Xác định lượng bổ cập tầng chứa nước Holocen Thành phố Hà Nội bằng tài liệu quan trắc tài nguyên nước

XÁC ĐỊNH LƯỢNG BỔ CẬP TẦNG CHỨA NƯỚC

HOLOCEN THÀNH PHỐ HÀ NỘI BẰNG TÀI LIỆU

QUAN TRẮC TÀI NGUYÊN NƯỚC

NGUYỄN CHÍ NGHĨA^*, HỒ VĂN THUỶ^*,

TRIỆU ĐỨC HUY^*, ĐẶNG HỮU ƠN^**

Using groundwater monitoring data to ditermine groundwater recharge

of the holocen aquifer in Hanoi city

Abstract: The groundwater recharge is important volume of the

unconfined aquifer, determining the groundwater recharge has meaningful

for groundwater exploitation and its necessary information for

groundwater management. From basic hydrogeological investigation data

in the Hanoi city of the Northern division for water resources Planning

and Investigation (NDWRPI) and authors, the researchers completed draw

out the Holocene (qh) distribution scale of 1: 50,000. The research

combining the observation databased (years 2013, 2014) of 26 boreholes

in the Hanoi city and using the Bindeman method (WTF) for determining

the grounwater recharged from rainwater to the Holocen aquifer. The

results showed that the recharge amount depends on the distribution of the

Holocen clay (Thai Binh and Vinh Phuc formations) and rainwater

volume. The area without clay distribution has larger recharge - from

129mm/year at the Dan Phuong (2013) to 973mm/year at the Tu Lien, Tay

Ho (2013); At the clay cover areas, the recharge volume is small (less

than 100 mm/year). Compared with the total region rainfall in 2013 and

2014 years, the recharge amounts counted from 1.1% to 48.62% of

rainfall.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ ^*

sông do sông cắt trực tiếp vào tầng chứa

Chủ đề của ngày nƣớc thế giới năm 2015: nƣớc và từ tầng Holocen (qh) thông các cửa

“Nƣớc là cốt lõi của cuộc sống” cho thấy vai sổ địa chất thủy văn. Tầng chứa nƣớc qh là

trò của nƣớc không thể tách rời với mọi sự tầng chứa nƣớc trung gian tiếp nối giữa con

phát triển của xã hội. Thành phố Hà Nội, nơi ngƣời, thiên nhiên với tầng chứa nƣớc qp.

tập trung đông dân cƣ tới 9 triệu ngƣời theo Nguồn bổ cập chính cho nƣớc dƣới đất tầng

thống kê năm 2012, có nhu cầu dùng nƣớc qh [5], [6], là thấm từ nƣớc mƣa và một số

lớn và có nhiều thách thức về cấp nƣớc. Tầng dòng mặt, sông, hồ.

nƣớc dƣới đất (NDĐ) đƣợc khai thác chủ yếu

Cho đến hiện tại, lƣợng nƣớc dƣới đất đƣợc

ở Hà Nội là tầng chứa nƣớc Pleistocen (qp). khai thác ở Hà Nội đang phục vụ nhu cầu sinh

Nguồn bổ cập chính cho tầng chứa nƣớc hoạt của hơn 80% dân số thủ đô. Có hơn 10 nhà

đƣợc [1], [2], [3], [4] xác định đến từ nƣớc máy khai thác nƣớc dƣới đất lớn lƣu lƣợng Q>

10.000m³/ngày.đêm, với hàng trăm công trình

khai thác nƣớc với lƣu lƣợng Q>

*

Trung tâm Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước

quốc gia

Hội Địa chất thuỷ văn Việt Nam

1000m³/ngày.đêm, và hàng ngàn lỗ khoan khai

thác nƣớc có lƣu lƣợng Q>10m³/ngày.đêm (Kết

**

40

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

quả điều tra năm 2014 của NDWRPI). Tổng chế độ thủy động lực của tầng chứa nƣớc hay

lƣợng nƣớc khai thác NDĐ hiện tại đã gần 2 các khả năng tiếp nhận nƣớc thấm của tầng chứa

triệu m³nƣớc/ngày đêm. Điều này cho thấy nƣớc để từ đó lựa chọn phƣơng pháp tính toán

nƣớc dƣới đất là nguồn tài nguyên đặc biệt quan hợp lý (Lerneret và nnk, 1990). Lƣợng bổ cập

trọng của thủ đô và cần đƣợc quản lý khai thác nƣớc dƣới đất khó đo lƣờng trực tiếp và vì vậy

hợp lý đảm bảo lƣợng nƣớc cấp cho hiện tại và thƣờng đƣợc tính toán gián tiếp (Lerner và nnk.,

tƣơng lai.

1990). Tuy nhiên khi sử dụng phƣơng pháp gián

Trữ lƣợng động của nguồn NDĐ rất quan tiếp, chúng ta gặp khó khăn trong việc xác định

trọng, việc làm rõ đƣợc sự hình thành cũng nhƣ mức độ chính xác của kết quả, vì thế ngƣời ta

lƣợng bổ cập cho tầng chứa nƣớc theo thời gian thƣờng sử dụng tổ hợp nhiều phƣơng pháp cùng

giúp nhà quản lý điều tiết đƣợc lƣợng nƣớc khai lúc hoặc lựa chọn các tài liệu quan trắc có đƣợc

thác hợp lý cũng nhƣ phát triển bền vững nguồn trong quá khứ để đánh giá kết quả, nhƣ vậy sẽ

NDĐ. Lƣợng bổ cập từ nƣớc mƣa cho NDĐ nhận đƣợc thông tin cậy hơn (USGS, 2008;.

tầng nông thƣờng là nguồn chính duy trì cân Scanlon và nnk, 2002; Lerner và nnk., 1990).

