Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ bổ sung nhân tạo nước dưới đất nhằm đảm bảo khai thác bền vững tài nguyên nước tại việt nam

Viện khoa học và công nghệ việt nam
Viện vật lý địa cầu




Báo cáo tổng kết đề tài cấp nhà nớc

Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ
bổ sung nhân tạo nớc dới đất
nhằm đảm bảo khai thác bền vững
tài nguyên nớc tại việt nam
mã số: ĐTĐL 2004/07

Chủ nhiệm đề tài: gs, tskh . nguyễn thị kim thoa












6493

30/8/2007


hà nội - 2007


i
Danh sách các chuyên gia thực hiện đề tài

Họ và tên Nơi làm việc
GS.TSKH. Nguyễn Thị Kim Thoa
(Chủ nhiệm đề tài)
Viện Vật lý Địa cầu
TS. Phan Thị Kim Văn
(Thư ký đề tài)
Viện Địa chất
PGS. TS. Nguyễn Văn Giảng Viện Vật lý Địa cầu
ThS. Bùi Trần Vượng Liên đoàn Địa chất thủy văn -Địa chất công
trình Miền Nam
KS. Phạm Văn Hoà Viện Vật lý Địa cầu
TS. G. Arduino UNESCO, Jakarta
GS.TS.Bono University La Sapienza Rome, Italy
GS.TSKH. Bùi Học Trường Đại học Mỏ- Địa chất
TS. Nguyễn Văn Đản Liên đoàn Địa chất thủy văn -Địa chất công
trình Miền Bắc
PGS.TS. Nguyễn Văn Hoàng Viện Địa chất
PGS. TS. Đoàn Văn Cánh Trường Đại học Mỏ- Địa chất
TS. Lê Huy Minh
Viện Vật lý địa cầu
TS. Lưu Thị Phương Lan

Viện Vật lý địa cầu
PGS. TS. Hà Duyên Châu
Viện Vật lý địa cầu
KS. Vũ Ngọc Trân Liên đoàn Địa chất thủy văn & Địa chất công
trình Miền Trung
KS. Phan Thanh Sáng Đoàn Địa chất thủy văn -Địa chất công trình
705, Phan Thiết
TS. F. Gherardi
CNR- Research Area of Pisa, Italy
GS.TS. G.M. Zuppi
University Ca Foscari Venezia, Italy












ii
BÀI TÓM TẮT


Đề tài độc lập cấp nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ bổ sung
nhân tạo nước dưới đất nhằm bảo đảm khai thác bền vững tài nguyên nước tại Việt
Nam”, mã số ĐTĐL-2004/07 đã được thực hiện ở trình độ quốc tế. Ban chủ nhiệm đề

tài đã hoàn thành xuất sắc mọi hạng mục của đề tài theo Hợp đồng nghiên cứu khoa
họ
c và phát triển công nghệ số 07/2004/HĐ-ĐTĐL ký ngày 6 tháng 1 năm 2004.
Nguyên nhân thành công của đề tài được xác định là do ngay từ khi bắt đầu triển khai
đề tài Ban chủ nhiệm đề tài đã lựa chọn đúng phương thức để triển khai, đó là: xác
định hợp tác quốc tế là yếu tố quyết định thành công của đề tài, tập hợp các chuyên gia
đa ngành của Việt Nam, xây dựng quan hệ tốt với địa phương nơ
i triển khai, sử dụng
phương tiện làm việc qua Intermet và có những điều chỉnh cần thiết trong khi triển
khai đề tài.
Kết quả nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ bổ sung nhân tạo nước dưới đất
cho phép kiến nghị chuyển đổi kịp thời tên gọi từ BSNTNDĐ sang quản lý bổ sung
tầng chứa nước (MAR), phù hợp với khuyến nghị của UNESCO & Hội Địa chấ
t thuỷ
văn quốc tế; đồng thời tiếp cận những kiến thức mới về công nghệ quản lý bổ sung
tầng chứa nước (MAR).
Kết quả nghiên cứu mô hình thử nghiệm MAR tại vùng cát huyện Bắc Binh cho
phép khẳng định: mô hình thử nghiệm MAR tại Bắc Bình là ví dụ đầu tiên ở Việt Nam
đã áp dụng tất cả các phương pháp nghiên cứu hiện đại có thể tại Việt Nam và trên th
ế
giới để hiểu rõ cấu trúc địa chất thủy văn của vùng khảo sát, chất lượng nước được bổ
sung, đánh giá nguồn nước, theo dõi sự thay đổi của nguồn nước, chất lượng nước; đã
cung cấp những số liệu đo đạc đầu tiên của thí nghiệm bơm tại Bàu Nổi về hệ số dẫn
nước và lưu lượng nước cho tầ
ng chứa nước bổ sung, cung cấp những thông tin có giá
trị về chất lượng nước dưới đất, thu được những kinh nghiệm hữu ích khi áp dụng các
phương pháp địa vật lý trong nghiên cứu nước dưới đất, về nghiên cứu đồng vị phóng
xạ, xây dựng mô hình dòng chảy nước dưới đất; cho phép đề xuất 7 dự án quản lý bổ
sung tầng chứa nước cho khu vực cồn cát và 2 trong số 7 dự án đã được tri
ển khai tại

địa phương; cung cấp cơ sở số liệu gốc phục vụ các chuẩn mực trong nghiên cứu
tương lai tại khu vực cồn cát ven biển miền Trung. Việc triển khai khai thác nước tại
Bàu Nổi và cung cấp cho cư dân xã Hồng Phong là một minh chứng rõ rệt về tính hiệu
quả của việc đưa kết quả nghiên cứu vào sản xuất và phục vụ nhu cầu bức thiết của c
ư
dân vùng khảo sát.
Giải pháp quản lý bổ sung tầng chứa nước (MAR) cho vùng ven sông Hồng, khu
vực Hà Nội được xây dựng trên cơ sở các điều kiện tự nhiên thuận lợi : sẵn có nguồn
nước mặt tự nhiên lớn từ sông Hồng; có tồn tại các của sổ địa chất thuỷ văn, tầng chứa
nước khai thác có chiều dày lớn, hệ số thấm cao. Kiểu quan hệ thuỷ l
ực giữa nước

iii
dưới đất và nước sông phù hợp thuận tiện cho việc xây dựng các công trình khai thác
thấm lọc đơn giản với công suất lớn, vừa đáp ứng yêu cầu cung cấp nước của thành
phố vừa đảm bảo quản lý bổ sung tầng chứa nước một cách hữu hiệu.
Đã xây dựng được luận cứ khoa học và hướng dẫn qui trình triển khai các đề án
MAR. Đã tổ chức thành công 3 khoá đào t
ạo chuyên sâu tại Hà Nội và Tp. Hồ Chí
Minh, cung cấp kiến thức về MAR cho 93 học viên, đào tạo được các thành viên của
đề tài và nghiên cứu sinh đạt trình độ cao. Đã truyền đạt kiến thức chuyên sâu đến các
đồng nghiệp và công chúng, đến các bộ ngành và địa phương. Đề tài ĐTĐL-2004/07
đã đặt nền móng cho những nghiên cứu tiếp theo tại Việt Nam như MAR tại đảo Phú
Quý, Bình Thuận hoặc MAR tại Tp. Hồ Chí Minh để chống ngậ
p và chống lún.

