Nghiên cứu đánh giá tác động của các công trình trên dòng chính và giải pháp quản lý, sử dụng hiệu quả tài nguyên nước mặt lưu vực sông hương

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT


CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC
“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi
trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10





BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI


NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH, PHÂN BỐ VÀ ĐỀ XUẤT HỆ
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN
NƯỚC NGẦM Ở VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM
MÃ SỐ ĐỀ TÀI : KC.08-19/6-10



Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm

8566




Hà Nội – 2010
BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT


CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC
“Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi
trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10





BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI


NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH, PHÂN BỐ VÀ ĐỀ XUẤT HỆ
PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN
NƯỚC NGẦM Ở VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM
MÃ SỐ ĐỀ TÀI : KC.08-19/6-10

Chủ nhiệm đề tài




PGS.TS Nguyễn Văn Lâm


Ban chủ nhiệm chương trình KC.08





Trần Đình Hợi



Cơ quan chủ trì đề tài
Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất






Văn phòng các Chương trình

Đỗ Xuân Cương





Hà Nội - 2010

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
MỤC LỤC

Trang
DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG
DANH MỤC CÁC ẢNH
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
DANH MỤC CÁC BẢN ĐỒ, BẢN VẼ
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU
1
BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 11
CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ
HỘI VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ TRONG SỰ HÌNH THÀNH VÀ
PHÁT TRIỂN KARST VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM
37
1.1. Vị trí địa lý hành chính vùng nghiên cứu 37

1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo và vai trò của chúng trong sự
hình thành và phát triển karst ở Đông Bắc Việt Nam
38
1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và vai trò của chúng trong sự
hình thành và phát triển karst ở Đông Bắc Việt Nam
46
1.3.1. Đặc điểm khí hậu 46
1.3.2. Vai trò tác động của các yếu tố khí hậu đến phát triển
karst ở ĐB
58

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
1.3.3. Đặc điểm thủy văn 59
1.4. Đặc điểm địa chất và vai trò của chúng trong sự hình thành
và phát triển Karst ở Đông Bắc Việt Nam
67
1.4.1. Đặc điểm địa tầng 67
1.4.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất các thành tạo cacbonat ở
Đông Bắc Việt Nam
73
1.4.3. Phân vùng cấu trúc địa chất vùng ĐB Việt Nam 77
1.4.4. Vai trò của địa chất trong sự hình thành và phát triển
karst
86
1.5. Đặc điểm Địa chất thủy văn 93
1.5.1. Nước lỗ hổng trong các thành bở rời (các thành tạo Đệ tứ) 102
1.5.2. Nước khe nứt - karst trong các thành tạo cacbonat 102
1.5.3. Nước khe nứt vỉa trong các thành tạo lục nguyên 105
1.5.4. Nước khe nứt, khe nứt mạch trong các thành tạo biến

chất và các thành tạo magma xâm nhập
106
1.6. Khái quát đặc điểm KTXH vùng Đông Bắc 107
1.6.1. Khái quát về đặc điểm kinh tế 107
1.6.2. Khái quát về xã hội 111
CHƯƠNG 2. SỰ HÌNH THÀNH, QUY LUẬT PHÂN BỐ VÀ ĐẶC
ĐIỂM NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM
115
2.1. Sự phân bố các thành tạo cacbonat 115
2.1.1. Các cao nguyên đá vôi vùng biên giới 115
2.1.2. Vùng đá vôi ở tỉnh Cao Bằng 116
2.1.3. Vùng đá vôi cánh cung sông Gâm và Ngân Sơn 117
2.1.4. Vùng đá vôi cánh cung Bắc Sơn 118
2.1.5. Vùng đá vôi Quảng Ninh 119

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
2.2. Sự hình thành, quy luật phân bố karst vùng Đông Bắc Việt Nam 119
2.2.1. Các điều kiện hình thành, phát triển karst ở Việt Nam 119
2.2.2. Phân vùng karst ở vùng Đông Bắc Việt Nam 123
2.3. Đặc điểm nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 124
2.3.1. Đặc điểm tàng trữ nước 124
2.3.2. Đặc điểm cung cấp, vận động, động thái và thoát của
nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam
129
2.3.3. Đặc điểm thủy địa hóa và chất lượng nước ngầm vùng
karst Đông Bắc Việt Nam
143
2.3.4. Đặc điểm nước khoáng, nước nóng vùng karst ĐB Việt Nam 151
2.3.5. Nguồn gốc nước karst Đông Bắc 155

2.3.6. Trữ lượng nước ngầm vùng karst 161
2.4. Phân vùng nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 168
2.4.1. Vùng nước karst Quảng Ninh 168
2.4.2. Vùng nước karst Bắc Sơn 170
2.4.3. Vùng nước karst Đông Khê - Trùng Khánh (Cao Bằng) 172
2.4.4. Vùng nước karst Đồng Văn - Mèo Vạc 175
2.4.5. Vùng nước karst Yên Minh - Quản Bạ 177
2.4.6. Vùng nước karst Ba Bể - Tuyên Quang 178
2.4.7. Vùng nước karst Mường Khương - Bắc Hà 180
2.4.8. Vùng nước karst Lào Cai - Phú Thọ 182