bằng nƣớc của tầng. Việc định lƣợng lƣợng bổ

Có nhiều phƣơng pháp đã đƣợc các tác giả

cập giúp xác định đƣợc năng suất khai thác bền trong và ngoài nƣớc sử dụng để tính toán lƣợng

vững của các tầng chứa nƣớc nên đây là việc bổ cập cho các tầng chứa nƣớc. Ở Việt Nam [7],

làm nhiều ý nghĩa và cần thiết (Sanford, 2002; [8] tính toán lƣợng bổ cập thông qua các công

Sophocleous và Schloss, 2000; Gonfiantini và thức thực nghiệm trên cơ sở sử dụng các kết quả

nnk, 1998; Scanlon và nnk., 2002).

thí nghiệm vật lý tầng chứa nƣớc hoặc phƣơng

Mục tiêu của nghiên cứu này là xác định pháp mô hình số. Trên thế giới có nhiều nghiên

đƣợc lƣợng bổ cập cho nƣớc dƣới đất tầng qh cứu về lƣợng bổ cập cho các tầng chứa nƣớc

vùng thành phố Hà Nội. Cơ sở số liệu chính sử trong đó có tầng chứa nƣớc không áp. Theo đặc

dụng trong nghiên cứu này là kết quả điều tra cơ điểm địa chất thủy văn có thể phân loại cách tính

bản tài nguyên nƣớc và dữ liệu quan trắc tài lƣợng bổ cập của các tác giả trên thế giới thành 3

nguyên nƣớc quốc gia năm 2013 và 2014 của nhóm: (1) tính toán theo Miền địa chất thủy văn

Trung tâm Quy hoạch và Điều tra TNN quốc gia (Lerner và nnk., 1990); (2) theo vùng địa chất

(NAWAPI) cùng các tài liệu quan trắc khí thủy văn thông qua hệ số thấm (K) của các tầng

tƣợng - thủy văn của các trạm quan trắc quốc đất đá (Scanlon và nnk., 2002; Beekman và nnk.,

gia vùng Hà Nội và lân cận thu thập theo dự án.

2. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

LƢỢNG BỔ CẬP

1996; Bredenkamp và nnk., 1995); (3) theo tính

chất vật lý của đất đá, của tầng chứa nƣớc

(Scanlon và nnk., 2002; Lerner và nnk., 1990).

Xác định lƣợng bổ cập là một nhiệm vụ khó, Ngoài ra, cách tính lƣợng bổ cập bằng sử dụng

đòi hỏi phải có nhiều dữ liệu liên quan đến tính chất thỉ thị, mô hình số hay đƣợc áp dụng trong

thấm của đất đá, lƣợng mƣa và bốc hơi.v.v… những năm gần đây (Scanlon và nnk., 2002;

Việc này càng khó hơn khi xác định lƣợng bổ Lerner và nnk., 1990; Kinzelbach và nnk., 2002).

cập cho các tầng thấm nƣớc yếu vì khi đó sai số

Trong ba cách tính kể trên tùy thuộc vào đặc

tính toán có thể lớn hơn giá trị lƣợng bổ cập tính chứa nƣớc của tầng địa chất và vùng tính

(Scanlon và nnk, 2002). Quá trình bổ cập là quá toán mà áp dụng các phƣơng pháp phù hợp. Ví

trình phức tạp, khó kiểm soát nên khi tính toán dụ với các vùng ngập nƣớc (sông suối, hồ ao)

dễ mắc phải sai số nếu không kiểm soát đƣợc sự thì lƣợng bổ cập đƣợc tính toán bằng phƣơng

thay đổi môi trƣờng thấm. Khi xác định lƣợng pháp lƣợng hóa thấm qua kênh dẫn; thí nghiệm

bổ cập, điều quan trọng cần phải làm là xác định thấm seepage; và phƣơng pháp tính dòng cơ bản

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

41

(baseflow). Đối với vùng không bão hòa nƣớc đƣợc áp dụng từ rất sớm nên đã có nhiều kết quả

thì phƣơng pháp lysimeters thƣờng đƣợc sử và kiểm nghiệm, WTF đƣợc mô tả là phƣơng

dụng. Ở vùng bão hòa nƣớc thì phƣơng pháp pháp rất phù hợp trong phân tích xác định lƣợng

tính đƣợc áp dụng tuân theo Định luật Darcy. bổ cập theo chu kỳ ngắn (trận mƣa) và cả chu kỳ

Với mỗi phƣơng pháp kể trên đòi hỏi phải có dài nhƣ ảnh hƣởng của BĐKH. WTF đã đƣợc ứng

các bộ số liệu tƣơng thích để tính toán lƣợng bổ dụng thành công trong nhiều điều kiện khí hậu

cập cho nƣớc dƣới đất. Ví dụ khi sử dụng khác nhau. Lƣợng bổ cập xác định đƣợc bởi WTF

phƣơng pháp chất chỉ đồng vị thì chúng ta phải có độ chính xác cao, xác định đƣợc lƣợng bổ cập

có các số liệu phân tích mẫu đồng vị nhƣ Oxy rất nhỏ từ 5mm/năm (Abdulrazzak và nnk. 1989)

(O¹⁸) và Hydro (H³) của các tầng chứa nƣớc đến giá trị lớn hơn 247mm/năm (Rasmussen và

theo không gian và thời gian; khi sử dụng Vàreasen 1959). Giải thích về độ chính xác cao

phƣơng pháp mô hình số đòi hỏi phải có các số của phƣơng pháp là do lƣợng bổ cập đƣợc gắn với

liệu về điều kiện biên, trƣờng thấm.

dao động mực nƣớc quan trắc, khi đó quá trình

Nghiên cứu này sử dụng phƣơng pháp của tăng giảm mực nƣớc theo thời gian sẽ đƣợc kiểm

Bindeman bằng việc nghiên cứu dao động mực soát chặt chẽ nên cho kết quả tin cậy. Nội dung

nƣớc quan trắc trong lỗ khoan để tính toán của phƣơng pháp này không đề cập chi tiết đến

lƣợng bổ cập cho nƣớc dƣới đất tầng qh vùng vận động của nƣớc trong đới thông khí và đới

thành phố Hà Nội (Emmanuel Obuobie và nnk, không bão hòa nƣớc. Giả thiết để áp dụng phƣơng

