Nghiên cứu quy luật vận động của nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 165 NGHIÊN CỨU QUY LUẬT VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC NGẦM KHU VỰC ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN PHÍA ĐÔNG NAM TỈNH QUẢNG TRỊ Nguyễn Đình Tiến Khoa Địa lý – Địa chất, Trường Đại học Khoa học - Đại học Huế Email: dinhtien59@yahoo.com.vn TÓM TẮT Trên cơ sở đo đạc mực nước ngầm tại 325 giếng và 426 điểm lộ nước ngầm dọc các sông vùng đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị, chúng tôi đã thành lập được bản đồ thuỷ đẳng cao khu vực nghiên cứu. Thông qua bản đồ thuỷ đẳng cao đã phân tích quy luật vận động và yếu tố thuỷ động lực của dòng ngầm như sau: Tại khu vực bề mặt nước ngầm tương đối thoải, độ dốc trung bình biến đổi từ 0,1 - 1,43 0/00. Hướng vận động chủ yếu của nước ngầm vùng dọc bờ biển là từ lục địa ra phía biển. Nằm sâu trong nội địa, hướng vận động chủ yếu của nước ngầm là về phía các sông. Từ khoá: Mặt nước ngầm, thuỷ đẳng cao, vận động của nước ngầm. 1. MỞ ĐẦU Khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị được giới hạn từ sông Thạch Hãn đến ranh giới tỉnh Thừa Thiên Huế, với diện tích 421,29 km2, thuộc địa phận vùng đồng bằng ven biển của huyện Hải Lăng, Triệu Phong và một phần thị xã Quảng Trị, có địa hình tương đối bằng phẳng, với độ cao tuyệt đối từ 3 – 7m. Tầng nước ngầm trong khu vực phân bố lộ ra trên bề mặt toàn bộ diện tích nghiên cứu và được thành tạo bởi các trầm tích có nguồn gốc sông, sông - biển, biển và biển - gió, tuổi Holocen và Pleistocen, với thành phần thạch học chủ yếu là cuội, sỏi, cát, bột, sét lẫn cát, vật chất hữu cơ. Trong đó, các trầm tích Holocen phân bố lộ ra hầu hết diện tích nghiên cứu, còn tầng chứa nước Pleistocen chỉ lộ ra khoảng 15,75 km2 (phân bố rải rác dọc theo rìa phía Tây khu vực nghiên cứu, từ xã Hải Lệ, TX. Quảng Trị đến xã Hải Chánh, huyện Hải Lăng). Tổng chiều dày chung của tầng nước ngầm trung bình 20 m, mức độ chứa nước thuộc loại trung bình và không đồng nhất theo diện. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa thấm trực tiếp trên diện phân bố. Nguồn thoát chủ yếu là bốc hơi trên diện phận bố các khu vực mực nước ngầm nông, thoát ra mạng lưới sông suối và biển. Nước dưới đất và nước mặt có quan hệ với nhau tương đối chặt chẽ, nên tại vị trí tiếp xúc giữa nước sông, biển với mặt đất là nơi xuất lộ của nước ngầm (hình 1) [2]. Nghiên cứu quy luật vận động của nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị 166 2. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ THUỶ ĐẲNG CAO MỰC NƯỚC NGẦM Bản đồ thuỷ đẳng cao mực nước ngầm được xây dựng dựa trên cơ sở bản đồ địa hình, kết quả đo độ sâu mực nước ngầm các giếng trong khu vực, cao trình vị trí tiếp xúc giữa nước sông, nước biển với mặt đất và phần mềm nội suy surfer 11. Hình 1. Bản đồ địa chất thủy văn khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị Để xây dựng bản đồ thuỷ đẳng cao nước ngầm chúng tôi sử dụng các tài liệu và nội suy như sau: TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 167 2.1. Bản đồ địa hình Bản đồ địa hình được sử dụng để