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
CHƯƠNG 3. HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ
DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC
VIỆT NAM
183
3.1. Tổng quan các phương pháp điều tra đánh giá nước ngầm
vùng karst
183
3.1.1. Tổng quan tình hình áp dụng các phương pháp nghiên
cứu ở các nước trên thế giới
183
3.1.2. Tổng quan tình hình áp dụng các phương pháp nghiên
cứu ở Việt Nam
187
3.2. Kết quả áp dụng hệ phương pháp điều tra đánh giá và sử
dụng nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam và vùng
thử nghiệm Hà Giang
190

3.2.1. Phương pháp viễn thám 190
3.2.2. Phương pháp địa mạo 191
3.2.3. Phương pháp địa chất 192
3.2.4. Phương pháp thủy văn 192
3.2.5. Phương pháp ĐCTV 193
3.2.6. Phương pháp địa vật lý 195
3.3. Kết quả khoan kiếm chứng việc áp dụng hệ phương pháp
điều tra tìm kiếm nước ngầm vùng karst
209
3.3.1. Tại khu vực Thị trấn Mèo Vạc 209
3.3.2. Tại khu vực thị trấn Tam Sơn - Quản Bạ - Hà Giang 210
3.4. Thả chất chỉ thị xác định miền bổ cập, hướng bổ cập, hướng
vận động và tốc độ vận động nước ngầm karst
221
3.4.1. Thả chất chỉ thị xác định miền bổ cập, hướng và tốc độ
vận động của nước ngầm tại Yên Minh
221

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
3.4.2. Thả chất chỉ thị (muối) tại chùm LK thí nghiệm TS2 223
3.4.3. Chỉnh lý tài liệu xác định hệ số lỗ rỗng 225
3.4.4. Kết luận 229
3.5. Đề xuất hệ phương pháp điều tra, đánh giá và sử dụng nước
ngầm vùng karst Việt Nam
230
3.5.1. Cơ sở đề xuất các phương pháp 230
3.5.2. Các phương pháp đề xuất 231
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC SỬ DỤNG VÀ BẢO
VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC

VIỆT NAM
243
4.1. Hiện trạng khai thác sử dụng nước ngầm vùng Đông Bắc -
Việt Nam
243
4.1.1. Hiện trạng khai thác nước cho sinh hoạt và công nghiệp 243
4.1.2. Hiện trạng cấp nước cho tưới 247
4.2. Dự báo nhu cầu khai thác sử dụng nước đến năm 2020 253
4.2.1. Nhu cầu cấp nước sinh hoạt 253
4.2.2. Dự báo nhu cầu cấp nước đến 2020 255
4.3. Các giải pháp khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên
nước ngầm vùng Đông Bắc Việt Nam
264
4.3.1. Nguyên tắc và các yêu cầu chung 264
4.3.2. Các giải pháp khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên
nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam
273
4.3.3. Định hướng chiến lược khai thác, sử dụng và bảo vệ tài
nguyên nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam
289
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 305
TÀI LIỆU THAM KHẢO 310


Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BCNCT Ban chủ nhiệm chương trình
BK Bắc Kạn

BKHCN Bộ Khoa học Công nghệ
BYT Bộ Y tế
BVMT Bảo vệ môi trường
CB Cao Bằng
CH Cộng hòa
CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa
CQ Cơ quan
DIC Hợp chất cacbon vô cơ
DOC Thành phần các hợp chất hữu cơ hoà tan
ĐB Đông Bắc
ĐBVN Đông Bắc Việt Nam
ĐC Địa chất
ĐCCT Địa chất công trình
ĐCTV Địa chất thuỷ văn
ĐN Đông Nam
ĐTTN Điện trường tự nhiên
ĐVL Địa vật lý
GS.TSKH Giáo sư - tiến sỹ khoa học
HH Hỗn hợp
KH&CN Khoa học và công nghệ
KT Khai thác
KTXH Kinh tế xã hội
LB Liên bang
LC Lào Cai
LK Lỗ khoan
MK Mường Khương
NCKH Nghiên cứu khoa học
NĐ-CP Nghị định - Chính phủ

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ

phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
NDĐ Nước dưới đất
NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn
nnk Nhiều người khác
NR Nhà riêng
PCCC Phòng cháy chữa cháy
PTNT Phát triển nông thôn
QCVN Quy chuẩn Việt Nam
QĐ Quyết định
QL Quốc lộ
TNHH Trách nhiệm hữu hạn
SNKH Sự nghiệp khoa học
STNMT Sở Tài nguyên môi trường
TB Tây Bắc
TĐH Thuỷ địa hoá
THCS Trung học cơ sở
THPT Trung học phổ thông
TN Tây Nam
TP Thành phố
TPHH Thành phần hoá học
tr. đ Triệu đồng
TT Thứ tự
T.T Thị trấn
TX Thị xã
UBND Uỷ ban nhân dân
V/v Về việc
VSMT Vệ sinh môi trường


Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ

phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”

DANH MỤC CÁC ẢNH

Ảnh 1.1. Địa hình karst tuổi Miocen ở Mãpilèng, Mèo Vạc
43
Ảnh 1.2. Địa hình karst dạng nón tuổi Pliocen ở Mậu Duệ, Yên Minh
43
Ảnh 1.3. Hang karst bậc bốn cao 50 - 60m tuổi Pliocen ở Vịnh Hạ
Long (hang Đầu Gỗ)
44
Ảnh 1.4. Hang Karst bậc một cao 5 - 10m tuổi Holocen ở Lạng Sơn
(động Nhị Thanh)
45
Ảnh 1.5. Hang karst bậc một cao 8 - 10 m, bị ngập nước tuổi Holocen
ở Bắc Sơn, Lạng Sơn
45
Ảnh 1.6. Địa hình karst dạng tháp ở vịnh Hạ Long - thấy rõ dấu vết
của 3 ngấn nước biển, bằng chứng của 3 lần vận động nâng
kiến tạo trong kỷ Đệ Tứ ở miền Bắc Việt Nam
45
Ảnh 1.7. Sự giao thoa cấu tạo của các cấu tạo thế hệ 2 (đới trượt
F2) với các nếp uốn thế hệ 3, 4, 5 (U2, U3, U4¸U5) tạo
nên cấu trúc rất phức tạp trong đá vôi hệ tầng Nà Quản ở
Trùng Khánh, Cao Bằng
76
Ảnh 1.8. Bất chỉnh hợp (U) giữa đá vôi-silic tuổi Đevon muộn
(D3), dưới và đá vôi dạng khối hoặc phân lớp dày tuổi
Carbon-Permi (C-P), trên lộ ra tại Pả Vi, Mèo Vạc. Dọc
theo bất chỉnh hợp, các hang động phát triển nhiều trong

các lớp đá nằm trên do bất chỉnh hợp đóng vai trò là đới
xung yếu kiến tạo, trở thành đường dẫn của nước ngầm
89
Ảnh 1.9. Đới biến dạng dẻo trong đó đá vôi trở thành các sản phẩm
mylonit với cấu tạo phiến đặc trưng ở phía TN thị trấn Tam
Sơn, Quản Bạ. Các đới trượt kiểu này tạo thành các màn
chắn ngăn cản sự thẩm thấu xuống sâu của nước ngầm
90
Ảnh 1.10. Một vùng xuất lộ nước ngầm dọc theo một đới trượt chờm
nghịch ở ĐB Mường Khương. Đới biến dạng dẻo nằm dưới
90

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”

lớp đá vôi đường dẫn cho nước ngầm di chuyển và xuất lộ tại
nơi thuận lợi
Ảnh 1.11. Một nếp lõm lớn trong đá vôi C-P (hệ tầng Bắc Sơn) ở
Trùng Khánh, Cao Bằng. Phần vòm của nếp uốn là nơi phát
triển nhiều hang karst (mũi tên) do sự di chuyển của nước
ngầm xuống phía dưới dọc mặt lớp và thớ chẻ mặt trục
91
Ảnh 1.12. (A) Một điểm xuất lộ nước ngầm chứa trong đới dập vỡ của
đá vôi C-P lộ ra ở Tà Lùng, Mèo Vạc. (B) Một hê thống hang
karst phát triển dọc theo đới giao nhau giữa các khe nứt dốc
đứng và mặt lớp nằm nghiêng trong đá vôi C-P ở thị trấn
Mèo Vạc
92
Ảnh 2.1. Khảo sát mạch nước Mèo Vạc, Hà Giang
135

Ảnh 2.2. Trạm quan trắc Ngườm Ngao, Trùng Khánh, Cao Bằng
135
Ảnh 2.3. Trạm quan trắc hang Bó Ngoặng, Chiêm Hoá, Tuyên Quang
135
Ảnh 2.4. Nước phun lên khá mạnh tại chân cầu Bò Đái (bậc hang thứ 2)
136
Ảnh 2.5. Hang Mỏ Gà trước và sau khi có vài trận mưa
137
Ảnh 2.6. Thả chất chỉ thị ở sông Nhiệm
138
Ảnh 2.7. Đo độ dẫn điện của nước suối chảy qua khu khai thác mỏ
Mậu Duệ
147
Ảnh 2.8. Lấy mẫu phân tích TPHH và đồng vị của nước
147
Ảnh 2.9. Hang nước Mỏ Gà, Võ Nhai (Thái Nguyên)
172
Ảnh 2.10. Hố sụt phát sinh do hút nước từ moong khai thác quặng
Nà Tùm
180
Ảnh 3.1. Chân cầu Bản Mới (suối bản Duông), huyện Ba Bể
192
Ảnh 3.2. Bơm đổ chỉ thị vào hố bổ cấp (13/6/2009)
193
Ảnh 3.3. Đập tràn gần Bằng Lũng nơi có thể đặt trạm quan trắc
194


Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”