2012). Cơ sở lựa chọn phƣơng pháp này là do: pháp là dòng thấm từ bề mặt đất sẽ di chuyển đến

(1) Có số liệu quan trắc liên tục nƣớc dƣới đất mực nƣớc ngầm dƣới tác dụng của trọng lực.

tầng chứa nƣớc qh và số liệu điều tra cơ bản đủ

Các thành phần tham gia vào quá trình tăng

để áp dụng phƣơng pháp đƣợc lựa chọn (USGS, giảm mực nƣớc, thay đổi thể tích chứa của tầng

2008); (2) Chi phí tính toán thấp, độ chính xác chứa nƣớc nhƣ các dòng thấm thẳng đứng hay

của tính toán đảm bảo độ tin cậy.

dòng sát mặt đều đƣợc kiểm soát thông qua giá

trị mực nƣớc (Scanlon và nnk., 2002; Healy và

Cook, 2002).

3. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƢỢNG

BỔ CẬP BẰNG TÀI LIỆU QUAN TRẮC

NƢỚC DƢỚI ĐẤT

Với các đặc tính của phƣơng pháp đã nêu ở

Phƣơng pháp xác định lƣợng bổ cập nƣớc dƣới trên và hiện trạng điều tra, quan trắc tầng chứa

đất từ tài liệu quan trắc “water-table fluctuation nƣớc qh của thành phố Hà Nội đi đến nhận định

(WTF)” đƣợc nhiều tác giả trên thế giới lựa chọn việc lựa chọn phƣơng pháp WTF để tính toán

khi đánh giá ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu tới lƣợng bổ cập đối với tầng chứa nƣớc qh vùng

nƣớc dƣới đất (Scanlon và nnk., 2002; Hall và Hà Nội là hợp lý, vì thế kết quả sẽ có độ chính

Risser, 1993; Healy và Cook, 2002). Để sử dụng xác cao hơn các phƣơng pháp khác.

phƣơng pháp này đòi hỏi phải có các thông số về

Phƣơng trình tính toán lƣợng bổ cập tầng chứa

hệ số nhả nƣớc trọng lực (S_y) hay Muy (µ) và giá nƣớc thông qua tăng giảm mực nƣớc quan trắc và

trị thay đổi mực nƣớc theo thời gian (Healy và hệ số nhả nƣớc trọng lực đƣợc biểu diễn nhƣ sau:

Cook, 2002). Theo nhiều tác giả (Meinzer và

Stearns 1929; Rasmussen và Vàreasen 1959;

Gerhart 1986; và Hall và Risser 1993; Scanlon và

nnk., 2002) đã nghiên cứu cho thấy đây là phƣơng

R = µ x dh/dt = µ x Δh/Δt

Trong đó : R là lƣợng bổ cập (mm/ngày)

µ Hệ số nhả nƣớc trọng lực (không thứ nguyên)

Δh giá trị tăng giảm mực nƣớc theo thời gian

(1)

pháp rất phù hợp khi tính toán lƣợng bổ cập của và Δt là khoảng thời gian bổ cập

các tầng chứa nƣớc không áp trong điều kiện ảnh

Điều kiện để áp dụng phƣơng pháp này là: (1)

hƣởng bởi biến đổi khí hậu và bề mặt lát mái. Do sự tăng giảm của mực nƣớc ngầm trong tầng

42

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

chứa nƣớc phụ thuộc vào lƣợng bổ cập và lƣợng tháng III năm sau; mùa hè nóng, nhiều mƣa

thoát tự nhiên; (2) giá trị hệ số nhả nƣớc trọng dông và bão, kéo dài từ khoảng tháng IV đến

lực của tầng chứa nƣớc là không đổi trong suốt tháng X. Hàng năm ở Hà Nội có khoảng 1500-

quá trình tăng giảm mực nƣớc của tầng chứa 1700 giờ nắng. Lƣợng mƣa năm ở vùng thấp

nƣớc; và (3) lƣợng bổ cập đƣợc xác định thông dao động trong phạm vi từ 1500-2100mm và từ

qua đƣờng mực nƣớc có quy luật giúp kết quả 1600-2600mm ở vùng núi cao Ba Vì. Mƣa tập

nội suy có độ tin cậy cao (Healy và Cook, 2002). trung trong thời gian mùa hè với tổng lƣợng

Điều kiện giả thuyết trên không hoàn toàn đúng mƣa chiếm đến 80-90% lƣợng mƣa cả năm.

đối với tầng chứa nƣớc có khai thác nƣớc. Khi có

Độ ẩm tƣơng đối trung bình trong vùng

khai thác thì việc áp dụng phƣơng pháp xác định khoảng 82-86%, ít có sự khác biệt rõ rệt giữa

lƣợng bổ cập thông qua mực nƣớc quan trắc có các vùng. Độ bốc hơi trung bình trên vùng là

thể gặp sai số lớn, ở những trƣờng hợp này cần 945mm/năm.

sử dụng thêm các phƣơng pháp bổ trợ. Xét các

Theo Dovjicov A.E, Lê Thị Nghinh, Nguyễn

điều kiện ứng dụng nhƣ trên, tầng chứa nƣớc qh Trọng Yêm, Trần Nghi, Trần Văn Trị, Vũ Ngọc

vùng Hà Nội hiện tại có rất ít khai thác nƣớc do Kỷ, Trần Minh, Nguyễn Văn Đản và các tài liệu

biến động chất lƣợng nƣớc và vì vậy đáp ứng các điều tra mới nhất tỷ lệ 1:100.000 và 1:50.000

tiêu chí để áp dụng phƣơng pháp tính toán này.