iv
MỤC LỤC

Danh sách các chuyên gia thực hiện đề tài
i

Bài tóm tắt
ii
Mục lục
iv
Bảng chú giải các chữ viết tắt
vi
Mở đầu
1
Chương I. NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT

I. 1. Lựa chọn phương thức triển khai đề tài
I. 2. Cơ sơ khoa học và công nghệ bổ sung nhân tạo nước dưới đất
I. 3. Các yếu tố môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến hiệu quả bổ sung
nhân tạo nước dưới đất
I.4. Các yếu tố kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến hiệu quả bổ sung nhân tạo
nước dưới đất
I. 5. Tổng quan về bổ sung nhân tạo n
ước dưới đất trên thế giới
I. 6. Quản lý bổ sung tầng chứa nước (MAR)
I. 7. Áp dụng quản lý bổ sung tầng chứa nước (MAR) tại Việt Nam
6

7
14
33

40

46

57
63
Chương II. CÁC PHƯƠNG PHÁP KHẢO SÁT VÀ NGHIÊN CỨU
ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
II. 1. Các phương pháp khảo sát địa chất thủy văn
II. 2. Các phương pháp địa vật lý
II. 3. Phương pháp khoan & thí nghiệm bơm khảo sát tầng chứa
II. 4. Các phương pháp quan trắc chất lượng nước
II. 5. Phương pháp địa chất thuỷ văn đồng vị
II. 6. Phương pháp quan trắc động thái nước dưới đất bằng CTD
II. 7. Phương pháp mô hình dòng chảy nước dưới đất

69

69
70
74
77
81
84
88
Chương III. MÔ HÌNH QUẢN LÝ BỔ SUNG TẦNG CHỨA NƯỚC
(MAR) TẠI BẮC BÌNH, BÌNH THUẬN
III. 1. Đặc điểm địa chất thuỷ văn của khu vực nghiên cứu
III.2. Khảo sát địa vật lý để hiểu rõ đặc điểm địa chất thuỷ văn vùng cát
huyện Bắc Bình
III. 3. Khoan thăm dò, quan trắc và khai thác nước tại Bắc Bình
III. 4. Nghiên cứu nguồn nước trong quản lý bổ sung tầng chứa nước tạ
i
Bắc Bình

III. 5. Nghiên cứu nguồn gốc và tuổi của nước dưới đất tại Bắc Bình
bằng phương pháp địa chất thuỷ văn đồng vị
III. 6. Xây dựng mô hình dòng chảy nước dưới đất vùng Bắc Bình
III. 7.Các dự án quản lý bổ sung tầng chứa nước (MAR) tại khu vực cồn
cát huyện Bắc Bình để cung cấp nước
90

91
118

146
156

173

184
199


v
Chương IV. XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỬ NGHIỆM QUẢN LÝ
BỔ SUNG TẦNG CHỨA NƯỚC TẠI BÀU NỔI
IV. 1. Chuẩn bị khu vực thử nghiệm & xây dựng Trạm quan trắc
IV. 2. Quan trắc động thái nước dưới đất tại Bắc Bình
IV. 3. Bơm thí nghiệm khảo sát tầng chứa tại Bàu Nổi
IV. 4. Xác định tốc độ dịch chuyển của nước dưới đất bằng kỹ thuật hạt
nhân đánh d
ấu
IV. 5. Quan trắc chất lượng nước tại Bàu Nổi trong quá trình bơm thử
nghiệm

IV. 6. Khai thác nước tại Bàu Nổi
IV. 7. Đánh gía đề án quản lý bổ sung tầng chứa nước tại Bắc Bình, Bình
Thuận
206

208
217
228
238

250

270
272
Chương V. GIẢI PHÁP QUẢN LÝ BỔ SUNG TẦNG CHỨA
NƯỚC TẠI VEN SÔNG HỒNG, KHU VỰC HÀ NỘI
V. 1. Điều kiện tự nhiên & địa chất thuỷ văn ven Sông Hồng khu vực Hà
Nội
V. 2. Kết quả khảo sát địa vật lý ven Sông Hồng khu vực Hà Nội
V. 3. Quan hệ thuỷ lực và đặc điểm thấm lọc vùng ven sông Hồng khu
vực Hà Nội
V. 4. Tình trạng ô nhiễm của sông Hồng
V. 5. Kh
ả năng xây dựng các công trình khai thác thấm lọc ven Sông
Hồng

280

281

309
322

335
352
Chương VI. LUẬN CỨ KHOA HỌC VỀ QUẢN LÝ BỔ SUNG
TẦNG CHỨA NƯỚC & ĐÀO TẠO PHỔ BIẾN KIẾN
THỨC
VI. 1. Luận cứ khoa học về quản lý bổ sung tầng chứa nước
VI. 2. Hướng dẫn về Quản lý bổ sung tầng chứa nước
VI. 3. Các khoá đào tạo chuyên sâu về quản lý bổ sung tầng chứa nước
VI. 4. Đào tạo thành viên đề tài và nghiên cứu sinh
VI. 5. Phổ biế
n kiến thức về quản lý bổ sung tầng chứa nước

359


359
363
366
376
381
Kết luận
385
Lời cám ơn
389
Tài liệu tham khảo
390
Phụ lục

405





vi

Các chữ viết tắt, ký hiệu, đơn vị đo

Hội Địa chất thủy văn quốc tế IAHS
Hội Thủy văn quốc tế IHS
Tổ chức phi chính phủ NGO
Viện nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp Liên
bang Australia
CSIRO
Tổ chức giáo dục, khoa học và văn hoá của Liên
hiệp quốc
UNESCO
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất BSNTNDĐ
Bổ sung nhân tạo BSNT
Quản lý bổ sung tầng chứa nước MAR (Management of Aquifer
Recharge)
Nước dưới đất NDĐ
Địa chất thuỷ văn ĐCTV
Địa chất công trình ĐCCT
Cửa sổ địa chất thỷ văn CSĐCTV
Lỗ khoan LK
Bán kính lỗ khoan r
Nhiệt độ ° C

Tổng khoáng hoá, TDS, mg/l
Độ mặn g/l
Độ dẫn điện µS/cm
Điện trở suất Ωm
Bề dầy tầng chứa H, m
Lưu lượng Q, m
3
/ngày
Hệ số dẫn nước kD, m
2
/ngày
Hệ số thấm nước k, m/ngày
Hệ số nhả nước trọng lực µ
Vận tốc nước dưới đất l/gy
Mực nước hạ thấp s, m
Đồng vị môi trường
3
H,
2
H,
18
O
Đơn vị đo Triti