DANH MỤC CÁC BẢN ĐỒ, BẢN VẼ

Sau trang
1. Sơ đồ phân vùng Địa mạo vùng karst Đông Bắc Việt Nam, tỷ lệ
1:250.000
46
2. Sơ đồ phân vùng Địa mạo ở 4 vùng thử nghiệm - Hà Giang, tỷ
lệ 1:50.000
46
3. Bản đồ địa chất vùng Đông Bắc, Việt Nam, tỷ lệ 1:250.000
73
4. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Địa chất vùng karst Đông Bắc Việt
Nam, tỷ lệ 1:250.000
73
5. Sơ đồ phân vùng cấu trúc Địa chất tại 4 vùng thử nghiệm - Hà
Giang, tỷ lệ 1:50.000
73
6. Bản đồ thủy địa hóa nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt
Nam, tỷ lệ 1:250.000
150
7. Bản đồ tiềm năng tài nguyên nước ngầm vùng karst Đông Bắc
Việt Nam, tỷ lệ 1:250.000
194
8. Bản đồ tiềm năng tài nguyên nước ngầm vùng karst Hà Giang,
tỷ lệ 1:50.000
194
9. Cột địa tầng LK TS01 và TS02
213

10. Bản đồ quy hoạch khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên
nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam, tỷ lệ 1:250.000
304
11. Bản đồ quy hoạch khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên
nước ngầm tại vùng thử nghiệm Hà Giang, tỷ lệ 1:50.000
304



Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”

Ảnh 3.4. Lắt cắt điện theo kết quả đo sâu tuyến T1, T2, T3 khu vực 1
205
Ảnh 3.5. Mặt cắt từ - tellua tuyến 1 khu vực 3
207
Ảnh 3.6. Mặt cắt từ - tellua tuyến 2 khu vực 4
208
Ảnh 3.7. Bơm nước thí nghiệm tại LK TS1 - thị trấn Tam Sơn - Quản Bạ
212
Ảnh 3.8. Bơm nước thí nghiệm tại LK TS2 - Thị trấn Tam Sơn - Quản Bạ
213
Ảnh 3.9. Thả chất chỉ thị xác định miền bổ cập, hướng và tốc độ
vận động của nước ngầm tại Yên Minh
222
Ảnh 4.1. Đập dâng từ suối Ngườm Ngao - Huyện Trùng Khánh -
Cao Bằng
247
Ảnh 4.2. Kênh dẫn nước karst từ suối LêNin (Cao Bằng)
247

Ảnh 4.3. Khơi dẫn nước từ hang nước karst Mỏ Gà để tưới ruộng
252
Ảnh 4.4. Đập dâng Văn Quan (Lạng Sơn)
253
Ảnh 4.5. Hồ treo thu nước karst ở Hà Giang
277
Ảnh 4.6. Trạm bơm nước từ hang karst cấp nước cho thị trấn Đồng
Văn Hà Giang
278
Ảnh 4.7. Nước từ hang karst Bó Ngoặng được dẫn đi cấp nước cho
nhân dân ở Bản Câm, Chiêm Hóa, Tuyên Quang
279





Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước“Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”

DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG

Bảng 1.1. Diện tích và dân số các tỉnh Đông Bắc
38
Bảng 1.2. Các đai cao tại đới khí hậu chí tuyến gió mùa
46
Bảng 1.3. Bức xạ tổng cộng trung bình tháng, năm tại một số trạm
khí tượng
48
Bảng 1.4. Cân bằng bức xạ trung bình tháng, năm tại một số trạm

khí tượng
48
Bảng 1.5. Đặc trưng trung bình năm của các yếu tố khí tượng trong
vùng ĐB
55
Bảng 1.6. Đặc trưng hình thái lưu vực sông vùng đá vôi
62
Bảng 1.7. Dòng chảy trung bình nhiều năm và tỷ lệ phân phối trong
năm của các vùng lãnh thổ
66
Bảng 1.8. Các đơn vị chứa nước gặp trong lãnh thổ nghiên cứu
95
Bảng 1.9. Phân bố các thành tạo cacbonat vùng Đông Bắc Việt Nam
103
Bảng 1.10. Diện tích đất các loại trong vùng nghiên cứu 110
Bảng 1.11. Số đơn vị hành chính trong vùng nghiên cứu
112
Bảng 2.1. Kết quả thí nghiệm ĐCTV ở một số LK trong thành tạo
cacbonat - lục nguyên
126
Bảng 2.2. Kết quả hút nước trong các tập cacbonat thuôc hệ tầng
sông Hồng, ở tỉnh Phú Thọ
127
Bảng 2.3. Kết quả quan trắc lưu lượng trung bình các tháng mùa
mưa và mùa khô (năm 2008-2009) tại các trạm quan trắc
130
Bảng 2.4. Kết quả quan trắc một số mạch lộ tại khu vực Mèo Vạc
136
Bảng 2.5. Thống kê tỷ lệ % theo thang tổng độ khoáng hóa của nước
ngầm karst vùng ĐB