xác định cao trình mực nước ngầm tại các giếng. Do tại khu vực hiện chỉ có bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000, nên để có cao trình các giếng tương đối chính xác chúng tôi sử dụng các giá trị của bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 và nội suy theo phần mềm surfer 11 thành bản đồ đẳng cao địa hình, với khoảng cao đều 1 m (tương ứng bản đồ địa hình 1:1.000) (hình 2). Trong đó phần mềm Surfer 11 là phần mềm chạy trong môi trường Windows, là phần mềm dung để tính và và vẽ các đường đồng giá trị (đường đồng mức của địa hình, đường đẳng độ cao mực nước, đường đẳng độ sâu mực nước,), chúng thể hiện ở dạng mặt phẳng hoặc không gian 3 chiều. Surfer có thể xuất ra các dạng Autocad, Shapefile, từ đó chúng ta có thể chuyển về Mapinfo để tạo lập các loại bản đồ [5]. Hình 2. Bản đồ đẳng cao địa hình khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị Nghiên cứu quy luật vận động của nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị 168 2.2. Xác định chiều sâu mực nước ngầm tại các giếng Để có cơ sở nội suy thành lập bản đồ thuỷ đẳng cao mực nước ngầm chúng tôi đã đo đạt chiều sâu mực nước ngầm tại 325 giếng và 426 điểm tại vị trí tiếp xúc giữa nước sông, biển với mặt đất (điểm lộ nước ngầm dọc các sông, biển) ở khu vực nghiên cứu. (hình 3). Hình 3. Bản đồ điểm khảo sát nước dưới đất khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị 2.3. Xác định cao trình mực nước ngầm tại các giếng Cao trình mực nước ngầm là hiệu số giữa cao trình mặt đất tại giếng với chiều sâu mực nước ngầm tại giếng đó. Riêng khu vực dọc mạng lưới sông suối và biển do nước dưới đất và TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 169 nước mặt có quan hệ với nhau tương đối chặt chẽ nên cao trình tại vị trí tiếp xúc giữa nước sông, biển với mặt đất (điểm lộ nước ngầm) cũng là cao trình mực nước ngầm. 2.4. Thành lập bản đồ thuỷ đẳng cao nước ngầm Trên cơ sở cao trình của 751 điểm (cao trình 325 điểm mực nước giếng và cao trình 426 điểm mực nước ngầm dọc các sông, biển) và phần mềm surfer 11 đã nội suy được bản đồ thuỷ đẳng cao khu vực đồng bằng vên biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị (hình 4). Từ bản đồ thuỷ đẳng cao có thể nhận xét về quy luật vận động của nước ngầm tại khu vực. Hình 4. Bản đồ thủy đẳng cao nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị Nghiên cứu quy luật vận động của nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị 170 3. QUY LUẬT VẬN ĐỘNG CỦA NƯỚC NGẦM 3.1. Phương pháp nghiên cứu Bản đồ thuỷ đẳng cao không chỉ cho biết hình dáng mặt nước ngầm mà còn có ý nghĩa thực tiễn lớn vì nó cho biết [1]: - Hướng của dòng ngầm được xác định theo phương vuông góc với đường thuỷ đẳng cao và theo chiều từ nơi có đường thuỷ đẳng cao cao đến nơi có đường thuỷ đẳng cao thấp. - Độ dốc của mặt nước ngầm (Itb) được xác định bằng hiệu độ cao mực nước ngầm của hai điểm nằm trên hướng dòng ngầm (H1 - H2) chia cho khoảng cách giữa hai điểm đó (x): 1 2 tb H H H I x x       H1, H2 : Độ cao mực nước ngầm tại 2 điểm 1 và 2. x: Khoảng cách giữa 2 điểm 1 và 2. - Sự thay đổi tính thấm nước K của đất