của NAWAPI thì tầng chứa nƣớc Holocen (qh)

vùng Hà Nội có diện phân bố rộng khắp phần

4. ĐẶC ĐIỂM VÙNG NGHIÊN CỨU

Hà Nội nằm ở trung tâm vùng đồng bằng Bắc diện tích phía nam và toàn bộ phần trung tâm

Bộ, có địa hình đồi núi ở rìa phía Tây; chuyển thành phố (2017km²). Có một phần diện tích

tiếp là những dải đồi có độ cao 200-250m chạy phía Bắc thuộc huyện Sóc Sơn và phía tây bắc

dài từ chân núi Ba Vì xuống đến Chƣơng Mỹ, (huyện Ba Vì) và một phần nhỏ thuộc các huyện

rồi thấp dần với độ cao 25-150m ở ven rìa và Thạch Thất, Quốc Oai, Chƣơng Mỹ không có

xuống dƣới 10m ở vùng nội thành và các vùng tầng qh. Ở các vùng này, đá gốc nứt nẻ có tuổi

phía đông, nam nơi tiếp giáp với tỉnh Hƣng từ Triat (T₂kl, T₂nk), đến Jura (J_1-2hc), Kreta

Yên, Hà Nam.

(K₁) và Neogen (N). Các trầm tích tạo nên tầng

Cũng nhƣ các tỉnh khác ở miền Bắc, khí hậu chứa nƣớc qh nhƣ thống kê trong Bảng 1 và

ở Hà Nội mang tính chất nhiệt đới gió mùa với Hình 1, trong đó các tập TB2_1 và TB1_1 là các

mùa đông lạnh, ít mƣa kéo dài từ tháng XI đến thể địa chất chứa nƣớc.

Bảng 1. Phân lớp thạch học địa tầng địa chất tầng chứa nƣớc Holocen

vùng thành phố Hà Nội

Thành tạo

Lớp

Thạch học

TB2_2 sét, bột sét màu nâu, nâu xám

Thái Bình 2

TB2_1 cát, cát sét lẫn cuội sỏi màu nâu, nâu xám

sét, bột sét lẫn ít cát, mùn thực vật, thấu kính than bùn mà xám

nâu, xám đen

TB1_2

Thái Bình 1

TB1_1 Cát, cát sét lẫn cuội sỏi màu nâu, xám đen

Hải Hƣng 1

Hải Hƣng 2

HH3 sét bột lẫn ít cát màu nâu đen, tàn tích mùn thực vật, than bùn

sét, sét bột màu xám xanh, xám, xám phớt vàng lẫn ít kết vón oxit

HH2

sắt, tàn tích thực vật thân cỏ

sét, sét bột, cát hạt mịn màu xám, màu sẫm, xám đen có lẫn di

tích thực vật, than bùn

Hải Hƣng 2

HH1

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

43

Theo thể hiện trên Hình 1, bản đồ phân vùng quan trắc tầng qh đƣợc sử dụng để phân tích và

tầng chứa nƣớc qh vùng thành phố Hà Nội thì sử dụng trong nghiên cứu này. Các tài liệu quan

phần lớn diện tích (1133km², chiếm 56%) có trắc nƣớc mặt, nƣớc mƣa đƣợc thu thập từ các

lớp sét thuộc hệ tầng Thái Bình TB2_2 với trạm quan trắc nƣớc mặt tại sông Hồng (SH1),

thành phần sét, bột sét màu nâu, nâu xám phủ sông Đáy (SĐ1, SĐ2), sông Cà Lồ (CL1) và

lên trên; phần diện tích không có lớp sét, hoặc trạm Láng, Ba Vì và Sơn Tây.

xen kẹp (884 km², chiếm 44%) phân bố dọc

5

6

30

36

42

48

54

60

66

72

78

84

90

96

02

2

3

2

3

sông Hồng, sông Đuống, sông Đáy, thành phần

chủ yếu là cát, cát sét lẫn cuội sỏi màu nâu, nâu

xám thuộc tập TB2_1 và TB1_1 Hệ tầng Thái

Bình (Bảng 1).

B

n

b

tr

c

ng tr nh quan tr c qu c gia

t thµnh ph hµ n

60

n

c d

i

54

Huy n S c S

n

QQQ...111555

48

42

M

Linh

QQQ...333555(((222)))

Ba V

QQQ...111777333

N¨m 2014

QQQ...555666

Huy

n

ng Anh

QQQ...333444aaa

QQQ...333333(((222)))

3

0

o

4

0

5

0

o

5

6

0

o

7

0

8

0

9

0

o

5

1

0

5

2

0

'

1

0

5

4

0

'

1

0

5o

5

0

'

6

1

0

6

0

'

1

0

3

0

'

36

QQQSSSHHH111

QQQQQSQSS.H..H5H55151515

QQQ...555555

36

QQQ...222333aaa

v

tr thµnh ph Hµ

N

i

trong

n

c

vi

t

nam

t

h

¸

i

n

g

u

y ª n

an Ph ng

QQQ...666666(((333)))

Hµ

N

i

Ph c Th

2

3

QQQ...565656766776(((232323)))

6

4

2

1

o

6

4

2

1

o

0

'

2

0

'

S

n T©y

QQQ...333222

QQQQQQ...133131222111

QQQ111222111

QQQ...666222(((222)))

t

h

i

l

a

n

30

QQQ...666777(((222)))

c

a

m

p

u

c

h

i

a

s

g

QQQ...666888(((333---111)))

2

3

QQQ...555888(((222)))

p

h

n

«

m

p

ª

n

TP.H ch

h

n

minh

r

QQQ...666333(((222---111)))

t

.

