Đề tài Nghiên cứu, ứng dụng mô hình dòng ngầm ba chiều để xác định lượng cung cấp và trữ lượng có thể khai thác của nước dưới đất khu vực các tỉnh phía tây Sông Hậu

mực nước dưới đất các tầng chứa nước mùa tháng 4 năm 1990 vẽ trên các số liệu điều tra khi thi công Đề án mạng Quan trắc Quốc gia động thái nước dưới đất đồng bằng Nam Bộ. 3.2.2. Mô hình lan truyền vật chất Mô hình lan truyền vật chất được chạy đồng thời với mô hình dòng chảy. Nội dung mô hình lan truyền vật chất là dự báo quá trình diễn biến xâm nhập mặn (độ tổng khoáng hóa) theo thời gian. 15 3.2.3. Kết quả bài toán chỉnh lý mô hình Để chỉnh lý các thông số đầu vào và hiệu chỉnh mô hình chúng tôi tiến hành giải 2 bài toán là bài toán ngược ổn định và không ổn định. Bài toán ngược ổn định được giải trong trường hợp không khai thác và trường hợp có khai thác. + Kết quả bài toán ngược ổn định Bài toán ngược ổn định không khai thác nhằm khôi phục mực nước trung bình thấp nhất vào tháng 4 năm 1990 (giả thiết là thời điểm trước năm 1990 lượng khai thác nước dưới đất không đáng kể và lấy bằng 0, khai thác nước được tính từ năm 1990 trở về sau). Kết quả sai số đạt được khi chỉnh lý bài toán ngược ổn định không khai thác được thu được kết quả là cao độ mực nước các tầng chứa nước để làm số liệu đầu vào cho bài toán ngược có khai thác. + Kết quả bài toán ngược ổn định có khai thác Bài toán chỉnh lý ổn định có khai thác được thực hiện sau bài toán ổn định không khai thác. Đầu vào của bài toán ổn định có khai thác là nghiệm từ bài toán ổn định không khai thác. Mực nước các tầng chứa nước ngày 15 tháng 4 năm 1994 được chọn làm tài liệu mực nước để chỉnh lý (tham khảo tài liệu trong chuyên khảo nước dưới đất Đồng bằng Nam Bộ). Bản đồ mực nước trên mô hình các tầng chứa nước trong vùng nghiên cứu tương đối phù hợp với mực nước quan trắc thực tế. Sai số giữa mực nước quan trắc và mực nước tính toán đều nhỏ hơn giá trị cho phép. Sai số giữa mực nước quan trắc và tính toán lớp 3. - Standard Error: 0.12 m. - Root Mean Squared: 0.442 m. - RMS : 7.37 %. Sai số giữa mực nước quan trắc và tính toán lớp 5 (xem hình 3.25) - Standard Error: 0.14 m. - Root Mean Squared: 0.49 m. - RMS : 9.88 %. Sai số giữa mực nước quan trắc và tính toán lớp 7 (xem hình 3.26) - Standard Error: 0.13 m. - Root Mean Squared: 0.32 m. - RMS : 8.08 %. + Bài toán ngược không ổn định Tài liệu sử dụng để chỉnh lý mô hình bằng bài toán ngược không ổn định là số liệu quan trắc mực nước tại các lỗ khoan quan trắc trong mạng quan trắc động thái quốc gia. Bài toán ngược không ổn định nhằm khôi phục mực nước trên mô hình từ năm 1994 đến 2005. Trong quá trình giải bài toán ngược, các thông số của tầng chứa nước, điều kiện biên được thay đổi đến khi mực nước tính toán trên mô hình tương đối phù hợp với mực nước quan trắc thì kết thúc việc chỉnh lý. Sai số của bài toán ngược không ổn định cho toàn mô hình đều đạt giá trị sai số cho phép: - Standard Error: 0,051 m. - Root Mean Squared: 1,79 m. - RMS : 8,53 %. Mô hình số sau khi chỉnh lý được sử dụng để chạy các bài toán dự báo để giải quyết các mục tiêu đề ra của đề tài là xác định lượng cung cấp và trữ lượng có thể khai thác các tầng chứa nước vùng đồng bằng các tỉnh phía Tây sông Hậu. 16 3.4. Kết quả xác định lượng cung cấp cho các tầng chứa nước 3.4.1. Các phương án khai thác - Phương án I là phương án khai thác với lưu lượng và sơ đồ như thực tế hiện nay. Mục đích của phương án này là kiểm chứng sự tính hợp lý của sơ đồ khai thác như hiện tại, đồng thời xác định lượng cung cấp khi khai thác với sơ đồ này. Nội dung khi chạy mô hình theo phương án I là dự báo sự biến đổi mực nước và quá trình xâm nhâp mặn theo thời gian tại tầng chứa nước, tính toán cân bằng nước và xác định các nguồn cung cấp cho các tầng chứa nước, nguồn hình thành trữ lượng khai thác. - Phương án II là phương án khai thác có lưu lượng khai thác tăng dần theo thời gian tương ứng với nhu cầu sử dụng nước. Các bãi giếng khai thác hiện tại được mở rộng và nâng công suất tương ứng với nhu cầu sử dụng nước, ngoài ra các điểm khai thác lẻ bằng các giếng công nghiệp và số lượng các giếng UNICEF cũng được tính toán phù hợp với nhu cầu sử dụng nước tại các thời điểm trong tương lai. Mục đích của phương án này nhằm đánh giá khả năng tăng lưu lượng khai thác nước ngầm của vùng nghiên cứu trong tương lai để phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế xã hội. Nội dung tiến hành chạy mô hình theo phương án II cũng tương tự như các nội dung như đã trình bày trong phương án I là dự báo biển đổi mực nước, xâm nhập mặn và tính toán cân bằng nước xác định lượng cung cấp cho các tầng chứa nước. Cụ thể về sơ đồ, tổng lưu lượng khai thác theo các phương án được trình bày chi tiết trong các phần dưới đây. + Phương án I Trong phương án này chúng tôi tiến hành chạy mô hình dự báo hạ thấp mực nước, xâm nhập mặn và xác định lượng cung cấp với hiện trạng khai thác nước như hiện tại, thời điểm dự báo là năm 2010 và 2020. Hiện trạng khai thác nước dưới đất được chỉ ra trong bảng dưới đây: Bảng 3.6. Hiện trạng khai thác nước theo phương án I Cấp nước đô thị Cấp nước từ các lỗ khoan khai thác đơn lẻ Cấp nước nông thôn Tỉnh Lưu lượng (m3/ng) Công trình /số giếng Lưu lượng (m3/ng) Công trình /số giếng Lưu lượng (m3/ng) Số giếng /số xã Tổng (m3/ng) An Giang 10,020 7/8 37,425 29/30 30,437 7,133/99 77,882 Kiên Giang 9,810 3/8 68,158 41/72 75,494 71,500/36 153,462 Cần Thơ 0 0/0 46,301 55/70 47,295 31,216/35 93,596 Hậu Giang 0 0/0 82,142 60/102 47,698 31,792/33 129,840 Sóc Trăng 26,700 5/16 0 0/0 57,598 45,934/40 84,298 Bạc Liêu 17,650 7/9 70,623 54/60 89,932 92,126/41 178,205 Cà Mau 41,800 2/41 41,323 21/25 91,591 94,496/46 174,714 Tổng 105,980 24/82 345,972 260/359 440,048 374,197/330 892,000 + Phương án II Phương án II chúng tôi chạy mô hình với hiện trạng khai thác nước dưới đất tăng theo kết quả dự báo nhu cầu sử dụng nước đến năm 2010 và 2020. Lưu lượng khai thác nước dưới đất được chỉ ra trong bảng 3.7. Trên mô hình, hiện trạng khai thác được mô phỏng thành các lỗ khoan khai thác nước tập trung như chỉ ra trong phương án I. Sơ đồ vị trí các lỗ khoan được bổ sung 17 trên cơ sở sơ đồ các lỗ khoan khai thác hiện tại. Lưu lượng các giếng khoan tăng dần theo các bước thời gian tương ứng với các thời điểm năm 2010 và 2020. Sơ đồ các giếng khai thác nước được trình bày trong hình 3.44 dưới đây. Bảng 3.7. Lưu lượng khai thác nước dưới đất theo phương án II Tổng lưu lượng khai thác nước dưới đất (m3/ng) Tên tỉnh 2005 2010 2020 An Giang 77,882 155,187 168,926 Kiên Giang 153,462 213,981 225,868 Cần Thơ 93,596 198,880 215,260 Hậu Giang 100,840 108,979 111,904 Sóc Trăng 113,298 205,602 223,611 Bạc Liêu 158,205 161,958 173,878 Cà Mau 194,714 289,205 308,348 Tổng 892,000 1,333,792 1,427,795 3.4.2. Kết quả xác định lượng cung cấp cho nước dưới đất Để xác định lượng cung cấp ứng với các sơ đồ khai thác như đã nêu chúng tôi thiết lập các zone cân bằng cho từng lớp. Sau đó xác định các thành phần tham gia vào (đến và đi) cân bằng nước cho mỗi zone. Trong một zone cân bằng, lượng cung cấp từ một nguồn là hiệu giữa phần đến và đi ra khỏi zone, nếu giá trị này mang dấu âm có nghĩa là zone cân bằng đó không nhận được sự cung cấp, ngược lại chúng còn bị thoát đi. a. Kết quả dự báo theo phương án I Kết quả xác định lượng cung cấp cho các tầng chứa nước được trình bày cho từng tầng chứa nước riêng biệt và được thống kê trong bảng từ 3.8 đến 3.12. Tổng lượng khai thác theo phương án I là 892,000 m3/ng. + Tầng chứa nước pleistocen giữa-trên Bản đồ đẳng cao độ mực nước dự báo cho phương án I thời điểm mùa cạn năm 2020 cho cao độ mực nước thấp nhất ở Cà Mau là -20 m. Kết quả dự báo diễn biến xâm nhập mặn theo thời gian cho thấy diện tích phần nước nhạt trong tầng dần bị thu hẹp. Diện tích có tốc độ xâm nhập mặn lớn nhất là tại Cà Mau và Sóc Trăng. Nếu giữ nguyên hiện trạng khai thác như thời điểm hiện tại thì đến khoảng năm 2015 phần lớn diện tích tầng chứa nước pleistocen tỉnh Cà Mau bị nhiễm mặn. Tại Sóc Trăng quá trình xâm nhập mặn diễn ra theo chiều thẳng đứng có tốc độ lớn hơn tốc độ xâm nhập mặn theo chiều ngang, trên bản đồ độ tổng khoáng hoá dự báo tại Sóc Trăng xuất hiện thấu kính nước mặn có diện tích phát triển lớn dần theo thời gian, cụ thể đến năm 2020 toàn bộ diện tích tầng chứa nước pleistocen phía Tây của Sóc Trăng bị nhiễm mặn. Ngoài ra ở Kiên Giang cũng bị hiện tượng xâm nhập mặn xảy ra nhưng chủ yếu xuất hiện xâm nhập mặn theo chiều ngang, trên bản đồ đẳng độ tổng khoáng hoá sự báo cho thấy diện tích nước mặn tiến dần vào phía đất liền (khu vực phía Tây) của tỉnh. Bảng 3.7 thể hiện kết quả tính toán cân bằng nước và xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp2-3. Kết quả tại bảng 3.8 cho thấy tầng chứa nước pleistocen giữa – trên được cung cấp bởi 5 nguồn là từ hệ thống sông - kênh rạch, từ biển, từ trữ lượng tĩnh của tầng chứa nước và thấm xuyên từ tầng trên và tầng dưới. 18 Bảng 3.8. Nguồn và lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp2-3, m3/ngày 2010 2015 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 50,858 135,470 -12,810 134,525 -8,328 81,137 Từ sông, kênh 252,760 133,946 305,727 102,127 284,565 164,106 Từ Biển 270,908 277,660 326,003 329,900 359,849 362,560 TX. từ tầng trên 50,304 50,174 62,340 60,218 67,744 66,647 TX. từ tầng dưới 69,160 96,740 12,730 67,220 9,890 19,540 Khai thác -693,990 -693,990 -693,990 -693,990 -693,990 -693,990 Cân bằng 0 0 0 0 0 0 Với tổng lượng khai thác trong tầng là 693,990 m3/ng, thời điểm mùa cạn năm 2020 tầng chứa nước qp2-3 nhận được một lượng cung cấp từ tầng chứa (trữ lượng tĩnh) là 81,134 m3/ng (chiếm 11.69%), từ các hệ thống sông – kênh rạch là 164,106 m3/ng (chiếm 23.64%), từ biển là 362,560 m3/ng (chiếm 52.24%) và lượng thấm xuyên từ tầng trên là 66,647 m3/ng (chiếm 9.6%), thấm xuyên từ tầng dưới là 19,540 m3/ng (chiếm 2.83%). Tổng lượng cung cấp cho tầng chứa khi khai thác là 612,853 m3/ng. + Tầng chứa nước pleistocen dưới Kết quả dự báo hạ thấp mực nước tầng chứa nước qp1 đến thời điểm mùa khô năm 2020 cho thấy cao độ mực nước thấp nhất trong tầng là -14m. Vị trí tâm phễu hạ thấp phân bố tại TP. Cà Mau. Kết quả dự báo diễn biến xâm nhập mặn cho tầng chứa nước Pleistocen dưới cho thấy độ tổng khoáng hoá của tầng ít biến đổi theo thời gian. Quá trình xâm nhập mặn xảy ra không đáng kể thể hiện bởi bản đồ đẳng độ tổng khoáng hoá dự báo theo các năm hầu như không có sự sai khác đáng kể. Độ tổng khoáng hoá phổ biến nằm trong khoảng 500 - 1000 mg/l. Nước nhạt phân bố tạo thành 2 thấu kính. Thấu kính thứ nhất phân bố trên địa bàn các tỉnh Cà Mau, Kiên Giang, Bạc Liêu. Thấu kính thứ hai tiếp theo phân bố tại Cần Thơ, Hậu Giang và Sóc Trăng, nhưng có diện tích nhỏ hơn. Kết quả tính toán cân bằng nước xác định lượng bổ cập cho tầng chứa nước qp1 được trình bày trong bảng 3.9. Kết quả tính toán vào mùa khô năm 2020 cho thấy với tổng lượng khai thác trong tầng là 119,760 m3/ng thì lượng cung cấp từ trữ lượng tĩnh trong tầng chứa nước là 46,970 m3/ng (chiếm 39%). Lượng thấm xuyên cung cấp từ tầng dưới là 92,592 m3/ng nhưng tầng cũng mất đi do lượng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng chứa nước nằm trên là 19,540 m3/ng, thực chất tầng nhận được cung cấp do thấm xuyên là 73,052 m3/ng (chiếm 61% tổng lượng khai thác). Bảng 3.9. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp1, m3/ngày 2010 2015 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 90,759 112,031 28,388 77,546 18,976 46,708 TX.từ tầng trên -69,160 -96,740 -12,730 -67,220 -14,890 -19,540 TX. Từ tầng dưới 98,161 104,469 104,102 109,434 85,894 92,592 Khai thác -119,760 -119,760 -119,760 -119,760 -119,760 -119,760 Cân bằng 0 0 0 0 0 0 + Phức hệ chứa nước pliocen (phần trên) 19 Kết quả dự báo hạ thấp mực nước phần trên phức hệ chứa nước pliocen được thể hiện trên bản đồ đẳng cao độ mực nước dự báo mùa khô năm 2020, cao độ mực nước thấp nhất là -18 m. Theo kết quả dự báo quá trình xâm nhập mặn cho thấy phần trên của phức hệ chứa nước pliocen bị xâm nhập mặn cục bộ theo chiều ngang tại khu vực giáp ranh giữa Cà Mau và Kiên Giang. Đến năm 2020 vùng bị xâm nhập mặn có độ tổng khoáng hoá trong khoảng 1300 - 1500 mg/l. Vùng bị xâm nhập mặn không có sự phát triển về diện tích. Các vùng còn lại không có sự biến đổi mạnh về độ tổng khoáng hoá. Bảng 3.10. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước n22 (phần trên) 2010 2015 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 58,909 61,565 52,204 57,059 47,708 49,984 TX. từ lớp trên -98,161 -104,469 -104,102 -109,434 -90,894 -92,592 TX.từ lớp dưới 107,496 111,148 120,142 120,619 111,430 110,852 Khai thác -68,244 -68,244 -68,244 -68,244 -68,244 -68,244 Tổng đến 0 0 0 0 0 0 Kết quả tính toán cân bằng nước xác định lượng bổ cập cho phần trên của phức hệ chứa nước pliocen cho thấy đến thời điểm dự báo là mùa khô năm 2020 với tổng lượng khai thác là 68,244 m3/ng thì trữ lượng tĩnh từ tầng chứa nước tham gia vào lượng khai thác là 49,984 m3/ng (chiếm 73.24%), lượng thấm xuyên từ tầng dưới cung cấp là 110,852 m3/ng nhưng tầng cũng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng trên là 92,592 m3/ng. Như vậy thực chất tầng được cung cấp 18,260 m3/ng (chiếm 26.76%). + Phức hệ chứa nước pliocen (phần dưới) Bản đồ cao độ mực nước dự báo phần dưới của phức hệ chứa nước pliocen cho thấy mực nước thấp nhất phân bố tại Cà Mau thời điểm năm 2020 là -6m. Diện tích hình phễu hạ thấp mực nước có cao độ mực nước -2,0m phát triển theo thời gian, đến năm 2020 diện tích phễu này bao trùm toàn vùng nghiên cứu. Kết quả dự báo xâm nhập mặn cho phần trên phức hệ chứa nước pliocen. Trên hình vẽ cho thấy độ tổng khoáng hoá hầu như không biến đổi, sơ đồ phân bố độ tổng khoáng hoá phần trên phức hệ chứa nước pliocen năm các năm 2006 và 2020 cũng có sự sai khác không đáng kể. Bảng 3.11. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước n21 (phần dưới) 2010 2015 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 74,465 76,820 80,701 81,061 73,560 73,188 TX.Từ lớp dưới 33,031 34,328 39,441 39,558 37,870 37,664 TX. Từ lớp trên -107,496 -111,148 -120,142 -120,619 -111,430 -110,852 Khai thác 0 0 0 0 0 0 Tổng vào 0 0 0 0 0 0 Kết quả tính toán cân bằng nước để xác định lượng cung cấp tại bảng 3.11 cho thấy phần dưới của phức hệ chứa nước pliocen chưa khai thác. Thời điểm dự báo mùa khô năm 2020 cho thấy trữ lượng tĩnh của tầng mất đi 73,188 m3/ng và lượng thấm xuyên từ lớp dưới cung cấp cho tầng là 37,644 m3/ng. Hai nguồn này thấm xuyên ngược để cung cấp cho tầng trên. + Phức hệ chứa nước miocen (n13) Trên bản đồ cao độ mực nước dự báo phức hệ chứa nước miocen cho thấy mực nước thấp nhất phân bố tại Cà Mau, cao độ mực nước thời điểm năm 2020 là -6m. 20 Phức hệ chứa nước miocen chỉ có một khoảnh nước nhạt duy nhất phân bố ở Sóc Trăng. Theo kết quả dự báo đến năm 2020 thấu kính nước nhạt này chỉ còn một nửa diện tích so với năm 2006, phần diện tích phía Đông của thấu kính bị xâm nhập mặn. Phức hệ chứa nước miocen hầu như chưa khai thác nhưng quá trình xâm nhập mặn vẫn xảy ra, nguyên nhân chủ yếu là do sự khuếch tán phân tử từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp và một phần nguyên nhân có thể do thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng chứa nước nằm trên. Kết quả tính toán cân bằng nước để xác định lượng cung cấp cho phức hệ chứa nước miocen tại bảng 3.12 cho kết quả phức hệ chứa nước không được cung cấp mà mất đi một lượng 37,664 m3/ng từ trữ lượng tĩnh để cấp cho tầng chứa nước nằm trên. Bảng 3.12. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước miocen 2010 2015 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 33,031 34,328 39,441 39,558 37,870 37,664 TX. Từ tầng trên -33,031 -34,328 -39,441 -39,558 -37,870 -37,664 Khai thác 0 0 0 0 0 0 Tổng đến 0 0 0 0 0 0 Trên cơ sở các kết quả tính toán bằng mô hình cho thấy hầu hết mực nước các tầng chứa nước đều bị hạ thấp và nằm dưới mực nước biển. Cao độ mực nước thấp nhất tại các tầng chứa nước có điểm phân bố trùng nhau là tập trung tại thành phố Cà Mau (nơi có nhà máy nước Cà Mau khai thác với tổng lưu lượng là 35,000 m3/ng). Các tầng có cao độ mực nước thấp nhất là tầng pleistocen giữa - trên, tầng pleistocen dưới và phần trên của tầng chứa nước pliocen điều này chứng tỏ việc bố trí khoảng cách các giếng khai thác tại bãi giếng Cà Mau là chưa hợp lý. Hậu quả của việc bố trí không hợp lý sẽ là rất nguy hiểm vì nó sẽ làm gia tăng quá trình xâm nhập mặn theo cả chiều thẳng đứng và nằm ngang vào các tầng chứa nước. Thực tế quan trắc chất lượng nước tại bãi giếng Cà Mau đã chứng minh, độ tổng khoáng hoá của nước tại các giếng khai thác liên tục tăng, nhiều giếng đã bị xâm nhập mặn. Kết quả tính toán cân bằng và xác định lượng cung cấp cho các tầng chứa nước cho thấy lượng cung cấp cho các tầng như sau: - Tầng chứa nước pleistocen giữa – trên khai thác với tổng lưu lượng 693,990 m3/ng thì nhận được lượng cung cấp từ các nguồn là 612,853 m3/ng. Các nguồn cung cấp là sông – kênh rạch, thấm xuyên và từ biển vào. Xâm nhập mặn diễn ra theo cả chiều ngang và cả chiều thẳng đứng. Vùng bị nhiễm mặn năm 2020 là Cà Mau và Sóc Trăng. - Tầng chứa nước pleistocen dưới khai thác với lưu lượng là 119,760 m3/ng thì lượng cung cấp nhận được cung cấp do thấm xuyên do thấm xuyên là 73,052 m3/ng. Trong tầng nước dưới đất hầu như không bị xâm nhập mặn. - Phần trên phức hệ chứa nước pliocen (n22) khai thác với lưu lượng 68,244 m3/ng lượng thấm xuyên cung cấp cho tầng là 18,260 m3/ng. Đồng thời tầng bị xâm nhập mặn cục bộ tại vị trí giáp ranh giữa tĩnh Cà Mau và Kiên Giang. - Phần dưới của phức hệ chứa nước pliocen (n21) chưa khai thác. Tầng nhận được cung cấp do thấm xuyên từ tầng dưới là 37,644 m3/ng nhưng chúng lại thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng trên 1 lượng là 110,832 m3/ng. - Phức hệ chứa nước miocen không nhận được lượng cung cấp mà ngược lại chúng thấm xuyên ngược cung cấp cho tầng trên 37,664 m3/ng. Các kết quả tính toán dự báo bằng mô hình số hoàn toàn phù hợp, các tầng chứa nước nằm sâu có lượng khai thác nước nhỏ, cao độ mực nước của chúng thường nằm cao hơn những tầng trên và chúng thấm xuyên "ngược" cung cấp cho các tầng trên. 21 b. Kết quả dự báo theo phương án II + Tầng chứa nước Pleistocen giữa – trên Kết quả tính toán dự báo hạ thấp mực nước cho tầng chứa nước pleistocen giữa - trên cho thấy cao độ mực nước thấp nhất phân bố tại thành phố Cà Mau, đến năm 2020 là -24m. Diện tích hình phễu hạ thấp phát triển mạnh theo thời gian, đến năm 2020 diện tích hình phễu hạ thấp có cao độ mực nước - 4 m bao trùm toàn bộ diện tích phân bố của tầng chứa nước trong khu vực nghiên cứu. Kết quả dự báo xâm nhập mặn tầng qp2-3 cho thấy kết quả diễn biến xâm nhập mặn tương tự như diễn biến xâm nhập mặn khi khai thác nước dưới đất theo phương án I. Xâm nhập mặn vào tầng chứa nước xảy ra theo cả chiều ngang và chiều thẳng đứng. Kết quả dự báo đến năm 2020 tại Cà Mau bị nhiễm mặn hoàn toàn. Khu vực Sóc Trăng bị xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng. Đến năm 2020 một nửa diện tích tỉnh Sóc Trăng (phần phía Tây) bị mặn. Bảng 3.13. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp2-3, m3/ng 2010 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 106,130 217,590 -8,769 154,920 Từ sông 356,818 251,128 493,530 269,279 Từ Biển 342,649 356,760 488,360 493,190 TX.từ trên 63,689 65,018 95,922 93,787 TX.từ dưưới 66,070 101,360 -77,190 -19,300 Khai thác -935,350 -991,860 -991,860 -991,860 Cân bằng 6 -4 -7 16 Kết quả tính toán cân bằng nước để xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước tại bảng 3.13 cho thấy: Vào mùa khô năm 2020 tổng lượng khai thác là 991,860 m3/ng thì tầng chứa nước nhận được cung cấp từ tầng chứa (trữ lượng tĩnh) là 154,920 m3/ng (chiếm 15.62%), từ các nguồn khác gồm từ sông – kênh mương, từ biển và thấm xuyên là 836,986 m3/ng (chiếm 86.38%). + Tầng chứa nước pleistocen dưới Bản đồ mực nước dự báo cho tầng chứa nước pleistocen dưới cho thấy mực nước thấp nhất phân bố tại Cà Mau, cao độ mực nước năm 2020 là -20m. Tương tự như tầng chứa nước pleistocen giữa - trên, hình phễu hạ thấp mực nước cũng phát triển dần theo thời gian, diện tích phễu có cao độ mực nước -4m bao trùm trên toàn bộ vùng nghiên cứu. Kết quả dự báo xâm nhập mặn tầng chứa nước pleistocen dưới tương tự như trong phương án I là độ tổng khoáng hoá không biến đổi theo thời gian. Bảng 3.14. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước qp1 2010 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 156,540 203,940 37,410 91,422 TX. từ trên -66,070 -101,360 77,190 19,300 TX. từ dưới 146,967 157,087 145,057 148,943 Khai thác -237,440 -259,660 -259,660 -259,660 Tổng đến -3 7 -3 5 Kết quả tính toán cân bằng nước để xác định lượng cung cấp cho tầng chứa nước qp1 tại bảng 3.13 thời điểm mùa khô năm 2020 với tổng lượng khai thác là 259,660 m3/ng thì trữ lượng tĩnh tham gia là 91,422 m3/ng (chiếm 35.2%). Tổng lượng cung cấp cho tầng chứa nước do thấm xuyên là 168,243 m3/ng (chiếm 64.8%). 22 + Phức hệ chứa nước pliocen (phần trên). Trên bản đồ cao độ mực nước dự báo mực nước thấp nhất phân bố tại Cà Mau, cao độ mực nước thấp nhất năm 2020 cũng là -20m. Đến năm 2020 diện tích phễu hạ thấp mực nước có cao độ -2m bao trùm trên toàn bộ diện tích phân bố của tầng chứa nước trong vùng nghiên cứu. Cũng giống như kết quả dự báo xâm nhập mặn theo phương án I, phần trên của phức hệ chứa nước pliocen cũng bị xâm nhập mặn tại khu vực giáp ranh giữa Cà Mau và Kiên Giang. Diện tích vùng bị nhiễm mặn cũng không phát triển diện tích theo thời gian mà chủ yếu là sự tăng độ tổng khoáng hoá. Bảng 3.15. Nguồn và lượng cung cấp nước cho phần trên n22 2010 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 102,936 114,892 89,087 94,012 TX. từ trên -146,967 -157,087 -145,057 -148,943 TX. từ dưới 177,471 187,855 201,630 200,591 Khai thác -133,440 -145,660 -145,660 -145,660 Tổng đến 0 0 0 0 Kết quả tính toán cân bằng nước phần trên phức hệ chứa nước pliocen cho kết quả với tổng lượng khai thác vào mùa khô năm 2020 là 145,660 m3/ng thì trữ lượng tĩnh tham gia là 94,012 m3/ng (chiếm 64.54%). Lượng thấm xuyên nhận được là 51,648 m3/ng (chiếm 35.56%). + Phức hệ chứa nước pliocen (phần dưới ) Kết quả dự báo hạ thấp mực nước cho phần dưới phức hệ chứa nước pliocen trên cho thấy mực nước thấp nhất phân bố tại Cà Mau, cao độ mực nước dự báo năm 2020 là -10m. Hình phễu hạ thấp mực nước có cao độ mực nước -2m bao trùm toàn bộ diện tích phân bố của tầng chứa nước trong vùng nghiên cứu. Kết quả dự báo xâm nhập mặn phần trên phức hệ chứa nước pliocen cho thấy độ tổng khoáng hoá hầu như không phát triển theo diện tích. Thấu kính nước nhạt phân bố tại khu vực giáp ranh 3 tỉnh Cà Mau, Kiên Giang, Bạc Liêu hầu như không biến đổi. Dải thấu kính nước nhạt phía Đông vùng nghiên cứu, phân bố từ Cần Thơ đến Sóc Trăng cũng không phát triển theo diện tích, tuy nhiên độ tổng khoáng hoá thì tăng dần theo thời gian. Tính toán cân bằng nước xác định lượng cung cấp cho phần trên phức hệ chứa nước pliocen mùa khô năm 2020 cho kết quả với tổng lượng khai thác là 26,090 m3/ng thì trữ lượng tĩnh tham gia vào cân bằng là 156,810 m3/ng. Lượng thấm xuyên cho tầng là 69,869 m3/ng. Nhưng thực chất tầng không được cung cấp mà chúng còn thấm xuyên cung cấp cho tầng nằm trên một lượng là 200,591 m3/ng (xem bảng 3.16). Bảng 3.16. Nguồn và lượng cung cấp nước cho phần dưới n21 2010 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng chứa 146,280 155,990 157,540 156,810 TX. từ trên -177,471 -187,855 -201,630 -200,591 TX. từ dưới 54,769 57,961 70,173 69,869 Khai thác -23,583 -26,090 -26,090 -26,090 Tổng đến -5 6 -7 -2 + Phức hệ chứa nước miocen Kết quả mực nước dự báo tầng n13 cho thấy mực nước thấp nhất phân bố tại thành phố Cà Mau. Cao độ mực nước thấp nhất năm 2020 là -8m. Toàn bộ diện tích 23 phân bố của tầng chứa nước trong khu vực nghiên cứu có cao độ mực nước dự báo mùa khô năm 2020 nằm dưới -2m. Phức hệ chứa nước miocen chỉ có một thấu kính nước nhạt phân bố tại Sóc Trăng. Kết quả dự báo xâm nhập mặn cho thấy thấu kính nước nhạt này bị dần thu hẹp diện tích. Phía Đông của thấu kính nước nhạt độ tổng khoáng hoá tăng dần, nguyên nhân là do khuyếch tán từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Phía Đông của thấu kính tiếp xúc với nước có độ tổng khoáng hoá cao hơn phần phía Tây nên quá trình khuyếch tán xảy ra nhanh hơn so với phần diện tích phía Tây (hình 3.64). Kết quả tính toán cân bằng để xác định lượng cung cấp cho phức hệ chứa nước miocen tại bảng 3.17 cho kết quả phức hệ chứa nước không khai thác nước. Phức hệ không nhận được sự cung cấp mà ngược lại còn thấm xuyên ngược cung cấp cho các tầng chứa nước nằm trên lượng 69,869 m3/ng vào mùa khô năm 2020. Bảng 3.17. Nguồn và lượng cung cấp nước cho tầng chứa nước miocen 2010 2020 Nguồn cung cấp và giá trị Mùa lũ Mùa cạn Mùa lũ Mùa cạn Từ tầng 54,760 57,954 70,163 69,860 TX. từ trên -54,769 -57,961 -70,173 -69,869 Khai thác 0 0 0 0 Cân bằng -9 -7 -10 -9 Kết quả tính toán cân bằng nước cho thấy lượng cung cấp cho các tầng chứa nước chủ yếu do thấm xuyên từ tầng chứa nước này sang tầng chứa nước khác qua các lớp thấm nước yếu. Cường độ thấm xuyên bị thay đổi mạnh theo diện tích. Tại Cà Mau có sự trênh lệch mực nước lớn giữa các tầng chứa nước tạo điều kiện cho sự thấm xuyên mạnh mẽ. Kết quả tính toán lượng cung cấp cho nước dưới đất các tầng chứa nước theo 2 phương án khai thác được thể trong bảng 3.18 sau đây: Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả tính toán lượng bổ cập cho nước dưới đất Phương án I Phương án II Đơn vị chứa nước Khai thác (m3/ng) Lượng cung cấp (m3/ng) % lượng cung cấp Nguồn cung cấp Khai thác (m3/ng) Lượng cung cấp (m3/ng) % lượng cung cấp Nguồn cung cấp qp2-3 693,990 612,853 88.31 Sông, biển, thấm xuyên 991,860 836,986 84.39 Sông, biển, thấm xuyên qp1 119,760 73,052 61.00 thấm xuyên 259,660 168,243 64.79 thấm xuyên n22 68,244 18,260 26.76 thấm xuyên 145,660 51,648 35.46 thấm xuyên n21 0 37,664 thấm xuyên 0 69,869 thấm xuyên n13 0 0 0 0 Kêt quả tổng hợp tại bảng 3.18 cho thấy tầng chứa nước pleistocen giữa – trên được 3 nguồn cung cấp là từ sông, biển và thấm xuyên từ tầng chứa nước nằm trên và nằm dưới. Tổng lượng cung cấp chiếm hơn 80% tổng lượng khai thác và khi lượng khai thác tăng thì lượng cung cấp tăng nhưng phần trăm tham gia vào tổng lượng khai thác lại giảm. Điều này khá phù hợp với thực tế vì khi tổng lượng khai thác tăng thì trữ lượng tĩnh tham gia vào hình thành trữ lượng khai thác càng lớn. 24 Các tầng chứa nước pleistocen dưới và phức hệ chứa nước pliocen đều chỉ nhận được một lượng cung cấp từ thấm xuyên. Quá trình thấm xuyên đều xảy ra theo chiều ngược, tức là thấm xuyên từ tầng dưới lên tầng trên. Tầng chứa nước pleistocen dưới nhận được lượng cung cấp chiếm khoảng 60 – 65% tổng lượng khai thác trong tầng. Các tầng chứa nước nằm dưới không khai thác nước thì không nhận được nguồn cung cấp, ngược lại chúng còn bị xâm phạm vào trữ lượng tĩnh do thấm xuyên ngược cung cấp cho các tầng khai thác phía trên. 3.5. Kết quả xác định lượng trữ lượng có thể khai thác Trữ lượng có thể khai thác, hay trữ lượng tiềm năng của một vùng là lượng nước có thể khai thác từ các tầng chứa nước trong vùng đó mà không làm suy thoái, cạn kiệt nguồn nước và biến đổi môi trường vượt quá mức cho phép. 3.5.1. Phương án xác định trữ lượng có thể khai thác Để xác định được trữ lượng có thể khai thác chúng tôi tiến hành thiết kế bố trí các giếng khai thác trải đều trên diện tích vùng chứa nước nhạt đối với mỗi tầng chứa nước (ranh giới mặn nhạt các tầng chứa nước xác định tại thời điểm năm 2005) của các tầng chứa nước. Lưu lượng mỗi lỗ khoan được thử dần trên nguyên tắc khi khai thác với lưu lượng như vậy thì không bị xâm nhập mặn (hoặc xâm nhập mặn không đáng kể). Đồng thời lưu lượng của giếng khai thác không vượt quá lưu lượng thực tế của giếng xác định được qua tài liệu hút nước khi trong thực tế (khi thực hiện các đề án, dự án). Sau nhiều lần thử chạy mô hình với lưu lượng của lỗ khoan khai thác được thay đổi sau mỗi lần chạy chúng tôi đã xác định được lưu lượng của lỗ khoan để thỏa mãn được điều kiện khi khai thác với lưu lượng đó hạn chế được mức tối đa quá trình xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng và nằm ngang. 3.5.2. Kết quả xác định trữ lượng có thể khai thác Kết quả tính toán cân bằng nước, xâm nhập mặn theo phương án III được trình bày trong các bảng từ 3.19 đến 3.23. + Tầng chứa nước pleistocen giữa – trên Tổng lưu lượng khai thác được từ tầng chứa nước là 444,040 m3/ng. Tầng nhận được sự cung cấp từ sông Hậu là 125,966 m3/ng (lượng vào từ sông là 144,690 m3/ng, thoát ra sông là 18,724 m3/ng), đồng thời tầng không nhận được sự cung cấp do thấm xuyên mà còn thấm xuyên cung cấp cho tầng chứa nước nằm dưới một lượng là 98,781 m3/ng. Bản đồ cao độ mực nước dự báo hình 3.66 cho thấy đến năm 2020 cao độ mực nước thấp nhất trong tầng chứa nước là – 9m. Phễu hạ thấp mực nước có phân bố đều và có tâm nằm tại trung tâm vùng nghiên cứu, không có điểm hạ thấp mực nước cục bộ. Tương ứng với sơ đồ khai thác này và hạ thấp mực nước của tầng chứa nước thì quá trình biến đổi độ tổng khoáng hóa của tầng chứa nước được thể hiện trên hình 3.67. Bản đô thể hiện phân bố độ tổng khoáng hoá của tầng chứa nước qp2-3 thời điểm ban đầu và thời điểm dự báo năm 2020. Nhìn chung sự phân bố độ tổng khoáng hoá thời điểm năm 2020 không bị biến đổi đáng kể so với thời điểm ban đầu năm 2006. Bảng 3.19. Cân bằng nước tầng chứa nước qp2-3 theo phương án III Thành phần 2010 2015 2020 Từ tầng chứa 131,020 139,270 86,780 Từ sông 112,140 101,100 144,690 Từ Biển 241,280 293,560 330,370 TX. Từ trên 43,582 54,646 62,636 TX. Từ dưới 110,670 110,140 96,166 25 Tổng đến 638,700 698,720 720,640 Trữ vào tầng 982 367 286 Ra Biển 0 0 0 Ra sông 20,947 41,119 18,724 TX. Xuống dưới 171,840 212,300 256,860 TX. Lên trên 886 896 723 Khai thác 444,000 444,000 444,000 Tổng đi 638,690 698,720 720,640 Phần lớn diện tích tầng chứa nước pleistocen giữa - trên đều chứa nước nhạt. Chỉ một phần nhỏ diện tích tại TX. Sóc Trăng và thành phố Cà Mau nước bị nhiễm mặn cục bộ, nguyên nhân là do khai thác nước thời điểm hiện tại đã làm xâm nhập mặn vào tầng chứa nước theo chiều thẳng đứng. + Tầng chứa nước pleistocen dưới Tổng lượng khai thác được của tầng là 215,500 m3/ng. Tầng chứa nước nhận được sự thấm xuyên bổ cập cho tầng tăng dần theo năm khai thác. Thời điểm năm 2010 lượng thấm xuyên nhận được là 100,912 m3/ng, thời điểm năm 2015 là 127,340 m3/ng và đến năm 2020 là 157,942 m3/ng (lấy tổng lượng thấm xuyên đến tầng trừ đi lượng thấm xuyên ra khỏi tầng). Cao độ mực nước thấp nhất của tầng chứa nước qp1 thời điểm 2020 