Báo cáo tóm tắt KQNC mối quan hệ giữa nước sông và nước dưới đất, đề xuất hệ phương pháp xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất vùng ven sông hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC QUỐC GIA

LIÊN ĐOÀN QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC MIỀN BẮC

BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIN CễNG NGH
NGHIÊN CứU MốI QUAN Hệ GIữA NƯớC SÔNG Và NƯớC DƯớI ĐấT,
Đề XUấT Hệ PHƯƠNG PHáP XáC ĐịNH TRữ LƯợNG KHAI THáC
NƯớC DƯớI ĐấT VùNG VEN SÔNG HồNG Từ THị XÃ SƠN TÂY ĐếN
HƯNG YÊN
M S: TNMT.02.33

1


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRUNG TÂM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC QUỐC GIA

LIÊN ĐOÀN QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA TÀI NGUYÊN NƯỚC MIỀN BẮC
Tác giả: - PGS.TS. Nguyễn Văn Đản
- PGS.TS. Nguyễn Văn Hoàng
- ThS. Nguyễn Minh Lân
- ThS. Triệu Đức Huy
- ThS. Phạm Bá Quyền
- ThS. Đào Văn Dũng

BÁO CÁO TÓM TẮT KẾT QUẢ
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ
NGHI£N CøU MốI QUAN Hệ GIữA NƯớC SÔNG Và NƯớC DƯớI ĐấT,
Đề XUấT Hệ PHƯƠNG PHáP XáC ĐịNH TRữ LƯợNG KHAI THáC

NƯớC DƯớI ĐấT VùNG VEN SÔNG HồNG Từ THị XÃ SƠN TÂY ĐếN
HƯNG YÊN
(M S: TNMT.02.33)
C QUAN CH TRè
TRUNG TM QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA
TÀI NGUYÊN NƯỚC QUỐC GIA

CƠ QUAN THỰC HIỆN
LIÊN ĐOÀN QUY HOẠCH VÀ ĐIỀU TRA
TÀI NGUYÊN NƯỚC MIỀN BẮC

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

ThS. Nguyễn Minh Lân

2


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI....................5
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ..........................................................................................................5
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI........................................................................................6
1.3. CÁCH TIẾP CẬN....................................................................................................6
CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU................................................................................................................................... 9
2.1. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU...............................................................9
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................9
2.1.2. Địa điểm nghiên cứu..........................................................................................9
2.1.3. Thời gian nghiên cứu.........................................................................................9
2.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU....................................................................................9

2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................................................10
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..................................................................11
3.1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA NƯỚC
SƠNG VÀ NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ...................................11
3.1.1. Tình hình nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông với nước dưới đất
trên thế giới................................................................................................................11
3.1.2. Tình hình nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông với nước dưới đất
ở Việt Nam.................................................................................................................11
3.2. QUAN HỆ THỦY LỰC GIỮA NƯỚC SƠNG HỒNG VỚI NƯỚC DƯỚI ĐẤT
TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ TỪ THỊ XÃ SƠN TÂY ĐẾN HƯNG YÊN.................15
3.2.1. Đặc điểm hình thái, chế độ thủy văn sơng Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng
Yên............................................................................................................................ 15
3.2.1.1. Đặc điểm hình thái sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên..............15
3.2.1.2. Đặc điểm chế độ thủy văn sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên...16
3.2.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn đới ven sông từ thị xã Sơn Tây
đến Hưng Yên............................................................................................................19
3.2.2.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất.......................................................................19
3.2.2.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất thủy văn........................................................19
3.2.3. Kết quả nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước sơng Hồng với nước dưới đất
trong trầm tích đệ tứ từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên..............................................20
3.2.3.1. Kết quả nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn..........................20
3.2.3.2. Kết quả nghiên cứu quan hệ chất lượng nước sông và nước dưới đất......22
3.2.3.3. Kết quả nghiên cứu mẫu đồng vị nước sông Hồng và nước dưới đất.......23
3


3.2.3.4. Kết quả nghiên cứu quan trắc động thái nước dưới đất...........................26
3.2.3.5. Mơ hình dịng chảy xác định mối quan hệ thủy lực giữa sông Hồng với
nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ từ thị xã Sơn Tây đến Hưng n...................26
3.3. PHƯƠNG PHÁP, SƠ ĐỒ VÀ MƠ HÌNH PHÙ HỢP XÁC ĐỊNH TRỮ LƯỢNG

KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ ĐOẠN TỪ THỊ XÃ
SƠN TÂY ĐẾN HƯNG YÊN.......................................................................................32
3.3.1. Phương pháp xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ
đới ven sơng đoạn từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên.................................................32
3.3.1.1. Hệ phương pháp điều tra, đánh giá xác định trữ lượng khai thác nước
dưới đất trong trầm tích đệ tứ đới ven sơng...........................................................33
3.3.1.2. Hệ phương pháp tính tốn xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất
trong trầm tích đệ tứ đới ven sơng.........................................................................33
3.3.2. Sơ đồ và mơ hình xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất trong trầm tích
đệ tứ từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên......................................................................35
3.3.2.1. Cơ sở xây dựng sơ đồ và mơ hình xác định trữ lượng khai thác nước dưới
đất trong trầm tích đệ tứ........................................................................................35
3.3.2.2. Kết quả xây dựng mơ hình xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất
trong trầm tích đệ tứ từ thị xã Sơn Tây đến Hưng n...........................................36
3.4. MƠ HÌNH KHAI THÁC HIỆU QUẢ, BỀN VỮNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG
TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ VÙNG VEN SƠNG HỒNG.......................................................46
3.4.1. Cơ sở lựa chọn mơ hình khai thác hiệu quả, bền vững nước dưới đất trong trầm
tích đệ tứ vùng ven sơng Hồng..................................................................................46
3.4.2. Phương án khai thác hiệu quả, bền vững tài nguyên nước dưới đất đới ven sông
Hồng.......................................................................................................................... 48
3.4.3. Giải pháp, mô hình khai thác hiệu quả, bền vững tài nguyên nước dưới đất đới
ven sông Hồng...........................................................................................................55
3.4.3.1. Giải pháp quản lý.....................................................................................55
3.4.3.2. Giải pháp kỹ thuật khai thác.....................................................................56
3.4.3.3. Giải pháp cải tạo, bảo vệ đới ven sông để tăng cường khả năng cung cấp
thấm của nước sông cho nước dưới đất và bảo vệ chất lượng nguồn nước...........58
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.............................................................................................60
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO..............................................................................................63