Q

b

¾

c

g

i

a

n

g

Th ch Th

t

QQQ111222000(((333)))

Huy n Gia L©m

24

QQQ...666444(((222)))

5

4

5

4

HoQQQµ...666i000(((222)))

QQQ...666000(((222)))

c

s

ã

c

s

¬

n

QQQ...555999aaa

QQQ...666888(((333---111)))

p

h

ó

t

h

ä

Qu c Oai

QQQ...666555(((333)))

Q15



QQQ...666999(((222)))

18

v

Ü

n

h

p

h

ó

c

I

SSSDDD111

P66A



QQQ...777555(((222)))

QQQ...666666(((333)))

Huy nQQQ..T.6666h66(((3a33)))nh Tr

2

1

0

o

'

o

2

1

0

'



4

M

ª

L

i

n

h

b

¾

c

n

i

n

h

P73a

12

I



P67a



Q35



QQQ...777666

Ch QQQn...777g666 M

QQQ...777666

®

«

n

g

A

n

h

Q173



Q56



Thanh Oai

QQQ...777777(((222)))

p

h

ó

c

t

h

ä

06

P65A

Q33a



3

4

P72A

3

4

P55A



P21A

Th ng T

n

®a

n

ph

îng



P17A

chØ dÉn

T

X. s¬n

t©y



t

õ

l

i

ª

m

b

a

v

×

 P13A

g

i

a

l

©

m



00



q

.

t

©

y

h

å



n

P9A



Q58a



§iÓm quan tr¾c n íc mÆt

§iÓm quan tr¾c n íc d íi ®Êt

Ranh giíi tØnh thµnh phè

P58A



q

.

l

o

n

g

b

i

ª

o

1

0

2

0

o

2

0

1

0



'

t

h

¹

c

h

t

h

Ê

t



'



P77a



q

P52

.

c

Ç

u



QQQ...111777555(((333)))

g

i

Ê

y



P80a



2

4

P38A

2

4



h

o

µ

i

®

ø

c

Q60a



P59A

94



QQQ...111777777(((333)))





P50A



Ph Xuy

n

P45A



q

.

h

o

µ

n

g

m

a



i

P61A

QQQ...111777666(((222)))

H

ß

a

b

×

n

h

P1A



ng Hßa

o

1

0

5

2

0

'

q

u

è

c

o

a

i

Q69a



Ranh giíi huyÖn

Giao th«ng chÝnh

S«ng suèi

P60A



88

M

c

88



Q

.

H

µ

®

¤

N

G

I



I



Q75a



Q66b

×



1

4

1

4

o

1

0

5

3

0

'

t

h

a

n

h

t

r



P54A

ChØ DÉn

H

n

g

y

ª

n

c

h

¬

n

g

m

ü

I



I

82

o

'

t

h

a

n

h

o

a

i

2

5

0

PhÇn diÖn tÝch tÇng qh

cã líp sÐt phñ phÝa trªn

2

5

0

o

'

2

²76

PhÇn diÖn tÝch tÇng qh

kh«ng cã líp sÐt phñ phÝa trªn

Lç khoan quan tr¾c

0

4

0

4

By. TriÖu §øc Huy

02

t

h

ê

n

g

t

Ý

n

5

30

36

42

48

54

60

66

72

78

84

90

96

6



n

íc

d

íi ®Êt

I

TuyÕn mÆt c¾t

p

h

ó

x

u

y

ª

n

9

4

9

4

I

2

4

0

o

'

2

4

o0

0

m

ü

®

ø

c

'

ø

n

g

h

ß

A

Hình 2. Sơ đồ vị trí các công trình quan trắc

nước dưới đất vùng thành phố Hà Nội

0

7.5

15

8

4

8

4

Km

H

µ

n

a

m

2

72

4

2

27

4

o

6

o

1

0

5

0

'

1

0

'

1

0

5

4

7

0

'

5

3

0

4

0

5

0

6

0

8

0

9

0

6

0

6. GIÁ TRỊ HỆ SỐ NHẢ NƢỚC

TRỌNG LỰC

Hình 1. Bản đồ phân bố tầng chứa nước qh

vùng thành phố Hà Nội

Do tầng chứa nƣớc qh không phải là tầng

chứa nƣớc chính và cũng ít khai thác nên có ít

số liệu thăm dò, nghiên cứu. Để phục vụ cho

tính toán trong nghiên cứu này, các tác giả đã

tổng hợp các kết quả điều tra của 12 đề án dự án

điều tra vùng Hà Nội cũ và mới và tập hợp đƣợc

22 bộ thông số thí nghiệm của tầng này phân bố

rộng khắp thành phố Hà Nội, xem Hình 3. Giá

trị hệ số nhả nƣớc trọng lực () đƣợc thống kê

có dao động từ 0.003 (LK56c) đến 0.1 (SĐ1),

chi tiết xem Bảng 2. Trên cơ sở bộ thông số này

các tác giả sử dụng phần mềm Surfer 9.0 nội

suy phân vùng đẳng hệ số thấm nhƣ nêu trong

Hình 3.

5. TÀI LIỆU QUAN TRẮC

Mạng quan trắc tài nguyên nƣớc dƣới đất

thành phố Hà Nội là một phần của mạng quan

trắc quốc gia TNN vùng đồng bằng Bắc Bộ.

Mạng có 37 điểm với 68 công trình quan trắc

(mỗi điểm có từ 1 đến 3 công trình quan trắc).

Trong đó quan trắc tầng chứa nƣớc Pleistocen

(qp) có 33 công trình, tầng chứa nƣớc qh có 27

công trình và 6 công trình quan trắc tầng chứa

nƣớc Neogen (n), Hình 2[9]. Các tài liệu quan

trắc từ năm 2012 đến 2014 ở các công trình

44

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

Bảng 2. Tổng hợp giá trị hệ số nhả nƣớc trọng lực

tầng chứa nƣớc qh vùng thành phố Hà Nội

Thông số Địa chất thủy văn

Tầng

hút nƣớc

thí

Độ

cao Z

(m)