T.E

Độ lệch của mẫu nước nghiên cứu so với nồng độ
của nước biển đại dương

‰SMOW

Độ lỗ hổng n
Phần mềm để xây dựng mô hình dòng chảy NDĐ Visual MODFLOW
Máy đo mực nước và chất lượng nước tự động CTD
Phần mềm LoggerDataManager để xử lý số liệu
CTD
LDM



1
MỞ ĐẦU

Năm 2003 được Liên hợp quốc lấy tên là “Năm quốc tế về nước” do nhu cầu về
nước sạch đã trở nên vô cùng bức thiết trên toàn cầu. Ngày Nước thế giới năm 2007
Liên Hiệp Quốc lại tiếp tục nêu chủ đề “Đối phó với tình trạng thiếu nước”. Chủ đề
này nêu bật tình trạng thiếu nước ngày càng nghiêm trọng trên khắp thế giới và sự
cần thiết c
ủa việc tăng cường hợp tác ở cấp địa phương lẫn quốc tế để bảo đảm tính
hiệu quả, bền vững và công bằng của vấn đề quản lý nước. Dân số thế giới ngày càng
tăng, dẫn tới nhu cầu về nước tăng lên, trong khi tài nguyên nước chỉ có giới hạn. Sự
thay đổi về khí hậu, những khó khăn về xây dựng đập trữ n
ước cũng như hiệu quả
của các đập trữ nước trong thời gian dài, dẫn đến tình trạng thiếu hụt nước sinh hoạt
và sản xuất ở khắp nơi trên Trái đất. Để giải quyết nhu cầu về nước, các chuyên gia
địa chất thủy văn trên thế giới đã đề xuất công nghệ bổ sung nhân tạo nước dưới đất.
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất là các ho
ạt động của con người làm nước mặt từ
sông, suối, hồ thấm vào lòng đất với tốc độ thường lớn hơn nhiều lần bổ sung tự
nhiên, tạo ra một sự gia tăng tương ứng về mức độ an toàn khi khai thác nước dưới

đất.
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau. Trong
lĩnh vực cấp nước, bổ sung nhân tạ
o đã được áp dụng với rất nhiều lý do, trong đó
quan trọng nhất là:
- Gia tăng lượng nước dưới đất cho cấp nước;
- Cải thiện chất lượng nước;
- Chứa nước nhạt tại các vùng có lượng nước cung cấp nước nhạt thay đổi rõ rệt
theo các mùa trong năm;
- Ngăn cản sự xâm nhập của nước mặn vào các tầng chứa nước.
Các nhà địa chất thủy vă
n thường nói về bổ sung nhân tạo như một biện pháp
bảo đảm khai thác nước dưới đất và cải thiện chất lượng nước đang bị suy thoái tại
các khu vực khai thác tập trung với quy mô lớn. Bổ sung nhân tạo nước dưới đất
đóng một vai trò quan trọng trong quá trình “tái sử dụng” nước, bởi nó tạo ra những
lợi thế chất lượng (xử lý qua tầng chứa nước) và tạo ra những cơ
hội cho việc tích trữ
lượng nước chênh lệch theo mùa giữa cung và cầu. Tái sử dụng nước và bảo tồn lưu
lượng nước dư để dùng tạm trong các kho chứa nước là các tầng chứa nước dưới đất
cũng có thể giúp ta đối phó với những điều bất thường xảy ra trong tương lai về mặt
khí hậu và ảnh hưởng của những bất thường đó đối v
ới quá trình cung cấp nước mặt
và nước dưới đất. Thiết kế và quản lý các hệ thống bổ sung nhân tạo nước dưới đất có
liên quan với các chuyên ngành địa chất, địa hóa, địa chất thủy văn, thủy văn, khí
tượng, địa vật lý, sinh học và kỹ thuật công trình
Tùy theo tính chất và nhiệm vụ, bổ sung nhân tạo nước dưới đất có thể chia

2
thành bổ sung nhân tạo nước dưới đất trong quy hoạch tổng thể sử dụng tài nguyên
thiên nhiên và bổ sung nhân tạo bằng các biện pháp chuyên môn phục vụ cho các

mục đích cụ thể.
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất trong quy hoạch tổng thể sử dụng tài nguyên
thiên nhiên bao gồm từ việc qui hoạch phát triển rừng đầu nguồn nhằm tăng khả năng
thấm của nước mưa đến việ
c xây dựng các hồ chứa nước lớn nhỏ phục vụ vào việc
khai thác tiềm năng thủy điện, điều hòa dòng chảy, tưới, nuôi cá v.v…
Bổ sung nhân tạo bằng các biện pháp chuyên môn phục vụ cho mục đích cấp
nước bao gồm các biện pháp bổ sung nhân tạo gián tiếp (thấm qua đáy sông) và các
phương pháp bổ sung trực tiếp (bồn thấm, ép nước lỗ khoan, thấm qua hố móng và
moong khai thác).
Công nghệ bổ sung nhân t
ạo nước dưới đất phục vụ cho cấp nước bao gồm:
- Chọn khoảng thời gian cần bổ sung và đối tượng để bổ sung nhân tạo nước dưới
đất;
- Chọn nguồn cấp nước để bổ sung (thời gian, chất lượng, trữ lượng);
- Đánh giá điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, khí hậu, vệ sinh, kinh tế-kỹ thuật
cũ
ng như các nhân tố và điều kiện khác trên quan điểm xem xét ảnh hưởng của
chúng đến phương pháp và kỹ thuật bổ sung nhân tạo;
- Chọn phương pháp bổ sung nhân tạo;
- Dự báo sự thay đổi có thể xảy ra đối với lưu lượng và chất lượng nước ở các
công trình khai thác nước;
- Đánh giá trữ lượng khai thác từ nguồn bổ sung nhân tạo để lập luận chứng cơ
sở khai thác cho các nhà máy n
ước;
- Đánh giá hiệu quả kinh tế của các phương pháp bổ sung nhân tạo nước dưới
đất để chọn phương pháp kinh tế nhất.
Trên thế giới, các phương pháp bổ sung nhân tạo nước dưới đất đã được tiến
hành từ nhiều năm qua và đã thu được các kết quả khả quan giúp cho việc bảo đảm
khai thác bền vững tài nguyên nước. Tại Hội nghị quốc tế về Vậ

t lý địa cầu và Trắc
địa tổ chức ở Sapporo, Nhật Bản vào tháng 7 năm 2003 đã có một cuộc hội thảo riêng
về vấn đề này với rất nhiều báo cáo từ các nước trên thế giới.
Tại Việt Nam, nước dưới đất là nguồn cung cấp nước chính cho một số thành
phố và nông thôn. Trong những năm vừa qua, sự gia tăng khai thác nước ở một số nơi
cho sinh hoạt và tưới tiêu
đã vượt quá khả năng tái tạo của nguồn nước dưới đất.
Thêm vào đó, sự thay đổi tập quán canh tác đất, cũng như ảnh hưởng của các yếu tố
thuỷ văn, thay đổi khí hậu đã tác động mạnh tới sự bổ sung tự nhiên và trữ lượng
nước dưới đất. Kết quả mực nước ngầm bị suy giảm nghiêm trọng Tình trạng hạn hán

3
ở các tỉnh Miền Trung đã xảy ra liên tiếp nhiều năm gần đây. Tại Hội thảo khoa học
“Bổ sung nhân tạo trữ lượng nước dưới đất tại Việt Nam” do Cục Địa chất và Khoáng
sản Việt Nam thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường tổ chức tại Hà Nội vào tháng
7/2003 đã có 11 báo cáo khoa học của các chuyên gia địa chất thủy văn về vấn đề cần
thiết phải triể
n khai bổ sung nhân tạo nước dưới đất vùng đồng bằng sông Hồng tại
Hà Nội, vùng ven biển miền Nam Trung Bộ, đồng bằng Nam Bộ và thành phố Hồ
Chí Minh.
Với những lý do nêu trên, đề tài độc lấp cấp Nhà nước “Nghiên cứu cơ sở khoa
học và công nghệ bổ sung nhân tạo nước dưới đất nhằm bảo đảm khai thác bền vững
tài nguyên nước tại Việt Nam”, mã số ĐTĐL -2004/07 đã đượ
c Bộ Khoa học & Công
nghệ ký quyết định số 2454/QĐ-BKHCN ngày 11 tháng 12 năm 2003 phê duyệt để
triển khai trong 3 năm 2004 – 2006, với tổng kinh phí là 2.500 triệu đồng.
Mục tiêu của đề tài :
1. Xây dựng luận cứ khoa học bổ sung nhân tạo nước dưới đất tại Việt Nam.
2. Đề xuất mô hình bổ sung nhân tạo nước dưới đất tại một số khu vực đặc
trưng ở Việt Nam.

3. Tạo d
ựng các tiền đề cho việc khai thác bền vững nước dưới đất tại Việt Nam
phục vụ phát triển kinh tế xã hội.

Nội dung nghiên cứu được giao :
1. Nghiên cứu cơ sở khoa học BSNTNDĐ ở Việt Nam:
♦ Các vấn đề về phương pháp luận, các phương pháp BSNTNDĐ.
♦ Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội, môi trường khi áp dụng phương
pháp BSNTNDĐ vào Việt Nam.
♦ Nghiên cứu các yếu tố môi trường tự nhiên ảnh hưởng đến hiệu quả giải pháp bổ
sung nhân tạo.
♦ Nghiên cứu các yế
u tố xã hội – kinh tế ảnh hưởng đến hiệu quả giải pháp bổ sung
nhân tạo.
♦ Nghiên cứu các lợi ích, những mặt hạn chế và sự không ổn định của một số
phương pháp BSNTNDĐ.
2. Nghiên cứu các điều kiện địa lý tự nhiên, địa chất, địa chất thuỷ văn ở vùng cát
tỉnh Bình Thuận nhằm áp dụng giải pháp BSNTNDĐ.
♦ Nghiên c
ứu đặc điểm cấu trúc địa chất – địa chất thủy văn vùng cát tỉnh Bình
Thuận.
♦ Nghiên cứu đặc điểm phân bố không gian các tầng chưa bão hòa, tầng bão hòa
nước và các tầng ngăn nước vùng nghiên cứu bằng các phương pháp địa vật lý.
♦ Nghiên cứu động thái nước dưới đất của các tầng chứa nước.
♦ Xác định phân bố các tham số cơ học, vật lý các t
ầng đất phía trên tầng chứa

4
nước.
♦ Xác định phân bố các tính chất, thành phần hóa học các tầng nước ngầm và nước

mặt vùng nghiên cứu.
♦ Xác định mức độ dao động mực nước ngầm trong mùa khô và mùa mưa.
♦ Xây dựng mô hình dòng chảy nước dưới đất để thiết kế mô hình BSNTNDĐ.
♦ Xây dựng sơ đồ triển khai BSNTNDĐ tại vùng cát tỉnh Bình Thuận.
3. Nghiên cứu các điều kiện địa chất,
địa chất thuỷ văn ở vùng ven sông Hồng (Hà
Nội) nhằm áp dụng giải pháp BSNTNDĐ tại Thượng Cát, Từ liêm, Hà Nội
♦ Tiến hành nghiên cứu chi tiết tương tự như mục 1.
♦ Nghiên cứu phân bố không gian vị trí các cửa sổ địa chất thủy văn ở vùng ven
sông Hồng.
♦ Đối tượng nghiên cứu này khác hẳn với vùng cát tỉnh Bình Thuận cho nên cần
làm rõ đặc tính cấu trúc địa chất vùng ven Sông H
ồng (khu vực Hà Nội) có các
cửa sổ địa chất thủy văn, phân tích để chọn giải pháp BSNTNDĐ tối ưu.
♦ Nghiên cứu đặc điểm thấm bổ sung nước tại các bãi giếng trong trung tâm thành
phố Hà Nội, so sánh với vùng ven sông Hồng để làm rõ đặc tính của vùng ven
Sông Hồng, nơi có các cửa sổ địa chất thủy văn và nơi không có các cửa sổ địa
chất thuỷ văn, từ
đó tổng quát hóa về nguyên tắc xây dựng các hệ thống các bãi
giếng khai thác.
♦ Ứng dụng BSNTNDĐ để xây dựng sơ đồ triển khai BSNTNDĐ tại vùng ven sông
Hồng.
4. Triển khai thử nghiệm và vận hành công trình BSNTNDĐ tại vùng cát tỉnh Bình
Thuận:
♦ Xác định địa điểm
♦ Xây dựng công trình thử nghiệm
♦ Theo dõi vận hành công trình trong 1 năm
♦ Tổng kết, rút kinh nghiệm
♦ Chuyển giao công trình cho
địa phương khai thác, quản lý và phát triển.

5. Đánh giá về qui trình BSNTNDĐ và khả năng áp dụng tại Việt nam
♦ Nghiên cứu đánh giá về qui trình BSNTNDĐ.
♦ Tổng quan về luận cứ khoa học.
♦ Những kết quả khảo sát áp dụng cho 2 vùng đặc trưng về địa chất thủy văn.
♦ Kết quả thử nghiệm tại Bình Thuận.
6. Đánh giá tác động của qui trình BSNTNDĐ đố
i với việc bảo đảm khai thác bền
vững tài nguyên nước tại Việt nam
♦ Tổ chức hội thảo đánh giá
♦ Hướng dẫn tiến hành qui trình BSNTNDĐ.