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA
ĐỀ TÀI
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay các nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã xác định một số kiểu quan
hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất. Trong đó có một số nghiên cứu trong nước
đã đề cập đến mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất các đoạn riêng biệt từ
Sơn Tây, Đan Phượng đến Hưng Yên. Các nghiên cứu đã sơ bộ chỉ ra rằng vùng ven sơng
Hồng có 3 kiểu quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất, do vậy có các điều kiện
thuận lợi cho việc khai thác nước lớn. Khi khai thác trong vùng này, mực nước dưới đất
hạ thấp xuống dưới mực nước sông, nước mặt sẽ thấm xuyên qua các lớp đất đá bổ sung
cho cơng trình khai thác. Thực chất đó là một dạng bổ sung nhân tạo đơn giản, tiện lợi vì
một mặt lợi dụng được các nguồn nước trên mặt sẵn có mà khơng cần phải xây dựng các
bồn chứa nhân tạo chứa nước thấm, mặt khác các cơng trình khai thác thường cho lưu
lượng lớn với chất lượng tốt.
Tuy nhiên việc nghiên cứu mối quan hệ này còn rất mới mẻ không chỉ ở Việt nam và
ngay cả trên cả trên thế giới do thường gặp rất nhiều khó khăn cả về văn hóa, thực tiễn và
kĩ thuât. Về văn hóa, các nhà khoa học thuộc lĩnh vực địa chất thủy văn và lĩnh vực thủy
văn nước mặt thường hoạt động độc lập và và mới dừng lại tại các dự án, thăm dò điều tra
nước dưới đất trước đây. Về thực tiễn và kỹ thuật, nghiên cứu chủ đề này gặp khó khăn do
nước ngầm và nước mặt rất khác nhau về thời gian tương tác khi sự thay đổi của hệ thống.
Nước mặt thường có thời gian tương tác với biến động của hệ thống khoảng vài giờ đến
vài ngày trong khi nước ngầm thì từ hàng tuần đến hàng tháng. Sự khác biệt này đã dẫn
đến việc mơ hình mơ phỏng thường xây dựng cho từng hệ thống riêng biệt. Chỉ gần đây,
với sự tiến bộ của máy tính hiện đại đã mở ra cơ hội cho các nhà khoa học trên thế giới đã
bắt đầu nghiên cứu mô phỏng làm rõ mối liên hệ này.
Trong những năm gần đây, mặc dù đã có khá nhiều cơng trình nghiên cứu về quan
hệ thủy lực giữa nước sơng Hồng với nước dưới đất và đề xuất bố trí các cơng trình khai

thác nước dưới đất ven sơng, song nhìn chung các cơng trình nghiên cứu mang tính khu
vực, chỉ phục vụ tính tốn xây dựng các nhà máy nước lớn ven sông như Thượng Cát,
Cáo Đỉnh, Yên Phụ, Nam Dư, những vùng còn lại cả bờ bắc và bờ nam của sông Hồng từ
thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên chưa được nghiên cứu, đánh giá một cách chi tiết về mối
quan hệ thủy lực giữa nước sông với nước dưới đất và định hướng khai thác sử dụng nước
dưới đất trong đới ven sông.
Nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất là vấn đề rất quan
trọng trong địa chất thủy văn nhằm làm rõ điều kiện hình thành nước dưới đất, cung cấp
5


cơ sở khoa học cho việc tính tốn trữ lượng và bố trí cơng trình khai thác sử dụng hợp lý
tài nguyên và bảo vệ nước dưới đất. Theo các kết quả nghiên cứu trên thế giới cũng như ở
nước ta, giữa nước sơng và nước dưới đất có thể có quan hệ thủy lực và khơng có quan hệ
thủy lực. Quan hệ thủy lực có 3 trường hợp: sơng nhận sự cung cấp nước nước dưới đất,
sông cung cấp cho tầng chứa nước, và quan hệ tác động 2 chiều, tức là vừa cung cấp cho
nước dưới đất vừa có thể nhận sự cung cấp từ nước dưới đất tùy theo điều kiện thể từng
đoạn sông hoặc từng thời kỳ trong năm.
Đề tài khoa học công nghệ cấp Bộ: “Nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông và
nước dưới đất, đề xuất hệ phương pháp xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất vùng
ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên”, mã số: TNMT.02.33 thuộc chương
trình: “Nghiên cứu khoa học và cơng nghệ phục vụ quản lý, khai thác hiệu quả và bền
vững tài nguyên nước Quốc gia đáp ứng nhu cầu nước trong thời kỳ đẩy mạnh cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước giai đoạn 2010-2015” mã số: TNMT.02/10-15, được
mở ra thực hiện với các mục tiêu sau đây:
1.2. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI
- Xác định được các kiểu quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất đoạn từ thị
xã Sơn Tây đến Hưng Yên.
- Xây dựng được sơ đồ và đề xuất hệ phương pháp phù hợp để xác định trữ lượng
khai thác nước dưới đất vùng ven sông Hồng đoạn từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên.

1.3. CÁCH TIẾP CẬN
Hiện nay các nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã xác định có 4 kiểu quan hệ
thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất. Trong đó có một số nghiên cứu đã đề cập đến
mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất các đoạn riêng biệt từ Sơn Tây, Đan
Phượng đến Hưng Yên. Các nghiên cứu đã sơ bộ chỉ ra rằng vùng ven sơng Hồng có 3
kiểu quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất, do vậy có các điều kiện thuận lợi
cho việc khai thác nước lớn. Khi khai thác trong vùng này, mực nước dưới đất hạ thấp
xuống dưới mực nước sông, nước mặt sẽ thấm xuyên qua các lớp đất đá bổ sung đáng kể
cho công trình khai thác. Thực chất đó là một dạng bổ sung nhân tạo đơn giản, tiện lợi vì
một mặt lợi dụng được các nguồn nước trên mặt sẵn có mà không cần phải xây dựng các
bồn chứa nhân tạo chứa nước thấm, mặt khác các cơng trình khai thác thường cho lưu
lượng lớn với chất lượng tốt.
Tuy nhiên việc nghiên cứu mối quan hệ này thường gặp rất nhiều khó khăn cả về
thực tiễn và kĩ thuât. Khó khăn do nước ngầm và nước mặt rất khác nhau về thời gian
tương tác khi có sự thay đổi của hệ thống. Nước mặt thường có thời gian tương tác với
6


biến động của hệ thống khoảng vài giờ đến vài ngày trong khi nước ngầm thì từ hàng tuần
đến hàng tháng, năm, hay có khi khơng chịu sự tác động. Sự khác biệt này đã dẫn đến
việc mơ hình mơ phỏng thường xây dựng cho từng hệ thống riêng biệt. Chỉ gần đây, với
sự tiến bộ của máy tính hiện đại đã mở ra cơ hội cho các nhà khoa học trên thế giới để
nghiên cứu mô phỏng làm rõ mối liên hệ này.
Trong những năm gần đây, khi Hà Nội mở rộng, tốc độ đơ thị hố nhanh, dân cư
ngày càng đơng đúc, các nhà máy, xí nghiệp, khu cơng nghiệp được xây mới nhiều thì
nhu cầu dùng nước cũng vì thế tăng lên nhanh chóng. Theo một số tính tốn mới đây của
các nhà khoa học thì Hà Nội sẽ trở thành một siêu đô thị với lượng dân lên tới 9,2 triệu
dân vào năm 2030. Thử làm một phép tính đơn giản cứ mỗi người trong một ngày sử
dụng 200 lít nước thì lượng nước cần để cấp đến năm 2030 sẽ là gần 2 triệu m 3/ngày. Đây
mới chỉ là lượng nước cấp cho sinh hoạt, chưa tính cho phát triển các ngành nghề hoặc