Hệ số

nhả

nƣớc

µ

STT Lỗ Khoan

Km

K

Nguồn số liệu

m²/ngày m/ngày

nghiệm

Dự án thăm dò tỉ mỉ nƣớc

1

TD6

qh2

8.46

849.0

59.4

0.042 dƣới đất khu vực Hà Nội mở

rộng

2

3

4

TD7 KK

SÐ1

qh2

8.45

6.03

3.40

790.0

363.0

342.0

0.031

0.104

0.090

nt

SĐ2

nt

Báo cáo thăm dò tì mỉ vùng

Hà Nội

5

6

7

LK56c

qh2

4.55

4.73

92.0

288.0

571.0

2.5

0.082

0.003

0.004

LK9BHDG

ND12-C

69.0

nt

Báo cáo khai thác nƣớc dƣới

đất nhà máy Nam Dƣ

8

9

TC7-3B

TC12-B

LK103

qh2+qh1 10.65

qh2+qh2 12.15

775.0

633.0

330.0

0.010

0.021

NMNS Thƣợng Cát

nt

Tìm kiếm nƣớc dƣới đất vùng

10

qh1

3.53

17.1

Phú Xuyên - Hà Tây

11

12

13

14

LK114

LK119A

LK125

LK132

qh1

5.59

4.20

2.90

3.32

210.0

260.0

171.0

140.0

12.2

12.6

6.1

0.090

0.071

0.015

0.021

nt

4.6

nt

Tìm kiếm nƣớc dƣới đất vùng

Xuân Mai-Lƣơng Sơn

Thăm dò sơ bộ nƣớc dƣới đất

vùng Sơn Tây-Hà Nội

nt

15

16

LK72

LK11

qh1

9.48

357.0

5.0

0.060

0.020

17.39

0.1

17

18

LK17

LK26

qh1

9.34

2.0

0.2

0.0

0.010

10.52

nt

Thăm dò tỉ mỉ nƣớc dƣới đất

khu vực Hà Nội mở rộng

Báo cáo thăm dò ndđ vùng

Gia Lâm-Sài Đồng

19

SN 2

qh1

4.00

370.0

0.010

20

21

22

LK.GL5^B

LK.SĐ1^B

LK8bHDi

qh1

9.82

5.28

6.30

1788.0

506.0

138.0

0.090

0.030

nt

Báo cáo thăm dò tì mỉ vùng

Hà Nội

9.0

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

45

7. TÍNH BIÊN ĐỘ DAO ĐỘNG MỰC

NƢỚC ∆H

Giá trị biên độ dao dộng mực nƣớc đƣợc

tính toán bằng phƣơng pháp đồ thị (Hình

4). Trong nghiên cứu này, từ kết quả quan

trắc mực nƣớc theo thời gian của 26 lỗ

khoan quan trắc (Bảng 3). Kết quả chỉnh lý

số liệu cho thấy mực nƣớc dao động của 22

lỗ khoan quan trắc đủ điều kiện tính toán,

4 lỗ khoan quan trắc còn lại có mực nƣớc

dao động nhỏ hoặc không thay đổi (Hình

5) nên không đƣợc đƣa vào tính toán xác

định ∆h.

N¨

m

2

0

1

4

o

6

5

3

0

1

0

5o

2

0

'

4

0

5

0

o

5

6

0

o

7

0

8

0

o

9

0

6

0

1

0

5

4

0

'

1

0

5

0

'

1

0

'

1

0

3

0

'

t

h

¸

i

n

g

u

y

ª

n

2

3

6

4

2

1

o

6

4

2

o1

0

2

0

'

2

3

p

h

ó

t

h

ä

b

¾

c

g

i

a

n

g

5

4

5

4

s

ã

c

s

¬

n

0.01

v

Ü

n

h

p

h

ó

c

2

1

0

o

'

2

1

0

o

'

4

M

ª

L

i

n

h

b

¾

c

n

i

n

h

000..0.00222

LK11

LK26

®

«

n

g

A

n

h

0.03

0.01

TC7-3B(hút chùm)

îng

p

h

ó

c

t

h

ä

3

4

3

4

0.01

®

a

n

ph

TX.

s

¬n

t©y

t

õ

l

i

ª

m

TD7 KK

b

a

v

×

g

i

a

l

©

m

q

.

t

©

y

h

å

SÐ1

0.05

t

q

.

l

o

n

g

b

i

ª

n

o

2

0

1

0

2

0

1

0

o

'

t

h

¹

c

h

t

h

Ê

LK.GL5B

0.04

cÇu

q

.

000..0.00222

g

i

Êy

0.06

2

1

0

9

8

72

4

2

4

LK56c

h

o

µ

i

®

ø

c

0.03

SD

0.08

2

LK9BHDG

TD6

q

.

h

o

µ

n

g

m

a

i

H

ß

a

o

b

×

n

h

1

0

5

2

0

'

0.07

q a

u

è

c

o

i

0.01

Q

.

H

µ

®

¤

N

G

4

000..0.00222

1

4

o

5

t

h

a

n

h

t

r

×

1

0

3

0

'

ChØ DÉn

0.03

H

n

g

y

ª

n

c

h

¬

n g

0.07

m

ü

t

h

a

n

h

o

a

i

2

5

0

o

2

5

0

o

'

0

'

PhÇn diÖn tÝch tÇng qh

cã líp sÐt phñ phÝa trªn

0.05

0

4

0.04

t

h

ê

g

t

Ý

n

LK114

0.08

8. KẾT QUẢ TÍNH LƢỢNG BỔ CẬP

Phƣơng pháp WTF đƣợc lựa chọn để tính

lƣợng bổ cập nƣớc dƣới đất tầng qh. Lƣợng

bổ cập là tích số của hệ số nhả nƣớc trọng

lực với hiệu số giữa biến đổi mực nƣớc theo

thời gian.