là -8m. Hình phễu hạ thấp mực cũng có tâm phễu nằm tại trung tâm của vùng nghiên cứu. Sự biến đổi độ tổng khoáng hóa trong tầng chứa nước theo thời gian được trình bày trong hình 3.69. Trên bản đồ cho thấy độ tổng khoáng hoá dự báo năm 2020 hầu như chưa có sự biến đổi so với thời điểm năm 2006. Bảng 3.20. Cân bằng nước tầng chứa nước qp1 theo phương án III Thành phần cân bằng 2010 2015 2020 Từ tầng chứa 115,100 88,198 57,589 TX.từ trên 172,480 213,180 257,550 TX.từ dưới 76,395 85,993 81,015 Tổng đến 363,980 387,370 396,160 Trữ vào tầng 508 48 32 TX.lên trên 109,490 109,180 95,698 TX.xuống dưới 38,473 62,644 84,925 Khai thác 215,500 215,500 215,500 Tổng đi 363,970 387,370 396,160 + Phần trên phức hệ chứa nước pliocen Kết quả tính toán cân bằng nước cho thấy lượng khai thác từ tầng chứa nước là 149,000 m3/ng. Tầng chứa nước nhận được lượng cung cấp do thấm xuyên tăng dần theo thời gian. Đến năm 2010 tầng nhận được 1 lượng là 65,483 m3/ng, năm 2015 nhận được một lượng là 73,446 m3/ng, đến năm 2020 nhận được một lượng là 82,721 m3/ng (xem bảng 3.21).Bản đồ dự báo mực nước hạ thấp dự báo của phần trên phức hệ chứa nước Pliocen thời điểm 2020 được trình bày trong hình 3.70. Trên bản đồ cho thấy cao độ mực nước hạ thấp dự báo lớn nhất thời điểm năm 2020 là -7 m. Sự biến đổi độ tổng khoáng cũng tương tự như đối với tầng chứa nước Pleistocen dưới, độ tổng khoáng hoá phần trên phức hệ chứa nước pliocen cũng hầu như không biến đổi theo thời gian. 26 Bảng 3.21. Cân bằng nước phần trên tầng chứa nước n22 theo phương án III Thành phần cân bằng 2010 2015 2020 Từ tầng chứa 83,601 75,553 66,281 TX.từ trên 39,330 63,495 85,601 TX.từ dưới 124,440 131,370 126,850 Tổng đến 247,371 270,418 278,732 Trữ vào tầng 86 0 0 TX.xuống dưới -23,504 -36,572 -49,517 TX.lên trên -74,783 -84,847 -80,213 Khai thác -149,000 -149,000 -149,000 Tổng đi 247,373 270,419 278,730 + Phần dưới phức hệ chứa nước pliocen Kết quả tính toán cân bằng cho thấy lượng khai thác từ tầng là 88,500 m3/ng. Tầng chứa nước không nhận được cung cấp do thấm xuyên mà thấm xuyên cung cấp cho các tầng chứa nước nằm trên và dưới nó. Theo kết quả tính cân bằng cho thấy năm 2010 tầng chứa nước bị mất đi một lượng là 45,563 m3/ng, năm 2015 mất đi một lượng 38,167 m3/ng, đến năm 2020 là 24,513 m3/ng (xem bảng 3.21). Bản đồ cao độ mực nước dự báo phức hệ chứa nước Pliocen cho thấy cao độ mực nước thấp nhất thời điểm năm 2020 là -7 m. Tâm phễu hạ thấp mực nước phân bố tại ranh giới giữa 2 tỉnh Cà Mau, Kiên Giang. Bảng 3.22. Cân bằng nước phần dưới tầng chứa nước n21 theo phương án III Thành phần cân bằng 2010 2015 2020 Từ tầng chứa 134,130 126,670 113,020 TX.từ trên 24,088 37,129 50,065 TX.từ dưới 54,142 55,551 51,992 Tổng đến 212,360 219,350 215,077 Trữ vào tầng 69 0 0 TX.lên trên 123,550 130,540 126,160 TX.xuống dưới 243 307 410 Khai thác 88,500 88,500 88,500 Tổng đi 212,362 219,347 215,070 Hầu hết phần dưới của phức hệ chứa nước pliocen dưới đều bị mặn ngoại trừ một thấu kính nước nhạt và dải nước nhạt phân bố kéo dài dọc theo sông Hậu từ An Giang đến Sóc Trăng. Thấu kính nước nhạt phân bố tại khu vực giáp ranh 3 tỉnh Kiên Giang, Cà Mau và Bạc Liêu, độ tổng khoáng hoá của thấu kính này nhỏ hơn 1000 mg/l và không bị thu hẹp diện tích khi khai thác nước. Dải nước nhạt - lợ có độ tổng khoáng hoá nhỏ hơn 1300 mg/l phân bố kéo dài từ An Giang đến Sóc Trăng hầu như cũng không biến đổi nhiều so với thời điểm ban đầu, năm 2006. + Phức hệ chứa nước miocen Phức hệ chứa nước không khai thác, khi các tầng nằm trên khai thác nước phức hệ chứa nước miocen đã thấm xuyên “ngược” cung cấp cho các tầng chứa nước nằm trên nó. Theo kết quả tính toán cân bằng cho thấy năm 2010 thấm xuyên là 52,887 m3/ng, năm 2015 là 54,274 m3/ng đến năm 2020 là 50,712 m3/ng (xem bảng 3.23). Kết quả dự báo hạ thấp mực nước hình 3.74 cho thấy cao độ mực nước hạ thấp lớn nhất thời điểm năm 2020 là -7m và cũng có tâm phễu phân bố trùng với tâm phếu hạ thấp mực nước của phần dưới phức hệ chứa nước Pliocen. Mặc dù tại phức hệ chứa nước Miocen chưa có công trình nào khai thác nước nhưng mực nước cũng bị hạ thấp. 27 Nguyên nhân của hạ thấp mực nước là do thấm xuyên ngược để cung cấp cho các tầng chứa nước nằm trên. Theo tài liệu hiện có thì phức hệ chứa nước miocen chỉ tồn tại một thấu kính nước nhạt nhỏ phân bố tại Sóc Trăng. Tuy nhiên, tài liệu điều tra nghiên cứu về phức hệ này còn rất hạn chế, mô hình chỉ tính toán, dự báo biến đổi chất lượng nước cho thấu kính này. Kết quả phương án III cho thấy chúng cũng hầu như không bị biến đổi thu hẹp khi khai thác nước theo sơ đồ khai thác thiết kế. Bảng 3.23. Cân bằng nước phức hệ chứa nước n13 theo phương án III Thành phần tham gia 2010 2015 2020 Từ tầng chứa 52,902 54,275 50,713 Tx.từ trên 245 309 414 Tổng đến 53,147 54,584 51,127 Trữ vào tầng 24 0 0 TX.lên trên 53,123 54,583 51,126 Tổng đi 53,147 54,583 51,126 Tổng lượng khai thác trong vùng nước nhạt (theo phương án III) là 444,040 + 215,500 + 149,000 + 88,500 = 897,040 m3/ng, Lưu lượng khai thác này gần bằng lưu lượng khai thác tại thời điểm năm 2005 (bảng 3.5) mà không xảy ra hiện tượng xâm nhập mặn. Tuy nhiên sơ đồ khai thác phải bố trí bằng hệ thống các lỗ khoan trải đều trên toàn bộ diện tích vùng nhạt. So sánh mực nước hạ thấp trong 3 phương án cho thấy nếu khai thác với sơ đồ theo phương án III thì mực nước hạ thấp là nhỏ nhất. Như vậy trữ lượng có thể khai thác của các tầng chứa nước xác định được như sau: - Tầng chứa nước pleistocen giữa - trên (qp2-3): 444,040 m3/ng. - Tầng chứa nước pleistocen dưới (qp1): 215,500 m3/ng. - Phức hệ chứa nước pliocen (N22, N21): 149,000 + 88,500 = 237,500 m3/ng. - Phức hệ chứa nước holocen không khai thác do bị nhiễm mặn; phức hệ miocen hiện không khai thác do bị nhiễm mặn và nằm rất sâu phải đầu tư tốn kém khi xây dựng công trình. Từ kết quả tính toán, dự báo các phương án khai thác trong vùng có thể thấy rằng tổng lượng nước dưới đất có thể khai thác trong toàn vùng phía Tây sông Hậu là vào khoảng 900.000m3/ngày, tương đương với tổng lượng khai thác hiện tại trong vùng mà không gây ra hiện tượng xâm nhập mặn hoặc xâm nhập mặn không đáng kể. Trong khi