kỳ Cùng

17

Bảng 2.1 Mạng lưới trạm quan trắc thủy văn trong tỉnh Lạng Sơn 36

Bảng 2.3 Cán cân nước của các lưu vực sông trong tỉnh Lạng Sơn 38

Bảng 2.5 Đặc trưng trữ lượng nước dưới đất tại một số vùng 47

Bảng 3.1 Số liệu sản lượng khai thác NDĐ một số trạm cấp nước sinh hoạt

năm 2005

53

Bảng 3.2 Thống kê hiện trạng sử dụng nước theo kê khai của doanh nghiệp 56

Bảng 3.3 Một số chỉ tiêu kinh tế - xã hội chủ yếu đến năm 2010 60

Bảng 4.2 Diện tích các loại cây trồng hiện tại trong vùng 78

Bảng 4.3 Nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp hiện tại 80

Bảng 4.4 Nhu cầu dùng nước cho nông nghiệp giai đoạn 2020 81

Bảng 4.5 Tiêu chuẩn dùng nước tương ứng với giai đoạn phát triển kinh tế

xã hội

83

Bảng 4.10 Tính toán cân bằng nước giai đoạn 2020 97

Hình 4.2 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 1 lưu vực sông Kỳ Cùng 70

Hình 4.3 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 2 lưu vực sông Kỳ Cùng 71

Hình 4.4 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 3 lưu vực sông Kỳ Cùng 71

Hình 4.5 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 4 lưu vực sông Kỳ Cùng 72

Hình 4.6 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 5 lưu vực sông Kỳ Cùng 72

Hình 4.7 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 6 lưu vực sông Kỳ Cùng 73

Hình 4.8 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 7 lưu vực sông Kỳ Cùng 73

Hình 4.9 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 8 lưu vực sông Kỳ Cùng 74

Hình 4.10 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 9 lưu vực sông Kỳ Cùng 74

Hình 4.11 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 10 lưu vực sông Kỳ Cùng 75

Hình 4.12 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 11 lưu vực sông Kỳ Cùng 75

Hình 4.13 Sơ đồ mô đun dòng chảy tháng 12 lưu vực sông Kỳ Cùng 76

Hình 4.1.4 Sơ đồ quy hoạch định hướng sử dụng các nguồn nước lưu vực

sông Kỳ Cùng

114

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của luận văn

Từ khi thực hiện chính sách đổi mới, tình hình phát triển kinh tế – xã hội của tỉnh Lạng Sơn đã đạt được những thành tựu quan trọng Tốc độ tăng trưởng GDP giai đoạn 1996 – 2000 bình quân hàng năm đạt 9,25%; giai đoạn 2001 – 2005 tăng

đạt 10,04% Cơ cấu của nền kinh tế bắt đầu chuyển đổi khá vững chắc theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Các lĩnh vực y tế bảo vệ sức khỏe cộng đồng, Giáo dục và đào tạo, Thể dục thể thao và Văn hóa – xã hội cũng đã thu được nhiều thành tích quan trọng; công tác bảo vệ và quản lý môi trường bước đầu đã đạt được những kết quả đáng khích lệ

Với sự phát triển kinh tế – xã hội ngày càng cao, nhịp độ đô thị hoá nhanh, hình thành nhiều khu công nghiệp lớn tập trung… khiến nhu cầu sử dụng nước cho các ngành kinh tế quốc dân ngày càng lớn, dẫn đến tình trạng mất cân đối giữa các

điểm dùng nước trên toàn tỉnh Lạng Sơn, đặc biệt ở những nơi có nhu cầu dùng nước cao nhưng nguồn nước hạn chế, như khu vực thành phố Lạng Sơn, khu vực thị trấn Đồng Mỏ, khu vực Tràng Định, khu vực Lộc Bình …Mặt khác, gia tăng nhu cầu sử dụng nước cũng kéo theo gia tăng nước thải ra nguồn nước tự nhiên, làm cho chất lượng nước các sông hồ bị ô nhiễm ngày càng biểu hiện rõ nét, tác động không nhỏ đến môi trường sinh thái và kinh tế – xã hội trong toàn tỉnh

Những năm gần đây, song song với nhu cầu nước ngày càng tăng thì sự biến

đổi khí hậu toàn cầu đã làm tình trạng lũ lụt và hạn hán trong tỉnh cũng có chiều hướng gia tăng Điều này dẫn tới tài nguyên nước có sự biến đổi mạnh vì vậy nó cần

được quản lý tốt hơn, mang tính “chuyên nghiệp” hơn, với mục tiêu bảo vệ bền vững nguồn nước, giảm lũ lụt và tăng dòng chảy kiệt, nhằm khai thác sử dụng nguồn nước hợp lý, tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế – xã hội bền vững lâu dài

Chính vì vậy, việc điều tra, đánh giá đầy đủ các nguồn nước, tính toán cân bằng và quy hoạch khai thác, sử dụng chúng một cách có hiệu quả đồng thời đảm bảo môi trường nói chung, môi trường nước nói riêng không bị suy thoái nhằm phát triển lâu bền trở thành một nhiệm vụ cấp thiết hiện nay của tỉnh Lạng Sơn

Với lý do đó, tác giả đã lựa chọn sông Kỳ Cùng để tính toán cân bằng và quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên nước trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn Vì sông Kỳ Cùng

là hệ thống sông thuộc khu vực biên giới Việt – Trung và một phần nằm trên địa

phận tỉnh Lạng Sơn, một phần nằm trên địa phận Trung Quốc Do vậy trong khuôn khổ nguồn tài liệu hiện có và điều kiện thực tế nêu trong luận văn này, tác giả chỉ tập trung đánh giá tính toán cân bằng nước lưu vực sông Kỳ Cùng trên địa phận tỉnh Lạng Sơn

Lưu vực sông Kỳ Cùng trên địa phận tỉnh Lạng Sơn có lượng mưa trung bình năm tương đối lớn, nguồn nước mặt, nước dưới đất khá dồi dào, song phân bố không

đều theo không gian và thời gian, nên thường bị lũ lụt về mùa mưa và hạn hán, thiếu nước trong mùa khô Địa hình núi non trong vùng tạo ra tiềm năng đáng kể về thủy

điện và khả năng dự trữ nước, nhưng cũng đồng thời tiềm ẩn nguy cơ cao về khả năng lũ lụt, xói mòn đất, bồi lắng làm giảm tuổi thọ của các hồ chứa, đập dâng, và cũng là nguyên nhân của hiện trạng hạn hán, khan hiếm nước trong mùa khô Vì

vậy, việc “Nghiên cứu tính toán cân bằng nước lưu vực sông Kỳ Cùng phục vụ

qui hoạch khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước đến năm 2020”, sẽ có ý

nghĩa nhất định trong việc làm cơ sở cho công tác xây dựng qui hoạch sử dụng hợp

lý, hiệu quả nguồn nước, bảo vệ phòng chống ô nhiễm, suy thoái nguồn nước nhằm

đáp ứng các nhu cầu phát triển kinh tế xã hội, an ninh quốc phòng đồng thời phục vụ công tác quản lý nhà nước về tài nguyên nước trên phạm vi của tỉnh

2 Mục đích và nhiệm vụ của luận văn

- Nghiên cứu đánh giá được tiềm năng các nguồn nước (nước mưa, nước mặt, nước sông hồ và nước ngầm) lưu vực sông Kỳ Cùng

- Đánh giá hiện trạng khai thác, sử dụng các nguồn nước vùng nghiên cứu, từ

đó tính toán cân bằng, lập quy hoạch khai thác và cân đối sử dụng có hiệu quả các nguồn nước cho các nhu cầu sử dụng khai thác trong lưu vực sông Kỳ Cùng đến năm 2020

trên địa bàn 7 huyện và thành phố Lạng Sơn với 30 sông cấp 1; 39 sông cấp 2; 15 sông cấp 3 và 2 sông cấp 4 có chiều dài trên 10km (xem sơ đồ 2.1.)

4 Đối tượng nghiên cứu

- Đặc điểm động thái của nước mặt trên các sông, suối thuộc lưu vực sông Kỳ Cùng trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn

- Đặc điểm chất lượng nước sông và các nguồn gây ô nhiễm

- Đặc điểm nhu cầu sử dụng nước trong lưu vực

+ Nhu cầu sử dụng nước cho nông nghiệp

+ Nhu cầu sử dụng nước cho công nghiệp

+ Tính toán nhu cầu sử dụng nước trong tương lai đến năm 2020

- Đặc điểm động thái nước dưới đất trong khu vực nghiên cứu

+ Đối với vùng đồng bằng lưu vực sông Kỳ Cùng, tỉnh Lạng Sơn đối tượng nghiên cứu là nước trong các trầm tích bở rời có tuổi từ Holocen (qh) đến Pleistocen (qp);

+ Đối với vùng núi: nước trong các thành tạo trong đá nứt nẻ tuổi trước Đệ

tứ

5 Nội dung nghiên cứu

- Đặc điểm địa lý tự nhiên và những ảnh hưởng của nó tới tài nguyên nước

- Hiện trạng khai thác sử dụng và nhu cầu dùng nước trong tương lai (đến năm 2020) phục vụ cho các mục đích phát triển kinh tế – xã hội của tỉnh Lạng Sơn

- Đánh giá tiềm năng các nguồn nước trong lưu vực

- Tính toán cân bằng nước để phục vụ phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh

- Đề xuất quy hoạch tổng thể về khai thác sử dụng các nguồn nước phục vụ phát triển kinh tế - xã hội lưu vực sông Kỳ Cùng

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp kế thừa truyền thống:

Tài nguyên các nguồn nước ở tỉnh Lạng Sơn đã và đang được nhiều ngành, nhiều nơi khai thác sử dụng và đã có nhiều công trình nghiên cứu, đánh giá phục vụ cho các mục đích khác nhau Vì vậy, tác giả sẽ tổng hợp, tiếp thu và kế thừa các

thành quả của các công trình nghiên cứu, các dự án đã có từ trước tới nay để phục vụ cho mục tiêu nghiên cứu trong luận văn

- Phương pháp điều tra khảo sát, đo đạc bổ sung và kiểm tra:

