Đề tài nghiên cứu khoa học: 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

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN NƯỚC Tập thể tác giả: ThS. Trần Thị Huệ PGS.TS Đoàn Văn Cánh ThS. Nguyễn Văn Đức ThS. Nguyễn Văn Nghĩa ThS. Trương Quảng Đại KS. Nguyễn Thị Vân b¸o c¸o tæng kÕt ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ 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 KT. CỤC TRƯỞNG PHÓ CỤC TRƯỞNG Lê Bắc Huỳnh CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Trần Thị Huệ 7044 05/12/2008 HÀ NỘI, 2007 MỤC LỤC MỞ ĐẦU.........................................................................................................................3 CHƯƠNG I......................................................................................................................6 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH, TÌNH HÌNH ÁP DỤNG MÔ HÌNH TRONG NGHIÊN CỨU ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN, ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NƯỚC Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM.................................................................6 1.1. Tổng quan về phương pháp mô hình ...................................................................6 1.1.1. Phương trình dòng chảy nước dưới đất........................................................9 1.1.2. Phương trình lan truyền vật chất................................................................16 1.1.3. Quy trình và các bước tiến hành khi giải bài toán Địa chất thủy văn bằng phương pháp mô hình...........................................................................................19 1.1.4. Các bước tiến hành khi giải bài toán mô hình Địa chất thủy văn bằng phần mềm Visual Modflow ............................................................................................24 1.2. Tình hình áp dụng mô hình nước dưới đất trên thế giới.........................................26 1.3. Tình hình áp dụng mô hình nước dưới đất ở Việt Nam.........................................28 CHƯƠNG 2...................................................................................................................32 ĐẶC ĐIỂM CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC KHU VỰC CÁC TỈNH PHÍA TÂY SÔNG HẬU...............................................................................................................................32 2.1. Tổng quan lịch sử nghiên cứu Địa chất thủy văn đồng bằng Nam Bộ..............32 2.1.1. Giai đoạn trước năm l975...........................................................................32 2.1.2. Giai đoạn từ năm 1975 đến nay..................................................................33 2.2. Tình hình áp dụng phương pháp mô hình số để đánh giá nước dưới đất vùng đồng bằng Nam Bộ....................................................................................................41 2.3. Đặc điểm địa chất thủy văn các tỉnh phía Tây sông Hậu...................................44 2.2.1. Phức hệ chứa nước lỗ hổng trong trầm tích đa nguồn gốc Holocen (qh)..45 2.2.2.Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen giữa - muộn (qp2-3)...46 2.2.3.Tầng chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pleistocen sớm (qp1) ..................49 2.2.4.Phức hệ chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Pliocen (m4)...........................52 2.2.5. Phức hệ chứa nước lỗ hổng trong trầm tích Miocen muộn (m3-3)..............53 CHƯƠNG 3...................................................................................................................57 ỨNG DỤNG MÔ HÌNH BA CHIỀU XÁC ĐỊNH LƯỢNG CUNG CẤP THẤM VÀ TRỮ LƯỢNG CÓ THỂ KHAI THÁC CỦA CÁC TẦNG CHỨA NƯỚC KHU VỰC PHÍA TÂY SÔNG HẬU...............................................................................................57 3.1. Cơ sở tài liệu xây dựng mô hình........................................................................57 3.2. Mô hình khái niệm.............................................................................................58 3.2.1. Sơ lược điều kiện tự nhiên vùng nghiên cứu...............................................58 3.2.2. Địa chất.......................................................................................................59 3.2.3. Địa tầng địa chất thủy văn..........................................................................60 3.2.4. Xác định diện tích lập mô hình...................................................................60 3.2.5. Thông số và điều kiện biên .........................................................................61 3.3. Mô hình hóa, hiệu chỉnh mô hình......................................................................62 1 3.2.1. Mô hình dòng chảy .....................................................................................62 3.2.2. Mô hình lan truyền vật chất........................................................................74 3.2.3. Kết quả bài toán chỉnh lý mô hình..............................................................76 3.4. Kết quả xác định lượng cung cấp cho các tầng chứa nước................................91 3.4.1. Các phương án khai thác............................................................................91 3.4.2. Kết quả xác định lượng cung cấp cho nước dưới đất.................................94 3.5. Kết quả xác định lượng trữ lượng có thể khai thác..........................................113 3.5.1. Phương án xác định trữ lượng có thể khai thác.......................................114 3.5.2. Kết quả xác định trữ lượng có thể khai thác ............................................115 CHƯƠNG 4.................................................................................................................127 