5
♦ Các kiến nghị.
7. Phổ biến kết quả của đề tài:
♦ Xây dựng một giáo trình BSNTNDĐ phục vụ đào tạo đại học và sau đại học tại
trường Đại học Mỏ Địa Chất và Viện Môi trường & Tài nguyên.
♦ Chuyển giao qui trình BSNTNDĐ cho các Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT tại Việt Nam;
♦ Công bố kết quả nghiên cứu trên các tạp chí quốc gia và quốc tế, các Hộ
i thảo và
Hội nghị khoa học có liên quan.
8. Tổng kết đề tài:
♦ Tổng quan luận cứ khoa học về BSNTNDĐ.
♦ Báo cáo kết qủa việc triển khai nghiên cứu BSNTNDĐ tại tỉnh Bình Thuận và
vùng ven sông Hồng; báo cáo kết quả của công trình thử nghiệm BSNTNDĐ tại
Bình Thuận.
♦ Các đề xuất

Báo cáo kết quả thực hiện đề tài theo những nội dung nghiên cứu được giao nói
trên bao gồm phần mở đầu, 6 chương và kết luận với 405 hình vẽ và ảnh minh hoạ, 90
biểu bảng, danh mục tài liệu tham khảo gồm 186 công trình. Kèm theo báo cáo là các

Phụ lục gồm 35 hạng mục tài liệu gốc của đề tài nộp kèm theo báo cáo, cùng với 29
chuyên đề đã tiến hành trong 3 năm thực hiện đề tài.



6
Chương I

NGHIÊN CỨU CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BỔ SUNG NHÂN TẠO NƯỚC DƯỚI ĐẤT

Khi phê duyệt đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học và công nghệ bổ sung nhân
tạo nước dưới đất nhằm bảo đảm khai thác bền vững tài nguyên nước tại Việt Nam”,
Bộ Khoa học và Công nghệ đã khẳng định mục tiêu của đề tài là:
- Xây dựng luận cứ khoa học bổ sung nhân tạo nước dưới đất tại Việt Nam.
- Đề xuất mô hình bổ sung nhân tạo nước dưới đất tại m
ột số khu vực đặc trưng ở
Việt Nam.
- Tạo dựng các tiền đề cho việc khai thác bền vững nước dưới đất tại Việt Nam phục
vụ phát triển kinh tế xã hội.
Trên cơ sở mục tiêu đã được xác định này chúng tôi đã thiết kế việc triển khai đề
tài theo hướng sau:
- Nắm vững qui trình BSNTNDĐ đang được áp dụng trên thế giới để áp dụng vào
Vi
ệt Nam.
- Xác định 2 vùng địa chất thủy văn đặc trưng đang có nhu cầu bức bách về bổ sung
nguồn nước để nghiên cứu, đề xuất sơ đồ BSNTNDĐ.
- Xây dựng công trình thử nghiệm BSNTNDĐ tại một địa phương và theo dõi vận
hành công trình trong 1 năm.
- Xây dựng qui trình BSNTNDĐ để đảm bảo khai thác bền vững tài nguyên nước tại

Việt Nam, tuyên truyền phổ biến kiến thức về
BSNTNDĐ tới người quản lý và sử
dụng, đào tạo chuyên gia, chuyển giao công nghệ.
Căn cứ vào Quyết định của Bộ Khoa học và Công nghệ về tuyển chọn đề tài độc
lập số 11 năm 2004, chúng tôi sẽ triển khai đề tài trên 2 đối tượng địa chất thủy văn đặc
trưng là vùng cát tỉnh Bình Thuận và vùng ven sông Hồng.
Vùng cát tỉnh Bình Thuận:
Bình Thuận là một trong những vùng khô hạn nh
ất của Việt Nam, có lượng mưa
trung bình 700-1.200 mm/năm, dọc theo đường bờ biển từ Tuy Phong đến Phan Thiết.
Phần lớn lượng mưa rơi vào thời kỳ từ giữa tháng 8 đến tháng 10. Vào mùa mưa phần
lớn nước mưa chảy từ các vùng cao trong đất liền thoát ra biển rất nhanh do địa hình
dốc. Có những xã như xã Hồng Phong gặp khó khăn nghiêm trọng về nước sinh hoạt
trong mùa khô (từ tháng 12 đến tháng 4). Ngườ
i dân phải mua từng can nước với giá rất
cao. Nước ngầm bị nhiễm mặn tại vùng ven biển. Chất lượng và khối lượng nước cung
cấp cho Bình Thuận đang là một vấn đề thiết yếu.
Tại đây có thể tăng cường nguồn nước ngầm bằng công nghệ BSNTNDĐ để đưa
nước mặt vào mùa mưa xuống chứa tại các tầng chứa nước ngầm ph
ục vụ cho sử dụng
vào mùa khô. Do đặc tính của các tầng chứa nước và của các trầm tích phủ trên, việc

7
BSNTNDĐ có thể thực hiện được bằng phương pháp bồn thấm. Nghiên cứu xây dựng
mô hình thử nghiệm sẽ được tiến hành tại khu vực này nhằm chọn ra một địa điểm đáp
ứng các yêu cầu sau: có nguồn nước bổ sung, địa hình nơi thử nghiệm phải thích hợp
cho việc xây dựng bồn thấm, có đới thông khí và tầng chứa nước đáp ứng đòi hỏi của
phương pháp BSNTNDĐ và là nơi dân cư có yêu cầu cấp bách đối với nước sinh hoạt và
sẵn sàng hỗ trợ việc bảo dưỡng và phát huy kết quả của công trình. Công nghệ
BSNTNDĐ được tiến hành tại địa điểm thử nghiệm có thể được chuyển giao và nhân

rộng cho cả vùng cát ven biển miền Trung thông qua các Liên đoàn Địa chất thuỷ văn-
Địa chất công trình thuộc Cục Địa chất Việt Nam.

Vùng ven sông Hồng:

Tại vùng ven sông Hồng nước ngầm được tàng trữ trong tầng chứa nước Holocen
(qh) và tầng chứa nước Pleistocen (qp). Mặc dù giữa hai tầng chứa nước tồn tại lớp thấm
nước yếu (từ 23 m đến 29 m), song theo kết quả quan trắc mực nước từ 1994 đến nay
cho thấy chúng có chung một mực nước và dao động đồng pha với mực nước sông
Hồng. Điều đó cho phép suy diễn là lớp thấm n
ước yếu bị vát về phía sông Hồng, tạo
thành cửa sổ địa chất thuỷ văn. Theo những nghiên cứu của Nguyễn Văn Đản (2003),
ven sông Hồng (khu vực Hà Nội) có các cửa sổ địa chất thuỷ văn ở ven bờ như ở
Thượng Cát thuộc huyện Từ Liêm, Hải Bối thuộc huyện Đông Anh, vùng Nhật Tân –
Quảng Bá thuộc quận Tây Hồ. Tại vùng Thượng Cát, Từ Liêm, Hà Nộ
i có khả năng xây
dựng công trình khai thác dạng thấm lọc nước dưới đất, công suất lớn. Công trình khai
thác thấm lọc ven sông thực chất là một dạng bổ sung tự nhiên đơn giản nước dưới đất
với mục đích làm tăng trữ lượng khi khai thác. Đề tài sẽ tiến hành nghiên cứu tập trung
làm rõ cấu trúc địa chất thuỷ văn t`heo một số tuyến cắt qua sông Hồng bằng các
phương pháp như
khảo sát địa vật lý, nghiên cứu các vấn đề có liên quan như đánh giá
tác động môi trường. Từ đó đề xuất giải pháp khai thác tối ưu, bảo đảm an toàn cho
nguồn nước được khai thác.
Trong chương này trước khi trình bày về cơ sở khoa học BSNTNDĐ, các kinh
nghiệm đã tiến hành trên thế giới, khả năng vận dụng tại các vùng có cấu trúc địa chất
khác nhau tại Việt Nam, ảnh hưởng củ
a các yếu tố môi trường tự nhiên và xã hội tới kết
quả BSNTNDĐ và luận cứ khoa học về BSNTNDĐ, chúng tôi sẽ giới thiệu về việc lựa
chọn phương thức triển khai đề tài, vì đó là mấu chốt quyết định thành công của đề tài.

I.1. Lựa chọn phương thức triển khai đề tài
Để có thể thực hiện được các mục tiêu của đề tài đã trình bày ở trên, chúng tôi
đã xác định chọn 4 phương thức chính là: hợp tác quốc tế, tập hợp chuyên gia Việt
Nam, xây dựng quan hệ với địa phương nơi tiến hành đề tài và sử dụng phương tiện
làm việc qua Internet để kết nối các thành viên ở các địa phương và các quốc gia khác
nhau.

8
I.1.1. Hợp tác quốc tế - yếu tố quyết định thành công của đề tài
Để thực hiện 3 mục tiêu của đề tài ở trình độ hiện đại của thế giới, trong khi vấn
đề nghiên cứu BSNTNDĐ là mới, được tiến hành lần đầu tiên ở Việt Nam, chúng tôi
đã chọn hợp tác quốc tế là cơ sở để thực hiện đề tài. Hợp tác quốc tế, chủ yếu là với
Hội Địa chất thuỷ văn quốc tế và UNESCO sẽ giúp chúng tôi tiếp cận được với các qui
trình BSNTNDĐ đã được tiến hành có hiệu quả trên thế giới và đang được các tổ chức
này quảng bá phát triển trong Chương trình về nước toàn cầu được phát động từ năm
2003. Hợp tác quốc tế sẽ giúp chúng tôi xây dựng được quan hệ với các chuyên gia
nước ngoài có kinh nghiệm về BSNTNDĐ để họ t
ư vấn cho trong khi gặp những
vướng mắc trong quá trình thực hiện cụ thể.
Khi đề xuất việc thực hiện đề tài với Bộ Khoa học và Công nghệ, chúng tôi đã
trình dự toán với yêu cầu về kinh phí là 4.500 triệu đồng. Tuy nhiên, khi đề tài được
phê duyệt, chúng tôi chỉ nhận được số kinh phí là 2.500 triệu đồng. Với lượng kinh phí
như vậy, khó có thể đảm bảo triển khai đầy đủ được các hạng m
ục nghiên cứu, khi
phải tập hợp một đội ngũ chuyên gia đa ngành, phải tiến hành ở một địa bàn xa và khó
khăn như ở Bình Thuận. Thay vì cắt giảm các hạng mục nghiên cứu, giảm các yêu cầu
chuyên môn cần phải thực hiện để có những tư liệu mới cho đề tài, chúng tôi đã xác
định là có thể thông qua hợp tác quốc tế để vận động nguồn kinh phí bổ sung cho đề
tài nghiên cứu. Để

giải quyết điều này, chúng tôi đã tìm hiểu trên các websites về
Chương trình nước toàn cầu do UNESCO đang điều hành, có những nội dung nghiên
cứu như chúng tôi dự định triển khai trong đề tài của mình. Chúng tôi đã xây dựng một
đề án xin tài trợ của UNESCO với tên gọi “Tăng cường nguồn nước ngầm tại Bình
Thuận, Việt Nam bằng BSNTNDĐ”. Trong đề án này, chúng tôi đã lồng ghép những
mục tiêu nghiên cứu về BSNTNDĐ trong
đề tài đã được duyệt ở Việt Nam vào
chương trình chung của thế giới đang được Hội Địa chất thuỷ văn quốc tế và
UNESCO dự định triển khai tại Đông Nam Á. Những mục tiêu và nội dung nghiên
cứu mà chúng tôi dự định triển khai tại vùng cát tỉnh Bình Thuận đã thuyết phục được
Bộ Môi trường & Lãnh thổ Italy, cơ quan đang tài trợ cho đề án “Chương trình về
nước cho châu Phi” giai
đoạn I (2004-2006) thông qua sự điều phối của UNESCO.
Chúng tôi đã thuyết phục phía cơ quan tài trợ thấy được sự quan tâm đặc biệt của
Chính phủ Việt Nam khi duyệt cấp cho chúng tôi số kinh phí 2.500 triệu đồng để triển
khai đề tài, tuy nhiên, để đảm bảo hoàn thiện đề tài, chúng tôi phải cần số kinh phí là
4.500 triệu đồng. Do vậy, Bộ Môi trường & Lãnh thổ Italy đã đồng ý tài trợ cho chúng
tôi số kinh phí còn thiếu để tri
ển khai các nội dung của đề tài tại tỉnh Bình Thuận trong
3 năm 2004-2006. Sau khi duyệt cho đề tài của chúng tôi tham gia vào chương trình
nói trên, Bộ Môi trường & Lãnh thổ Italy đã chỉnh sửa tên của chương trình thành:
“Chương trình về nước cho châu Phi, cho các vùng khô hạn và khan hiếm nước” giai
đoạn I (2004-2006) để giải thích vì sao nghiên cứu về nước tại Bình Thuận, Việt Nam
lại nằm trong chương trình về nước cho châu Phi. Năm 2006 chúng tôi đã được mời

9
báo cáo tại Hội nghị về nước của thế giới tại Mexico với tiêu đề : “Chống hoang mạc
hoá: Bổ sung nhân tạo nước dưới đất tại Việt Nam”, thuộc tiểu ban “Chương trình về
nước cho châu Phi, cho các vùng khô hạn và khan hiếm nước”. Có thể xem về chương
trình này và các báo cáo của chúng tôi trong tài liệu nộp theo Phụ lục của đề tài.