Từ các tài liệu thu thập được, năm 2006 tác giả đã tham gia cùng các cán bộ của Trung tâm Công nghệ xử lý môi trường – Bộ Tư lệnh hoá học tiến hành kháo sát

và lấy 720 mẫu nước mặt và nước ngầm nhằm đánh giá đánh giá ô nhiễm asen và một số kim loại nặng trong nước sông Kỳ Cùng, và nước ngầm tỉnh Lạng Sơn [22]; năm 2008 tham gia cùng Trung tâm ứng dụng công nghệ khí tượng thuỷ văn – Trung tâm khí tượng thuỷ văn Quốc Gia điều tra tình hình sử dụng nước và khai thác nước lưu vực sông Bằng Giang Kỳ Cùng

- Sử dụng thông tin GIS

Được tác giả áp dụng trong việc phân tích, đánh giá các thông tin, xây dựng các bản đồ mô đun dòng chảy trung bình các tháng tại lưu vực sông Kỳ Cùng và bản

đồ quy hoạch khai thác sử dụng nước lưu vực sông Kỳ Cùng

- Phương pháp mô hình số

Tác giả đã sử dụng mô hình mưa phi tuyến (NLRRM) để phục vụ việc tính toán mô đun dòng chảy tại các lưu vực con thuộc lưu vực sông Kỳ Cùng phục vụ tính toán cân bằng và quy hoạch khai thác sử dụng hợp lý các nguồn nước

- Phương pháp chuyên gia

Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã xin ý kiến các chuyên gia trong lĩnh vực tài nguyên nước mặt và tài nguyên nước ngầm thuộc Cục Quản lý tài nguyên nước và Trung tâm khí tượng thuỷ văn Quốc Gia về các vấn đề liên quan của luận văn

- Phương pháp dự báo

Từ các nhu cầu sử dụng nước trong giai đoạn hiện tại và các dự báo định hướng phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Lạng Sơn đến năm 2020, tác giả đã dự báo nhu cầu sử dụng nước phục vụ phát triển kinh tế xã hội của tỉnh tới năm 2020 để phục vụ tính toán cân bằng nước và quy hoạch khai thác sử dụng hợp lý tài nguyên nước lưu vực sông Kỳ Cùng trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn

7 ý nghĩa khoa học và thực tiễn

ý nghĩa khoa học

Xây dựng hệ phương pháp luận trong việc nghiên cứu, đánh giá tiềm năng các nguồn nước, nhu cầu sử dụng nước và tính toán cân bằng trên một nền lưu vực sông miền núi phát triển trên một nền đá vôi cụ thể phục vụ việc quy hoạch khai thác sử dụng hợp lý các nguồn nước đáp ứng sự phát triển bền vững kinh tế - xã hội tỉnh Lạng Sơn

ý nghĩa thực tiễn

- Từ các bức tranh tổng quan về hiện trạng khai thác sử dụng các nguồn nước, tổng quan về tiềm năng các nguồn nước hiện có và nhu cầu dùng nước trong tương lai tại lưu vực sông Kỳ Cùng, giúp các cơ quan chức năng của tỉnh Lạng Sơn xây dựng chiến lược cũng như kế hoạch quản lý, khai thác sử dụng và bảo vệ các nguồn nước một cách an toàn đảm bảo cho sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh một cách bền vững

- Góp phần giúp cho nhân dân tỉnh Lạng Sơn có các biện pháp khai thác và sử dụng hợp lý các nguồn nước, tránh các lãng phí về tài nguyên và không hiệu quả về kinh tế

8 Bố cục của luận văn

Luận văn gồm 4 chương với 118 trang, 16 hình vẽ và 24 bảng biểu

Luận văn được hoàn thành tại Bộ môn Địa chất Thuỷ văn – Khoa Địa chất – Trường đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội dưới sự hướng dẫn của PGS TS Nguyễn Văn Lâm

Trong quá trình thực hiện, tác giả luôn nhận được sự quan tâm và tạo mọi

điều kiện thuận lợi của thầy hướng dẫn, Bộ môn Địa chất Thủy văn, Khoa Đại học

và Sau đại học trường đại học Mỏ - Địa chất

Ngoài ra, trong quá trình thực hiện tác giả luôn nhận được sự quan tâm, giúp

đỡ của Cục Quản lý Tài nguyên nước - Bộ Tài nguyên Môi trường, Trung tâm ứng dụng công nghệ khí tượng thuỷ văn – Trung tâm khí tượng thuỷ văn Quốc gia và các bạn bè đồng nghiệp khác

Nhân đây, cho phép tác giả được bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý vị và quý cơ quan

Chương 1:

Tổng quan về pHương pháp luận đánh giá tμi nguyên

nước, nghiên cứu cân bằng nước

1.1 Tổng quan về phương pháp luận đánh giá tài nguyên nước

Tài nguyờn nước bao gồm nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đất Nguồn nước mặt, thường được gọi là tài nguyờn nước mặt, tồn tại thường xuyờn hay khụng thường xuyờn trong cỏc thuỷ vực ở trờn mặt đất như: Biển, đại dương, sụng ngũi, hồ

tự nhiờn, hồ chứa (hồ nhõn tạo), đầm lầy, đồng ruộng và băng tuyết Tài nguyờn nước sụng là thành phần chủ yếu và quan trọng nhất, được sử dụng rộng rói trong đời sống và sản xuất

Nước ngầm chỉ được xem như một tài nguyên khi con người có thể sử dụng nó

và có sự hiểu biết sâu sắc về nó

- Nước ngầm là loại tài nguyên có khả năng phục hồi trữ lượng, nên nếu khai thác hợp lý nguồn tài nguyên sẽ được duy trì, còn nếu khai thác không hợp lý nguồn tài nguyên sẽ bị phá hoại nhanh chóng

- Trữ lượng nước ngầm thường bao gồm hai phần :

+ Trữ lượng tĩnh - lượng nước được chứa, giữ trong đất đá

+ Trữ lượng động - lượng nước vận động trong đất đá Trữ lượng động không

có khả năng tích luỹ nên nếu không đưa vào khai thác sử dụng sẽ tạo nên sự lãng phí tài nguyên

- Nước ngầm còn là một trong những yếu tố môi trường Cùng với các yếu tố

đất đá, sinh quyển, khí quyển, thủy quyển, chúng tạo nên một hệ thống cân bằng

động Bất cứ một sự tác động nào lên bất kỳ một yếu tố nào của môi trường đều dẫn

đến sự xác lập mối cân bằng động mới làm thay đổi môi trường và có tác động trở lại với con người

- Các công trình khai thác nước ngầm đơn giản đó là các giếng đào, các lỗ khoan, các hành lang thu nước, các mạch nước v.v , và khác hoàn toàn với các công trình khai thác khoáng sản rắn, vận chuyển nước cũng khác hoàn toàn với vận chuyển các khoáng sản rắn

- Nếu sử dụng các phương thức thích hợp, có thể khai thác nước ngầm ở bất cứ

đâu nhằm phục vụ đời sống của cộng đồng và kinh tế của đất nước

- Nước ngầm có thể phục vụ nhiều mục đích khác nhau: ăn uống, sinh hoạt, tưới, công nghiệp, an dưỡng chữa bệnh, chăn nuôi, khai thác nhiệt, khai thác nguyên liệu

- Nước ngầm có thể sử dụng trực tiếp (ăn uống, sinh hoạt) vừa có thể sử dụng như một tác nhân cho sản xuất (công nghiệp, nông nghiệp), vừa có thể sử dụng như một loại hàng hóa (nước đóng chai, nước xuất khẩu )

Từ các đặc tính đó, khi đánh giá tài nguyên nước ngầm phải có hiểu biết rộng

và tuân thủ những nguyên tắc chung là:

- Xác định chất lượng của nước ngầm ứng với mục đích sử dụng chúng, như mục đích dùng để sản xuất nước sạch, nuôi trồng thuỷ sản, an dưỡng chữa bệnh,

đóng chai, khai thác nguồn nhiệt Chỉ có như vậy mới tận dụng hết các loại nước ngầm có thành phần khác nhau

- Chỉ được coi là tài nguyên phần nước ngầm có thể khai thác, sử dụng không

bị thay đổi về lượng và chất đáp ứng mục đích sử dụng trong suốt thời gian sử dụng

- Chỉ được coi là tài nguyên phần nước ngầm khai thác không gây tác hại xấu

đến môi trường nghĩa là đảm bảo phát triển lâu bền và kinh tế Muốn vậy phải tính toán lượng nước ngầm khai thác không dẫn đến sự thay đổi đột biến của các yếu tố môi trường khác, như không gây biến dạng mặt đất, không gây cạn kiệt nguồn nước, không gây hạ thấp mực nước quá nhanh làm ảnh hưởng đến thảm thực vật v.v

- Đánh giá tài nguyên phải mang tính khả thi, nghĩa là phải phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật cho phép của đất nước hiện tại và tương lai khoảng 20-30 năm Thí dụ khi tầng chứa nước nằm rất sâu (300ữ500m) trong điều kiện thực tế hiện nay

và vài ba chục năm tới chúng ta cũng chỉ khai thác nước ngầm với mực nước hạ thấp

đến độ sâu 30ữ40m thì chỉ được coi phần nước ngầm thu được ứng với mực nước hạ

thấp 30ữ40m mà không thể tính lượng nước dưới đất tương ứng với mức hạ thấp đến 300ữ500m là tài nguyên

Các nguyên tắc này đã được các nhà ĐCTV phản ánh trong các công trình của mình thể hiện ở các quan điểm đánh giá trữ lượng nước dưới đất ở cả hai khía cạnh lớn là :

- Đánh giá chất lượng nước - Khi đánh giá chất lượng người ta phải xem các yếu tố hình thành và các thành phần vật chất trong nước, hàm lượng các thành phần trong nước so với tiêu chuẩn quy định, các khả năng biến đổi của nó và xử lý chúng

để có thể thích hợp với mục đích sử dụng, đồng thời cũng phải chú ý đến bảo vệ tài nguyên đó trong quá trình khai thác Hiện nay có nhiều tiêu chuẩn để đánh giá về chất lượng nước, trong luận văn tác giả đã sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