146

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước“Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
Bảng 2.6. Thống kê tỷ lệ % mẫu có loại hình hóa học của nước ngầm
vùng karst ĐB Việt Nam
148
Bảng 2.7. Hàm lượng Triti trong các mẫu nước ở điểm xuất lộ, suối
và sông khu vực ĐB Việt Nam thu góp vào năm 2008
157
Bảng 2.8. Hàm lượng DOC, bicacbonat và
13
C của DIC trong các
mẫu nước vùng karst ĐB Việt Nam thu góp vào mùa khô
và mùa mưa năm 2008
158
Bảng 2.9. Kết quả tính trữ lượng 11 tỉnh vùng karst ĐB
166
Bảng 2.10. Kết quả tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng vùng
Đồng Văn - tỉnh Hà Giang
166
Bảng 2.11. Kết quả tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng vùng
Mèo Vạc - tỉnh Hà Giang
167
Bảng 2.12. Kết quả tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng vùng
Quản Bạ, Yên Minh - tỉnh Hà Giang
167
Bảng 2.13. Kết quả tính toán trữ lượng khai thác tiềm năng vùng Yên
Minh - tỉnh Hà Giang
167

Bảng 2.14. Kết quả thí nghiệm ĐCTV trong tầng chứa nước karst C-
P ở Quảng Ninh
169
Bảng 2.15. Bảng tổng hợp các nguồn lộ khai dẫn khu vực Cao Bằng
173
Bảng 2.16. Bảng tổng hợp các LK khai thác nước khu vực Cao Bằng 174
Bảng 2.17. Tổng hợp các lỗ khoan ĐCTV vùng Đồng Văn - Mèo Vạc
176
Bảng 2.18. Kết quả thí nghiệm ĐCTV trong các thành tạo cacbonat
vùng Tuyên Quang
179
Bảng 2.19. Bảng tổng hợp các công trình điều tra, khơi dẫn nước
dưới đất từ các LK trong đá vôi vùng Bắc Hà - Si Ma Cai
181
Bảng 3.1. Bảng tổng hợp khối lượng và kết cấu LK thăm dò kiểm
chứng
211
Bảng 3.2. Bảng kết quả bơm nước thí nghiệm tầng chứa nước Devon
213

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước“Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
dưới hệ tầng Bản Thăng (d
1
bt)
Bảng 3.3. Bảng kết quả phân tích mẫu nước tại các LK thí nghiệm
kiểm chứng Tam Sơn và tiêu chuẩn cho phép QCVN 01:
2009/BYT
215
Bảng 3.4. Nồng độ muối quan trắc được tại giếng bơm hút trong quá

trình thí nghiệm đổ muối (bằng thiết bị đo nhanh chất
lượng nước ngoài trời)
223
Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần hóa học các mẫu nước tại
điểm xuất lộ trên mặt
226
Bảng 3.6. Kết quả phân tích TPHH các mẫu nước tại TT. Tam Sơn
227
Bảng 3.7. Kết quả phân tích TPHH các mẫu nước tại các LK ở TT.
Tam Sơn
227
Bảng 3.8. Kết quả phân tích TPHH các mẫu nước tại các LK ở xã
Thanh Vân
228
Bảng 3.9. Kết quả phân tích TPHH các mẫu nước tại các LK ở xã
Quyết Tiến
228
Bảng 4.1. Danh sách các nhà máy, trạm cấp nước tập trung
243
Bảng 4.2. Thống kê số liệu khai thác nước đơn lẻ các tỉnh
245
Bảng 4.3. Số lượng giếng khoan đường kính nhỏ ở các tỉnh vùng
Đông Bắc Việt Nam
246
Bảng 4.4. Một số đặc trưng cơ bản của các hồ chứa nước trong vùng
nghiên cứu
248
Bảng 4.5. Tổng hợp hiện trạng sử dụng nước mặt từ các công trình
thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp của các huyện tỉnh
Yên Bái

251
Bảng 4.6. Tổng hợp hiện trạng sử dụng nước mặt từ các công trình
thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp của các huyện Lạng
Sơn
252
Bảng 4.7. Dân số đô thị và nông thôn các địa phương 2009 và 2020
254

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước“Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
Bảng 4.8. Lượng nước dự báo cung cấp cho đô thị các địa phương ở
Đông Bắc đến năm 2020

255
Bảng 4.9. Chỉ tiêu và tỷ lệ dân nông thôn được sử dụng nước sạch
257
Bảng 4.10. Bảng tổng hợp nhu cầu sử dụng nước sạch đến 2020
257
Bảng 4.11. Tiêu chuẩn nước tưới
258
Bảng 4.12. Diện tích một số loại cây trồng của các địa phương vào
năm 2020
259
Bảng 4.13. Lượng nước tưới theo các địa phương đến năm 2020
260
Bảng 4.14. Lượng nước dự báo sử dụng cho chăn nuôi
261
Bảng 4.15. Tổng lượng nước cần sử dụng vào năm 2020
263
Bảng 4.16. Bảng tổng hợp định hướng chiến lược khai thác bảo vệ

