Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội

Hình 3.26. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qp2 trong mùa khô 60

Hình 3.27. Diễn biến hàm lượng Clorua tầng qp2 trong mùa mưa 60

Hình 3.28. Diễn biến hàm lượng sắt tầng chứa nước qp1 mùa khô 61

Hình 3.29. Diễn biến hàm lượng sắt tầng chứa nước qp1 mùa mưa 62

Hình 3.30. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng chứa nước qp1 mùa khô 62

Hình 3.31. Diễn biến hàm lượng Nitrat tầng chứa nước qp1 mùa mưa 63

Hình 3.32. Diễn biến hàm lượng Clo tầng chứa nước qp1 mùa khô 63

Hình 3.33. Diễn biến hàm lượng Clo tầng chứa nước qp1 mùa mưa 64

Hình 3.34. Công nghệ giếng thu nước đường kính lớn Nagaoka 82

MỞ ĐẦU

Thành phố Hà Nội là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá xã hội của cả nước, là một trong các khu vực nằm ở trung tâm đồng bằng sông Hồng và vùng kinh tế trọng điểm đồng bằng Bắc Bộ. Ở đây tập trung số lượng lớn dân số có mật độ dân cư cao nhất cả nước. Các ngành kinh tế công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ phát triển mạnh có nhu cầu về nước cho ăn uống sinh hoạt và sản xuất rất lớn.

Tuy nhiên, quá trình đô thị hoá trên địa bàn thành phố Hà Nội đang phát triển mạnh đã làm biến đổi mạnh mẽ các điều kiện môi trường nói chung và tài nguyên nước ngầm nói riêng. Tình trạng suy giảm nguồn nước ngầm (ô nhiễm, cạn kiệt) đã diễn ra tại một số nơi, gây ảnh hưởng tới cuộc sống của người dân và các ngành kinh tế trên địa bàn thành phố. Ở vùng trung tâm nội thành do ảnh hưởng bởi việc khai thác nước mạnh mẽ hàng chục năm nay cộng với việc bố trí các giếng khai thác nước chưa hợp lý, xa nguồn bổ cập đã dẫn đến hình thành phễu hạ thấp mực nước với diện tích lớn hàng trăm kilomet vuông, góp phần thúc đẩy các tác động tiêu cực đến môi trường như cạn kiệt tài nguyên nước, gia tăng quá trình ô nhiễm nguồn nước ngầm, sụt lún mặt đất...

Khu vực nội thành Hà Nội với mật độ dân số lớn khoảng 12.000 người/km2, vì vậy lượng nước cấp cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất là rất lớn. Hiện nay, nước cung cấp cho Hà Nội gồm khoảng 800.000m3/ngày, nước được khai thác từ nước ngầm tại các nhà máy lớn (không kể khai thác đơn lẻ, khai thác khu vực nông thôn) và khoảng 300.000m3/ngày lấy từ nước mặt. Nguồn nước ngầm của thành phố Hà Nội đang ngày càng bị suy giảm cả về lượng và chất. Sự suy thoái về lượng biểu hiện rõ nhất ở sự suy giảm công suất khai thác ở các bãi giếng khu vực nội thành thành phố và sự giảm mực nước ngầm theo thời gian, sự mở rộng phễu hạ thấp mực nước ngầm. Nước ngầm ở vùng Hà Nội biểu hiện ở sự nhiễm bẩn của một số yếu tố ở một số khu vực. Biểu hiện rõ nhất là nhiễm bẩn các hợp chất nito, cụ thể là amoni ở khu vực phía nam thành phố, nơi có các bãi giếng Hạ Đình, Pháp Vân. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này là do sự phát triển đô thị hóa, nhu cầu sử dụng nước ngày càng tăng, việc quản lý khai thác nước ngầm còn chưa được chặt chẽ. Từ những vấn đề nêu trên cho thấy cần phải có nghiên cứu về suy thoái tài nguyên nước ngầm đầy đủ, để sử dụng hợp lý và bền vững

tài nguyên nước ngầm. Đề tài “Đánh giá hiện trạng tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội” được đặt ra với mục tiêu nhằm đánh giá hiện trạng chất lượng nước, thực trạng khai thác và mức độ suy thoái nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội. Trên cơ sở đó đề xuất một số giải pháp để quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên nước ngầm khu vực nội đô thành phố Hà Nội.

