Đề tài Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên phục vụ đánh giá an toàn đập đồng mô

Bộ khoa học và công nghệ Viện năng l−ợng nguyên tử việt nam Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên phục vụ đánh giá an toàn đập đồng mô Chủ nhiệm đề tài: ths . bùi đức dũng 6611 24/10/2007 hà nội - 2007 Bộ khoa học và công nghệ Viện năng l−ợng nguyên tử việt nam Báo cáo tổng kết đề tài khoa học công nghệ cấp bộ năm 2005 - 2006 Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên phục vụ đánh giá an toàn đập Đồng Mô (M số B0/05/04-01) Cơ quan chủ trì: Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân Chủ nhiệm đề tài: ThS., NCVC Bùi Đắc Dũng Hà Nội, tháng 9/2007 2 Danh sách Những ng−ời tham gia thực hiện đề tài STT Họ và tên Học hàm, học vị, chuyên môn Cơ quan công tác 1 Bùi Đắc Dũng NCVC, ThS Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 2 Trịnh Văn Giáp NCV, KS Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 3 Lê Tiến Quân NCVC, KS Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 4 Đặng Anh Minh CN Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 5 Đinh Bích Liễu CN Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 6 Nguyễn Mạnh Hùng KTV Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 7 Phạm Quốc Kỷ KTV Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân 8 Tạ Hồng Đức KS Cục Thuỷ lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. 9 Đặng Văn Lập KS Công ty khai thác công trình thuỷ lợi Phù Sa- Đồng Mô 10 Phùng Văn Lục KS Công ty khai thác công trình thuỷ lợi Phù Sa- Đồng Mô Các cơ quan, đơn vị phối hợp thực hiện đề tài 1. Cục Thuỷ lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. 2. Công ty khai thác công trình thuỷ lợi Phù Sa- Đồng Mô, Sơn Tây, Hà Tây. 3 mục lục Trang Bảng các từ viết tắt 4 Abstract 5 Tóm tắt nội dung 6 I. mở đầu 7 II. Tổng quan tài liệu 10 2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. 10 2.2. Tình hình nghiên cứu trong n−ớc. 12 2.3. Cơ sở lý thuyết kỹ thuật đồng vị tự nhiên 13 2.4. Tổng quan về đập phụ A và hồ Đồng Mô 17 III. ph−ơng pháp nghiên cứu 23 3.1. Thiết kế nghiên cứu 23 3.2. Nội dung nghiên cứu 26 3.3. Ph−ơng pháp nghiên cứu 26 3.3.1. Ph−ơng pháp lấy mẫu và xử lý mẫu. 26 3.3.2. Ph−ơng pháp phân tích mẫu 29 3.3.3. Ph−ơng pháp xử lý số liệu và đánh giá kết quả 30 IV. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 32 4.1. Kết quả quan trắc mực n−ớc thấm 32 4.2. Kết quả đo các thông số mẫu n−ớc 34 4.3. Kết quả phân tích các đồng vị bền 35 4.4. Kết quả xác định mối liên hệ của các loại n−ớc 39 4.4. Kết quả xác định tốc độ thấm 43 4.4. Kết quả phân tích đồng vị phóng xạ triti 44 4.5. Kết quả phân tích các thành phần hóa học 46 4.6. Kết quả phân tích các thông số môi tr−ờng 46 V. Kết luận và kiến nghị 48 5.1. Kết luận 48 5.2. Kiến nghị 49 Tài liệu tham khảo 50 Phần Phụ lục 51 Phụ lục 1. Kết quả phân tích các đồng vị bền. 51 Phụ lục 2. Kết quả phân tích thành phần hóa học 58 Phụ lục 3. Bảng giải trình tài chính 60 4 Bảng các từ viết tắt Ký hiệu Giải thích KTHN Kỹ thuật hạt nhân ĐVTN Đồng vị tự nhiên TVĐV Thủy văn đồng vị IAEA Cơ quan Năng l−ợng Nguyên tử thế giới MS Khối phổ kế tỉ số đồng vị TPĐV Thành phần đồng vị δ2Η(‰) TPĐV 2H δ2Ο(‰) TPĐV 18O 3H(T) Triti TU Hàm l−ợng triti. Một TU t−ơng ứng với một nguyên tử 3H trong 1018 nguyên tử hyđro. VSMOW Mẫu tham chiếu (reference) = Vienna Standard Mean Ocean Water GMWL Đ−ờng n−ớc khí t−ợng toàn cầu (Global Meteoric Water Line). 5 Abstract Operating and exploiting reservoirs need frequent monitoring and maintenance of the problems affecting safety of the reservoirs’ dams. The Đồng Mô reservoir was constructed in 1969. In 1984 at the sub dam A (FA) toe a seepage pond had occurred with high charging rate, so this dam was repaired in 1991. However, the seepage rate is still high, and in addition, there are large seepage areas that could expand unsafe problems of the dam FA. To help end-users generate information on the origin of the seepage water and the seepage rate we have conducted a research project on “Research on the use of environmental isotopes technique for safety assessment of the Đồng Mô reservoir” (Code: B0/05/04-01) in the 2005-2006 period. The experiences gained in this project are needed for recommending further use of the technique in other reservoirs. The main works were collecting water samples, analyzing for 18O/16O, 2H(D)/1H ratios, analyzing for 3H(T) and chemical contents, then drawing conclusions about the origin of the seepage water and the seepage rate at the dam FA of the Đồng Mô reservoir. Findings of the project showed that: a) Waters at the piezometers on the top and the 1st roof are not originated from lake water; b) Waters at the piezometers on 1st and 2nd levels, as well as seepage waters at the dam toe are mixed of lake and ground waters, and the old river bed could be the channel for ground water upcoming from beneath the dam body; c) The transit times of water from the lake to the observation points are from 3 to 4 months, and the seepage velocity is of about 1,1x10-3 cm/s; d) The findings from tritium analyses show that all waters around the Đồng Mô area are recent waters recharged regularly by meteoric water. Based on the findings of the project we have recommended that the environmental isotope technique be applied for further investigations of origin of leakage and seepage water at other dams. 6 Tóm tắt nội dung Vận hành và khai thác an toàn các hồ chứa n−ớc đòi hỏi phải có sự theo dõi và xử lý các nguyên nhân dẫn đến mất an toàn đập. Hồ Đồng Mô đ−ợc xây dựng vào năm 1969, đến năm 1984 sau đập phụ A xuất hiện hố sủi l−u l−ợng lớn do đó đập này đ−ợc sửa chữa vào năm 1991. Tuy