5944 – 1995 để đánh giá về chất lượng nước ngầm tại vùng nghiên cứu

- Đánh giá trữ lượng nước - Khi đánh giá về lượng cũng có những vấn đề phải xem xét gồm: nguồn hình thành, bổ sung trữ lượng trong quá trình khai thác, khả năng vận động của nước trong đất đá, khả năng biến đổi chất và lượng trong quá trình khai thác cũng như khả năng biến dạng mặt đất khi khai thác Một trong những yếu tố cần xem xét là khả năng kinh tế, kỹ thuật hiện tại Ví dụ : trong các công thức tình toán trữ lượng thường gặp một đại lượng là trị số hạ thấp mực nước cho phép (Scf), nghĩa là mực nước được phép hạ thấp tối đa nhưng phải đảm bảo các mối cân bằng và phù hợp với điều kiện kinh tế kỹ thuật

Trong các tài liệu thông thường người ta thường đưa ra một chỉ tiêu chung chung là Scf đạt đến vị trí 1/3 bề dày tầng chứa nước ngầm hoặc đạt 1/2 bề dày tầng chứa nước có áp

Tuy nhiên, không thể máy móc lúc nào cũng sử dụng các chỉ tiêu này mặc dù trong các sách hướng dẫn đều cho rằng chỉ được phép đạt tới giá trị đó vào cuối thời

kỳ khai thác, tức là sau, 25-27 năm, tương đương với 10.000 ngày

Các chỉ tiêu Scf = (0,3ữ 0,5) H và 10.000 ngày mới chỉ xem sét trên quan điểm thuỷ động lực Tuy nhiên, cũng có thể bao gồm cả quan điểm sinh thái và phát triển lâu bền, cũng như về kinh tế

Có thể thấy chỉ số 10.000 ngày (tương đương 25ữ27 năm) với khoảng thời gian dài như vậy, ngoài việc các công trình thu hồi vốn còn có ý nghĩa là: Trong khoảng thời gian đó, mực nước trong các công trình được phép hạ thấp tới 0,3 hoặc 0,5 bề

dày tầng chứa nước Với thời gian như vậy, tầng chứa nước mới chỉ cạn đi 1/2, sẽ

đảm bảo cho việc biến dạng từ từ trên mặt đất và cân bằng sinh thái Cũng khoảng thời gian đó, các tiến bộ khoa học kỹ thuật có đủ khả năng khắc phục những sự cố

do khai thác nước gây ra

Tuy vậy trong các điều kiện cụ thể thì phải lựa chọn Scf cho thích hợp, không thể máy móc chọn đến cuối đợt khai thác đạt được trị số “ bằng”

Kinh nghiệm ở nhiều nước cho thấy khi giảm mực nước xuống 10ữ15m, mặt

đất đã sụt xuống hàng chục, thậm chí đến 100cm Như vậy nếu mực nước giảm 300m, mặt đất sẽ sụt hàng mét và chắc chắn tai hoạ sẽ xảy ra do nước biển tràn vào

đồng bằng Vì vậy khi đánh giá tiềm năng nước ngầm phải tuân thủ những quy tắc nêu trên và có thể nêu tổng quát là :

- Nước ngầm chỉ được coi là tài nguyên khi con người có thể khai thác, sử dụng nó mang lại lợi ích kinh tế, đảm bảo cân bằng sinh thái và phát triển lâu bền

2 Phương pháp tính toán trữ lượng động

a Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới hiện có một số phương phát đánh giá trữ lượng động tự nhiên

đang được sử dụng như:

- Phương pháp nghiên cứu, đánh giá trữ lượng động tự nhiên bằng phương pháp thuỷ văn: lần đầu tiên ý đồ đánh giá trữ lượng động tự nhiên trên cơ sở nghiên cứu lượng nước dưới đất thoát vào mạng sông suối đã được các kỹ sư V.G Sukhov, E.k Kiorre và K.Le.Lemke tiến hành trong những năm 1887 - 1888 khi khảo sát và xây dựng công trình khai thác nước đầu tiên của thành phố Maxkova ở Mutis Trong những năm dưới chính quyền Xô Viết (ở Liên Xô cũ) công lao lớn nhất khi nghiên cứu trữ lượng động tự nhiên của nước dưới đất thuộc về G.N Kamenxki, I.V Garmonov, D.I.Segolev, N.X.Gokarev và các nhà khoa học khác Bản đồ trữ lượng

động tự nhiên của một trong những vùng ngoại ô ở Maxkova do G.N Kamenxki và I.V Garmonov thành lập và được trưng bày trong hội nghị ĐCTV lần thứ nhất Công trình này đã được hoàn thành trên cơ sở điều tra, thăm dò ĐCTV tỷ mỉ và đo vẽ lập bản đồ chuyên môn [13]

Năm 1930 N.X Gokarev và D.I Segobev đã tiến hành nghiên cứu trữ lượng

động tự nhiên của nước dưới đất trong bồn Donet nhờ nghiên cứu mô đun và hệ số dòng ngầm

Năm 1937 - 1938 Ph.A.Makarenko đã tiến hành đánh giá trữ lượng động tự nhiên trong nước dưới đất của bồn actezi Xotri – Masextinxki theo tài liệu dòng kiệt của con sông Phương pháp dựa trên ứng dụng phương trình thấm không ổn định dưới dạng sai phân được G.N.Kamenxki đề nghị vào đầu những năm 40 của thế kỷ

20 Đây là phương pháp đặc biệt quan trọng khi nghiên cứu giá trị cung cấp thấm của nước ngầm [13]

+ Đánh giá trữ lượng động bằng phương pháp phân chia thuỷ đồ nguồn gốc của những dòng sông: B.I.Kudelin là người có công lao lớn trong nghiên cứu trữ lượng động tự nhiên của nước ngầm và nước actezi ông nghiên cứu rất chi tiết phương pháp phân chia dòng ngầm từ dòng mặt trên cơ sở phân chia biểu đồ thuỷ văn nguồn gốc của những con sông Khi luận chứng khả năng sử dụng của phương pháp ông đã tính đến cả động thái lẫn động lực của dòng chảy vào sông từ các lớp nước riêng biệt Điều đó thể hiện qua điều kiện thế nằm, cung cấp và thoát nước của nước ngầm hay nước actezi Trên cơ sở động thái của nước ngầm, do quan hệ thuỷ lực giữa nước sông và nước dưới đất quyết định, hình thành nên những sơ đồ phân chia khác nhau B.I.Kudelin đã đưa ra phương pháp phân chia thuỷ đồ trong điều kiện nước sông được cung cấp bởi nước dưới đất cho các trường hợp sau:

+ Sông được nước dưới đất cung cấp và giữa chúng có mối quan hệ thuỷ lực thường xuyên;

+ Sông được cung cấp bởi nước ngầm, chúng không có quan hệ thuỷ lực; + Sông nhận được sự cung cấp bởi các lớp nước, chúng có quan hệ thuỷ lực

và không có quan hệ thuỷ lực với sông;

+ Sông được nước ngầm và nước Actezi cung cấp

Nhờ phương pháp này, B.I Kudelin đã tiến hành đánh giá khu vực trữ lượng

động tự nhiên của nước dưới đất toàn lãnh thổ Liên Xô cũ Những năm gần đây phương pháp này đã được các học trò của B.I Kudelin phát triển như Z.X Dekser, V.A Vxevlopxki, [13]

Nhìn chung, đánh giá trữ lượng động tự nhiên bằng phương pháp thuỷ văn (lưu lượng dòng kiệt trên sông, theo phân chia thuỷ đồ nguồn gốc dòng sông, hay mặt cắt thuỷ văn) có ưu điểm chỉ cần có số liệu quan trắc dòng chảy hiện có trong nhiều năm trên sông, mà không cần phải tiến hành công tác thăm dò ĐCTV Tuy nhiên, khi sử dụng phương pháp này cần lưu ý lưu lượng dòng ngầm tính toán được

là tổng hợp lưu lượng từ các lớp chứa nước mà sông cắt qua Mặt khác, lưu lượng dòng chảy tính toán không phải là toàn bộ lưu lượng dòng ngầm tương ứng với giá trị cung cấp của nó Trên đường chuyển động tới sông nước dưới đất đã thoát đi một phần dưới dạng bốc hơi, thấm xuyên xuống các lớp nước bên dưới không liên quan

đến hệ thống sông Vì vậy, phương pháp đánh giá này chỉ phù hợp cho vùng núi, nguồn hình thành trữ lượng chủ yếu là do quá trình ngấm của nước mưa và ít tài liệu nghiên cứu về đặc điểm ĐCTV

- Xác định trữ lượng động tự nhiên bằng phương pháp thuỷ động lực: Phương pháp này đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu như G.N Kamenxki, A.V.Lebedev, X.M.Xemenov, N.N.Bideman bằng các phương pháp giải khác nhau như phương trình sai phân hữu hạn, theo dao động mực nước tại các lỗ khoan hay phương trình vi phân thấm không ổn định, [13]

+ Tính toán trữ lượng động tự nhiên bằng phương pháp sai phân hữu hạn: phương pháp này dựa vào phương trình thấm không ổn định dạng sai phân được G.N Kamenxki đề nghị đối với dòng chảy trên mặt và trên bình diện, sau này phương trình này được A.V.Lebedev, X.M.Xemenov, P.A Kixelov phát triển và hoàn thiện

Khi xảy ra quá trình cung cấp theo diện tích với cường độ Wm, khi đó ta có:

ư + + + + + +

ư

ư

+

ư +

ư + + +

ư +

1 t 1, n H 1 t n, H ) 1 t 1, n 1 t n, (h 1 m K n 1, n L

1 t n, H 1 t 1, n H ) 1 t n, h 1 t 1, n (h m K 1 n n, L n 1, n L

1 Δt

μtbh: Hệ số thiếu hụt bão hoà;

hHn: Sự thay đổi mực nước trong khoảng thời gian ht ở lỗ khoan n;

Hn, t; Hn, t+2: áp lực ở lỗ khoan tương ứng với thời điểm t và t+2;

Km; Km+1: Hệ số thấm của đất đá ở thiết diện m và m+1;

Ln-1,n; Ln,n+1: khoảng cách giữa các lỗ khoan n-1, n và n, n+1;

hn-1, t+1; hn,t+1; hn+1, t+1: bề dày của lớp chứa nước ở thời điểm giữa t+1 của khoảng thời gian tính toán ht ở các lỗ khoan n-1, n và n+1;