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm trên thế giới và Việt Nam

1.1.1. Khái niệm nước ngầm

Nước dưới đất là nước chứa trong các tầng nước dưới đất [12]. Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Đặc điểm chung của nước ngầm là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước ngầm tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều , phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. theo không gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có 3 vùng chức năng : vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải nước, vùng khai thác nước có áp.

Phần lớn nước ngầm hình thành theo một nhánh trong vòng tuần hoàn nước cùng với các yếu tố thủy văn khác. Có bốn con đường hình thành nước ngầm. Nguồn gốc khí quyển: do nước mưa, nước mặt trong sông hồ, đầm lầy,... ngấm xuống các tầng đất đá bên dưới khi những tầng này có đới độ rỗng cao. Phần lớn nước ngầm thuộc dạng này. Nguồn gốc trầm tích: khi lắng đọng thì ở dạng bùn ướt. Quá trình trầm tích tiếp theo tạo ra lớp đè lên trên, gây nén kết đá và nước bị tách ra thành vỉa. Các vỉa nước dưới đáy mỏ dầu khí thuộc dạng này. Nguồn gốc magma (Nguyên sinh): do magma nguội đi thì quá trình kết tinh xảy ra, lượng dư hydro và oxy nếu có sẽ tách ra, rồi kết hợp thành nước. Nguồn nước từ magma đã giảm nhiều, do vỏ rắn Trái Đất hiện dày hơn, và hydro là nguyên tố nhẹ nên ít nằm lại trong lòng Trái Đất. Nguồn gốc biến chất (Thứ sinh): các hoạt động xâm nhập làm nóng đất đá, gây biến chất các lớp trầm tích bên trên, dẫn đến thải nước từ trầm tích [24].

Tầng chứa nước là thành tạo địa chất đất đá có tính thấm đủ để nước có thể chứa và vận động trong chúng và có thể khai thác được một lượng nước có ý nghĩa kinh tế từ các nguồn lộ, hoặc từ các công trình nhân tạo như giếng, lỗ khoan.

Các thành tạo địa chất rất nghèo nước là các thành tạo địa chất có tính hấp phụ và khả năng thấm nước rất nhỏ, không đủ để tạo ra một lượng nước có ý nghĩa kinh tế khai thác từ các nguồn lộ tự nhiên hoặc từ các công trình nhân tạo như giếng, lỗ khoan. Trong phân loại chúng thường được xếp vào nhóm các tầng không chứa nước.

Các thành tạo địa chất không chứa nước là các thành tạo địa chất không có khả năng hấp phụ hay thấm nước. Đất đá có hệ số thấm nhỏ hơn 10-9 m/s. Trong mặt cắt địa tầng, các thành tạo này đóng vai trò của một tầng cách nước.

Các tầng chứa nước lỗ hổng là các tầng chứa nước mà nước được chứa và vận động trong lỗ hổng giữa các hạt đất đá.

Các tầng chứa nước khe nứt là các tầng chứa nước mà nước được chứa và vận động trong các khe nứt, kẽ hổng hoặc hang động karst.

Căn cứ vào khả năng chứa nước các thành tạo địa chất được chia thành hai dạng chủ yếu: các tầng chứa nước và các tầng không chứa nước. Phân chia mức độ giàu nước cụ thể trong bảng 1.1:

Bảng 1.1. Phân chia mức độ giàu nước của các tầng chứa nước

Mức độ giàu nước

Tỷ lưu lượng (l/m.s)	Lưu lượng điểm lộ (l/s)
Rất giàu	q > 3	Q > 5
Giàu	1 < q ≤ 3	0,5 < Q ≤ 5
Trung bình	0,2 < q ≤ 1	0,1 < Q ≤ 0,5
Nghèo	0,05 < q ≤ 0,2	Q ≤ 0,1

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 120 trang tài liệu này.