cơng nghiệp, dịch vụ phụ trợ...
Hiện nay, nước cung cấp cho Hà Nội gồm khoảng 800.000m 3/ng nước được khai
thác từ nước dưới đất tại các nhà máy lớn (không kể khai thác đơn lẻ, khai thác khu vực
nông thôn) và khoảng 200.000m3/ngày lấy từ nước sông Đà. Vấn đề đặt ra và cần phải
nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất, xác định được các kiểu
quan hệ và mặt cắt điển hình từ đó xây dựng sơ đồ khai thác hợp lý để xác định khả năng
đáp ứng của nước dưới đất. Theo cách tiếp cận này thì việc xác định trữ lượng khai thác
nước dưới đất dọc theo đoạn sông Hồng chảy từ Sơn Tây đến Hưng Yên có ý nghĩa rất
quan trọng. Quan trọng cho việc định hướng chiến lược khai thác tài nguyên nước cung
cấp cho Thành phố Hà Nội và các đô thị vệ tinh; quan trọng trong việc phục vụ công tác
kiểm kê, quản lý tài nguyên nước lưu vực sông đoạn chảy qua Hà Nội cũng như hỗ trợ
công tác cấp phép, khai thác hợp lý và hiệu quả tài nguyên nước dưới đất của thủ đô Hà
Nội trong tương lai.
Để giải quyết các vấn đề trên, trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã sử
dụng các phương thức tiếp cận từ truyền thống đến hiện đại bao gồm:
- Phương pháp tiếp cận tổng hợp: Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm và điều kiện
áp dụng của các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về quan hệ thủy lực giữa nước
sông và nước dưới đất từ đó lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp có xem xét đến
điều kiện áp dụng ở vùng ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên.
- Tiếp cận điều kiện khai thác sử dụng bền vững tài nguyên nước dưới đất: Là cách
tiếp cận có xem xét đến khả năng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đát vùng thủ
đô Hà Nội và các vùng lân cận khu vực nghiên cứu.

7


- Tiếp cận công nghệ mới: áp dụng tổ hợp các công cụ hiện đại để giải quyết các vấn
đề đặt ra như phương pháp mơ hình tốn kết hợp áp dụng 2 mơ hình nước mặt và nước
dưới đất đang được áp dụng phổ biến hiện nay là Mike 11 và Visual Modflow.

8


CHƯƠNG 2: PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
1.4. PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nước sơng Hồng và nước dưới đất trong trầm tích
đệ tứ. Các cấu trúc địa chất - địa chất thủy văn đới ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến
Hưng Yên, cụ thể:
- Nghiên cứu kết quả đo mặt cắt sơng Hồng để xác định cấu trúc, hình thái Sơng
Hồng và mối quan hệ với cấu trúc địa chất;
- Tính thấm của đất đá khu vực ven sông để xác định khả năng cung cấp thấm của
nước sông cho nước dưới đất;
- Các mặt cắt địa chất, địa chất thủy văn khu vực ven sông Hồng; trường địa vật lý
của đất đá đệ tứ khu vực ven sông Hồng.
- Chất lượng nước, các chất đồng vị sông Hồng và nước dưới đất; mực nước sông và
nước dưới đất khu vực ven sông Hồng.
1.4.2. Địa điểm nghiên cứu
Địa điểm nghiên cứu của đề tài là khu vực ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến
Hưng Yên.
1.4.3. Thời gian nghiên cứu
Thời gian nghiên cứu của đề tài là 26 tháng, từ tháng 7 năm 2012 đến tháng 9 năm
2014 bao gồm thời gian thi công thực địa, viết báo cáo thuyết minh tổng hợp, các báo cáo
chuyên đề và giao nộp sản phẩm sau khi đã tổ chức báo cáo kết quả thực hiện đề tài ở cấp
cơ sở và cấp quản lý.
1.5. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài bao gồm những nội dung sau:
- Nghiên cứu tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về mối
quan hệ giữa nước sông và nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ, các phương pháp để đánh

giá, quy hoạch khai thác sử dụng hiệu quả TNNDĐ trong đới thấm lọc ven sông;
- Khảo sát, đo đạc, khoan nghiên cứu địa chất thủy văn, địa vật lý, thí nghiệm thấm
và quan trắc động thái mực nước;

9


- Nghiên cứu xác định các đới, mặt cắt điển hình về các kiểu quan hệ thủy lực giữa
nước sơng Hồng với nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ đoạn từ thị xã Sơn Tây đến Hưng
Yên;
- Xây dựng sơ đồ, phương pháp và mơ hình phù hợp để xác định trữ lượng khai thác
nước dưới đất nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ đoạn từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên;
- Xác định các khu vực thuận lợi và đề xuất mơ hình khai thác hiệu quả, bền vững
nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ vùng ven sông Hồng phục vụ phát triển kinh tế xã hội
vùng Thủ đô.
Để thực hiện các nội dung nghiên cứu trên, đề tài đã tiến hành khảo sát địa vật lý để
nghiên cứu điều kiện, cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn trên một số mặt cắt điển hình
khu vực ven sơng Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên; khoan khảo sát địa chất thủy
văn tại 6 vị trí để nghiên cứu điều kiện, cấu trúc địa chất thủy văn; tiến hành các thí
nghiệm thấm seepage dọc 2 bên bờ sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên; lấy mẫu
đất và mẫu nước dưới đất; quan trắc động thái nước dưới đất; xây dựng tổ hợp mơ hình
Mike 11 và Visual Modflow để xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất đới ven sông.
1.6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để triển khai các nội dung nghiên cứu của đề tài, các phương pháp nghiên cứu chủ
yếu bao gồm:
- Phương pháp kế thừa, thu thập tài liệu, xử lý thống kê các số liệu điều tra
- Phương pháp GIS, viễn thám
- Phương pháp lộ trình khảo sát thực địa
- Phương pháp địa vật lý
- Phương pháp khoan nghiên cứu địa chất thủy văn

- Phương pháp thí nghiệm ngồi trời
- Phương pháp lấy và phân tích mẫu đất, mẫu nước
- Phương pháp mơ hình
- Phương pháp chun gia

10


CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
1.7. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ
GIỮA NƯỚC SƠNG VÀ NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ
1.7.1. Tình hình nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông với nước
dưới đất trên thế giới
Việc nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sơng với nước dưới đất cịn rất mới
mẻ không chỉ ở Việt nam và ngay cả trên cả trên thế giới do thường gặp rất nhiều khó
khăn cả về văn hóa, thực tiễn và kĩ thuật. Bằng nghiên cứu cho rất nhiều vùng khác nhau
ở USA, Cục khảo sát địa chất Mỹ (USGS, 2008) đã khẳng định sông tương tác với nước
ngầm ở tất cả các điều kiện địa lý khác nhau và thường ở 3 dạng chủ yếu: sông nhận nước
từ tầng chứa nước; sông cung cấp nước cho tầng chứa nước; và tác động qua lại 2 chiều
tùy theo điều kiện từng đoạn sông hoặc từng thời kỳ trong năm. Cũng theo nghiên cứu
của USGS, nước ngầm là nguồn cung cấp cho dòng chảy cơ bản trong sơng (dịng chảy
mùa kiệt) ở hầu hết các vùng với các điều kiện địa lý tự nhiên, khí hậu khác nhau.
Các nghiên cứu về chủ đề này cũng chủ yếu mới được thực hiện ở các nước có nền
khoa học kỹ thuật phát triển như Mỹ (Scanlon và nnk, 2005; USGS, 2008; Schmadel,
2009), Trung Quốc (ZhenHua và nnk, 2011), Argentina (Rodrıguez và nnk, 2006)…).
Rodriguez và đồng nghiệp, 2006 đã sử dụng mơ hình Modflow cùng modul sơng của nó
để mơ phỏng mối tương tác giữa sơng và tầng chứa nước ở đảo Choele Choel, vùng
Patagonia, Argentina. Nghiên cứu đã làm sáng tỏ nguyên nhân dẫn đến việc nước ngầm
dâng lên là chủ yếu do quản lý hệ thống tưới chưa thực sự hiệu quả dẫn đến tổn thất thấm
lớn và bổ cập cho nước ngầm.