đó, cũng với tổng lượng khai thác tương đương nhưng với hiện trạng bố trí công trình như hiện nay, các phương án tính toán dự báo và cả thực tế đang xảy ra xâm nhập mặn. Nguyên nhân là do các công trình khai thác hiện nay, nhất là các công trình khai thác nước lớn (như thị xã Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng) tập trung chủ yếu tại một số khu vực và vào tầng chứa nước pleistocen giữa – trên nên gây ra hạ thấp cục bộ rất lớn, tạo điều kiện cho thấm xuyên từ tầng trên, tầng dưới và từ biển vào. Trong khi đó nước dưới đất tầng trên (phức hệ chứa nước holocen) đều bị mặn. Như vậy, để khai thác an toàn thì ngoài việc khống chế lưu lượng khai thác nhỏ hơn hoặc tương đương trữ lượng có thể khai thác, cần phải quy hoạch khai thác hợp lý nguồn nước, lượng nước khai thác cần phải được phân bổ đều vào các tầng chứa nước sao cho giảm thiểu tối đa sự thấm xuyên. Đồng thời hệ thống công trình cũng cần bố trí hợp lý, tránh việc tập trung quá nhiều công trình vào diện tích nhỏ mà cần bố trí công trình khai thác với khoảng cách các công trình đủ lớn để tránh tạo nên hạ thấp mực nước lớn, cục bộ. 28 Tóm lại từ các kết quả chạy mô hình dự báo theo các phương án khai thác khác nhau cho chúng ta một số nhận xét sau: - Nguồn cung cấp chủ yếu cho các tầng chứa nước là từ các biên như từ sông Hậu, mạng lưới kênh rạch cung cấp cho tầng chứa nước, và một phần bị nước biển xâm nhập vào tầng chứa nước, nhất là đối với những tầng chứa nước nằm trên. Ngoài sự cung cấp từ các nguồn bên ngoài trong vùng nghiên cứu còn sảy ra hiện tượng thấm xuyên trao đổi nước giữa các tầng chứa nước với nhau. Đặc biệt là những tầng đang khai thác nước mạnh đều nhận được sự cung cấp đáng kể từ những tầng chứa nước liền kề. Lượng cung cấp từ các nguồn thường chiếm tỉ trọng khá lớn trong tổng lượng khai thác. - Với sơ đồ khai thác như phương án I và phương án II thì quá trình xâm nhập mặn sảy ra rất mạnh mẽ theo cả chiều ngang và chiều thẳng đứng. Tầng chứa nước trong trầm tích Pleistocen giữa - trên hiện nay đang có tổng lượng khai thác khá lớn chiếm khoảng 80% tổng lượng khai thác trên toàn vùng. Vì vậy quá trình xâm nhập mặn vào tầng chứa Pleistocen giữa – trên sảy ra rất mạnh mẽ. Đển năm 2020 diện tích nước nhạt trong tầng chứa nước chỉ còn một nửa so với thời điểm hiện tại. - Tại những vùng khai thác mạnh như Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng các công trình khai thác nước bố trí với khoảng cách quá gần như hiện tại đã gây ra hạ thấp mực nước cục bộ. Điều này được thể hiện khá rõ nét trên các bản đồ cao độ mực nước dự báo các tầng chứa nước theo phương án I và phương án II. Sự hạ thấp mực nước cục bộ đã thúc đẩy mạnh mẽ quá trình xâm nhập mặn theo chiều thẳng đứng. Điều này được thể hiện bởi sự xuất hiện các thấu kính nước mặn phân bố tại những vùng khai thác cục bộ trong khi các vùng xung quanh vẫn tồn tại nước nhạt. - Phương án III được thiết kế riêng để xác định trữ lượng có thể khai thác của các tầng chứa nước. Sự phân bố đồng đều lượng nước khai thác cho các tầng chứa nước đã hạn chế hạ thấp mực nước cục bộ. Kết quả dự báo hạ thấp mực nước theo phương án này cho thấy hạ thấp mực nước xảy ra đều cho toàn vùng nghiên cứu cho tất cả các tầng chứa nước. Kết quả tính toán cân bằng nước theo phương án III cũng cho thấy lượng nước thấm xuyên giữa các tầng chứa nước hầu như không đáng kể. Tâm phễu hạ thấp mực nước trong các tầng chứa nước phân bố trùng nhau, đồng thời cao độ mực nước giữa các tầng chứa nước cũng có giá trị ít trênh lệch (tầng qp23 là - 9m, tầng qp1, n22, n21, n13 đều là -7m). Tuy vậy trong thực tế thì phương án III là phương án khai thác không khả thi. - Từ các kết quả tính toán trong 3 phương án cho chúng ta thấy với sơ đồ khai thác như hiện tại là chưa thật hợp lý vì các công trình khai thác quá tập trung vào 1 tầng chứa nước, các công trình khai thác bố trí quá gần nhau gây ra hạ thấp mực nước lớn, cục bộ tại một số vị trí, tại một tầng chứa nước trong toàn hệ thống. Đây chính là nguyên nhân thúc đẩy quá trình xâm nhập mặn sảy ra mạnh mẽ và có thể gây ra lún đất. Kết quả tính toán cân bằng nước theo các phương án cũng cho thấy với tổng lưu lượng khai thác như hiện tại khoảng 882.000 m3/ng đã gần đạt đến trữ lượng có thể khai thác (trữ lượng có thể khai thác khoảng 900.000 m3/ng). Tuy nhiên điều này không có nghĩa là không thể mở rộng, tăng lưu lượng khai thác nước ngầm trong vùng nghiên cứu. Việc mở rộng khai thác vẫn có thể thực hiện được tuy nhiên cần phải chấp nhận là đồng thời với việc khai thác nước thì quá trình xâm nhập mặn cũng sẽ sảy ra. - Với sơ đồ khai thác như hiện tại với tổng lưu lượng khoảng 882.000 m3/ng chưa lớn hơn trữ lượng có thể khai thác nhưng hạ thấp mực nước lớn, cục bộ và xâm nhập mặn vào tầng chứa nước sảy ra khá mạnh đã chứng minh tính không ổn định, không bền vững của sơ đồ khai thác hiện tại. Vì vậy để bảo vệ và khai thác bền vững 29 chúng ta cần tiến hành điều tra chi tiết và quy hoạch khai thác nước dưới đất một cách hợp lý nhất. - Để tăng hiệu quả của việc khai thác nước dưới đất chúng ta có thể áp dụng những công nghệ khai thác khác, ví dụ như dùng “cặp giếng khoan” khai thác hoặc bổ sung nhân tạo. Phương án bổ sung nhân tạo nhìn chung rất khả thi vì vùng đồng bằng các tỉnh phía Tây sông Hậu có tiềm năng khá lớn về nguồn nước mặt và nguồn nước mưa. 30 CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ 4.1. Những kết quả đạt được của đề tài - Đề tài đã giải quyết được các mục tiêu nhiệm vụ, nội dung đề ra trong thuyết minh đề cương được phê duyệt. - Trong quá trình thu thập, tổng hợp, phân tích tài liệu cũng như quá trình điều tra bổ sung hiện trạng khai thác nước dưới đất tại các tỉnh trong vùng nghiên cứu đã làm rõ thêm về điều kiện địa chất thủy văn, hiện trạng khai thác nước dưới đất và tình hình xâm nhập mặn thực tế đang diễn ra tại các các tầng chứa nước và các khu vực thuộc vùng phía tây sông Hậu. - Kết quả nghiên cứu, thiết lập mô hình nước dưới đất và kết quả chạy mô hình theo các phương án khác nhau trong khu vực đã làm rõ hơn về điều kiện hình thành trữ lượng khai thác, nguồn hình thành trữ lượng khai thác, nguồn cung