1.1.2. Tình hình khai thác, sử dụng và suy thoái tài nguyên nước ngầm trên thế giới

Tổng lượng nước có trên trái đất có khoảng 1.357,5 triệu km3 nước [42], hiện trạng nước toàn cậu được thể hiện trong hình 1.1, trong đó chỉ có 3% là nước ngọt, phần còn lại 97% là nước mặn trong các đại dương. Trong số 3% tổng nước ngọt trên trái đất thì có tới 77% tồn tại ở dạng đóng băng vĩnh cửu (các khối băng vùng bắc cực, nam

cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở lại có thể khai thác sử dụng được, còn 11% nước dưới đất ở độ sâu dưới 800m không thể khai thác sử dụng trong điều kiện kỹ thuật hiện nay.

Hình 1.1. Hiện trạng nước toàn cầu [42]

Những nước khai thác với lượng nước lớn nhất lần lượt là Ấn Độ, Mỹ, Trung Quốc, Pakistan và Iran. Hàng năm, ở Mỹ khai thác sử dụng 569,45 tỷ m3, trong đó nước ngầm chiếm 1/4. Khai thác nước ngầm mạnh mẽ nhất diễn ra ở các bang California, Texas và Nebraska.

Nhìn chung trên thế giới sự khai thác và sử dụng tài nguyên nước ngày càng gia tăng nhanh chóng trong khi nguồn tài nguyên nước là có hạn. Hệ quả đã làm suy giảm và gia tăng cạn kiệt nguồn tài nguyên nước. Bản đồ thể hiện sự bền vững khi khai thác nước dưới đất trong hình 1.2. Bản đồ do các nhà địa chất thủy văn Hà Lan thành lập năm 2006 đã đưa ra chỉ số có giá trị < 20% cho biết lãnh thổ đó còn dư dật nước dưới đất và có thể khai thác bền vững. Những nước có chỉ số 100% và lớn hơn nằm ở Trung Đông và Bắc Phi, nơi đó nước dưới đất đang bị cạn kiệt dần. Những nước có chỉ số từ 20% đến 100% là những nước mà ở đấy việc khai thác nước dưới đất chỉ có thể bền vững nếu kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước và có kế hoạch bổ sung nhân tạo nước dưới đất. Việt Nam nằm trong những nước có chỉ số trung bình.

Hình 1.2. Bản đồ thể hiện sự bền vững khi khai thác nước dưới đất

Tuy nhiên, những khu vực có tài nguyên nước dưới đất ổn định trên thế giới đang từng ngày thu nhỏ lại. Có 3 vấn đề chính ảnh hưởng đến việc sử dụng nước dưới đất: cạn kiệt do sử dụng quá mức, do quy hoạch khai thác không đúng và do bị ngập úng, bị nhiễm mặn do việc khai thác nước chưa hợp lý và việc sử dụng liên tục không có hiệu quả, và bị ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động khác của con người gây ra.

Ở tỉnh Hà Nam, tỉnh rộng nhất miền Bắc Trung Quốc với diện tích 2 triệu ha, đã khai thác nước từ các giếng đào để tưới một diện tích chiếm tới 52% diện tích đất canh tác. Dữ liệu kiểm tra mực nước trên 358 giếng trong khu vực 75.000 km2 cho thấy mực nước đã giảm xuống khoảng 0,75 m đến 3,68 m trong thời gian từ năm 1975 đến năm 1987. Ở quận Trường Châu của tỉnh Hà Bắc, nơi có 76.800 giếng cung cấp nước tưới tiêu cho 0,29 triệu ha - tương ứng với 37% diện tích đất canh tác - diện tích này bị bao phủ bởi nước mặn và tỉ lệ nước mặn tăng 9,1 % trong giai đoạn từ năm 1980-1990. Ở lưu vực sông Phúc Dương phía Bắc Trung Quốc, Viện quản lý tài nguyên nước Quốc gia (IWMI) đã nghiên cứu sự hình thành các lưu vực, việc cung cấp nước mặt cho nông nghiệp đã bị giảm đi trầm trọng hơn 20 năm qua do phải đáp ứng nhu cầu nước cho ngành công nghiệp, người dân đã tăng cường khai thác nước dưới đất để tưới với số giếng đào khai thác trong các lưu vực đã tăng lên khoảng