1.7.2. Tình hình nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông với nước
dưới đất ở Việt Nam
Nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông và nước dưới đất được tiến hành
từ thế kỷ trước, thể hiện qua việc thăm dị và lựa chọn vị trí bố trí cơng trình khai thác
nước dưới đất khu vực ven sông như nhà máy nước Yên Phụ (1895), Đồn Thủy (1931),
Bạch Mai (1936), Ngọc Hà (1939), Ngô Sĩ Liên (1944), Gia Lâm - Hà Nội (1953), mà
lượng nước cuốn theo từ sông và các khối nước mặt không nhỏ, và phụ thuộc vào khoảng
cách và đặc tính thủy lực của các lớp trầm tích lịng dịng chảy mặt hoặc ao hồ...
Trong cơng tác điều tra khảo sát lập bản đồ ĐCTV trên địa bàn đồng bằng bắc bộ
đều cho rằng nước tầng chứa nước khơng áp trên cùng đều có quan hệ thủy lực chặt chẽ
với nước mặt là sông, ao hồ đầm, sức cản thủy lực phụ thuộc vào các thông số của tầng
chứa nước chính (hệ số dẫn nước, chiều dày và hệ số thấm của lớp trầm tích đáy lịng
11


sông, ao, hồ, đầm…) và thể hiện qua hệ số thấm xuyên. Tương tự như vậy, đối với các
tầng chứa nước có áp bên dưới cũng được cho là có quan hệ thủy lực với nước mặt và thể
hiện qua hệ số thấm xuyên (nhưng là thông số phụ thuộc không những vào chiều dày và
hệ số thấm của lớp trầm tích bùn đáy lịng sơng ao hồ và hệ số dẫn nước của tầng đang
nghiên cứu, mà còn vào chiều dày và hệ số thấm của các lớp thấm tốt và thấm yếu bên
trên chúng).
Trong thăm dị tính tốn trữ lượng khai thác có nhiều tác giả như Trần Minh và Lê
Huy Hoàng (1982), Nguyễn Hữu Căn (1982), Đào Duy Nhiên (1983), Lê Huy Hoàng và
Nguyễn Văn Túc (1987), Nguyễn Kim Cương (1988, 1989, 1995) Trần Minh và
Nguyễn Thị Tâm (1993, 1995, 1996), Đặng Hữu Ơn (1991), Phạm Quý Nhân (2000),
Tống Ngọc Thanh (1999-2000) và nhiều người khác đều tập chung khơng ít cơng sức vào
nghiên cứu đánh giá quan hệ thủy lực giữa nước sông Hồng và tầng chứa nước được khai
thác chính ở Hà Nội là tầng Pleisticene.
Nguyễn Văn Đản (2010) dựa vào quan hệ thủy lực giữa nước sơng Hồng và tầng
chứa nước Pleistocene đã tính tốn được lượng nước thấm từ sơng Hồng vào các cơng

trình khai thác ở phía Bắc Hà Nội, sơng Đuống, Gia Lâm, phía Nam sơng Hồng như trong
bảng sau và cho thấy lượng nước do sông Hồng cung cấp chiếm từ khoảng 85% trở lên.
Quan hệ giữa NM và NDĐ khu vực Hà Nội cũng được nghiên cứu và ứng dụng
trong lĩnh vực địa kỹ thuật, đặc biệt là ổn định thân và nền đê sông Hồng khu vực Hà Nội.
Nguyễn Văn Hoàng và Nguyễn Quốc Thành (2007) trong nghiên cứu của mình cho thấy
nước sơng Hồng khu vực Vân Cốc - Đan Phương - Hà Nội tầng Holocene có quan hệ thủy
lực chặt chẽ với nước sông Hồng theo tài liệu quan trắc và đã đánh giá khả năng xói
ngầm, đầy nổi lớp đất sét phủ là một trong các nguyên nhân dẫn đến phá hủy đê Vân Cố
năm 1987 và các sự cố thân đê và nền đê khác.
Tóm lại:
Các kết quả nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất và nước sông đã xác
định 4 kiểu quan hệ thủy lực như sau:
- Kiểu 1: Phổ biến trong đới dư ẩm, chủ yếu dọc theo các sông lớn. Trong điều kiện
tự nhiên phần lớn thời gian trong năm, sông hồ được nước dưới đất cung cấp, dịng chảy
ngầm hướng từ bờ ra phía sơng, hồ. Chỉ trong mùa lũ hoặc các thời kỳ lũ, nước dưới đất
mới tạm thời được nước sơng cung cấp (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1a1). Sự
cung cấp này chỉ xảy ra ở đới ven bờ làm cho dịng chảy ngầm có phương từ phía sơng,
hồ về đới ven bờ. Chiều rộng của đới tỷ lệ thuận với độ lớn của sông, biên độ dao động
mực nước sơng, hồ, tính thấm của đất đá chứa nước. Khi có cơng trình khai thác ven bờ
12


với mực nước hạ thấp xuống dưới mực nước sông thì nước sơng ln ln cung cấp cho
nước dưới đất (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1b1).
- Kiểu 2: Phổ biến ở các vùng thiếu ẩm hoặc các vùng có cấu trúc đặc biệt thuận lợi
để nước mặt quanh năm cung cấp cho nước dưới đất. Vào thời kì lũ, giá trị cung cấp tăng
lên (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1a2). Khi có cơng trình khai thác ven bờ sự cung
cấp càng tăng (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1b2).
- Kiểu 3: Đặc trưng cho trường hợp sự dao động của mực nước sông không lớn. Do
độ nghiêng thuỷ lực của nước dưới đất ở đới ven sơng lớn nên khơng có sự cung cấp của

sơng (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1a3). Trong thời kỳ lũ, q trình thốt của nước
dưới đất khơng những khơng dừng lại mà cịn tăng lên do sự gia tăng lượng cung cấp. Các
cơng trình khai thác ven bờ đa số trường hợp không hạ thấp được mực nước dưới đất sâu
hơn nước mặt nên không nhận được sự cung cấp từ sông, nếu hạ thấp xuống dưới mực
nước mặt thì lượng cung cấp cũng khơng đáng kể (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO
LUẬN.1b3).
- Kiểu 4: Là kiểu quan hệ thuỷ lực giữa nước mặt và nước có áp nằm sâu được ngăn
cách bởi các lớp thấm nước yếu. Trong đa số trường hợp, mực áp lực của tầng chứa nước
cao hơn mực nước mặt nên nước dưới đất cung cấp cho nước mặt qua thấm xuyên qua lớp
thấm nước yếu (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1a4). Nếu mực áp lực hạ thấp hơn
mực nước mặt thì xảy ra hiện tượng ngược lại. Khi có cơng trình khai thác ven bờ, mực
nước dưới đất hạ thấp nước sông sẽ cung cấp cho cơng trình khai thác nhờ thấm xuyên
qua lớp thấm yếu nên lượng bổ sung không lớn (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1b4).