nhiên l−u l−ợng sủi vẫn còn cao, ngoài ra cũng tại đập phụ A đ xuất hiện các vùng thấm rộng có thể gây mất an toàn đập. Để góp phần đánh giá tốc độ thấm và mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc thấm ở các vai đập, các mạch sủi ở sau thân đập chúng tôi đ tổ chức thực hiện đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ “Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên phục vụ đánh giá an toàn đập Đồng Mô” (M số: B0/05/04-01) trong các năm 2005-2006. Việc thực hiện đề tài này cũng là để đ−a ra các kiến nghị cụ thể cho việc áp dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên vào các hồ chứa n−ớc khác. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài là thu thập các mẫu n−ớc, phân tích các tỉ số đồng vị bền 18O/16O , 2H(D)/1H, phân tích 3H(T) và thành phần hóa của các mẫu n−ớc, qua đó đánh giá mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc thấm ở các vai đập, các mạch sủi ở sau thân đập phụ A của hồ Đông Mô và tốc độ thấm qua thân đập. Từ những kết quả nghiên cứu của đề tài chúng tôi có kết luận là: a)N−ớc trong các pizometer trên mặt đập và trên mái 1 không phải là n−ớc từ hồ thấm ra; b) N−ớc trong các pizometer trên cơ 1 và cơ 2 cũng nh− n−ớc thấm chảy ra d−ới chân đập không phải chỉ do n−ớc hồ thấm trực tiếp qua thân đập mà còn do n−ớc áp lực từ phía d−ới thân đập đi lên có nguồn gốc là n−ớc ngầm. Lòng suối cổ có thể là kênh dẫn chính đ−a n−ớc ngầm lên; c) Thời gian di chuyển của n−ớc từ hồ đến các vị trí quan trắc là khoảng từ 3 đến 4 tháng, và vận tốc thấm là khoảng 1,1x10-3 cm/s; d) Kết quả phân tích triti cho thấy tất các các mẫu n−ớc trong khu vực hồ Đồng Mô là n−ớc hiện đại đ−ợc bổ cập th−ờng xuyên. Trên cơ sở các kết luận của đề tài chúng tôi kiến nghị cho áp dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên trên các đập chứa n−ớc khác để nhận biết mối liên hệ của các loại n−ớc và kết luận liệu n−ớc thấm, sủi có chảy trực tiếp từ hồ qua thân đập hay không. 7 I. mở đầu Các hồ chứa n−ớc đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Vận hành và khai thác an toàn các hồ này đòi hỏi phải có sự theo dõi và xử lý các nguyên nhân dẫn đến mất an toàn đập. Các số liệu về mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc trong các mạch n−ớc thấm, các mạch sủi và n−ớc ngầm ở khu vực xung quanh hồ có thể góp phần đánh giá mức độ và tốc độ thấm của n−ớc hồ qua thân đập. Các ph−ơng pháp đánh dấu đồng vị (phóng xạ và tự nhiên) đ đ−ợc áp dụng rộng ri ở nhiều n−ớc trên thế giới để đánh giá nguồn gốc và l−u l−ợng thấm, qua đó đánh giá đ−ợc mức độ an toàn của các đập chứa n−ớc. Hiện nay trên thế giới có hơn 60 phòng thí nghiệm chuyên dùng các ph−ơng pháp đánh dấu đồng vị để nghiên cứu các mối liên hệ giữa n−ớc mặt (sông, hồ) với n−ớc ngầm, n−ớc thấm, sủi. Theo thống kê của Cơ quan Năng l−ợng Nguyên tử thế giới (IAEA), hàng