cấp cho từng tầng chứa nước và toàn khu vực đồng bằng phía Tây sông Hậu. Những giả thuyết và nghiên cứu trước đây cho rằng, nước trong các tầng chứa nước sâu ở đồng bằng sông Cửu Long có nguồn gốc “chôn vùi” thì kết quả nghiên cứu cân bằng nước, xác định các nguồn bổ cập cho nước dưới đất ở các tầng này (chủ yếu là các tầng thuộc phức hệ Pliocen và Miocen) cũng đã phần nào chứng minh điều đó (các tầng sâu không nhận cung cấp từ các tầng trên mà ngược lại chúng thấm ngược cung cấp cho các tâng trên, tham gia vào nguồn hình thành trữ lượng khai thác của các tầng trên. Đề tài đã tiến hành xác định lượng cung cấp của nước dưới đất theo 2 phương án khai thác là phương án khai thác với lưu lượng như hiện tại và phương án khai thác có lưu lượng tăng dần theo các năm dựa trên kết quả xác định nhu cầu sử dụng nước trong vùng đến năm 2020. Kết quả dự báo xâm nhập mặn theo 2 phương án khai thác cho thấy, với lượng nước khai thác và hiện trạng bố trí công trình khai thác nước dưới đất như hiện nay, thì khả năng xảy ra xâm nhập mặn cũng như hạ thấp mực nước trong khu vực là khó tránh khỏi, cụ thể tầng chứa nước Pleistocen giữa – trên bị xâm nhập mặn với tốc độ lớn theo cả chiều ngang và thẳng đứng, tầng chứa nước Pliocen trên bị nhiễm mặn ngang cục bộ ở một số khu vực. - Đặc biệt, đây là lần đầu tiên mô hình dòng ngầm ba chiều được ứng dụng để xác định lượng cung cấp và trữ lượng có thể khai thác của các tầng chứa nước và nguồn nước dưới đất ở vùng phía tây sông Hậu. Cụ thể, kết quả tính bằng mô hình đã xác định được trữ lượng có thể khai thác cho từng tầng chứa nước và toàn vùng là khoảng 900.000m3/ngày. Trong đó: + Tầng chứa nước Pleistocen giữa – trên: 444,000m3/ngày. + Tầng chứa nước Pleistocen dưới: 215,500 m3/ngày. + Phức hệ chứa nước Pliocen (cả phần trên và dưới): 237,500 m3/ngày. - Kết quả thực hiện đề tài cho thấy, tuy còn những mặt hạn chế nhưng theo chúng tôi các kết quả tính toán trên mô hình là phù hợp với thực tế. Vùng dự báo hạ thấp mực nước lớn nhất trên mô hình đều rơi vào những khu vực hiện đang khai thác lớn và tập trung, tầng chứa nước bị hạ thấp lớn nhất và có nguy cơ xâm nhập mặn lớn nhất cũng là tầng tập trung công trình khai thác và khai thác với quy mô lớn… Kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở để đề ra những giải pháp quản lý, nhất là phục vụ việc lập các quy hoạch khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước nói chung và nước dưới đất nói riêng ở vùng đồng bằng phía tây sông Hậu. Kết quả nghiên cứu đề tài cũng đồng thời là cơ sở cho việc đề xuất các nội dung điều tra, nghiên cứu tiếp 31 theo trong lĩnh vực tài nguyên nước, các chính sách đầu tư và định hướng khai thác, sử dụng nguồn nước và cấp nước trong khu vực. 4.2. Những hạn chế, tồn tại: Tuy kết quả tính toán mô hình đã giải quyết được cơ bản các mục tiêu nhiệm vụ đặt ra của đề tài, nhưng chúng tôi cũng nhận thấy rằng kết quả nghiên cứu, tính toán mô hình còn hạn chế do gặp phải một số khó khăn sau: - Các số liệu cần thiết làm đầu vào của mô hình cho đến nay chưa có được đầy đủ. Cụ thể là: + Tài liệu, số liệu điều tra cơ bản xác định sự phân bố, quy luật biến đổi của các tầng chứa nước, các thông số địa chất thủy văn của các tầng chứa nước hiện có ít và thưa (khu vực Cà Mau, Bạc Liêu chỉ có vài số liệu về hệ số thấm, hệ số nhả nước các tầng chứa nước); các số liệu nghiên cứu tầng sâu, tầng phân bố ở vùng biển ven bờ hầu như chưa có; các nghiên cứu, thí nghiệm xác định các thông số phục vụ cho bài toán dịch chuyển vật chất, đánh giá xâm nhập mặn cũng hầu như chưa có mà chủ yếu khi đưa vào mô hình phải lấy theo kinh nghiệm và tra bảng chuyên môn, trong khi vùng nghiên cứu là vùng rộng, điều kiện phân bố và chế độ thủy địa hóa của các tầng chứa nước rất phức tạp. Đặc biệt khó khăn và làm ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả tính toán mô hình là thiếu tài liệu chính xác về hiện trạng khai thác, sử dụng nước dưới đất của khu vực và của từng tầng chứa nước. + Tài liệu quan trắc nước dưới đất là cơ sở quan trọng để chỉnh lý mô hình nhưng đến nay mạng quan trắc còn quá thưa, số liệu ít làm ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả hiệu chỉnh mô hình. + Việc tổng hợp, thu thập chỉnh biên các tài liệu thu thập từ các đề án, dự án đã thực hiện để làm số liệu đầu vào cho mô hình gặp nhiều khó khăn bởi vì các tài liệu này được làm trong nhiều hệ tọa độ khác nhau, nhiều mẫu khác nhau, quan điểm phân chia về ĐCTV cũng chưa thống nhất. 4.3. Đề xuất kiến nghị Nghiên cứu, đánh giá tài nguyên nước dưới đất ở đồng bằng sông Cửu Long nói chung và vùng tây sông Hậu nói riêng đến nay còn rất hạn chế, những nghiên cứu đã thực hiện trong vùng và cả những kết quả nghiên cứu của đề tài này mới chỉ đánh giá ở mức sơ bộ về điều kiện địa chất thủy văn, đặc điểm hình thành trữ lượng và nguồn hình thành trữ lượng của nước dưới đất. Để có cơ sở quy hoạch khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ nguồn nước dưới đất trong vùng, vấn đề quan trọng cần phải điều tra, nghiên cứu làm rõ là phạm vi, diện phân bố của các vùng, các khối nước mặn và đặc điểm di chuyển của chúng; tiềm năng trữ lượng và nguồn hình thành trữ lượng của các tầng sâu; diện tích và trữ lượng nước ngọt có thể khai thác của toàn khu vực… Để làm rõ các vấn đề nêu trên cần phải tiếp tục công tác điều tra để có được đầy đủ các tài liệu, số liệu điều tra cơ bản về nước dưới đất, nước mặt, tài liệu số liệu quan trắc và tài liệu về hiện trạng khai thác sử dụng nước dưới đất trong vùng. Trong giai đoạn tiếp theo, khi có những số liệu điều tra bổ sung trong khu vực chúng tôi sẽ tiếp tục sử dụng các tài liệu này để cập nhật vào mô hình số làm chính xác thêm những số liệu đầu vào cho mô hình. Mô hình nước dưới đất các tỉnh đồng bằng phía Tây sông Hậu sẽ được chúng tôi sử dụng để phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước, nhất là công tác cấp phép thăm dò, khai thác, công tác lập quy hoạch khai thác sử dụng nước dưới đất. Đồng thời chúng tôi cũng sẽ chuyển giao mô hình và kết quả thực hiện đề tài cho các địa phương trong vùng dự án để sử dụng trong công tác quản lý tài nguyên nuớc của địa phương.