Hn-1, t+1; Hn,t+1; Hn+1,t+1: áp lực tại thiết diện n-1; n và n+1 ở thời điểm t+1;

Để xác định trữ lượng động tự nhiên bằng phương pháp sai phân hữu hạn, phải có giá trị quan trắc theo chu kỳ ít nhất là 1 năm, được chia ra những khoảng

thời gian ht có điều kiện cung cấp đặc trưng Theo kết quả tính toán giá trị Wm có thể nhận giá trị dương hoặc âm Giá trị dương chứng tỏ tại thời điểm tính toán NDĐ

được cung cấp và ngược lại

Giá trị cung cấp hay thoát ra trong khoảng thời gian ht bằng Wm.ht Tổng giá trị Wm.ht chính là lượng cung cấp hay thoát ra trong 1 năm của nước dưới đất

Như vậy, khi sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn có thể áp dụng để tính trữ lượng động tự nhiên của nước dưới đất trong điều kiện ĐCTV đơn giản cũng như phức tạp Tuy nhiên, để áp dụng có hiệu quả sát với thực tế hơn vùng nghiên cứu cần phải có hệ thống mạng lưới quan trắc nước dưới đất hợp lý

+ Tính trữ lượng động tự nhiên của nước dưới đất theo dao động của mực nước ngầm: Phương pháp này do N.N Bideman nghiên cứu và đề ra Đây là phương pháp đánh giá gần đúng lượng thấm của nước mưa Từ phương trình sai phân hữu hạn (1.1) nêu trên nhận thấy trong thời kỳ mực nước dâng cao từ từ thì hiệu số lưu lượng giữa các thiết diện tính toán m và m+1 nhỏ hơn nhiều so với thành phần thứ nhất, nên có thể bỏ qua, khi đó:

Wm =

t

μ

ìΔΖ+ΔΗ

(1.3) Trong đó:

W - Đại lượng cung cấp, mm/ ngày;

Δ H - Đại lượng dâng cao mực nước trong thời gian t, mm;

hZ là giá trị hạ thấp mực nước do thoát tự nhiên của nước dưới đất trong khoảng thời gian ht

μ - Hệ số nhả nước của đất đá;

t - Thời gian quan trắc, ngày

Hình 1.1: Xác định giá trị cung cấp của nước dưới đất theo tài liệu quan trắc động thái

Phương pháp N.N Bideman có ưu điểm hơn so với phương pháp sai phân của G.N Kamenxki là chỉ cần tài liệu quan trắc động thái ở một giếng khoan Tuy nhiên, phương pháp Bindeman cần phải có đủ thời gian quan trắc và có thông số

ĐCTV (μ) chính xác và thường chỉ áp dụng cho những khu vực là miền phân thuỷ (ở cách xa sông)

+ Tính toán giá trị cung cấp theo phương trình vi phân thấm không ổn định: A.V Lebedep đã tìm ra lời giải của phương trình vi phân tuyến tính thấm một chiều không ổn định:

μm

m

W x

H a t

- am: Hệ số truyền mực nước;

- μ: Hệ số nhả nước hay thiếu hụt bão hoà;

- Wm: Cường độ cung cấp của nước mưa

Trong quá trình tính toán ông đã sơ đồ hoá lớp chứa nước, điều kiện ban đầu,

điều kiện ranh giới và giải bài toán theo điều kiện dòng thấm vô hạn, dòng thấm bán vô hạn với một ranh giới là sông, dòng thấm hữu hạn với hai ranh giới là sông, dòng thấm hữu hạn với một ranh giới là sông và một ranh giới không thấm nước, Dòng thấm hữu hạn với một ranh giới là sông, một ranh giới là hệ số thấm thay đổi

Trên cơ sở phương pháp thuỷ động lực các nhà khoa học Liên Xô trước đây như Ph.M.Ghirinxki, N.N.Bindeman, N.N.Verighin, V.M.Sextakov, đã phân tích

điều kiện hình thành trữ lượng các kiểu mỏ nước dưới đất để tính toán sự làm việc

của các công trình khai thác và soạn thảo phương pháp thí nghiệm thấm Trong giai

đoạn này về nguyên tắc đã hình thành phương pháp mới đánh giá trữ lượng động cũng như trữ lượng khai thác nước dưới đất trên cơ sở lý thuyết đàn hồi và thấm không ổn định được ra đời

Nếu từ trước năm 1960 việc nghiên cứu trữ lượng khai thác nước dưới đất về mặt thực tế cũng như lý thuyết được tiến hành trong những vùng riêng biệt với mục

đích cung cấp nước cho những vùng cụ thể, thì sau này do nhu cầu sử dụng nước ngày một tăng, do phải mở rộng công trình khai thác nước, cần thiết phải đánh giá trữ lượng nước dưới đất trong cả một khu vực Lần đầu tiên vụ ĐCTV thuộc Bộ địa chất Liên Xô cũ đã thực hiện công trình này dưới sự chỉ đạo về mặt phương pháp của VXEGINGEO với mục đích luận chứng ĐCTV lựa chọn những sơ đồ chính sử dụng tổng hợp và bảo vệ tài nguyên nước Một nhóm cộng tác viên khoa học của VXEGINGEO dưới sự chỉ đạo của N.N.Bindeman và Ph.M.Botrever đã thảo ra phương pháp đánh giá và đo vẽ lập bản đồ trữ lượng khai thác nước dưới đất Trên cơ

sở này đã thành lập bản đồ mô đun trữ lượng khai thác nước dưới đất của Liên Xô

cũ Công trình này cho phép làm sáng tỏ quy luật hình thành trữ lượng khai thác nước dưới đất trong những vùng khác nhau của Liên Xô cũ và những đặc điểm chung về mức độ đảm bảo cung cấp nước dưới đất cho các vùng

Cũng từ phương pháp thuỷ động lực, cùng với sự phát triển lớn mạnh của công nghệ thông tin, việc giải bài toán thuỷ động lực bằng phương pháp mô hình

được ra đời Giải bài toán bằng phương pháp này cho phép đánh giá đầy đủ hơn điều kiện tự nhiên, đặc biệt trong cấu tạo phân lớp của tầng chứa nước không đồng nhất

về tính thấm của môi trường chứa nước, sự cung cấp không đều theo không gian và thời gian, Nhờ áp dụng phương pháp mô hình đã đạt độ tin cậy cao khi đánh giá trữ lượng động tự nhiên và các nguồn tham gia hình thành trữ lượng động tự nhiên

Như vậy, sơ lược qua tình hình nghiên cứu trên thế giới cho thấy việc đánh giá sự hình thành trữ lượng động tự nhiên trong nguồn nước dưới đất bằng phương pháp thuỷ động lực và giải bài toán thuỷ động lực bằng phương pháp mô hình là tối

ưu hiện nay Nhờ phương pháp này mà ta xác định được các thành phần tham gia sự hình thành trữ lượng động tự nhiên hoặc trữ lượng khai thác trong vùng nghiên cứu Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi công tác nghiên cứu ĐCTV trong vùng phải tương đối chi tiết Đối với những vùng địa hình phân cắt, ít tài liệu nghiên cứu về

đặc điểm ĐCTV thì sử dụng phương pháp thuỷ văn để nghiên cứu đánh giá sự hình thành trữ lượng động tự nhiên là phương pháp tối ưu

b Tình hình nghiên cứu trong nước

ở nước ta vào những năm 60 của thế kỷ trước, được sự giúp đỡ của các chuyên gia Liên Xô, công tác nghiên cứu đánh giá trữ lượng động tự nhiên nước dưới đất nói riêng và trữ lượng nước dưới đất nói chung mới bắt đầu được chú ý nghiên cứu Kết quả nghiên cứu được trình bày chủ yếu trong các báo cáo tìm kiếm, thăm dò nước dưới đất Đến khoảng đầu những năm 80 của thế kỷ trước trên cơ sở áp dụng phương pháp giải tích hoặc mô hình tương tự Một số nhà địa chất thuỷ văn nước ta

đã tiến hành đánh giá trữ lượng nước dưới đất hay trữ lượng động nước dưới đất cho những vùng cụ thể, đã đánh giá được một số thành phần tham gia vào sự hình thành trữ lượng động tự nhiên cũng như trữ lượng khai thác, đặc biệt trong một số luận án tiến sĩ, thạc sĩ của một số tác giả như:

- Luận án Tiến sĩ của Phạm Quí Nhân về “Sự hình thành và trữ lượng nước dưới đất trong các trầm tích Đệ tứ đồng bằng sông Hồng và ý nghĩa của nó trong nền kinh tế Quốc dân”; luận án Tiến sĩ của Trần Văn Minh về “Trữ lượng động tự nhiên của nước dưới đất trong trầm tích Đệ tứ đồng bằng Bắc Bộ và vai trò của nó trong hình thành trữ lượng khai thác”; luận án tiến sĩ của Nguyễn Đình Tiến về “sự hình thành và trữ lượng nước dưới đất trong phức hệ chứa nước bazan nứt nẻ - lỗ hổng cao nguyên Đắc Lắc và ý nghĩa của nó trong nền kinh tế Quốc dân”; luận án thạc sĩ của Phạm Văn Giắng về “sự hình thành trữ lượng khai thác nước dưới đất tầng chứa nước Pleistocen giữa - trên vùng Nam sông Hậu Đề xuất giải pháp khai thác hợp lý và bảo vệ nước dưới đất khỏi bị cạn kiệt và xâm nhập mặn” Ngoài ra, còn có rất nhiều đề tài nghiên cứu về sự hình thành trữ lượng tại các vùng khác nhau như của tác giả Đoàn Văn Cánh, Trần Thị Huệ, Vũ Văn Nghi,

Trong các luận án của các tác giả nêu trên đã sử dụng phương pháp thuỷ động lực và giải bài toán thuỷ động lực bằng phương pháp mô hình trên phần mềm Visual Modflow Trên cơ sở đó các tác giả đã mô phỏng điều kiện địa chất thuỷ văn trong các vùng nghiên cứu và đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng tới sự hình thành trữ lượng động tự nhiên như đặc điểm địa hình, địa mạo, Địa chất - Địa chất thuỷ văn (ĐC-ĐCTV), đặc điểm khí tượng, thuỷ văn