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI VÀ NHỮNG ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ .....................................................................................................................................127 4.1. Những kết quả đạt được của đề tài...................................................................127 4.2. Những hạn chế, tồn tại .....................................................................................128 4.3. Đề xuất kiến nghị.............................................................................................129 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................130 2 MỞ ĐẦU Đồng bằng phía Tây sông Hậu là một phần của đồng bằng sông Cửu Long, bao gồm các tỉnh: Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, An Giang, Bạc Liêu, Kiên Giang và Cà Mau. Diện tích tự nhiên toàn vùng khoảng 23.470 km2 với dân số khoảng 8.383.000 người*. Đây là vùng kinh tế quan trọng và là vựa lúa của cả nước, đồng thời là vùng nuôi trồng thuỷ sản lớn với sản lượng hàng triệu tấn năm. Điều kiện địa hình vùng Tây sông Hậu khá bằng phẳng, hướng nghiêng thoải từ Tây - Tây Nam sang Đông - Đông Bắc; độ cao địa hình nhìn chung là thấp và thường bị ngập nước trong mùa lũ. Vùng phía Tây sông Hậu là phần cuối của châu thổ sông Mê Kông, vì vậy nguồn nước mặt trong vùng khá dồi dào, với các hệ thống sông, kênh rạch dày đặc. Tuy nhiên, nguồn nước mặt ở đây thường có độ đục lớn, phần lớn bị chua phèn, nhiễm mặn và nhiễm bẩn nên không thuận lợi đối với các mục đích sử dụng nước cho ăn uống sinh hoạt và công nghiệp. Nguồn nước dưới đất có trữ lượng lớn. Theo các tài liệu điều tra, nghiên cứu địa chất thủy văn trong vùng, mặt cắt đồng bằng phía Tây sông Hậu gồm 5 tầng chứa nước trong trầm tích Kainozoi, các tầng chứa nước đều có chiều dày và mức độ chứa nước lớn.. Tuy nhiên, do quá trình hình thành đồng bằng trải qua nhiều giai đoạn hoạt động địa chất phức tạp, với nhiều đợt thăng trầm nâng hạ của vỏ trái đất tạo nên các đợt biển tiến - thoái trong quá khứ, cùng với ảnh hưởng mạnh của hoạt động thủy triều, chế độ thủy văn của hệ thống sông Mê Kông nên nước dưới đất ở đồng bằng sông Cửu Long nói chung và đồng bằng phía Tây sông Hậu nói riêng có đặc điểm thủy động lực và thuỷ địa hoá hết sức phức tạp, tốc độ vận động của nước chậm chạp, hệ số trao đổi nước nhỏ, mặn nhạt xen kẽ nhau theo cả chiều thẳng đứng và chiều ngang. Trong khi các công trình nghiên cứu, điều tra, đánh giá nguồn nước dưới đất trên đồng bằng nói chung còn rất hạn chế. Việc điều tra, đánh giá chi tiết nguồn nước chủ yếu tại các công trình thăm dò, khai thác nước dưới đất phân tán rải rác trên đồng bằng. Các nghiên cứu mang tính khu vực còn ít, số lượng điểm nghiên cứu đối với mỗi công trình rất hạn chế, đặc biệt các nghiên cứu về nguồn gốc, trữ lượng và điều kiện hình thành trữ lượng nước dưới đất, diễn biến xâm nhập mặn, chất lượng nước, mối quan hệ nước mặt - nước dưới đất đều chưa đầy đủ. * số liệu thống kê năm 2005 3 Về tình trạng khai thác sử dụng nước dưới đất: do phần lớn nguồn nước mặt bị mặn, phèn và nhiễm bẩn nên nguồn nước dưới đất đã trở thành nguồn cấp nước quan trọng cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất công nghiệp của vùng. Chỉ trừ một số khu vực ở phần phía Tây (thuộc các tỉnh An Giang, Kiên Giang, Cần Thơ, Hậu Giang) có nguồn nước mặt đáp ứng yêu cầu cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất, còn lại đều phụ thuộc vào nguồn nước dưới đất, đặc biệt tại các tỉnh Cà Mau, Bạc Liêu, Sóc Trăng, nước dưới đất là nguồn cấp chủ yếu cho ăn uống, sinh hoạt và sản xuất tại các đô thị và vùng nông thôn trong khu vực này. Lượng nước dưới đất khai thác ngày càng tăng đã gây ra hạ thấp lớn và xâm nhập mặn ở một số khu vực, điển hình như tại thị xã Cà Mau, Sóc Trăng. Tại Cà Mau trước đây mực nước nằm cao hơn mặt đất khoảng 1 mét nhưng hiện tại mực nước dưới đất đã nằm dưới mặt đất khoảng 30 mét và liên tục bị hạ thấp với tốc độ hạ thấp khoảng 0,2 - 0,5m /năm. Tại các công trình khai thác nước dưới đất của thị xã Sóc Trăng, Cà Mau, Bạc Liêu đều đã xảy ra hiện tượng xâm nhập mặn vào công trình khai thác, một số giếng đã phải hủy bỏ hoặc giảm lưu lượng khai thác.... Các vấn đề nêu trên đã gây không ít khó khăn cho công tác quản lý, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất trong khu vực, đặc biệt là khó khăn trong việc phân bổ, cấp phép khai thác, sử dụng hợp lý nguồn nước. Để từng bước giải quyết các vấn đề nêu trên, phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất trong khu vực, tháng 7 năm 2005, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã giao cho Cục Quản lý tài nguyên nước triển khai thực hiện 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”. Mục tiêu chủ yếu của đề tài nhằm: nghiên cứu điều kiện hình thành trữ lượng khai thác, nguồn cung cấp cho nước dưới đất ở khu vực các tỉnh phía Tây sông Hậu; ứng dụng mô hình dòng ngầm xác định định lượng lượng cung cấp cho nước dưới đất và trữ lượng có thể khai thác của một số khu vực trong vùng nghiên cứu, phục vụ áp dụng mở rộng cho các khu vực khác trên đồng bằng, phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước dưới đất; góp phần làm rõ hơn về điều kiện địa chất thủy văn của khu vực nghiên cứu; và nâng cao năng lực và kỹ thuật sử dụng mô hình cho cán bộ làm công tác quản lý tài nguyên nước ở Cục Quản lý tài nguyên nước cũng như ở các tỉnh trong vùng nghiên cứu. Đề tài được thực hiện trên cơ sở phân tích, tổng hợp các nguồn tài liệu đã có về điều kiện địa lý tự nhiên, địa hình, khí tượng, thuỷ văn, địa chất, địa chất thuỷ văn kết hợp với điều tra khảo sát bổ sung hiện trạng khai thác, sử dụng 4 ... - tailieumienphi.vn