trăm đập chứa n−ớc đ đ−ợc đánh giá mức độ an toàn thông qua các ứng dụng của ph−ơng pháp đồng vị. Tại Việt Nam, các nhà nghiên cứu đ sử dụng kỹ thuật đánh dấu đồng vị phóng xạ (131I) và đồng vị bền (52Cr) để nghiên cứu tốc độ thấm thành công tại các đập thuỷ điện Yaly và Hoà Bình. Việc sử dụng các đồng vị tự nhiên - ĐVTN (18O, 2H(D) và 3H (T)) nh− những chất đánh dấu mới chỉ bắt đầu đ−ợc sử dụng tại Việt Nam để đánh giá tuổi và nguồn gốc n−ớc ngầm ở một số khu vực của đồng bằng sông Hồng. Việt nam có khoảng 3500 hồ chứa n−ớc, trong đó có khoảng trên 600 hồ chứa n−ớc lớn với dung tích hơn 10 triệu khối n−ớc. Rất nhiều đập, đặc biệt là các đập thuỷ lợi bị dò rỉ và thấm do đ−ợc thiết kế và xây dựng đ lâu. Một trong các hồ đó là hồ Đồng Mô. Hồ này đ−ợc xây dựng vào năm 1969, gồm 7 đập, dung tích thiết kế 110 triệu m3 (cao độ 24,5 m). Năm 1984, sau đập phụ A xuất hiện hố sủi l−u l−ợng 20 lít/s. Đập này đ−ợc chữa vào năm 1991. Tuy nhiên l−u l−ợng sủi vẫn còn 7 lít/s, và vào mùa lũ 2004 đ tăng lên là 14 lít/s 8 (với cao độ tích n−ớc là 19 m). Cũng tại đập phụ A đ xuất hiện vùng thấm rộng 20 m2, ở cao trình 15 m, cách vai trái 20 m. Để góp phần đánh giá tốc độ thấm và mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc thấm ở các vai đập, các mạch sủi ở sau thân đập chúng tôi đ tổ chức thực hiện đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ “Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật đồng vị tự nhiên phục vụ đánh giá an toàn đập Đồng Mô” (M số: B0/05/04-01). Việc thực hiện đề tài này cũng là để đ−a ra các kiến nghị cụ thể cho việc áp dụng kỹ thuật ĐVTN vào các hồ chứa n−ớc khác. Trong quá trình thực hiện dự án RAS/8/093 (2001-2003), IAEA đ hỗ trợ một số thiết bị máy móc, tài liệu, và cử chuyên gia h−ớng dẫn sử dụng kỹ thuật đồng vị để đánh giá mức độ an toàn của các đập chứa n−ớc. Sau một đợt lấy mẫu b−ớc đầu đ−a ra đ−ợc một số kết quả về mối liên hệ giữa n−ớc hồ và n−ớc tại các mạch sủi ở chân đập phụ A Đồng Mô. Tuy nhiên, do các mẫu n−ớc đều phải gửi đi phân tích tại các phòng thí nghiệm của IAEA ở n−ớc ngoài nên kết quả đạt đ−ợc còn bị hạn chế về nhiều mặt. Hiện nay, phòng thí nghiệm Thuỷ văn đồng vị tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân đ đ−ợc trang bị các hệ máy hiện đại có thể đáp ứng nhu cầu phân tích các ĐVTN. Đây là điều kiện rất quan trọng để thực hiện tốt đề tài này. Sử dụng kỹ thuật ĐVTN có −u thế hơn so với các kỹ thuật đánh dấu bằng các đồng vị phóng xạ và đồng vị bền khác do không phải thả các chất đánh dấu vào các lỗ khoan quan trắc (pizometer). Ngoài ra, không phải đập nào cũng có hệ thống pizometer. Vì vậy, kỹ thuật ĐVTN có thể sử dụng rộng ri hơn trên các đập chứa n−ớc, đồng thời không làm ảnh h−ởng đến môi tr−ờng xung quanh. Việc xác định đ−ợc tốc độ thấm của n−ớc hồ qua đập bằng kỹ thuật ĐVTN, cũng nh− đánh giá đ−ợc nguồn