đá chứa nước ngầm cũng làm thay đổi hình dáng mặt nước ngầm. Nước ngầm trong tầng đất đá đồng nhất về tính thấm K sẽ có bề mặt với độ dốc đồng đều hơn, còn nếu tính thấm K của đất đá thay đổi từ đoạn có tính thấm mạnh sang đoạn thấm yếu thì mặt nước ngầm sẽ thay đổi từ thoải sang dốc và ngược lại. Bởi vì tính thấm nước của đất đá K phụ thuộc vào kích thước lỗ hổng, khi đất đá có tính thấm lớn sự ma sát của nước với lỗ hổng nhỏ dẫn đến tổn thất áp lực ít nên bề mặt nước ngầm thoải, ngược lại khi đất đá có tính thấm bé sự ma sát của nước với lỗ hổng rất lớn dẫn đến tổn thất áp lực nhiều nên bề mặt nước ngầm dốc. 3.2. Quy luật vận động của nước ngầm Từ bản đồ thuỷ đẳng cao (hình 4) cho ta những nhận xét về quy luật vận động của nước ngầm của khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quản Trị trong điều kiện hiện tại như sau: - Bề mặt nước ngầm toàn khu vực nghiên cứu tương đối thoải, với độ dốc mực nước từ 0,1 - 1,43 0 /00. Trong đó vùng có mặt nước ngầm thoải phân bố thành dải kéo dài song song với bờ biển từ xã Triệu Trạch huyện Triệu Phong đến xã Hải Dương huyện Hải Lăng và khu vực xã Hải Xuân, Hải Hoà huyện Hải Lăng, với độ dốc mực nước từ 0,1 - 0,2 0/00. Các khu vực còn lại mặt nước ngầm tương đối dốc, với độ dốc mực nước ngầm từ 1 - 1,43 0/00. - Hướng vận động chủ yếu của nước ngầm vùng dọc bờ biển là về phía biển, vùng nội địa là về phía các sông. Điều đó cho thấy tại khu vực quá trình phân tán chất nhiễm bẩn, nhiễm mặn trong nước ngầm ra xung quanh là khá chậm, ngược lại quá trình đẩy mặn cũng sẽ gặp khó khăn khi nguồn nước ngầm bị xâm nhập mặn. TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, Trường Đại học Khoa học – ĐH Huế Tập 7, Số 1 (2017) 171 - Tại các khu vực độ dốc mực nước ngầm thoải hay đường đồng mức thưa (dải từ xã Triệu Trạch đến xã Hải Dương và khu vực xã Hải Xuân, Hải Hoà) đất đá có tính chất thấm nước lớn, ngược lại các khu vực khác đường đồng mức dày tính chất thấm nước của đất đá bé. - Dọc theo sông Thạch Hãn ở khu vực xã Triệu Phước huyện Triệu Phong cao trình mực nước ngầm rất thấp, gần bằng với cao trình mực nước của sông Thạch Hãn, nên trong mùa ít mưa nước sông Thạch Hãn bị nhiễm mặn có thể đã phần nào gây nhiễm mặn toàn khu vực xã Triệu Phước, Cụ thể theo tài liệu đo nước mặt 6/2015 dọc sông Thạch Hãn [3] từ Cửa Việt đến đập Trấm nước bị nhiễm mặn với độ mặn tại cửa Việt 32,8 0/00 và tại đập Trấm 2,97 0 /00 và chúng tôi đo độ mặn các giếng khu vực xã Triệu Phước có độ mặn trung bình 1,5 0/00. Các khu vực còn lại hướng vận động của nước ngầm về phía biển và sông, nên trong điều kiện hiện tại chất lượng nước ngầm không chịu tác động lớn của các dòng mặt như nhiễm bẩn, nhiễm mặn. - Độ cao tuyệt đối của mực nước ngầm tại khu vực rất thấp (từ 0 - 1,80 m), nên điều kiện khai thác nước ngầm bị hạn chế rất lớn, nhất là các vùng ven biển và ven các sông có chất lượng nước không đảo bảo, vì khi khai thác mực nước ngầm sẽ hạ thấp hơn mực nước biển và mực nước các sông nên xảy ra sự xâm nhập mặn rất nhanh. - Nguồn cung cấp cho nước ngầm chủ yếu là nước mưa, nhưng cao trình mực ngầm khá thấp với điều kiện biến đổi khí hậu dẫn đến quá trình khô hạn kéo dài mực nước ngầm hạ thấp (ngang bằng với nước biển) sẽ dẫn đến sự xâm nhập mặn từ nước biển vào nước ngầm đối với các vùng ven biển (dải kéo dài từ Triệu An đến Hải Khê). 