13


b1

a1

MNCN

MNCN

MNTN

MNTN

a2

b2
MNCN

MNCN

MNTN
MNTN

a3

b3
MNCN

MNCN

MNTN

MNTN

b4

a4

MNTN

MNCN

MNTN

MNTN

Đ ấtưđáưchứaưnư ớ c

Phư ơngưdòngưngầm

Mựcưnư ớ cưdư ớ iưđấtưtầngưchứaưnư ớ cưkhôngưáp

Đ ấtưđáưcáchưnư ớ c

Phư ơngưthấmưxuyênưnư ớ cưdư ớ iưđất
a)ưTừưtrênưxuống
b)ưTừưdư ớ iưlên

Mựcưnư ớ cưdư ớ iưđấtưtầngưchứaưnư ớ cưcóưáp

Hỡnh KT QU V THẢO LUẬN.1. Các kiểu quan hệ thuỷ lực giữa nước sông và nước
dưới đất trong điều kiện tự nhiên (a) và khi có cơng trình khai thác ven bờ (b)

14


1.8. QUAN HỆ THỦY LỰC GIỮA NƯỚC SÔNG HỒNG VỚI NƯỚC
DƯỚI ĐẤT TRONG TRẦM TÍCH ĐỆ TỨ TỪ THỊ XÃ SƠN TÂY ĐẾN
HƯNG YÊN
1.8.1. Đặc điểm hình thái, chế độ thủy văn sông Hồng từ thị
xã Sơn Tây đến Hưng n
1.8.1.1. Đặc điểm hình thái sơng Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên
Căn cứ vào đặc tính của sông Hồng cũng như đặc điểm về mặt cắt ngang sơng
Hồng, có thể chia đặc trưng hình thái sơng Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên thành

những đoạn nhỏ như sau để xác lập cấu trúc đáy sông Hồng khu vực nghiên cứu trong
việc mơ phỏng dịng chảy nước dưới đất bằng phần mềm Visual Modflow phục vụ tính
tốn trữ lượng và xác định quan hệ thủy lực giữa nước soong Hồng với nước dưới đất.
- Đoạn từ trạm thủy văn Sơn Tây đến tràn Hát Môn:
+ Độ cao đáy sông tại trạm thủy văn Sơn Tây: -3,06 m
+ Độ cao đáy sông tại tràn Hát Môn: -5,93 m
+ Chiều dài sông: 9,82 km
+ Chiều dài lưu vực: 9,68 km
+ Hệ số uốn khúc: 1,01
+ Độ dốc đáy sông: -0,029%
- Đoạn từ tràn Hát Môn đến hạ lưu cầu Thăng Long:
+ Độ cao đáy sông tại tràn Hát Môn: -5,93 m
+ Độ cao đáy sông tại hạ lưu cầu Thăng Long: -5,31 m
+ Chiều dài sông: 20,22 km
+ Chiều dài lưu vực: 17,97 km
+ Hệ số uốn khúc: 1,12
+ Độ dốc đáy sông: 0,003%
- Đoạn từ hạ lưu cầu Thăng Long đến ngã ba sông Đuống:
+ Độ cao đáy sông tại hạ lưu cầu Thăng Long: -5,31 m
+ Độ cao đáy sông tại ngã ba sông Đuống: -5,21 m
+ Chiều dài sông: 7,98 km
+ Chiều dài lưu vực: 6,03 km
15


+ Hệ số uốn khúc: 1,32
+ Độ dốc đáy sông: 0,001%
- Đoạn từ ngã ba sông Đuống hạ lưu cầu Chương Dương (trạm thủy văn Hà Nội):
+ Độ cao đáy sông tại ngã ba sông Đuống: -5,21 m
+ Độ cao đáy sông tại hạ lưu cầu Chương Dương: -6,58 m

+ Chiều dài sông: 3,27 km
+ Chiều dài lưu vực: 3,24 km
+ Hệ số uốn khúc: 1,01
+ Độ dốc đáy sông: -0,042%
- Đoạn từ hạ lưu cầu Chương Dương (trạm thủy văn Hà Nội) đến trạm thủy văn
Hưng Yên:
+ Độ cao đáy sông tại hạ lưu cầu Chương Dương: -6,58 m
+ Độ cao đáy sông tại trạm thủy văn Hưng Yên: -11,34 m
+ Chiều dài sông: 57,24 km
+ Chiều dài lưu vực: 47,4 km
+ Hệ số uốn khúc: 1,21
+ Độ dốc đáy sông: -0,008%
1.8.1.2. Đặc điểm chế độ thủy văn sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên
a. Dòng chảy năm
* Lưu lượng trung bình năm
Từ chuỗi số liệu thu thập tại các trạm Sơn Tây, Hà Nội trên sông Hồng và Thượng
Cát trên sông Đuống cùng công thức tính tốn trên, kết quả tính tốn lưu lượng dịng chảy
năm trung bình năm tại các trạm như sau:
- Trạm Sơn Tây: 3.618 m3/s
- Trạm Hà Nội: 2.742 m3/s
- Trạm Thượng Cát: 913 m3/s

16


Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.2. Diễn biến lưu lượng dịng chảy trung bình năm trạm
thủy văn vùng nghiên cứu

* Mực nước trung bình năm
Kết quả tính tốn mực nước trung bình dịng chảy năm tại các trạm như sau:

- Trạm Sơn Tây: 763 cm
- Trạm Hà Nội: 559 cm
- Trạm Thượng Cát: 502 cm
- Trạm Hưng Yên: 241 cm

Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.3. Diễn biến mực nước trung bình năm trạm thủy văn
vùng nghiên cứu

* Tổng lượng dịng chảy năm
Kết quả tính tốn tổng lượng dịng chảy năm tại các trạm như sau:
- Trạm Sơn Tây: 109.640 triệu m3/năm
- Trạm Hà Nội: 81.845 triệu m3/năm
- Trạm Thượng Cát: 30.694 triệu m3/năm

17


Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.4. Diễn biến tổng lượng dòng chảy năm trạm thủy văn
vùng nghiên cứu

b. Sự thay đổi dịng chảy năm trong nhiều năm

Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.5. Đường lũy tích sai chuẩn của đặc trưng tổng lượng
dòng chảy năm tại trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát thời kỳ 1961 - 2010