PhÇn diÖn tÝch tÇng qh

kh«ng cã líp sÐt

phñ phÝa trªn

LK119A

9

4

LK103

000..0.00222

p

h

ó

x

u

y

ª

n

o

0

2

4

0

o

'

4

0

'

ø

n

h

ß

A

m

ü

®

ø^g

c

Lç khoan thÝ nghiÖm

LK125

LK132

8

Th íc tØ lÖ

7.5

0

15

H

µ

n

a

m

Km

2

27

o

1

0

5

0

'

1

0

o

6

0

'

1

0

5

4

7

0

'

5

3

0

4

0

5

0

6

0

8

0

9

0

6

0

Hình 3. Sơ đồ đẳng hệ số nhả nước trọng lực

tầng chứa nước qh vùng Hà Nội

Hình 4. Tính giá trị dao động mực nước bằng phương pháp đồ thị tại điểm Q175, Q120

Hình 5. Các vị trí không tính được dao động mực nước bằng phương pháp đồ thị

46

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

Bảng 3. Kết quả xác đinh lƣợng bổ cập cho nƣớc dƣới đất tầng Holocen

năm 2013 và 2014 vùng thành phố Hà Nội

So

sánh

So sánh

%

lƣợng

bổ cập

và

lƣợng

mƣa

2014

Lƣợng

bổ cập

(R)

Lƣợng

bổ cập

(R)

Số

%

lƣợng

bổ

cập

và

lƣợng

mƣa

2013

Năm 2013

-Δt (ngày); -Δt (ngày);

ΔH (m) ΔH (m)

Năm 2014

hiệu

công

trình

quan

trắc

Thạch

học

TT

Xã

Huyện

năm

chính

2013

(mm/

năm)

2014

(mm/

năm)

Δt

ΔH

Δt

ΔH

Trâu

Quỳ

Phú

1

Q.120

Q.175

Q.177

Gia Lâm

142

194

215

203

162

170

151

170

2.57

220 1.75 Sét

110 2.77 Cát sét

235 3.61 Cát

199 6.87 Cát sét

99 2.13 Sét

198.18

139.98

190.99

374.35

188.36

129.25

465.07

195.17

9.90

6.99

87.10

275.74

168.21

378.02

157.06

126.50

357.23

179.40

6.31

19.98

12.19

27.39

11.38

9.17

Phú

Xuyên

Phú

2

3

4

5

6

7

8

9

2.48

3.75

6.94

4.18

6.02

4.81

3.03

Minh

Tân Dân

9.54

Xuyên

Đông

Anh

Q.32

M1

Đông

Hải

18.70

9.41

Mai

Đông

Anh

Q.33

Lâm

Liên

Trung

Q.55

M1

Đan

234 8.11 Cát

188 4.60 Cát

224 3.67 Sét

6.46

Phƣợng

Đan

Q.56

Q.57

Q.58

Thọ An

Tân Lập

23.23

9.75

25.89

13.00

Phƣợng

Đan

Phƣợng

Sơn

Đồng

Vân Côn

An

Hoài Đức

181

240

82

0.46

3.40

1.56

202 0.49 Sét

220 2.73 Cát

80 1.18 Cát

64.93

413.67

555.51

3.24

20.66

27.75

61.98

362.35

430.70

4.49

26.26

31.21

10 Q.59a

11 Q.60

Thƣợng

P. Kim

Liên

Q. Đống

Đa

12 Q.64

13 Q.65

109

1.22

159 1.19 Sét

163.41

8.16

109.27

7.92

P.

Q.Hoàng

Mai

Hoàng

Liệt

Cát

P.

Q.Hoàng

Mai

14 Q.65a

15 Q.66

Hoàng

Liệt

169

0.72

2.57

128 0.60 Cát sét

244 3.08 Cát sét

77.75

3.88

5.71

85.55

92.15

6.20

6.68

Ngũ

Thanh Trì 164

114.40

Hiệp

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

47

So

sánh

%

lƣợng

bổ

cập

và

lƣợng

mƣa

2013

So sánh

%

lƣợng

bổ cập

và

lƣợng

mƣa

2014

Lƣợng

bổ cập

(R)

Lƣợng

bổ cập

(R)

Số

Năm 2013

-Δt (ngày); -Δt (ngày);

ΔH (m) ΔH (m)

Năm 2014

hiệu

công

trình

quan

trắc

Thạch

học

chính

TT

Xã

Huyện

năm

2013

(mm/

năm)

2014

(mm/

năm)

Δt

ΔH

Δt

ΔH

P.Tứ

Liên

Phú

Q. Tây

Hồ

16 Q.67

17 Q.69

18 Q.75

19 QIII-1

20 QIII-2

21 QIII-3

22 QIII-4

102

6.80

159 5.57 Cát

973.33

48.62

0.00

511.46

100.12

331.08

37.06

7.25

TX Hà

Đông

Thanh

Oai

141 1.29 Sét

Lãm

Đông

Mai

175

146

127

146

124

138

5.05

5.00

5.05

4.68

5.73

0.42

226 4.10 Cát

526.64

250.00

290.28

234.00

337.33

22.22

26.31

12.49

14.50

11.69

16.85

1.11

23.99

Đan

Thọ An

Cát

Phƣợng

Đan

Sét

Phƣợng

Đan

Sét

Phƣợng

Đan

Phƣợng

Đan

QTIV-

23

Liên

Trung

Liên

178 0.50 Sét

20.51

34.22

51.69

29.94

1.49

2.48

3.75

2.17

1M1

Phƣợng

QTIV-

24

Đan

Phƣợng

Đan

193

194

147

0.97

0.86

0.75

160 0.75 Sét

197 0.93 Sét

267 0.73 Sét

36.69

48.54

55.87

1.83

2.42

2.79

2M1

Trung

QTIV-

25

Tân Lập

3M1

Phƣợng

Đan

QTIV-

26

4M1

Phƣợng

Lƣợng bổ cập tính cho 22 điểm quan trắc phía trên. Các vùng không có lớp sét phía trên là

năm 2013 dao động từ 22.22mm/năm (QTIV- các vùng có lƣợng bổ cập thấp nhƣ ở Liên

1M1 ở Liên Trung, Đan Phƣợng, chiếm 1.1% Trung, Tân Lập và một số điểm thuộc xã Thọ

lƣợng mƣa) đến 973.33mm/năm (Q67 phƣờng An huyện Đan Phƣợng; phƣờng Hoàng Liệt,

Tứ Liên, quận Tây Hồ, chiếm 48.62% lƣợng quận Hoàng Mai; Sơn Đồng, huyện Hoài Đức;

mƣa). Lƣợng bổ cập năm 2014 nhỏ hơn năm Tân Dân, huyện Phú Xuyên. Các giá trị bổ cập