4. KẾT LUẬN Qua nghiên cứu bản đồ thuỷ đẳng cao nước ngầm trong khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị cho thấy: - Bề mặt nước ngầm toàn khu vực nghiên cứu tương đối thoải, với độ dốc mực nước từ 0,1 - 1,43 0 /00. Trong đó vùng có mặt nước ngầm thoải phân bố thành dải kéo dài song song với bờ biển từ xã Triệu Trạch huyện Triệu Phong đến xã Hải Dương huyện Hải Lăng và khu vực xã Hải Xuân, Hải Hoà huyện Hải Lăng, với độ dốc mực nước từ 0,1 - 0,2 0/00. Các khu vực còn lại mặt nước ngầm tương đối dốc, với độ dốc mực nước ngầm từ 1 – 1,43 0/00. Hướng vận động chủ yếu của nước ngầm vùng dọc bờ biển là về phía biển, vùng nội địa là về phía các sông. - Tại các khu vực độ dốc mực nước ngầm thoải hay đường đồng mức thưa (dải từ xã Triệu Trạch đến xã Hải Dương và khu vực xã Hải Xuân, Hải Hoà) đất đá có tính chất thấm nước lớn, ngược lại các khu vực khác đường đồng mức dày tính chất thấm nước của đất đá bé. - Độ cao tuyệt đối của mực nước ngầm tại khu vực rất thấp (từ 0 - 1,80 m), nên điều kiện khai thác nước ngầm bị hạn chế rất lớn, nhất là các vùng ven biển và ven các sông có chất lượng nước không đảo bảo, vì khi khai thác mực nước ngầm sẽ hạ thấp hơn mực nước biển và mực nước các sông nên xảy ra sự xâm nhập mặn rất nhanh. Nghiên cứu quy luật vận động của nước ngầm khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị 172 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Vũ Ngọc Kỹ, Nguyễn Thượng Hùng, Tôn Sĩ Kinh, Nguyễn Kim Ngọc (2008). Địa chất thuỷ văn đại cương, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. [2]. Nguyễn Đình Tiến (2016). Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực đồng bằng ven biển phía Đông Nam tỉnh Quảng Trị, Đặc san khoa học và công nghệ tỉnh Quảng Trị, số 1, Tr 44 - 50. [3]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Quảng Trị (2015). Báo cáo tình hình xâm nhập mặn tháng 6 năm 2015. Quảng Trị. [4]. Uỷ ban nhân dân tỉnh Quảng Trị (2015). Báo cáo hiện trạng môi trường Quảng Trị giai đoạn 2011 – 2015. Quảng Trị. [5]. Surfer 11 Guide. STUDY RULE OF UNDERGROUND WATER ACTIVITY IN SOUTHEAST COASTAL PLAIN OF QUANG TRI Nguyen Dinh Tien Department of Geography and Geology, Hue University College of Sciences Email: dinhtien59@yahoo.com.vn ABSTRACT Based on measuring the groundwater levels at 325 wells and 426 expose points of groundwater along the rivers in southeast coastal plain of Quang Tri, we have set up isobath map in the study area. Through isobath map, we analyzed the activity rule and hydrodynamic elements of underground flow as follows: The groundwater surface area is quite sloping; average slope varies from 0.1 to 1.43 0 /00. The direction of movement of groundwater along coastal regions is from the mainland to the sea. Located inland, the movement direction of groundwater flows towards the rivers. Keywords: surface of groundwater, isobath, underground water activity.