Sau khi giải bài toán trên phần mềm Visual Modflow các tác giả đã đánh giá

được trữ lượng động tự nhiên cũng như trữ lượng khai thác của các tầng chứa nước dưới đất thuộc đối tượng nghiên cứu và đã xác định được các nguồn hình thành trữ

lượng động tự nhiên bao gồm: quá trình ngấm của nước mưa, quá trình cung cấp của nước mặt, quá trình bốc hơi của tầng chứa nước vào không khí, bản thân tầng chứa nước sinh ra, thấm xuyên của tầng chứa nước nằm trên và sự cung cấp bên sườn vào tầng chứa nước, Các đối tượng nghiên cứu ở đây phần lớn các tác giả tập trung nghiên cứu trong các trầm tích bở rời thuộc các thành tạo Đệ tứ

Đối với vùng nghiên cứu thì công tác nghiên cứu liên quan đến nước dưới đất còn hạn chế, trong vùng địa hình phân cắt, ít tài liệu nghiên cứu về đặc điểm ĐCTV Trong phạm vi vùng miền núi Bắc bộ nói chung và lưu vực sông Kỳ Cùng nói riêng, nước dưới đất chứa chủ yếu trong các thành tạo đá cứng (chủ yếu là đá vôi, trầm tích lục nguyên và một phần là macma), còn nước trong thành tạo bở rời phân bố rất hạn chế, chỉ có ở các dải hẹp ven sông và thung lũng trước núi Mức độ chứa nước của

đất đá biến đổi rất phức tạp theo diện tích và chiều sâu phụ thuộc vào mức độ nứt nẻ của từng loại đất đá và cấu trúc địa chất của khu vực, trong đó các thành tạo đá vôi

là có mức độ chứa nước khá hơn cả

Tổng diện tích đã được đo vẽ, lập bản đồ địa chất thuỷ văn tỷ lệ 1:200.000 trên

địa bàn tỉnh Lạng Sơn là 3.118km2, bằng 37,5% diện tích tự nhiên tỉnh Lạng Sơn

Tổng diện tích điều tra địa chất đô thị đã được điều tra là 207km2 chiếm 2,49% diện tích vùng Các dạng công tác đã tiến hành chủ yếu bao gồm: phân tích

ảnh máy bay, ảnh vệ tinh; đo vẽ địa chất, địa chất thủy văn; đo địa vật lý; khoan địa chất thủy văn; thí nghiệm thấm hiện trường, đo mực nước, lưu lượng giếng, suối,

điểm lộ; lấy và phân tích mẫu nước đơn giản, toàn diện, vi lượng, vi trùng, sắt…

Trên phạm vi toàn tỉnh, đã tiến hành khoan 4.818 mét khoan, bơm hút nước thí nghiệm ở 42 giếng khoan và phân tích 1.185 mẫu nước trong quá trình thực hiện các công tác khảo sát, điều tra, đánh giá nước dưới đất nêu trên

Hiện nay dự án điều tra, đánh giá nguồn nước dưới đất khu vực Trung du và miền núi Bắc Bộ, đã được Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường phê duyệt theo quyết định số 1116/QĐ-BTNMT, nội dung, khối lượng đã thực hiện thuộc phạm vi nghiên cứu trong đó có tỉnh Lạng Sơn

Một trong những nguồn tài liệu quý để tham khảo phục vụ đánh giá tài nguyên nước đó là các hoạt động thăm dò, khai thác nước dưới đất do các tổ chức, cá nhân và các ngành, địa phương tiến hành Mặc dù chưa có số liệu thống kê đầy

đủ nhưng ước tính khối lượng các giếng khoan khai thác để cấp nước cho các cơ sở

sản xuất, kinh doanh, cấp nước nông thôn trên phạm vi các tỉnh trong vùng là tương

đối lớn Đây là nguồn thông tin cần thu thập, cập nhật bổ sung cho quá trình thực hiện luận văn

Bảng 1.1 Danh mục các đề án, dự án nghiên cứu liên quan đến nguồn nước dưới

đất trong lưu vực sông Kỳ Cùng

TT Các phương án điều tra, tìm kiếm thăm dò nguồn nước liên

quan

Năm thực hiện

6 Tìm kiếm nước dưới đất vùng Đồng Bành Lạng Sơn 1986

7 Điều tra, đánh giá nguồn nước dưới đất khu vực trung du và miền

núi Bắc Bộ

2005

Như vậy, có thể thấy, về công tác điều tra, đánh giá nguồn nước dưới đất trên phạm vi tỉnh Lạng Sơn nói chung và vùng lưu vực sông Kỳ Cùng nói riêng tương đối nhiều Tuy nhiên, các kết quả điều tra, đánh giá nước dưới đất các dự án đang phân tán, xây dựng theo từng mục đích khác nhau, chưa đánh giá cụ thể cho lưu vực sông

Kỳ Cùng, rất khó khăn cho công tác quản lý tài nguyên nước trên lưu vực sông nói chung và lưu vực sông Kỳ Cùng nói riêng Do vậy trong luận văn tác giả sử dụng sử dụng phương pháp thuỷ văn để nghiên cứu đánh giá sự hình thành trữ lượng động tự nhiên trong vùng nghiên cứu

3 Chất lượng nước ngầm

Tài nguyên nước được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, mỗi mục đích

có yêu cầu chất lượng nước khác nhau Tuy nhiên, trong thực tế hiện nay, chỉ có nước dưới đất có chất lượng ổn định, ít bị nhiễm bẩn hơn so với nước mặt, mặt khác nước ngầm không nhiều như nước mặt nên thường được sử dụng với mục đích cơ bản là phục vụ ăn uống và sinh hoạt đối với nước nhạt hoặc phục vụ an dưỡng, chữa bệnh, đôi khi khai thác nguồn năng lượng đối với nước khoáng, nước nóng Còn sử

dụng với mục đích khác như nuôi trồng thuỷ sản, tưới còn hạn chế và người ta vẫn chỉ dùng nước mặt để tưới và chăn nuôi ở nước ta việc sử dụng nước có độ tổng khoáng hoá cao để tưới hoặc nuôi trồng thuỷ sản thì vẫn sử dụng nước mặt vì lợi ích kinh tế hơn so với việc dùng nước ngầm

Chất lượng nước ngầm sử dụng cho ăn uống sinh hoạt phải đảm bảo những chỉ tiêu quy định của Nhà nước về nhiều mặt như: tính chất vật lý (độ trong, màu, mùi ) thành phần hoá học trong đó quan tâm nhiều đến hàm lượng các nguyên tố

độc hại: (As, Hg, Cu, Pb, Zn,); thành phần vi khuẩn; thành phần các vật chất hữu cơ; thành phần một số hợp chất khác như hợp chất của nitơ, hàm lượng sắt; độ pH và tổng độ muối Trong luận văn tác giả đã sử dụng TCVN 5944 – 1995 để đánh giá chất lượng nước ngầm trong quá trình nghiên cứu

1.1.2 Tài nguyên nước mặt

Nước sụng và nước mưa là hai thành phần chủ yếu, quan trọng nhất trong tài nguyờn nước mặt, được sử dụng rộng rói trong đời sống sinh hoạt và sản xuất của nhõn dõn

1 Tài nguyờn nước mưa

Nước mưa trung bỡnh hằng năm trờn toàn lónh thổ nước ta cú khoảng 650 km3, khối lượng nước này trải đều trờn bề mặt đất liền cú lớp nước mưa dày 1.960 mm

So với nhiều nước trờn thế giới, tài nguyờn nước mưa ở nước ta khỏ phong phỳ, nhiều hơn khoảng 2,5 lần so với lượng mưa trung bỡnh của Trỏi đất (800 mm) và chõu Âu (789 mm) Trung bỡnh hằng năm, mỗi người dõn nhận được khoảng 8.125

m3 nước mưa

Do ảnh hưởng của địa hỡnh, lượng mưa phõn bố khụng đều trong lónh thổ Ở những miền nỳi cao, lượng mưa hằng năm lờn tới 2.000 - 3.000 mm, như ở vựng nỳi phớa đụng bắc tỉnh Quảng Ninh, khu vực Bắc Quang của Hà Giang, vựng nỳi Trà

My, Ba Tơ ở Quảng Nam, Quảng Ngói

Trỏi lại, ở những sườn nỳi, thung lũng khuất giú là nơi mưa ớt, lượng mưa trung bỡnh năm dưới 1.200 mm Khu vực ven biển ở vựng Ninh Thuận - Bỡnh Thuận là nơi ớt mưa nhất ở nước ta, lượng mưa hằng năm chỉ khoảng 500 - 600 mm Như vậy, lượng mưa năm ở nơi nhiều nhất gấp 5 lần lượng mưa năm ở nơi ớt nhất Hằng năm, lượng mưa lại phõn phối khụng đều trong năm Cú khoảng 65-90%

lượng mưa tập trung trong 3 đến 6 tháng mùa mưa, chỉ có 10 - 35% lượng mưa năm rơi trong 6 đến 9 tháng mùa khô Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 4, 5 ở Bắc Bộ, phần phía bắc của Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, bắc Nghệ An), Tây Nguyên và Nam

Bộ cho đến tháng 9, 10 ở Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, tháng 10, 11 ở Tây Nguyên và Nam Bộ Riêng ở ven biển Trung Bộ, mùa mưa xuất hiện ngắn, thường là tháng 8,

2 Tài nguyên nước sông

Phần lớn tài nguyên nước sông của Việt Nam (khoảng 60%) được hình thành trên phần lưu vực nằm ở nước ngoài, trong đó hệ thống sông Mê Công chiếm nhiều nhất Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sông được hình thành trong lãnh thổ nước

ta, thì hệ thống sông Hồng có tổng lượng dòng chảy lớn nhất, sau đó đến hệ thống sông Mê Công và hệ thống sông Ðồng Nai Lượng nước sinh ra trên 1 km2 diện tích trên toàn lãnh thổ trung bình một năm khoảng 2,520 triệu m3, lượng nước này đủ cấp cho dân số hiện nay khoảng 10.440 m3/người/năm