Trên Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.5 là đường lũy tích sai chuẩn đối với tài
liệu đo được từ năm 1961 - 2010 tại trạm thủy văn Sơn Tây, Hà Nội, Thượng Cát. Theo
đồ thị có thể nhận thấy q trình thay đổi dòng chảy trong nhiều năm như sau:
- Đối với trạm Sơn Tây và Hà Nội, sự dao động dòng chảy năm đồng pha nhau tức
là khi trạm Sơn Tây nằm ở nhóm năm nhiều nước thì trạm Hà Nội cũng vậy và ngược lại,

trong cả giai đoạn quan trắc từ năm 1961 đến năm 2010 sự hình thành các nhóm năm ít
nước và nhiều nước liên tục khơng rõ ràng. Những nhóm năm nhiều nước liên tục và ít
nước liên tục thường chỉ kéo dài trong khoảng từ 1 - 2 năm.
- Đối với trạm Thượng Cát có thể chia q trình thay đổi dịng chảy trong nhiều năm
ra 3 thời kỳ:
+ Từ năm 1961 - 1971 là thời kỳ tồn tại một nhóm năm ít nước và một nhóm năm
nhiều nước kế tiếp nhau, các nhóm năm nhiều hoặc ít nước chỉ kéo dài từ 1 đến 2 năm.
+ Từ năm 1971 - 1976 (5 năm) là thời kỳ đường lũy tích sai chuẩn có xu hướng đi
xuống hình thành nhóm năm ít nước liên tục
18


+ Từ năm 1977 - 1992 (14 năm) tồn tại một nhóm năm ít nước và một nhóm năm
nhiều nước kế tiếp nhau, các nhóm năm nhiều hoặc ít nước chỉ kéo dài từ 1 đến 2 năm.
+ Từ năm 1993 - 2008 (14 năm) là thời kỳ đường lũy tích sai chuẩn có xu hướng đi
lên là thời kỳ nhiều nước liên tục.
1.8.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn đới ven
sông từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên
1.8.2.1. Đặc điểm cấu trúc địa chất
Toàn bộ diện tích khu vực nghiên cứu được phủ bởi các trần tích Đệ tứ, trong đó 2
dải ven rìa tiếp giáp với phần rìa của đồng bằng Bắc Bộ là đồng bằng aluvi cổ. Vùng ven
sông Hồng là đồng bằng aluvi trẻ, trầm tích Đệ tứ vùng nghiên cứu được chia làm 9 phân
vị với tuổi và nguồn gốc khác nhau gồm: Hệ tầng Lệ Chi tuổi Pleistocen sớm, hệ tầng Hà
Nội tuổi Pleistocen giữa - muộn, hệ tầng Vĩnh Phúc tuổi Pleistocen muộn, hệ tầng Hải
Hưng tuổi Holocen sớm - giữa, hệ tầng Thái Bình tuổi Holocen muộn.
1.8.2.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất thủy văn
Căn cứ vào thành phần thạch học của đất đá chứa nước, cấu tạo địa chất và đặc tính
chứa nước của chúng tiến hành phân chia mặt cắt địa chất thủy văn thành 2 tầng chứa
nước lỗ hổng và 1 tầng chứa nước khe nứt.
a. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Holocen ( qh )

Tầng chứa nước mô tả lộ ra trên bề mặt của cả diện tích vùng nghiên cứu, đặc biệt là
các dải ven sông. Thành phần thạch học thường chia làm 2 lớp. Lớp trên phân bố không
liên tục gồm sét pha, cát pha thuộc phần trên của hệ tầng Thái Bình có chiều dày từ rất
nhỏ đến khoảng trên dưới 10 m. Đất đá có tính thấm nước yếu, hệ số thấm dao động từ
0,0036 đến 0,065m/ng. Lớp dưới là cát có kích thước hạt khác nhau lẫn sạn sỏi, chiều dày
trung bình khoảng 10m. Hệ số dẫn của đất đá chứa nước thay đổi từ 20 đến 800m 2/ng. Hệ
số nhả nước trọng lực thay đổi từ 0,01 đến 0,17. Chiều sâu mực nước cách mặt đất thường
là 3 đến 4 mét, riêng ở vùng nội thành thành phố Hà Nội bị hạ thấp sâu đến trên 10 m do
khai thác nước đang xẩy ra mạnh mẽ ở đây trong tầng chứa nước bên dưới làm cho mực
nước tầng qh bị hạ thấp theo. Nước dưới đất tầng qh chủ yếu khơng có áp lực, nơi có áp
lực chỉ hãn hữu do cấu trúc địa chất nên rất nhỏ.
b. Tầng chứa nước lỗ hổng các trầm tích Pleistocen ( qp)
Tầng chứa nước mơ tả phân bố rộng khắp diện tích khu vực nghiên cứu, song khơng
lộ trên mặt đấtmà chỉ bắt gặp được nhờ các lỗ khoan. Chiều sâu bắt gặp mái tầng chứa
nước thường từ 10m ở vùng tây bắc đến 35m ở vùng trung tâm và phía đơng nam vùng
nghiên cứu. Thành phần đất đá chứa nước thường được chia làm 2 lớp. Lớp trên là cát hạt
19


trung đến thô lẫn sạn, sỏi thuộc phần dưới của hệ tầng Vĩnh Phúc có chiều dày 10-15m.
Lớp dưới gồm cuội, sỏi, cát sạn dày 10-35m. Hệ số dẫn (KM) của đất đá chứa nước lớp
trên là 50-300m2/ng, lớp dưới 300-1600m2/ng, đơi chỗ lớn hơn. Nước dưới đất có áp lực,
cột áp lực thường 10-23m. Mực áp lực thường phân bố ở độ sâu 2-4m cách mặt đất, vùng
nội thành thành phố Hà Nội do khai thác nước ở tầng này rất mạnh nên mực nước hạ
xuống rất sâu đến 10-30m. Tầng chứa nước qp thuộc loại rất giầu nước, hầu như tất cả các
lỗ khoan thí nghiệm đều có tỷ lưu lượng lớn hơn 1 l/s.m, 70% các lỗ khoan thí nghiệm có
tỷ lưu lượng lớn hơn 3 l/s.m. Nước trong tầng qp là nước nhạt, độ tổng khoáng hóa tối đa
cũng chỉ đến 0,8g/l với thành phần chủ yếu là Bicarbonat - calci, đôi nơi Bicarbonat
clorua - calci.
Nằm giữa 2 tầng chứa nước kể trên là các trầm tích cách nước hệ tầng Hải Hưng và