nước ngầm cho các tỉnh thành đến năm 2020
290




Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1. Vùng Đông Bắc Việt Nam
37
Hình 1.2. Lắt cắt vùng núi Việt Bắc
40
Hình 1.3. Biến đổi của nhiệt độ theo đai cao
47
Hình 1.4. Bản đồ đẳng lượng mưa trung bình nhiều năm
58
Hình 1.5. Bản đồ mật độ lưới sông vùng ĐB
60
Hình 1.6. Các hệ thống biến dạng phân hủy chính ở vùng ĐB Việt Nam
74
Hình 1.7. Bảng tóm tắt cột địa tầng ở các khu vực khác nhau cho
thấy các thành tạo karst cơ bản nhất ở ĐB Bộ và mối quan
hệ không gian và thời gian của chúng với các thành tạo
khác. (1) không trầm tích, (2) đá trầm tích lục nguyên, (3)
Late carbonat Cambri muộn, (4) carbonat Devon sớm-
Carbon sớm, (5) carbonat Carbon-Trias sớm. (dựa theo
tài liệu của Tống Duy Thanh)
86

Hình 1.8. Mặt cắt địa chất khái quát hóa cho thấy các ví dụ về mối
quan hệ địa tầng giữa các thành tạo cacbonat với các đá
hoặc cấu tạo địa chất khác nhau thường gặp ở vùng ĐB
Bộ trong đó cấu tạo nguyên thủy và thành phần của đá
cùng các yếu tố cấu trúc khác thúc đẩy sự tạo karst và hoạt
động của nước ngầm
89

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
Hình 1.9. Mô hình khái quát về quan hệ kiến tạo giữa đá vôi và các đá
khác thường tồn tại ở ĐB Bộ và quan hệ giữa chúng với các
hệ thống nước ngầm
90
Hình 2.1. Sơ đồ phân bố các điểm quan trắc nước karst vùng ĐB Việt
Nam
130
Hình 2.2. Biểu đồ biến đổi lưu lượng nước qua các tháng tại các
trạm quan trắc ở Hà Giang và Cao Bằng
134
Hình 2.3. Biểu đồ biến đổi lưu lượng nước qua các tháng tại các
trạm quan trắc ở Cao Bằng và Tuyên Quang
135
Hình 2.4. Hướng vận động của nước karst vùng ĐB
141
Hình 2.5. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng HCO
3
-
các tỉnh Đông Bắc
144

Hình 2.6. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng SO
4
2-
các tỉnh Đông Bắc
144
Hình 2.7. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng Cl
-
các tỉnh Đông Bắc
145
Hình 2.8. Đặc điểm của nước vùng karst ĐB Việt Nam xét từ mối tương
quan giữa thành phần Deuteri và Oxy 18 của các mẫu nước
khu vực thu góp được vào mùa khô (tháng 3/2008) và mùa
mưa (tháng 6/2008)
156
Hình 2.9. Phân loại nước vùng karst Đông Bắc Việt Nam trên cơ sở
giá trị
13
δ
của DIC trong nước
159
Hình 3.1. Phương pháp phân tích biểu đồ thủy văn, theo dõi sự thay
đổi của lưu lượng mạch nước theo thời gian
184

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
Hình 3.2. Phương pháp đánh dấu (thả chất chỉ thị) xác định hướng vận
động, vận tốc dòng chảy và kết quả của phương pháp
185
Hình 3.3. Phương pháp bơm thí nghiệm xác định đặc tính thủy động lực

của tầng chứa nước karst
186
Hình 3.4. Sơ đồ mạng tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo
diện tích vùng MV1
196
Hình 3.5. Sơ đồ mạng tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện
theo diện tích khu vực PV1
197
Hình 3.6. Sơ đồ mạng tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo
diện tích khu vực PV2
198
Hình 3.7. Sơ đồ mạng tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo
diện tích khu vực PV3
199
Hình 3.8. Lát cắt địa điện theo kết quả đo sâu tuyến T5-MV1
200
Hình 3.9. Lát cắt địa điện theo kết quả đo sâu tuyến P12-MV1
200
Hình 3.10. Lát cắt địa điện theo kết quả đo sâu điện tuyến dọc D2-MV1
201
Hình 3.11. Lát cắt địa điện theo kết quả đo sâu điện tuyến dọc D1-PV3
201
Hình 3.12. Vị trí các tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện
theo diện tại các khu vực 1, khu vực 2 và khu vực 3 tại
Tam Sơn, Quản Bạ, Hà Giang
203

Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ
phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam”
Hình 3.13. Vị trí các tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo

diện tại khu vực 4 tại thị trấn Tam Sơn - Quản Bạ - Hà Giang
204
Hình 3.14. Sơ đồ vị trí các LK thăm dò kiểm chứng tại T.T Tam Sơn-
Quản Bạ
212
Hình 3.15. Dạng đườngcong lưu lượng Q = f(S)
217
Hình 3.16. Đồ thị quan hệ lưu lượng và trị số hạ thấp mực nước Q =
f(S) tại LK thí nghiệm kiểm chứng TS1
218
Hình 3.17. Đường cong lưu lượng tại LK thí nghiệm kiểm chứng TS 1
219
Hình 3.18. Đồ thị quan hệ lưu lượng và trị số hạ thấp mực nước Q =
f(S) tại LK thí nghiệm kiểm chứng TS2
219
Hình 3.19. Đường cong lưu lượng tại LK thí nghiệm kiểm chứng TS 1
220
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn biến đổi nồng độ muối theo thời gian tại
giếng bơm
225
Hình 3.21. Đo sâu điện 2D W-S
237
Hình 3.22. Cách bố trí đo sâu điện 2D W-S ngoài thực địa và vị trí điểm
ghi giá trị điện trở suất trên lát cắt ứng với khoảng mở n=4
237
Hình 3.23. Quy trình thực hiện hệ phương pháp điều tra, đánh giá và sử
dụng tài nguyên nước ngầm vùng karst
242
Hình 4.1. Mặt cắt ngang điển hình vách nhả nước và kênh thu nước
283

Hình 4.2. Sơ đồ đập chặn dòng trong hang
285
Hình 4.3. Sơ đồ hồ đáy van kiểu 1
286
Hình 4.4. Sơ đồ hồ đáy van kiểu 2
286
Hình 4.5. Sơ đồ sử dụng đập ngầm dâng nước
287




1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của Đề tài
Trên lãnh thổ Việt Nam, các thành tạo cacbont rất phổ biến ở miền
Bắc. Diện phân bố của chúng khoảng 50.000 km
2
. Ở Đông Bắc, các thành
tạo cacbonat phân bố trên diện tích khoảng 21.052 km
2
(không kể diện
tích các đảo), chúng phổ biến ở Tuyên Quang, Hà Giang, Cao Bằng, Lạng
Sơn, Thái Nguyên, Bắc Kạn, Quảng Ninh, có tuổi địa chất từ Cambri đến
Cacbon - Pecmi. Trong các thành tạo cacbonat phát triển nhiều khe nứt,
hang hốc karst mặt và ngầm lớn, là môi trường chứa nước rất tốt, đặc biệt
là đối với vùng có khí hậu nhiệt đới, nắng lắm mưa nhiều như ở nước ta.
Mặt khác, chất lượng n

ước ngầm trong các thành tạo cacbonat khá tốt,
nên hiện nay rất nhiều thành phố, các cụm dân cư và nhiều khu công
nghiệp đã và đang khai thác sử dụng nước từ nước karst để phục vụ cho
các nhu cầu phát triển KTXH khác nhau. Ở nước ta hiện nay, lượng nước
ngầm khai thác từ các vùng đá vôi chỉ đứng sau lượng nước ngầm khai
thác từ các thành tạo bở rời. Tuy nhiên, do đặc điểm của đá cacbonat phát
triển các khe nứ
t, hang động rất phức tạp, gây khó khăn không nhỏ cho
việc tìm kiếm, đánh giá tài nguyên nước ngầm.
Công tác nghiên cứu hiện tượng karst ở nước ta mới chỉ bắt đầu vào
những năm 30 của thế kỷ 20 để phục vụ cho việc khai thác khoáng sản.
Về nước ngầm trong các thành tạo cacbonat mới được quan tâm từ những
năm cuối của thập kỷ 50. Công tác điều tra, đánh giá nước ngầ
m trong
vùng karst được tiến hành dưới nhiều hình thức trong các lĩnh vực khác
nhau, như phục vụ việc xây dựng các công trình thủy lợi, thủy điện, giao
thông, xây dựng, Tuy nhiên, cho đến nay, ở Việt Nam, các phương pháp
áp dụng để nghiên cứu nước ngầm vùng karst vẫn chưa có được hệ
phương pháp hoàn chỉnh. Các phương pháp ứng dụng thường rất riêng lẻ
cho từng điểm, từng phương pháp độc lập, đặc bi
ệt việc liên kết để có các
đánh giá tổng quát nước ngầm karst, xác lập các điều kiện hình thành,


2
biến đổi nước ngầm trong các thành tạo cacbonat trong khu vực rộng giúp
cho việc khai thác, bảo vệ chúng vẫn chưa có kết quả tốt. Chính vì vậy,
việc thực hiện Đề tài này sẽ áp dụng tổ hợp các phương pháp truyền thống
lẫn hiện đại có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn và rất cần thiết. Từ
đó, đề xuất được hệ phương pháp điều tra, đ