So với thế giới, tổng lượng nước sông của nước ta chỉ chiếm khoảng 1,95% và khoảng 6% của châu Á Nếu xét về mức bảo đảm nước trên 1 km2 diện tích thì mức bảo đảm nước của nước ta gấp tám lần so với mức bảo đảm trung bình toàn thế giới, còn mức bảo đảm nước cho mọi người chỉ lớn hơn có 1,36 lần

Hiện nay, tổng lượng nước cần dùng chỉ chiếm khoảng 11% tổng lượng dòng chảy sông suối nước ta và tăng lên khoảng 14,6% vào năm 2010 Tuy nhiên, do lượng dòng chảy sông ngòi phân bố không đều trong lãnh thổ và biến đổi mạnh theo thời gian, nên tình trạng khan hiếm nguồn nước đã và đang xảy ra ở nhiều nơi, nhất

là trong mùa khô cạn Sự thiếu hụt nguồn nước sẽ trầm trọng vào năm 2010, nhiều tỉnh ở ven biển Trung Bộ và Tây Nguyên, tổng lượng nước cần dùng sẽ vượt tổng nguồn nước tới 1,3 đến 3,6 lần

Để đánh giá tài nguyên nước sông có thể sử dụng phương phá thuỷ văn để đánh giá Đây là phương pháp đơn giản đã được sử dụng rộng rãi tại Việt Nam và trên thế giới Người ta xây dựng các trạm đo lưu lượng để tính toán tài nguyên nước cho các con sông Ngoài phương pháp này có thể sử dụng phương pháp mô hình để tính toán tài nguyên nước cho các con sông

Hiện nay có nhiều tiêu chuẩn để đánh giá chất lượng nước như TCVN 5942 –

1995 để đánh giá chất lượng nước mặt, TC 3733/QĐ-BYT của Bộ Y tế để đánh giá chất lượng nước sinh hoạt sử dụng v.v Trong luận văn tác giả đã sử dụng TCVN

5942 – 1995 để đánh giá chất lượng nước mặt

1.2 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu cân bằng nước lưu vực sông

Tính toán cân bằng nước cho một lưu vực sông là so sánh giữa lượng nước

đến, lượng nước đi và lượng nước được sử dụng của các hộ dùng nước trong lưu vực

Từ đó xác định nhu cầu dùng nước; xác định được tiềm năng cấp nước của toàn bộ

hệ thống sông, của các nguồn nước trong lưu vực và đưa ra được các biện pháp cấp nước thích hợp cho từng vùng hay toàn lưu vực nghiên cứu

* Nước đến cho một lưu vực có thể từ các nguồn sau đây:

- Mưa rơi trên lưu vực;

- Nước từ các lưu vực lân cận chuyển sang do các biện pháp công trình

- Nước dưới đất trong lưu vực

* Lượng nước đi:

- Nước bố hơi

- Nước cung cấp cho các dòng chảy mặt

- Nước cung cấp cho các hộ sử dụng nước

- Nước cung cấp cho các dòng chảy ngầm không liên quan đến lưu vực

* Mưa rơi trên lưu vực:

Mưa rơi trên lưu vực biến thành dòng chảy mặt, dòng chảy sát mặt và dòng chảy ngầm Lượng mưa này một phần nhỏ được sử dụng ngay bởi các hộ dùng nước, phần còn lại sinh dòng chảy, chảy theo các sông suối nhỏ rồi đổ ra sông lớn, sau đó lại được sử dụng cho các hộ dùng nước tùy thuộc vào các mục đích khác nhau của con người

* Hộ dùng nước:

Tuỳ theo mục đích sử dụng nước mà có thể chia thành các hộ dùng nước sau đây:

- Nông nghiệp: là lượng nước dùng để tưới cho cây trồng, cho chăn nuôi, đây

có thể coi là hộ dùng nước lớn nhất với lượng nước dùng tuỳ thuộc vào thời vụ và loại cây trồng và từng loại gia súc

- Sinh hoạt: Lượng nước dùng cho sinh hoạt hàng ngày của người dân yêu cầu

có chất lượng cao

- Công nghiệp: Lượng nước dùng khá lớn, nhưng có đòi hỏi cao về chất lượng

- Giải trí, cảnh quan và môi trường (đảm bảo sinh thái hạ lưu): Hộ dùng nước này cũng không kém phần quan trọng, bởi nếu không sẽ phá vỡ môi trường sinh thái, không đảm bảo việc phát triển bền vững tài nguyên nước trong lưu vực

* Tính toán cân bằng nước:

Trên thế giới việc tính toán cân bằng nước cho cho một lưu vực sông có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để tính toán Phương trình cân bằng nước được thiết lập trên cơ sở cân bằng giữa lượng nước chảy đến và chảy đi của toàn bộ lưu vực sông Sự cân bằng có thể thành lập trong một khu vực, trong khoảng thời gian nào đó có các điều kiện thuận lợi cho công tác tính toán Hiện nay, chúng ta biết rất nhiều phương trình cân bằng, tất cả các phương trình này khác nhau về dạng và thường chứa những thành phần khó xác định Chính điều này đã hạn chế khả năng

sử dụng chúng Khi thành lập phương trình cân bằng nước cho khu vực cụ thể, người

ta thường đơn giản hoá bằng cách loại khỏi phương trình những thành phần ít ảnh hưởng đến độ chính xác của tính toán Để tính toán cân bằng nước cho một lưu vực sông có thể tính toán cho một nhánh sông cụ thể, sau đó từ các tài liệu nhận được có thể mở rộng cho các khu vực khác có cùng điều kiện Vì vậy, từ những lưu vực sông rộng lớn có cấu tạo địa chất, địa chất thuỷ văn phức tạp người ta thường chọn một

vài khu cân bằng điển hình cho điều kiện cung cấp, điều kiện thế nằm, điều kiện chuyển động và điều kiện thoát của nước mặt và nước dưới đất để tính toán cân bằng Số lượng và hệ thống bố trí các điểm quan trắc trong các lưu vực cân bằng phụ thuộc vào đặc điểm hình thành dòng mặt, dòng ngầm và mối quan hệ giữa dòng mặt

và dòng ngầm và sơ đồ dự kiến thành lập phương trình cân bằng Trong nhiều trường hợp khu cân bằng được bố trí cho một nhánh sông hoặc nhiều nhánh sông

Hiện nay tại Việt Nam có nhiều phương pháp để tính toán cân bằng nước như mô hình HEC3, MITSIM, NLRRM, IQQM, đây là các mô hình đã được áp dụng khi tính toán cân bằng nước cho các lưu vực sông, như mô hình MITSIM được sử dụng tính toán cân bằng nước cho các lưu vực sông trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, mô hình IQQM đã được sử dụng tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Cả, mô hình NLRRM đã được sử dụng để tính toán cân bằng nước cho lưu vực sông Cầu tính đến trạm Thác Bưởi

Khi sử dụng mô hình để tính toán cân bằng nước cho một lưu vực sông nào đó thì nguồn nước tự nhiên cấp cho các khu vực sử dụng nước là đầu vào quan trọng cho việc tính toán cân bằng nước Nguồn nước này cũng chịu tác động của sự thay

đổi mặt đệm trên lưu vực và sự biến đổi của điều kiện khí hậu Để xác định được nguồn nước này ngoài các số liệu thực đo tại các trạm thuỷ văn việc tính toán các số liệu mưa là cần thiết vì mạng lưới trạm không đủ dày để khống chế hết tất cả lượng nước cho từng khu vực sử dụng nước Khi sử dụng mô hình do chúng có nhiều tính năng nên sẽ đáp ứng được yêu cầu đặt ra để tính toán mô phỏng dòng chảy từ mưa nhằm cung cấp chuỗi số liệu để tính toán cho hệ thống Từ các chuỗi số liệu này có thể được sử dụng để đánh giá ảnh hưởng đến chế độ dòng chảy mặt, dòng chảy ngầm của lưu vực và các công trình quản lý môi trường, các kịch bản phát triển nguồn nước và các tiêu chuẩn vận hành

Do chuỗi số liệu thuỷ văn tại lưu vực sông Kỳ Cùng thu thập được cũng như các số liệu về đặc điểm địa chất, địa chất thuỷ văn tại khu vực không đáp ứng các nhu cầu về số liệu đầu vào để sử dụng mô hình HEC3, IQQM hay mô hình MITSIM khi tính toán cân bằng nước, từ các tài liệu hiện có đã thu thập được, tác giả lựa chọn ứng dụng mô hình mưa dòng chảy phi tuyến (NLRRM) nhằm khôi phục số liệu dòng chảy tháng lưu vực Kỳ Cùng để có thể đánh giá được đầy đủ các diễn biến theo thời gian và không gian của tài nguyên nước sông lưu vực Kỳ Cùng Trước hết

là khôi phục lại quá trình dòng chảy trên các nhánh sông còn thiếu, hoặc hoàn toàn

không có tài liệu đo lưu lượng từ số liệu đo mưa trên các lưu vực sông nhánh khác trong lưu vực để tính toán, sau đó dựa vào kết quả tính toán của mô hình mưa dòng chảy phi tuyến để tính toán cân bằng nước trên toàn bộ lưu vực sông

Khi đã có kết quả tính toán trên mô hình mưa dòng chảy phi tuyến, phương trình cân bằng nước dòng ngầm được thiết lập trên cơ sở cân bằng giữa lượng nước chảy đến và chảy đi của dòng thấm và so sánh với kết quả đo dòng chảy kiệt hiện có tại 17 trạm đo trên toàn lưu vực để tính toán dòng chảy ngầm và so sánh giữa hai kết quả tính toán với nhau

- Từ 22o 27' đến 21o 20' Vĩ tuyến Bắc

- Từ 107o 22' đến 106o 06' Kinh độ Đông

Lạng Sơn có diện tích 8305,2 km2, dân số tính đến năm 2005: 739.385 người, mật độ 89 người/km2 Tỉnh có 1 thành phố: Thành phố Lạng Sơn; 10 huyện: Tràng

Định, Văn Lãng, Văn Quan, Bình Gia, Bắc Sơn, Cao Lộc, Lộc Bình, Đình Lập, Chi Lăng và Hữu Lũng; bao gồm 14 thị trấn, 207 xã và 5 phường