gốc n−ớc tại các mạch sủi là một việc làm rất quan trọng. Các thông số này sẽ trực tiếp giúp cho Công ty Khai thác Công trình Thuỷ lợi Phù Sa - Đồng Mô đánh giá mức độ an toàn của đập phụ 9 A và có biện pháp xử lý các mạch sủi ở thân đập, góp phần bảo vệ an toàn cho đập. Cũng nh− đập phụ A Đồng Mô, hiện nay có rất nhiều đập thuỷ lợi do Cục Thuỷ lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn quản lý bị dò rỉ cần phải đánh giá mức độ thấm và an toàn. Kết quả của đề tài sẽ đ−ợc chuyển giao cho họ nh− là một công cụ trong điều tra an toàn các đập chứa n−ớc. Ngoài ra, kỹ thuật ĐVTN còn có thể đ−ợc áp dụng cho các hồ thuỷ điện lớn nh− Hoà Bình, Sơn La trong việc đánh giá mức độ an toàn của đập cũng nh− đánh giá mức độ mất n−ớc của hồ. Đề tài do các cán bộ của Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân (VKHKTHN) thực hiện với sự tham gia của Cục Thuỷ lợi, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (tạo điều kiện tham khảo tài liệu, thiết kế nghiên cứu) và Công Ty Khai Thác Công Trình Thuỷ lợi Phù Sa- Đồng Mô (tham gia thu thập tài liệu, thiết kế các vị trí nghiên cứu, lấy mẫu và xử lý đánh giá mức độ an toàn của đập Đồng Mô). Đề tài đ−ợc hực hiện trong hai năm 2005 - 2006, với nguồn kinh phí là 250 triệu đồng do Bộ Khoa học và Công nghệ cấp từ Ngân sách Sự nghiệp Khoa học. Nội dung nghiên cứu chính của đề tài là thu thập các mẫu n−ớc, phân tích các tỉ số đồng vị bền 18O/16O , 2H(D)/1H, phân tích 3H(T) và thành phần hóa của các mẫu n−ớc, qua đó đánh giá tốc độ thấm và mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc thấm ở các vai đập, các mạch sủi ở sau thân đập phụ A của hồ Đông Mô. Báo cáo tổng kết đề tài gồm 5 Ch−ơng và 3 Phụ lục. Các phần chính của báo cáo bao gồm các ch−ơng: I - Mở đầu, II - Tổng quan tài liệu, III - Ph−ơng pháp nghiên cứu, IV - Kết quả và Thảo luận, và V - Kết luận và Kiến nghị. 10 II. Tổng quan tài liệu 2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới. Các hồ chứa n−ớc đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân nh− cung cấp n−ớc ngọt, t−ới, chống lũ và sản xuất điện. Vận hành và khai thác an toàn các hồ này đòi hỏi phải có sự theo dõi và xử lý các nguyên nhân dẫn đến mất an toàn đập (Floegl, 1999). Hàng năm, một phần kinh phí không nhỏ đ−ợc chi ra để giải quyết ba vấn đề sau: 1. N−ớc từ hồ thấm d−ới và xung quanh đập 2. N−ớc từ hồ thấm qua đập 3. Bồi lắng lòng hồ làm giảm khả năng tích n−ớc Các nghiên cứu cho thấy trung bình hàng năm ng−ời ta phải chi nhiều triệu USD để giải quyết vấn đề thấm qua đập chứa. Vai trò của các kỹ thuật tiên tiến, trong đó có kỹ thuật hạt nhân (KTHN) trong quản lý đập là đ−a ra các thông tin bổ ích giúp các nhà quản lý đập và hồ chứa trong định h−ớng bảo vệ an toàn đập một cách tối −u. Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân hạn chế của ứng dụng KTHN trong quản lý và khai thác các hồ chứa là việc thiếu thông tin và hiểu biết về KTHN và khả năng của chúng. Ước tính chỉ có 5% các nhà quản lý đập biết đến KTHN (Floegl, 1999). T−ơng tự nh− vậy, các nhà nghiên cứu về KTHN cũng không hiểu rõ các vấn đề mà kỹ s− thủy lợi quan tâm. Kỹ thuật đồng vị (phóng xạ và đồng vị bền) có thể giúp ích rất nhiều. Các số liệu về mối liên hệ giữa n−ớc hồ với n−ớc trong các mạch n−ớc thấm, các mạch sủi và n−ớc ngầm ở khu vực xung quanh hồ có thể góp phần đánh giá mức độ và tốc độ thấm của n−ớc hồ qua thân đập (Zuber, 1983). Các ph−ơng pháp đánh dấu đồng vị (phóng xạ và tự nhiên) đ đ−ợc áp dụng rộng ri ở nhiều n−ớc trên thế giới để đánh giá nguồn gốc và l−u l−ợng thấm, qua đó 11 đánh giá đ−ợc mức độ an toàn của các đập chứa n−ớc (Maloszewski và nnk, 1992; Kendall và McDonnell (Eds.), 1998, v.v.). Các ph−ơng pháp thủy văn đồng vị (TVĐV) có thể trợ giúp trong việc lựa chọn và khảo sát địa điểm, nghiên cứu l−u vực, thiết kế hồ chứa và đập, xây dựng đập, nghiên cứu thấm và bồi lắng lòng hồ. Tổng hợp ứng dụng TVĐV đ−ợc đ−a ra trong Bảng 2.1. Bảng 2.1. Thủy văn đồng vị trong quản lý an toàn đập (Floegl, 1999). Giai đoạn Các ứng dụng Kỹ thuật sử dụng Khảo sát thiết kế Xây dựng Vận hành 1. Thông tin ban đầu về địa chất thủy văn EI, Ch C,v C,v 2. Nguồn gốc n−ớc trong các sông và n−ớc ngầm d−ới đập EI, Ch C,v C,v 3. Kiểm soát địa chấn. Rn C,l C,l C,l 4. Kiểm soát thấm EI, AT C,v 5. Nguồn gốc thấm (từ hồ hay không) EI P,v P,v 6. Xác định đầu vào nguồn thấm AT, RI C,v C,v 7. Đánh dấu nguồn đầu vào RI P,v P,v 8. Đ−ờng thấm trong thân đập AT, RI C,v C,v 9. Chế độ n−ớc ngầm xung quanh hồ EI, AT, RI C,v C,v 10. Xác định mật độ vùng khoan phụt sửa chữa đập NP P,l P,l 11. Xác định tốc độ bồi lắng Cs, Pb P,v 12. Xác định mật độ sa bồi NP C,v C,v 13. Kiểm soát mật độ NP P,l 14. Xác định dòng sa bồi NP P,l 15. Nghiên cứu xói mòn, bồi lắng l−u vực lòng hồ Cs, Pb, INAA P,l P,l P,l Chú giải: Kỹ thuật : EI = Đồng vị tự nhiên (18O, 2H (Deteri), 3H (Triti), 13C) AT = Các chất đánh dấu Ch = Hóa học Rn = Radon-222 thoát ra từ đất đá RI = Đồng vị phóng xạ Cs = Xezi-137 (rơi lắng) Pb = Chì-210 (tự nhiên, không liên kết) 12 NP = Đầu dò hạt nhân INNA = Instrumental Neutron Activation Analysis (phân tích kích hoạt nơtron) và các kỹ thuật phân tích khác So sánh vai tròquan trọng: P = Chính C = Phụ Độ tin cậy: v = Đ đ−ợc kiểm chứng l = Có thể Hiện nay trên thế giới có hơn 60 phòng thí nghiệm chuyên dùng các ph−ơng pháp đánh dấu đồng vị để nghiên cứu các mối liên hệ giữa n−ớc mặt (sông, hồ) với n−ớc ngầm, n−ớc thấm, sủi (Trang web của IAEA). Theo thống kê của IAEA, hàng trăm đập chứa n−ớc đ đ−ợc đánh giá mức độ an toàn thông qua các ứng dụng của ph−ơng pháp đồng vị. 2.2. Tình hình nghiên cứu trong n−ớc. Việt nam có khoảng 3500 hồ chứa n−ớc, trong đó có khoảng trên 600 hồ chứa n−ớc lớn với dung tích