ánh giá, tìm kiếm nước ngầm
vùng karst một các có hiệu quả, góp phần thúc đẩy sự phát triển KTXH tại
các vùng núi cao của Việt Nam.
2. Cơ sở pháp lý của Đề tài
- Quyết định số 1901/QĐ-BKHCN ngày 12/09/2007 của Bộ trưởng Bộ
Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt các tổ chức và cá nhân trúng tuyển
chủ trì thực hiện đề tài thuộc Chương trình “Khoa học và Công nghệ phục vụ
phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và s
ử dụng hợp lý tài nguyên
thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10.
- Quyết định số 2801/QĐ-BKHCN ngày 26/11/2007 của Bộ trưởng Bộ
Khoa học và Công nghệ về việc phê duyệt kinh phí các Đề tài cấp Nhà nước
bắt đầu thực hiện năm 2007 thuộc Chương trình “Khoa học và Công nghệ
phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài
nguyên thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10.
- Hợp đồng Nghiên cứu khoa học (NCKH) và phát triển công nghệ s
ố
19/2007/HĐ- ĐTCT- KC08. 19/06-10 ngày 20/12/2007.
3. Mục tiêu và nhiệm vụ của Đề tài
* Mục tiêu
- Xác lập quy luật hình thành, sự phân bố tài nguyên nước ngầm ở
vùng karst Đông Bắc Việt Nam;
- Đề xuất hệ phương pháp điều tra, đánh giá hiện đại và sử dụng
hợp lý tài nguyên nước ngầm, góp phần giải quyết vấn đề thiếu nước của
tỉnh Hà Giang.


3
+ Ngoài 2 mục tiêu chính nêu trên, đề tài còn có thể giúp cho việc
cảnh báo các tác hại do nước ngầm gây ra cho các hoạt động kinh tế

(khai thác mỏ, xây dựng hồ chứa, đập dâng) trong vùng nghiên cứu;
+ Đề tài còn nhằm đào tạo thạc sỹ và kỹ sư của nhà trường về các
lĩnh vực ĐCTV, địa chất, địa mạo, địa vật lý, ĐCTV đồng vị, phân tích
ảnh viễn thám, ĐCTV môi trường.
* Nhiệm vụ
- Nghiên c
ứu xác lập điều kiện hình thành và quy luật phân bố tài
nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam;
- Nghiên cứu thử nghiệm các phương pháp điều tra, đánh giá và tìm
kiếm nước ngầm ở các khu vực karst đặc biệt (khan hiếm nước). Đề xuất
hệ phương pháp điều tra đánh giá và sử dụng hợp lý nước ngầm ở vùng
karst;
- Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợ
p lý và bảo vệ tài
nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu nước ngầm vùng karst phân bố ở 11 tỉnh/thành ĐB
Việt Nam (Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Thái nguyên, Bắc Kạn, Cao
Bằng, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ, Yên Bái và Lào Cai).
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
* Ý nghĩa khoa học
- Đề tài KC.08.19/06-10 là công trình nghiên cứu tổng hợp, có hệ thống
và toàn diện về sự hình thành, quy luật phân bố và hệ các ph
ương pháp đánh
giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam. Đề
tài góp phần làm sáng tỏ việc phân vùng cấu trúc địa chất, phân vùng địa
mạo liên quan đến sự hình thành, phân bố karst. Luận giải và xác định
mối quan hệ và ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu liên quan đến sự hình
thành và phát triển karst.

4
Các kết quả đạt được là những luận cứ khoa học góp phần làm sáng
tỏ đặc điểm động thái, thành phần hóa học, sự phân bố và quy luật vận
động nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam.
Từ những thành công trong việc áp dụng thử nghiệm các phương pháp
truyền thống và hiện đại, đề tài đã luận giải và đề xuất các phương pháp áp
dụng tìm kiếm đánh giá nước ng
ầm vùng karst một cách hiệu quả.
Với những kết quả hút nước thí nghiệm chùm, đề tài đã xác định độ
lỗ hổng kép trong đá vôi, góp phần xây dựng được phương pháp luận
đánh giá tiềm năng nước ngầm một cách hiệu quả.
Xây dựng được hệ phương pháp luận định hướng quy hoạch khai
thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước ngầm vùng karst, khác biệt
với các vùng phân bố các thành t
ạo bở rời, biến chất,…
* Ý nghĩa thực tiễn
- Là các tài liệu rất cần thiết cho định hướng phát triển KTXH vùng núi
Đông Bắc Việt Nam. Đặc biệt đối với những vùng địa hình hiểm trở, khó
khăn về nước;
- Có được quy trình, hệ phương pháp điều tra, đánh giá và tìm kiếm
nước vùng karst phù hợp và hiệu quả;
- Đề tài đã thử nghiệm, kiểm chứng thành công hệ phươ
ng pháp nghiên
cứu, tìm kiếm 2 LK ra nước với lưu lượng khai thác có thể đạt được
2000m
3
/ngày, chuyển giao cho địa phương và đáp ứng việc giải quyết cấp
nước sinh hoạt cho người dân vùng Tam Sơn - Quản Bạ - Hà Giang.
6. Tổng quan tình hình nghiên cứu

Từ sau hòa bình lập lại, năm 1954, công tác điều tra ĐCTV mới chính
thức được tiến hành ở miền Bắc nước ta. Những công trình điều tra đầu tiên
được thực hiện ở vùng mỏ Quảng Ninh và sau đó là khu vực Thái Nguyên.
Trong công tác điều tra chung, các tác giả cũ
ng đã tiến hành điều tra, khảo sát
nước karst. Trong khoảng 60 năm qua, cùng công tác điều tra nghiên cứu, các
Dự án đã khoan vào các thành tạo cacbonat hàng nghìn LK. Tuy nhiên, các