Cách Thủ đô Hà Nội 154km, Lạng Sơn nằm sát tam giác kinh tế Hà Nội – Hải Phòng – Quảng Ninh; được quy hoạch vào khu kinh tế trọng điểm và năng động, có nhiều lợi thế về vị trí địa lý, giao lưu văn hóa, giáo dục và kinh tế Đây là một trong những thuận lợi, là điều kiện và động lực thúc đẩy Lạng Sơn phấn đấu trở thành một thành phố biên giới hoà bình, phát triển và có vai trò quan trọng như đỉnh thứ tư của vùng kinh tế trọng điểm này của đất nước

Lạng Sơn có 2 cửa khẩu Quốc tế (Hữu Nghị và Tân Thanh) và 2 cửa khẩu Quốc gia (Bình Nghị và Chi Ma) cùng 7 cặp chợ biên giới, là những nơi thường xuyên diễn ra hàng loạt hoạt động xuất nhập khẩu hàng hoá rất nhộn nhịp và sống động Lạng Sơn nằm trong khu vực có các đường giao thông quan trọng: là đầu mối của tuyến đường sắt liên vận quốc tế Việt Nam – Trung Quốc, là đầu mối tuyến Quốc lộ 1A xuyên Việt; là nơi bắt nguồn của đường 4B ra Trà Cổ, Vịnh Hạ Long;

đường 4A lên Pắc Bó (Cao Bằng), đường 1B sang Thái Nguyên, đường 3B sang Na Rì - Bắc Cạn

Với vị trí địa lý thuận lợi và là đầu mối giao thông quốc tế – nội địa quan trọng nêu trên, Lạng Sơn có tiềm năng rất lớn để phát triển các ngành dịch vụ, nhất là các

dịch vụ xuất nhập khẩu hàng hoá, dịch vụ giao thông vận tải, dịch vụ thương mại –

ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc

Là cửa ngõ đón gió mùa Đông Bắc tràn vào, nên Lạng Sơn là một trong các tỉnh có mùa đông đến sớm và lạnh thuộc loại nhất Việt Nam

1 Chế độ nhiệt

Lạng Sơn là tỉnh vùng núi nên nền nhiệt thay đổi trên lãnh thổ phụ thuộc vào

độ cao địa hình Nhiệt độ trung bình năm đạt 22 – 23°C ở vùng thấp khoảng 100m trở xuống tương đương với tổng nhiệt năm khoảng 8.000 – 8.400°C Nhiệt độ trung bình giảm theo độ cao địa hình xuống còn 20°C ở độ cao khoảng 580 –600m

Chế độ nhiệt phân hóa ra hai mùa nóng và lạnh rõ rệt Mùa nóng dài 5 tháng (V–IX) ở vùng thấp dưới 300m, càng lên cao mùa nóng càng giảm và ở độ cao khoảng 750m trở lên không còn mùa nóng nữa ở vùng thấp dưới 600m mùa lạnh kéo dài 4 – 5 tháng (XI hoặc XII đến III), trong đó 3 – 5 tháng có nhiệt độ trung bình < 18°C; càng lên cao mùa lạnh càng dài, đến độ cao khoảng 900m mùa lạnh kéo dài tới 7 tháng

Biến trình năm của nhiệt độ trung bình có dạng 1 cực đại và 1 cực tiểu Tháng VII có nhiệt độ trung bình lớn nhất, đạt 28,5°C ở vùng thấp giảm xuống 26,7°C ở độ cao 400m Tháng I có nhiệt độ trung bình thấp nhất, đạt 15,6°C ở dưới thấp và giảm xuống 13,2°C ở độ cao 400m

Chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc nên dao động của nhiệt độ trong năm rất lớn với biên độ đạt tới 12,9 –13,9°C, thuộc loại lớn nhất Việt Nam Nằm trong vùng miền núi Đông Bắc nên dao động nhiệt độ trong ngày nhìn chung tương đối lớn Biên độ nhiệt ngày đêm trung bình năm đạt trên dưới 8°C ở vùng thấp dưới 300m, từ độ cao khoảng 400m trở lên thường nhỏ hơn 7°C Vào nửa

đầu mùa đông (X – XII), do ảnh hưởng của gió mùa Đông Bắc lạnh khô hanh nên biên độ nhiệt ngày đêm đạt giá trị cao nhất tới 8,8 – 10,1°C ở vùng thấp dưới 300m

và khoảng 8,0 – 8,1°C ở độ cao từ 400m trở lên

Do ảnh hưởng của thời tiết mưa phùn, nên vào hai tháng nửa cuối mùa đông (II –III) biên độ nhiệt ngày đêm thấp nhất, đạt 6,2 – 6,8°C ở vùng thấp dưới 300m và khoảng 5,2 – 5,4°C ở độ cao từ 400m trở lên

Nhiệt độ tối cao trung bình năm đạt 27,6°C ở dưới thấp, giảm theo độ cao địa hình còn khoảng 24,8°C ở độ cao 400m ở vùng thấp dưới 300m, mùa hè (V – IX) nhiệt độ tối cao trung bình đều ≥30°C; ở độ cao 400m chỉ có ba tháng (VI – VIII) có nhiệt độ tối cao trung bình >30°C

Nhiệt độ tối cao tuyệt đối thường >35°C vào thời kỳ từ tháng III – IX, đạt giá trị lớn nhất 39 – 40,1°C vào một trong ba tháng (V, VI hoặc VII) ở vùng thấp dưới 300m ở độ cao 400m nhiệt độ tối cao tuyệt đối > 35°C trong ba tháng (IV – VI) và cao nhất là 37,3°C vào tháng V

Nhiệt độ tối thấp trung bình năm dao động trong khoảng 17,9 – 19,3°C ở vùng thấp từ 400m trở xuống Trong mùa đông (X hoặc XI đến III hoặc IV) ở vùng từ 400m trở xuống nhiệt độ tối thấp trung bình đều nhỏ hơn 20°C và thấp hơn 15°C vào 3 – 4 tháng (từ XII hoặc XII đến II)

Chịu ảnh hưởng rất mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc, nên nhiệt độ tối thấp tuyệt đối có thể xuống dưới 5°C trong mùa đông (XI – II hoặc III), thậm chí thấp hơn 0°C vào tháng XII – I Trị số này có thể xuống đến -2,1°C ở Lạng Sơn và -2,8°C

ở Đình Lập, trong khi ở Bắc Sơn trên độ cao 400m nhiệt độ tối thấp tuyệt đối chỉ đạt -1,4°C

2 Chế độ mưa

Có vị trí địa lý và địa hình không thuận lợi để đón gió mùa gây mưa lớn, nên Lạng Sơn có chế độ mưa ít là phổ biến, chỉ các vùng núi mới có mưa vừa Lượng mưa năm trên phần lớn lãnh thổ dao động trong khoảng 1.100 –1.500mm, ở các vùng núi có lượng mưa đạt 1.500 – 2.000mm

Độ ẩm tương đối thấp trung bình năm đạt 61 – 64% Các giá trị độ ẩm tương

đối thấp tuyệt đối hầu như quanh năm đều < 40% Giá trị độ ẩm thấp nhất tuyệt đối

đã từng quan trắc trên đại bộ phận tỉnh Lạng Sơn là 7– 8% vào tháng I; riêng ở Hữu

Lũng là 12% vào tháng I

4 Chế độ gió

Nằm trong vùng Đông Bắc Việt Nam, có địa hình vùng núi, lại cách xa biển, nên ở Lạng Sơn chế độ gió phụ thuộc chủ yếu vào điều kiện địa hình địa phương

ở Thất Khê trong thung lũng có hướng Tây Bắc – Đông Nam nên quanh năm hướng gió thịnh hành là Đông Nam với tần suất thấp (10 – 29%) Tần suất lặng gió

đạt giá trị rất lớn, trong khoảng 54 – 64%

Trong khi ở thành phố Lạng Sơn, cửa ngõ đón gió mùa Đông Bắc vào nước ta

từ phía Trung Quốc, nên chế độ gió phản ánh khá rõ chế độ hoàn lưu chung của khu vực Vào mùa đông (IX – III), hướng gió thịnh hành là Bắc có tần suất tương đối lớn, đạt 23 – 43% Trong mùa hè (IV – VIII) hướng gió thịnh hành là Nam và Đông Nam với tần suất mỗi hướng dao động trong khoảng 13 – 23% Tần suất lặng gió thay đổi không nhiều trong năm, khoảng 24 – 46%

Tốc độ gió trung bình năm dao động trong khoảng 0,9 – 1,8m/s phụ thuộc vào

điều kiện địa hình địa phương Tốc độ gió trung bình lớn nhất thường quan sát vào mùa

đông (XII – III) đạt 1,5 – 2,6 m/s ở những khu vực tương đối thoáng gió Còn trong các thung lũng tốc độ gió trung bình ít thay đổi trong năm và đạt trên dưới 1,0 m/s Tốc độ gió trung bình của các hướng gió thịnh hành tương đối lớn, đạt 2 – 4m/s

Tốc độ gió mạnh nhất của tất cả các tháng trong năm đều lớn hơn 10 m/s, giá trị lớn nhất có thể đạt tới 30 – 36m/s vào các tháng III – IV và VII

5 Chỉ số khô hạn

Chỉ số khô hạn trung bình năm ở Lạng Sơn đều < 1,00 Như vậy, xét chỉ số khô hạn trung bình năm thì Lạng Sơn luôn đủ ẩm Lượng mưa thu được cả năm thường lớn hơn lượng nước cần phải chi thông qua bốc thoát hơi

Xét chỉ số khô hạn các tháng trong năm thấy có sự phân hóa rõ rệt theo mùa ở vùng thấp dưới 400m thời kỳ đủ ẩm cho cây trồng (chỉ số khô hạn < 1,00) kéo dài 6 – 8 tháng (tháng III hoặc IV đến tháng IX hoặc X); còn ở vùng núi trên 400m dài tới

10 tháng trở lên (I – X) Vào giữa mùa mưa (VI – VIII) chỉ số khô hạn thường đạt giá trị thấp nhất trong khoảng 0,40 – 0,70 lúc này lượng nước mưa thu được không những thừa đối với thảm thực vật mà có thể gây úng lụt, nếu địa hình thoát nước kém Thời kỳ thiếu nước đối với thảm thực vật (chỉ số khô hạn lớn hơn 1,00) dài 2 tháng (XI – XII) ở vùng núi có độ cao từ 400m trở lên; dài 4 – 6 tháng (X – III) ở vùng thấp dới 400m Tháng XII hoặc I có chỉ số khô hạn lớn nhất đạt 1,50 – 3,04