2013 do lƣợng mƣa giảm. Các vị trí có lƣợng bổ trong hai năm tính toán 2013 và 2014 biến đổi

cập cao nhƣ các điểm ở Đông Hải, huyện Đông tƣơng ứng với tổng lƣợng mƣa cho thấy lƣợng

Anh; Thọ An, huyện Đan Phƣợng; Vân Côn và bổ cập thay đổi một phần do biến đổi lƣợng

An Phƣợng huyện Hoài Đức; Tứ Liên, quận Tây mƣa. So sánh giá trị lƣợng bổ cập tính toán

Hồ; Đông Mai, huyện Thanh Oai đều là các đƣợc với các tính toán tƣơng đối trƣớc đây

điểm mà tầng chứa nƣớc qh vắng lớp sét phủ thƣờng lấy lƣợng bổ cập biến đổi từ 15% đến

48

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

30% lƣợng mƣa trên tất cả bề mặt thì thấy rằng Hà Nội. 1993: Lƣu trữ Địa chất. 283 trang.

lƣợng bổ cập tính theo phƣơng pháp này cho kết 3. Tống Ngọc Thanh và nnk, Báo cáo đánh

quả chi tiết hơn và có cơ sở khoa học tốt hơn. giá nguồn nƣớc dƣới đất vùng thành phố Hà

Giá trị tính toán lƣợng bổ cập tại các vùng bị Nội, lƣu trữ Liên đoàn Địa chất thuỷ văn-Địa

phủ rất nhỏ và trên thực tế các vùng có lớp sét chất Công trình miền Bắc. 1999-2004: Hanoi.

phủ đa số trùng với vùng dân cƣ, đô thị và có 158 trang.

lớp lát kiên cố phía trên.

4. Nguyễn Văn Đản và nnk, Nƣớc dƣới đất

các đồng bằng ven biển Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ

9. KẾT LUẬN

Bằng việc áp dụng phƣơng pháp tính lƣợng và triển vọng cung cấp nƣớc. Tạp chí Cấp thoát

bổ cập nƣớc dƣới đất tầng Holocen vùng Hà nƣớc số 1 và 2, 2002.

Nội từ tài liệu quan trắc (WTF) đã xác định

5. Đặng Hữu Ơn, Đánh giá mức độ suy thoái

đƣợc lƣợng bổ cập biến đổi từ 1.1% đến 48.62% giếng khai thác NDĐ khu vực Hà Nội. Tuyển

lƣợng mƣa. Vùng đƣợc xác định có lƣợng bổ tập các công trình khoa học tập 26, 1997

cập lớn R>100 mm/ năm đều tập trung ở nơi (Trƣờng Đại học Mỏ - Địa Chất. Hà Nội): trang.

tầng chứa nƣớc qh không có lớp sét phủ phía 8-12.

trên; các vùng có lớp sét hoặc trầm tích hỗn hợp

6. Phạm Quý Nhân, Những thành phần cơ

cát sét phủ phía trên thì lƣợng bổ cập giảm đáng bản tham gia vào cân bằng nƣớc tầng chứa

kể chỉ chiếm từ 1% đến dƣới 20% lƣợng mƣa. nƣớc Pleistocene (Qa) vùng Hà Nội. Tuyển

Trên cơ sở tài liệu điều tra ĐCTV mới của tập các công trình khoa học ĐCTV 1967-

NDWRPI cho thấy vùng nội thành Hà Nội và 1992. Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, , 1992,

các vùng bao nơi tập trung dân cƣ và có bề mặt Trang 189-192.

lát mái kiên cố đa số là vùng có lớp sét phủ tầng

7. Đặng Hữu Ơn, Phƣơng pháp dự báo động

qh và cũng là nơi có lƣợng bổ cập nhỏ. Kết quả thái NDĐ, Bài giảng sau đại học. 1998, Trƣờng

nghiên cứu cho thấy, sự ảnh hƣởng của Biến đổi Đại học Mỏ - Địa chất, 60 trang.

khí hậu làm thay đổi lƣợng mƣa sẽ ảnh hƣởng

8. Đặng Đình Phúc, Một số vấn đề về tính

tới lƣợng bổ cập cho tầng chứa nƣớc qh vùng toán mực nƣớc hạ thấp dự báo bằng phƣơng

thành phố Hà Nội. Kết quả này có độ chính xác pháp giải tích và tính toán thông số ĐCTV, in

cao do đƣợc tính thông qua mực nƣớc quan trắc; Hội thảo khoa học tài nguyên nƣớc ngầm lãnh

là cơ sở tin cậy cho thiết lập điều kiện biên các thổ Việt Nam hiện trạng khai thác phƣơng

mô hình dòng ngầm vùng nghiên cứu.

hƣớng sử dụng hợp lý ở các tỉnh phía nam.

2002, Hội địa chất Việt Nam: TP Hồ Chí Minh.

Trang 55-59.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

9. Nguyễn văn Đản và nnk, Báo cáo tổng thể

1. Trần Minh và nnk, Báo cáo thăm dò tỉ mỉ quan trắc quốc gia động thái NDĐ. 2000: Lƣu

NDĐ vùng Hà Nội mở rộng. Lƣu trữ Địa chất, trữ địa chất, Hà Nội.

Hà Nội, 1993. 226 trang.

2. Trần Minh và Phạm Tƣờng Vi, Báo cáo

lập bản đồ ĐCTV, ĐCCT 1:50.000 thành phố

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015

49

Người phản biện: TS. LÊ HUY HOÀNG

50

ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2015