Kinh phí bổ sung cấp cho đề tài của chúng tôi để thực hiện các hạng mục của
đề
án “Tăng cường nguồn nước ngầm tại Bình Thuận Việt Nam bằng BSNTNDĐ” được
cơ quan tài trợ uỷ thác cho văn phòng đại diện UNESCO tại Jakarta ký hợp đồng trực
tiếp với chủ nhiệm đề tài hoặc từng thành viên của đề tài là nhà khoa học Việt Nam
hoặc nhà khoa học nước ngoài đến làm việc cho đề án theo từng hạng mục nghiên cứu
triển khai và chỉ thanh toán chi phí khi có đủ báo cáo khoa học nghiệm thu kèm theo
các chứng từ rất chi tiết đáp ứng đòi hỏi của họ. Thực hiện thêm đề án quốc tế cùng
trong khuôn khổ nội dung của đề tài, chúng tôi có lợi thế là có thêm nguồn kinh phí để
thực hiện đề tài, có điều kiện mời các chuyên gia nước ngoài đến cùng làm việc, cử
được các chuyên gia của đề tài đi dự các cuộc Hội nghị khoa học ở nước ngoài, các kết
quả nghiên cứu củ
a đề tài được minh giải thảo luận không chỉ giữa những người thực
hiện phía Việt Nam, mà cả các chuyên gia nước ngoài và đề tài của chúng tôi đã thực
sự hội nhập với nghiên cứu của thế giới. Tuy nhiên, chúng tôi phải làm việc gấp đôi:
phải viết báo cáo khoa học sau mỗi hợp đồng với UNESCO bằng tiếng Anh, phải
chuẩn bị chứng từ thanh toán với nhà tài trợ để được h
ọ chấp nhận. Các kết quả nghiên
cứu, các ấn phẩm của đề tài được công bố đều phải ghi rõ cơ quan tài trợ bên cạnh Bộ
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Dưới đây, chúng tôi dẫn một số kết quả về hợp tác quốc tế trong khuôn khổ đề
tài đã được triển khai.
Hội thảo khoa học UNESCO -Việt Nam “Tăng cường nguồn nước ngầm bằng
giả
i pháp bổ sung nhân tạo nước dưới đất ở Đông Nam Á” đã được tổ chức tại thành
phố Hồ Chí Minh và Bình Thuận từ 15 đến 17 tháng 12 năm 2004, với sự tham gia
của 50 nhà khoa học Việt Nam, các nước Pháp, Italy, Australia, Campuchia, Malaysia,
Philippine, Thái Lan và UNESCO. Tại Hội thảo các nhà khoa học đã được nghe 14
báo cáo khoa học bao gồm các lĩnh vực: giới thiệu các công nghệ BSNTNDĐ, các
thành tựu và kinh nghiệm BSNT đã được triển khai ở các nước trên thế giới cũ

ng như
ở các nước trong khu vực Đông Nam Á và các kết quả nghiên cứu của đề tài đã thực
hiện được tại Bình Thuận trong thời gian trước khi Hội thảo (Hình I.1).
Chương trình hoạt động của Hội thảo đã được trình bày trong cuốn “Chương
trình và báo cáo tóm tắt”, nội dung các báo cáo tại Hội thảo đã được xuất bản trong
Tuyển tập “Tăng cường nguồn nước ngầm bằng gi
ải pháp bổ sung nhân tạo nước dưới
đất ở Đông Nam Á” được nộp kèm theo trong phần Phụ lục của đề tài.

10









Hình I.1. Các đại biểu tham dự Hội thảo tại Tp. Hồ Chí Minh
Vào ngày cuối Hội thảo, các đại biểu được thăm quan khu vực từ Tà Zôn đến Núi
Bàu Thiêu, xã Hồng Phong, huyện Bắc Bình, tỉnh Bình Thuận - nơi dự định sẽ triển
khai thử nghiệm mô hình BSNT đầu tiên ở Việt Nam (Hình I.2). Đây là một trong
1.715 xã nghèo của Việt Nam nằm trên một khu vực diện tích 8.970 ha. Là một trong
những khu vực khô nhất ở Việt Nam với lượng mưa trung bình khoảng từ 700 - 740
mm, chủ yếu t
ừ tháng 5 đến tháng 10. Thời gian thiếu nước trầm trọng kéo dài từ
tháng 1 đến tháng 4. Hiện tại, xã có 240 hộ gồm 1.191 nhân khẩu, sinh sống chủ yếu
bằng nghề chăn nuôi bò, dê và trồng các cây chịu được hạn như: điều, sắn, mãng cầu,
đậu…Để đáp ứng nhu cầu nước sinh hoạt, mỗi hộ được cấp 5 lu đựng nước của

chương trình UNICEF với tổng dung tích khoảng 10 m
3
để trữ nước mưa hoặc nước
lấy từ Bàu Trắng (cách xa khoảng 12 km). Tại đây, các thành viên tham gia Hội thảo
cũng có dịp tham quan 2 lỗ khoan ở Bàu Nổi do đề tài vừa thực hiện.

Hình I.2. Các đại biểu thăm xã Hồng Phong, Bình Thuận

11
Hội thảo được tổ chức tại Việt Nam đã tạo điều kiện cho các nhà khoa học và
các nhà quản lý Việt Nam được tiếp xúc trực tiếp với các nhà khoa học đầu ngành của
Quốc tế trong lĩnh vực này để tìm hiểu tốt hơn về các công nghệ BSNTNDĐ đã và
đang được áp dụng trên thế giới cũng như ở các nước trong khu vực; giúp các thành
viên tham gia Hội thảo hiểu đượ
c các cách quản lý việc bổ sung tầng chứa nước như
thế nào cho phù hợp với hiệu quả kinh tế và các điều kiện của Việt Nam. Trong phiên
thảo luận cuối sau buổi tham quan thực địa tại xã Hồng Phong - khu vực dự định tiến
hành mô hình BSNTNDĐ đầu tiên tại Việt Nam, các nhà khoa học quốc tế đã nhất trí
với việc chọn địa điểm thử nghiệm tại Bàu N
ổi và góp ý tư vấn về nội dung và các
bước tiến hành đề án trong giai đoạn tiếp theo, nhất trí chọn phương pháp bồn thấm để
thực hiện bổ sung nhân tạo tại Bình Thuận.
Thành công quan trọng nữa của Hội thảo là có sự tham gia của với TS. P.Hubert,
Tổng thư ký Hội Đia chất thuỷ văn quốc tế và TS. P.Dillon (Australia) - Chủ tịch ủy
ban quốc tế về Quản lý bổ
sung tầng chứa nước của Hội Thuỷ văn quốc tế. Hai nhà
khoa học này đã giúp chúng tôi duy trì quan hệ với các tổ chức quốc tế trong việc triển
khai đề tài. Đặc biệt, TS. P. Dillon (Hình I.3) hiện đang làm việc tại Viện nghiên cứu
Khoa học và Công nghiệp Liên bang Australia (Commonwealth Scientific and
Industrial Research Organization – CSIRO), nhận làm cố vấn cho đề tài; TS. G.