2.1.3 Địa hình

Trên bình đồ lãnh thổ Việt Nam, Lạng Sơn là một tỉnh ở phía Đông của dãy núi cánh cung Ngân Sơn và phía Tây Bắc của cánh cung Đông Triều thuộc miền núi

Đông Bắc Bắc Bộ Dãy núi cánh cung Bắc Sơn chạy theo hướng Đông Bắc – Đông Nam với nhiều cảnh quan kỳ vĩ nằm gọn trong phạm vi Lạng Sơn

Đại bộ phận tỉnh có địa hình đồi núi cao không lớn Khối núi có độ cao lớn nhất là Mẫu Sơn với một số đỉnh cao trên 1.000m và cao nhất là 1.541m Mẫu Sơn nằm sát biên giới Việt Trung, gần như đơn độc, dị thường và có quy mô khá nhỏ Khối núi đá vôi Bắc Sơn (Cánh cung Bắc Sơn) có diện tích gần 2000km2 với các khối, dãy núi đá vôi khá liên tục có độ cao phần lớn trên 500m; là khối núi đồ sộ nhất trên góc độ quy mô diện tích và tính thống nhất của khối núi

Ngoài hai khối núi trên và một số khối núi nhỏ khác cao gần 1.000m thì phần diện tích phổ biến nhất của tỉnh cao dưới 500m, trong đó bộ phận thấp hơn 300m phân bố dọc theo các hệ thống sông và trũng giữa núi có diện tích đáng kể

Vùng đồi có độ cao dưới 200m, diện tích không lớn phân bố dọc theo các hệ thống sông Lạng Sơn hầu như không có đồng bằng Các diện tích tương đối bằng phẳng diện tích rất hẹp, phân bố trong các thung lũng và trũng giữa núi

Tỉnh Lạng Sơn không có các hệ thống sông lớn Sông lớn nhất phần lớn chảy trong địa bàn tỉnh là sông Kỳ Cùng Đây là con sông khá đặc biệt ở Việt Nam về hướng dòng chảy Trong khi hầu hết các sông ở Việt Nam chảy theo hướng Tây Bắc – Đông Nam, thì sông Kỳ Cùng chảy theo hướng ngược lại

Một số các sông chính khác như sông Bắc Giang, sông Thương (chủ yếu là phần thượng nguồn) Do những đặc điểm tân kiến tạo, cũng như đặc điểm mạng lưới sông suối mà mức độ chia cắt sâu của hệ thống dòng chảy trong lãnh thổ không lớn, gốc cơ

sở xâm thực địa phương nằm khá cao Ngược lại với đặc điểm chia cắt sâu, địa hình Lạng Sơn bị chia cắt ngang khá lớn với mật độ dòng chảy xâm thực khá cao

2.1.4 Đặc điểm cấu trúc địa chất

1 Địa tầng:

Trong phạm vi tỉnh Lạng Sơn có mặt 20 phân vị địa tầng, có tuổi từ Cambri đến

Đệ Tứ Đất đá chủ yếu trong các phân vị này như sau:

- Hệ tầng Mỏ Đồng (∈mđ): phiến sét, cát bột kết, cát kết hạt nhỏ

- Hệ tầng Thần Sa (∈3 mđ), gồm 2 phụ hệ tầng:

+ Phụ hệ tầng dưới - đá phiến sét, bột kết, cát kết

+ Phụ hệ tầng trên – cát kết, cát kết dạng quăczit, đá phiến sét, sét vôi, cát kết thạch anh

- Hệ tầng Bắc Bun (D1bb) – cuội sạn kết, cát kết, đá phiến sét, sét vôi, cát kết thạch anh

- Hệ tầng Mia Lé (D1ml) – bột kết xen ít đá vôi, vôi sét, đá vôi, đá sét vôi

- Hệ tầng Nà Quản (D1-2 nq) - đá vôi, đá vôi silic

- Hệ tầng Lân Pảng (T2a lp) – cuội kết, sạn kết thạch anh, cát kết, cát kết tufogen

- Hệ tầng Khôn Làng (T2a kl) – cuội kết, sạn kết, cát kết, các tuf núi lửa riolit

- Hệ tầng Nà Khuất (T2 nk) – bột kết, cát kết xen ít đá vôi sét

- Hệ tầng Bản Hang (K (?) bh) – cuội kết, sạn kết, cát kết đa khoáng

- Hệ tầng Tam Danh (K-f td) – phun trào bazơ

- Hệ tầng Na Dương (N1 nd) – cuội kết, cát kết hạt thô, bột kết, sét kết, các vỉa than nâu

- Hệ tầng Rinh Chúa (N2rc) – cuội kết đa khoáng, cát kết, bột kết, đá phiến xen bột kết

- Hệ Đệ Tứ – diện phân bố hẹp, chủ yếu trong các thung lũng giữa núi, gồm cát, sét, cuội, sỏi, bề dày nhỏ

Đứt gãy sâu Cao Bằng – Tiên Yên đóng vai trò quan trọng nhất, nó cắt qua toàn bộ các tầng kiến trúc từ cổ đến trẻ Biểu hiện trên mặt của đứt gãy này là thung lũng Khuổi Thoong Lềnh có phương kéo dài dọc theo đứt gãy

Đứt gãy Quỳnh Đông – Yên Thiên: Đó là đứt gãy phân đới giữa An Châu và

đứt gãy sông Hiến

- Hệ thống đứt gãy á kinh tuyến phân bố ở phía tây và là hệ thống đứt gãy cổ nhất Ngoài ra, còn các nhóm đứt gãy May Khoang, Khoan Khiên, Đèo Giao Nhóm

đứt gãy phía tây nếp lồi Bắc Sơn, nhóm đứt gãy Cốc Vương núi Đông Khương

- Hệ thống đứt gãy theo phương á vĩ tuyến phân bố ở phía Đông bắc, đó là các

đứt gãy nhánh của đứt gãy Cao Bằng – Tiên Yên

- Hệ thống đứt gãy phương Đông bắc – Tây nam, các đứt gãy này phát triển phong phú gồm các đứt gãy chờm nghịch Yên Lạc – Nghinh Tường; Nhóm đứt gãy Bình Gia – Võ Nhai; Nhóm đứt gãy Lạng Sơn – Chợ Phỗng, nhóm đứt gãy Lộc Bình – Sơn Động

2.2 Đặc điểm tài nguyên nước

2.2.1 Đặc điểm tài nguyên nước mặt

1 Đặc điểm mạng lưới sông suối tỉnh Lạng Sơn

Nằm trong miền địa hình đồi núi thấp đến trung bình, nhưng do cấu tạo địa chất, diện tích đá vôi lớn nên mạng lưới sông suối của Lạng Sơn phát triển ở mức không dày và tập trung trong hai lưu vực sông lớn là hệ thống sông Kỳ Cùng – Bằng Giang và hệ thống thượng nguồn sông Thái Bình Đặc điểm nổi bật của mạng lưới

sông suối ở đây là phát triển theo hai hướng chính Đông Bắc – Tây Nam và Tây Nam - Đông Bắc và các sông trong hệ thống thượng nguồn sông Thái Bình có hướng vuông góc với sông Kỳ Cùng

a Hệ thống sông Kỳ Cùng

Sông Kỳ Cùng là con sông lớn nhất của tỉnh Lạng Sơn, bắt nguồn từ vùng núi Bắc Xa cao 1.166m, sông chảy theo hướng Đông nam – Tây bắc qua Lộc Bình, thành phố Lạng Sơn, Na Sầm (Văn Lãng) và đến Thất Khê (Tràng Định) sông uốn khúc rồi chuyển sang hướng Tây bắc - Đông nam qua biên giới đổ vào đất Trung Quốc Diện tích lưu vực sông rộng 6.660km2 (trong đó diện tích lưu vực sông nằm trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn là 5.614,8km2), sông có chiều dài dòng chính (tính đến biên giới Việt - Trung) là 243km Nằm trong vùng địa hình núi thấp đến trung bình nên độ cao bình quân lưu vực sông Kỳ Cùng đạt 386m và độ dốc bình quân đạt 18,8% Hình thái sông Kỳ Cùng trong từng khu vực phản ánh rõ nét điều kiện địa chất kiến tạo trong khu vực:

- Thượng nguồn sông chảy trong địa hình núi trung bình có các đỉnh cao trên 1.000 m, có đất đá tạo nên địa hình núi là bột kết, cát kết, đá vôi, sét vôi nên đỉnh núi thường nhọn, sườn dốc, độ chia cắt sâu mạnh Vì vậy, lòng sông Kỳ Cùng rất dốc, nhiều thác ghềnh và lưu vực hẹp ngang

- Phần trung lưu, lòng sông Kỳ Cùng nằm trùng với đứt gẫy Cao Bằng và chảy qua đá gốc chủ yếu là bột kết và phiến sét, nên dòng sông uốn khúc, trắc diện dọc rất thoải, trắc diện ngang hình chữ U và mở rộng trung bình từ 100 – 200m, ven sông xuất hiện nhiều bãi bồi Qua sườn núi phía nam Mẫu Sơn chảy vào vùng hồ chứa Lạng Sơn Từ thành phố Lạng Sơn đến thị trấn Na Sầm (Văn Lãng) sông Kỳ Cùng chảy qua vùng núi đá riolit cứng, nên dòng sông nhiều thác ghềnh

- Khu vực hạ du (trước khi nhận nhập lưu của sông Bắc Giang), lòng sông mở rộng do sông chảy trong thung lũng sông lòng chảo Na Dương, Thất Khê , sông uốn khúc mạnh

Lưu vực sông Kỳ Cùng có dạng dài hẹp, phù hợp với địa hình máng trũng, hệ

số tập trung nước và hệ số uốn khúc lớn (2,11) Mạng lưới sông suối phát triển ở mức khá dày, mật độ lưới sông đạt 0,88 km/km2 Sông phát triển các phụ lưu tới cấp III, IV Tổng các phụ lưu có chiều dài từ 10 km trở lên (đây là các sông suối có