91.000 giếng trong những năm 2000, hậu quả làm cho mực nước dưới đất đã giảm xuống từ 8 đến 50 m từ năm 1967-2000 [46]. Khoảng 300 thành phố vừa và lớn của

Trung Quốc với mật độ dân cư đông đúc phải sống phụ thuộc vào nước dưới đất - họ phải đối mặt với vấn đề thiếu nước trầm trọng và họ rất bi quan về nhu cầu nước của họ. Các nhà nghiên cứu của IWMI ở tỉnh Guanajuato, một trong những khu vực có nền nông nghiệp rất phát triển của Mexico, đã phát hiện mực nước ở 10 tầng chứa nước nghiên cứu đã suy giảm với mức độ trung bình hàng năm từ 1,79 m đến 3,3 m/năm trong những năm gần đây [45]. Các tầng chứa nước ở lưu vực sông Phúc Dương đang bị sức ép từ 2 phía: những người dân đang ngày càng làm cạn kiệt nguồn nước dưới đất ở dưới hạ lưu và ngành công nghiệp đang làm ô nhiễm nguồn nước dưới đất ở thượng lưu.

Ngân hàng thế giới gần đây đã thông báo: vấn đề khai thác nước dưới đất được cho là mối đe dọa chủ yếu đối với hạnh phúc của người dân Yemen [46]. Ví dụ như trên các khu vực cao nguyên, ước tính sự tiêu thụ nước vượt quá so với tiềm năng đến 400%. Trong thời gian gần đây, ở Tây Á, Tây Nam Á, bán đảo Ấn Độ và Pakistan hàng năm người ta đã xây dựng thêm nhiều giếng khoan khai thác nước cho tưới, lượng nước dưới đất được sử dụng vượt trội so với lượng nước được bổ sung trên nhiều diện tích lớn đang ngày càng gia tăng. Quá trình này đã diễn ra nhanh chóng ở các nơi khiến cho hậu quả trở nên nghiêm trọng. Hậu quả của việc khai thác nước dưới đất quá mức ở 3 khu vực Punjabs, Haryana và Tây Rajasthan của Ấn Độ đã làm cho nước dưới đất bị nhiễm mặn. Ở Bắc Gujarat và Nam Rajasthan nước dưới đất bị nhiễm florua. Ở phía Nam Ấn Độ, sự sụt giảm lưu lượng giếng khoan khai thác nước trong các thành tạo đá cứng đã phát sinh do sự đua tranh tăng độ sâu giếng khoan. Ở các khu vực ven biển, hậu quả nghiêm trọng nhất của việc khai thác nước quá mức nước ngầm là làm cho nước mặn xâm nhập sâu vào đất liền.

Việc khai thác nước dưới đất không theo quy hoạch có thể phá hoại các hệ sinh thái dễ bị tổn thương, ví dụ như các vùng đầm lầy, ốc đảo châu Phi, châu Á. Ốc đảo Azraq - trái tim của Jordanian Badia là một ví dụ điển hình của việc khai thác nước dưới đất quá mức [44]. Đầm lầy Azrag ở Ramsar với diện tích hơn 7500 ha là nơi sinh sống của nhiều loài sinh vật ở cạn và ở dưới nước, các loài sinh vật bản địa, các loài độc nhất vô nhị và các loài với số lượng lớn. Ốc đảo này đã từng được thế giới ca ngợi là nơi trú ngụ lớn cho các loài chim di trú và là một trong những địa danh thu hút