Vĩnh Phúc, Các trầm tích cách nước kể trên chỉ lộ ra ở rìa đồng bằng, cịn ở vùng nghiên
cứu bị phủ kín. Tuy nhiên dọc theo sông Hồng, đặc biệt là đoạn từ Sơn Tây đến hết khu
vực nội thành thành phố Hà Nội, chúng bị bào mòn làm cho tầng chứa nước qh và qp phủ
trực tiếp lên nhau tạo thành các cửa sổ địa chất thủy văn làm cho nước sơng Hồng và các
tầng chứa nước qh và qp có quan hệ thủy lực rất chặt trẽ, đó cũng là cơ sở khoa học để
xây dựng các cơng trình khai thác dạng thấm ven bờ đã, đang và sẽ phát triển mạnh ở đây.
c. Tầng chứa nước khe nứt vỉa các trầm tích Neogen( n)
Tầng chứa nước mơ tả phân bố rộng rãi khắp vùng nghiên cứu nhưng bị phủ hoàn
toàn nên chỉ bắt gặp được nhờ các lỗ khoan. Độ sâu bắt gặp khoảng từ 50 đến 90m. Thành
phần đất đá chứa nước gồm cát kết, sạn kết, bột kết có mức độ gắn kết yếu. Chiều dày
tầng chứa nước từ 50 đến 350 m. Tổng hợp các kết quả nghiên cứu cho thấy chỉ có ở phía
đơng nam, khoảng từ Nhật Tân, Xuân La trở xuống là có tính chứa nước tốt hơn. Các lỗ
khoan thí nghiệm ở vùng này cho tỷ lưu lượng từ 0,66 đến 3,75l/s.m. Hệ số dẫn nước của
đất đá từ 55 đến 840m2/ng. Có thể xếp chung tầng chứa nước vào mức độ trung bình.
Nước trong tầng chứa nước Neogen có chất lượng rất tốt do chưa bị nhiễm bẩn. Các khu
đô thị như Định Công, Linh Đàm, Pháp Văn đang khai thác nước để ăn uống sinh hoạt
vào tầng chứa nước Neogen.
1.8.3. Kết quả nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước sơng
Hồng với nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ từ thị xã Sơn Tây
đến Hưng Yên
1.8.3.1. Kết quả nghiên cứu cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn
Việc nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa nước sông Hồng với nước dưới đất trong
trầm tích đệ tứ từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên theo cấu trúc địa chất, địa chất thủy văn
được thực hiện qua việc thành lập các mặt cắt địa chất thủy văn dọc sông Hồng trên cơ sở
20


các lỗ khoan địa chất thủy văn, các lỗ khoan nghiên cứu địa chất cơng trình tại các cầu
bắc qua sơng Hồng khu vực nghiên cứu và 95 vị trí đo mặt cắt sông. Kết quả thành lập 31
mặt cắt địa chất thủy văn ngang sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên cho thấy tại

hầu hết các vị trí sơng Hồng đều có quan hệ với các tầng chứa nước qh và qp với các mức
độ khác nhau. Từ những kết quả nghiên cứu cấu trúc địa chất thủy văn này cho thấy về
mặt định tính nước dưới đất và nước sơng có quan hệ thủy lực vi nhau.

vĩnh t ờng
Só c Sơn

40
40
Yê n Lạ c

48
48 54
54

ba vì

57
57 59
59
mê l inh

44
44

đô ng anh

45
45

sơn tây

49
49

49
49thọ
53
53
phúc

47
47

81
81
đan ph ợ ng

65
65

72
72

Bă c từ l iê m
thạ ch Thất

75
74
74 75

89
89
95
95

83
83
84
84 85
85
87
87
91
91
gia l âm

103
103

99
99

Vă n Lâm

106
106

thanh tr ì

116

116
thanh oai

vă n giang

Th ờng Tín

121
121

Khoá i Châu

CHú GIảI
124
124

TuyếnưmặtưcắtưĐ CTV

ứng hoà

127
127
kim động

phú xuyê n

130
130

Sôngư

132
132

Ranhưgiớ iưhuyện

đồ ng vă n

duy tiê n

Hỡnh KT QU V THO LUN.6. S đồ vị trí tuyến mặt cắt địa chất thủy văn vùng
nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ quan hệ giữa sông Hồng và nước dưới đất đã
được thể hiện khá rõ thông qua các mặt cắt sông trong khu vực. Những mặt cắt này đã
làm sáng tỏ mức độ quan hệ, xâm cắt của sông Hồng vào các tầng chứa nước. Mức độ
quan hệ của sông Hồng với các tầng chứa nước biến đổi khá nhiều theo dòng chảy của nó.

21


Ở khu vực Sơn Tây, Đan Phượng các tầng chứa nước có chiều dày mỏng, phân bố
nơng nên sơng Hồng cắt vào cả 2 tầng chứa nước, ngoài ra tại khu vực này lớp sét hồn
tồn biến mất do đó hình thành nên những cửa sổ địa chất thủy văn. Xuống đến khu vực
Hà Nội, sông Hồng hầu như chỉ cắt vào tầng chứa nước Holocen chỉ duy nhất khu vực
Xuân Đỉnh – Từ Liêm nơi tầng chứa nước Holocen biến mất, sông Hồng mới cắt vào tầng
chứa nước Pleistocen, cũng tại khu vực này tầng cách nước Vĩnh Phúc biến đổi phức tạp,
chỗ có chỗ khơng hình thành nên những cửa sổ địa chất thủy văn đan xen.
Xuống đến khu vực từ Phú Xuyên đến Hưng Yên, địa tầng tương đối ổn định, mặc
dù khu vực này sông Hồng có độ sâu lớn (đáy sơng sâu từ -10 m đến -20m) nhưng tầng

chứa nước Pleistocen nằm sâu, lớp sét Vĩnh Phúc dày nên trong khu vực này sông Hồng
chỉ quan hệ trực tiếp với tầng chứa nước Holocen (xem hỡnh Error: Reference source not
found)

vĩ
nh t ờ ng

Só c Sơn

Yên Lạ c
mê l inh

ba vì

đô ng anh
sơn t ây phúc t họ

đan ph ợ ng
Bă c t ừ l iêm
t ây hồ

t hạ c h Thất

g ia l âm

Vă n Lâm
t hanh t r ì

CHú GIảI

Khuưvựcưcửaưsổưđịaưchấtưthủyưvănư
Th ờ ng Tín
t hanh o ai
giữaưtầngưqhưvàưqp

vă n g iang

Kho á i Châu

KhuưvựcưsôngưHồngưcắtưtrựcưtiếpư
vàoưtầngưchứaưnư ớ cưqh

kim độ ng

KhuưvựcưsôngưHồngưcắtưtrựcưtiếpư
vàoưtầngưchứaưnư ớ cưqp

ứng ho à

phú xuyên

Sôngư
Ranhưgiớ iưhuyện

đồ ng vă n

duy t iªn

Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.7. Phân vùng cấu trúc địa chất thủy văn ven sông Hồng
khu vực nghiên cứu