hơn 10 triệu khối n−ớc. Rất nhiều đập, đặc biệt là các đập thuỷ lợi bị dò rỉ và thấm do đ−ợc thiết kế và xây dựng đ lâu. Lê Văn Khôi và nnk, Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh đ sử dụng kỹ thuật đánh dấu đồng vị phóng xạ (131I) để nghiên cứu tốc độ thấm thành công tại các đập thuỷ điện Yaly (1992) và Hoà Bình (1994). Năm 1996, PGS.TS Hoàng Đắc Lực đ sử dụng thành công ph−ơng pháp đánh dấu bằng đồng vị bền (52Cr) để nghiên cứu tốc độ thấm tại đập Hoà Bình. Cả hai ph−ơng pháp (đánh dấu đồng vị phóng xạ và đồng vị bền) đều đ−ợc thực hiện bằng cách thả các chất đánh dấu và quan trắc tại các pizometer đ−ợc thiết kế trên các thân đập. Các kết quả đánh giá tốc độ thấm đ−ợc so sánh với số liệu thiết kế qua đó đánh giá đ−ợc mức độ an toàn của đập. Việc sử dụng các ĐVTN (các tỉ số đồng vị 18O/16O , 2H(D)/1H và 3H (T)) nh− những chất đánh dấu mới chỉ bắt đầu đ−ợc sử dụng tại Việt Nam để đánh giá 13 tuổi và nguồn gốc n−ớc ngầm ở một số khu vực của đồng bằng sông Hồng (đề tài cấp bộ của PGS.TS Hoàng Đắc Lực: 2000-2001; các đề tài cấp Bộ của Trịnh Văn Giáp, 2004 và 2006). Các ứng dụng trên đập còn ch−a đ−ợc triển khai do khó khăn về phân tích mẫu, các mẫu n−ớc thu thập đ−ợc đều phải gửi đi phân tích tại các phòng thí nghiệm của IAEA ở n−ớc ngoài. Trong quá trình thực hiện dự án RAS/8/093 (2001-2003), IAEA đ hỗ trợ một số thiết bị máy móc, tài liệu, và cử chuyên gia h−ớng dẫn sử dụng kỹ thuật đồng vị để đánh giá mức độ an toàn của các đập chứa n−ớc. Sau một đợt lấy mẫu b−ớc đầu đ−a ra đ−ợc một số kết quả về mối liên hệ giữa n−ớc hồ và n−ớc tại các mạch sủi ở chân đập phụ A Đồng Mô. Tuy nhiên, do các mẫu n−ớc đều phải gửi đi phân tích tại các phòng thí nghiệm của IAEA ở n−ớc ngoài nên kết quả đạt đ−ợc còn bị hạn chế về nhiều mặt. Hiện nay, phòng thí nghiệm Thuỷ văn đồng vị tại Viện Khoa học và Kỹ thuật Hạt nhân đ đ−ợc trang bị các hệ máy hiện đại có thể đáp ứng nhu cầu phân tích các ĐVTN. Đây là điều kiện rất quan trọng để thực hiện tốt đề tài này. 2.3. Cơ sở lý thuyết kỹ thuật đồng vị tự nhiên Các đồng vị bền Các đồng vị bền có nhiều nhất trong tự nhiên là H, C, N, O và S. Các đồng vị bền chính đ−ợc ứng dụng trong nghiên cứu địa chất thủy văn đ−ợc đ−a ra trong Bảng 2.2. Các đồng vị bền tự nhiên đ−ợc đo bằng tỉ số của hai đồng vị có nhiều nhất. Ví dụ, đối với ôxy, là tỉ số của 18O (chiếm 0,204%) với 16O (chiếm 99.796%). Nh− vậy tỉ số 18O/16O là khoảng 0.00204. 14 Bảng 2.2. Các đồng vị bền trong nghiên cứu địa chất thủy văn (Zuber, 1983) Đồng vị Tỉ số Thành phần trong tự nhiên (%) Mẫu chuẩn (tỉ số) Các pha đo 2H 2H/1H 0.015 VSMOW (1.5575 x 10–4) H2O, CH2O, CH4, H2, OH– khoáng 3He 3He/4He 0.000138 He không khí (1.3 x 10–6) He trong n−ớc hoặc khí 6Li 6Li/7Li 7.5 L-SVEC (8.32 x 10–2) N−ớc biển, đất đá 11B 11B/10B 80.1 NBS 951 (4.04362) N−ớc biển, đất sét, borat, đất đá 13C 13C/12