22


1.8.3.2. Kết quả nghiên cứu quan hệ chất lượng nước sông và nước dưới đất
Khi nước dưới đất và nước mặt có mối quan hệ với nhau đặc biệt là quan hệ trực
tiếp thì lúc đó sẽ diễn ra q trình trao đổi nước. Và sự biến thiên tăng hay giảm của các
yếu tố thành phần hóa học như TDS, Clo, HCO3 cũng được thể hiện ở cả hai loại nước.
Tổng hợp kết quả tính tốn cho thấy rằng tỷ lệ nước sông chung cấp cho nước dưới
đất là khác nhau tùy theo khu vực và tầng chứa nước.
Tầng chứa nước Pleistocen: Dọc theo sơng Hồng từ Ba Vì đến Hưng Yên có thể
thấy rằng tầng chứa nước này có mối quan hệ chặt chẽ với sông Hồng đoạn từ Sơn Tây
đến Nam Dư. Tỷ lệ nước sông cung cấp cho nước dưới đất ở khu vực Sơn Tây – Phúc
Thọ lên đến 48,68% ở khu vực Thượng Cát chỉ có 10,33 % , khu vực Nam Dư là 16,56%
và đến khu vực Hưng Yên chỉ còn 9,79%. Điều này có thể giải thích rằng ở khu vực Sơn
Tây tầng chứa nước Pleistocen nằm nơng do đó sơng Hồng cắt trực tiếp vào tầng chứa
nước này dẫn đến việc trao đổi nước trực tiếp. Khu vực từ Thượng Cát và Nam Dư tầng
chứa nước này nằm khá sâu do đó quan hệ không chặt chẽ bằng khu vực Sơn Tây, tuy
nhiên do hoạt động khai thác nước mạnh trong khu vực nội đô và các bãi giếng dọc sông
nên tỷ lệ cung cấp ngấm của nước sông cho tầng chứa nước Pleistocen tại khu vực này
khá cao. Xuống đến khu vực Hưng Yên tỷ lệ nhỏ chứng tỏ sông Hồng khơng có quan hệ
chặt chẽ với tầng Pleistocen tại khu vực này.
Tầng chứa nước Holocen: Tầng chứa nước này có tỷ lệ nước sông cung cấp cho
nước dưới đất cao nhất là khu vực từ Thượng Cát đến Nam Dư với tỷ lệ lần lượt là
29,58% và 23,35% nhưng đến khu vực Hưng Yên tỷ lệ cung cấp của nước sông cho tầng
chứa nước này chỉ là 11,94 % điều này có thể được giải thích rằng sơng Hồng đoạn chảy
qua Hà Nội có chiều sâu lớn cắt trực tiếp vào tầng chứa nước Holocen, hơn nữa lượng
khai thác lớn trong khu vực thủ đô Hà Nội đã tạo ra dịng ngầm lớn từ sơng Hồng vào các
tầng chứa nước do đó diễn ra sự trao đổi nước mạnh mẽ. Tại khu vực Hưng Yên tỷ lệ
nước sông cung cấp cho nước dưới đất thấp cho thấy mức độ quan hệ khơng chắt chẽ có
thể do tại khu vực này lịng sơng cạn, khơng cắt trực tiếp vào tầng chứa nước hoặc do

lượng khai thác không nhiều nên không tạo thành dịng ngầm từ sơng vào tầng chứa nước.
Bảng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.1. Tổng hợp kết quả tính tốn tỷ lệ nước sông cung cấp
cho nước ngầm khu vực nghiên cứu
Khu Vực
Tầng chứa nước
Tỷ lệ nước sông cung cấp
cho nước ngầm (%)

Ba Vì
qh

qp
13,80

Sơn Tây
qh

qp
48,68

Thượng Cát
qh
29,5
8

qp
10,3
3

Nam Dư

qh
23,3
5

qp
16,5
6

Hưng Yên
qh

qp

11,94

9,79

1.8.3.3. Kết quả nghiên cứu mẫu đồng vị nước sông Hồng và nước dưới đất
23


Một trong các nội dung nghiên cứu mối quan hệ thủy lực giữa nước sông Hồng và
nước dưới đất khu vực nghiên cứu là xây dựng đường nước khí tượng và nước sông Hồng
cũng như quan trắc hoạt độ 3H trong các mẫu nước kể trên. Do hạn chế của đề tài là
khơng có khối lượng lấy và phân tích mẫu đồng vị để xác định quan hệ thủy lực giữa sơng
Hồng với nước dưới đất trong trầm tích đệ tứ nên đề tài chỉ thu thập các số liệu đã được
nghiên cứu trước đây để phân tích, đánh giá mối quan hệ thủy lực giữa nước sông với
nước dưới đất tại 2 khu vực có số liệu là khu vực bãi giếng Nam Dư và khu vực Đan
Phượng.
* Khu vực bãi giếng Nam Dư

Các kết quả phân tích đồng vị cho thấy hàm lượng triti trong các mẫu nước dưới đất
dao động trong khoảng từ 0,82 đến 3,85 TU. Giá trị thấp nhất về hàm lượng 3H là của
nước tầng Pleistocene giếng P3A nằm cách sông Hồng xa nhất so với tất cả các giếng
khác. Hàm lượng 3H thấp nhất xuất hiện trong mẫu nước giếng ND9 và P86A (tầng
Pleistocene). Các giếng này nằm gần sông Hồng nhất. Như vậy, nước tầng Pleistocene
trong các giếng ND9 và P86A có thể được cung cấp bởi sông Hồng. Tuy nhiên, kết quả
phân tích tỷ số đồng vị 2H và 18O của các mẫu nước lại cho cách giải thích khác. Hình
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.9 trình bày mối tương quan giữa 2H và 18O của các mẫu
nước lấy từ các địa điểm nghiên cứu (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.8).

Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.8. Sơ đồ khu vực nghiên cứu xung quanh bãi giếng khai
thác Nam Dư và các điểm lấy mẫu phân tích chất lượng nước và thành phần đồng vị

24


Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.9. Mối tương quan giữa  2H và  18O trong các mẫu
nước lấy từ các giếng quan trắc cũng như giếng khai thác xung quanh khu vực bãi giếng
Nam Dư, nam Hà Nội

Các điểm tròn đen đậm là của nước tầng Pleistocene, các điểm vuông đen nhạt là
của nước tầng Holocene, các điểm dấu cộng là của nước hồ và các điểm sao là của nước
sơng Hồng. Có thể thấy mối quan hệ 2H và 18O đối với các mẫu nước khu vực nghiên
cứu phân thành nhóm khá rõ. Nhóm nước bốc hơi là ba điểm của nước hồ được làm giàu
đồng vị nặng (điểm dấu cộng). Nhóm nước tầng Holocene được bổ cấp từ nước khí tượng
khu vực Hà Nội nên mối quan hệ 2H và 18O đi dọc theo đường nước khí tượng. Nước
tầng Pleistocene dường như lại có hai phân nhóm. Phân nhóm thứ nhất có quan hệ thủy
lực trực tiếp với nước sơng Hồng vì thành phần đồng vị của chúng gần như nhau trong
khoảng từ -10,1 đến -8,5 ‰ (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.9). Đó là các giếng
ND9, ND12, ND13, P2A, và P3A (Hình KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.8). Phân nhóm thứ

hai bao gồm nước giếng P1A và P86A có thành phần đồng vị nặng nằm trong nhóm nước
Holocnene được bổ cấp từ nước khí tượng. Điều này được giải thích là một phần nước
tầng Pleistocene của giếng P1A và P86A có nguồn gốc từ tầng Holocene thấm xuống
(Norrman vcs., 2008). Giải thích này được củng cố bởi các quan trắc thủy văn trong hai
giếng P1 và P86. Kết quả quan trắc cho thấy cả hai tầng Holocene và Pleistocene của hai
giếng đều chịu ảnh hưởng thủy áp của sơng Hồng. Như vậy, có thể các tầng chứa nước
khu vực giếng P1A và P86A và nước sông Hồng có quan hệ trực tiếp với nhau.
* Khu vực Đan Phượng – Hà Nội
Kết quả tính tốn mức nước sơng cung cấp cho nước ngầm và mức thoát nước ngầm
vào nước sông trong hai mừa, tương ứng là mùa mưa và mùa khô được thể hiện chi tiết
trong các bảng sau:

25