Arduino, chuyên gia về địa chất thủy văn của UNESCO, trở thành thành viên của đề
tài (Hình I.4).
Trong suốt 2 n
ăm 2005-2006, chúng tôi đã thường xuyên liên hệ với TS. P.
Dillon để xử lý những khó khăn về kỹ thuật trong khi thực hiện đề tài ở Bình Thuận.
Đặc biệt, vào tháng 2 năm 2006, TS. P. Dillon đã tiếp nhận 2 chuyên viên của đề tài
là TS. Phan Thị Kim Văn và ThS. Bùi Trần Vượng đến làm việc tại Viện nghiên cứu
Khoa học và Công nghiệp Liên bang Australia (CSIRO), Adelaie (Australia) trong thời
gian 3 tuần để minh giải toàn bộ các kết quả thử nghiệm đã tiến hành ở Bình Thu
ận
trong năm 2005. Những kết quả này được trình bày trong chương III và chương IV.







Hình I.3. TS. P. Dillon, chủ tịch Uỷ ban
Quản lý bổ sung tầng chứa nước của UNESCO
và IAHS, cố vấn kỹ thuật cho đề tài
Hình I.4. TS. G. Arduino, chuyên gia
về địa chất thủy văn của UNESCO trở
thành thành viên của đề tài


12
I.1.2. Tập hợp các chuyên gia Việt Nam
Nội dung của đề tài nghiên cứu đòi hỏi có sự tham gia của nhiều chuyên gia về
khoa học Trái đất có kinh nghiệm. Cho nên, ngay khi đăng ký đề tài chúng tôi đã mời

được 14 nhà khoa học thuộc các cơ quan khác nhau tham gia (xem danh sách ở phần
đầu báo cáo). Tuy nhiên, trong khi triển khai thực tế, mặc dầu tất cả các nhà khoa học
có tên trong danh sách đều đã tham gia thực hiện các hạng mục khác nhau của đề tài,
nhưng nhiệm vụ nghiên cứu củ
a đề tài đòi hỏi chúng tôi phải mở rộng thêm bản danh
sách những người thực hiện lên rất nhiều
.
Chúng tôi đã áp dụng cách thức giao nhiệm vụ của UNESCO với chủ nhiệm đề tài
thông qua các hợp đồng khảo sát, nghiên cứu, phân tích minh giải với tất cả các nhà
khoa học thực hiện các nhiệm vụ đề tài. Chúng tôi hiểu rằng khi phải tiến hành nghiên
cứu trong một tập thể lớn, đa ngành, thì các hợp đồng nghiên cứu phải được xây dựng
hết sức chi tiêt, có yêu cầu về kết quả chặt chẽ, th
ời gian giao nộp kết quả phải được
khẳng định chính xác ngay từ đầu và với mức kinh phí thích hợp, thì có thể đòi hỏi được
tiến độ và kết quả mong muốn. Cụ thể là những nội dung chính của đề tài đã được phân
công như sau:
Ban chủ nhiệm đề tài điều hành chung mọi công việc của đề tài, triển khai các nội
dung hợp tác quốc tế, khảo sát thực địa v
ề địa chất thuỷ văn, soạn thảo và ký các hợp
đồng nghiên cứu, nghiệm thu các hợp đồng nghiên cứu với các đối tác, viết báo cáo
tổng kết.
Toàn bộ nội dung về khảo sát địa vật lý do nhóm nghiên cứu của PGS.TS. Nguyễn
Văn Giảng thực hiện.
Công tác khoan thăm dò, khai thác do Liên đoàn địa chất thuỷ văn-Địa chất công
trình miền Trung (dưới sự điều hành của KS. Vũ Ngọc Trân và KS. Phan Thanh Sáng -
Đoàn 705 tại Phan Thiết) thực hiện.
Tổ chức quan trắc khí tượng thuỷ văn tại 2 trạm ở khu vực thử nghiệm do Đài khí
tượng khu vực Nam Trung bộ thực hiện.
Phân tích thuỷ văn đồng vị các mẫu nước do Viện năng lượng nguyên tử quốc gia
Hà Nội và Trung tâm Geokart, Triest, Italy thực hiện.

Thí nghiệm xác định vận tốc nước dưới đất ở Bàu Nổi bằng kỹ thu
ật đánh dấu
do Trung tâm hạt nhân tại Tp. Hồ Chí Minh thực hiện.
Phân tích hoá toàn diện mẫu nước do Liên đoàn Địa chất thuỷ văn - Địa chất
công trình miền Nam thực hiện.
Phân tích vi sinh mẫu nước do Trung tâm Y tế dự phòng Bình Thuận tại Phan
Thiết thực hiện.
Lắp đặt và quan trắc CTD do ThS. Bùi Trần Vượng & KS. Nguyễn Kim Quyên,

13
Liên đoàn Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình miền Nam thực hiện.
Toàn bộ việc xây dựng Trạm thử nghiệm, giám sát bơm thăm dò và khai thác tại
Bắc Bình, quản lý chu trình thí nghiệm bơm kéo dài 6,5 tháng, lắp đặt đường ống dẫn
nước, dẫn điện 1,8 km để cung cấp nước cho xã Hồng Phong và điều hành trạm thử
nghiệm Bàu Nổi do KS. Phạm Văn Hoà, Viện Vật lý địa cầu th
ực hiện.
Nghiên cứu địa chất thuỷ văn và những vấn đề liên quan đến ô nhiễm nước mặt,
giải pháp BSNTNDĐ tại ven Sông Hồng, khu vực Hà Nội do nhóm nghiên cứu của
TS. Nguyễn Văn Đản, Liên đoàn Địa chất thuỷ văn-Địa chất công trình miền Bắc và
PGS. TS. Nguyễn Văn Hoàng, TS. Phan Thị Kim Văn, Viện Địa chất thực hiện.
Các nội dung minh giải tài liệu của đề tài
đã được phân công cụ thể giữa các
thành viên của đề tài và đã được thể hiện trong các nội dung báo cáo tại Xêmina khoa
học tháng 11 năm 2006 tại Tp. Hồ Chí Minh và công bố trong tạp chí Các khoa học
về Trái đất, T. 28, số 4, năm 2006.
Để đánh giá về chất lượng của các phân tích thuỷ văn đồng vị, chúng tôi đã tiến
hành so sánh các kết quả phân tích giữa 2 phòng thí nghiệm của Việt Nam và Italy
(xem mục IV.5). Để kiểm tra các kết quả phân tích hoá toàn diện, chúng tôi
đã đồng
thời gửi mẫu phân tích tại Liên đoàn Địa chất thuỷ văn - Địa chất công trình miền

Nam, Viện Tài nguyên & Môi trường thuộc Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh và
Trung tâm phân tích mẫu nước của Tp. Hồ Chí Minh để so sánh. Mẫu phân tích vi sinh
cũng được kiểm tra bằng cách gửi phân tích đồng thời tại Trung tâm Y tế dự phòng
Bình Thuận và Trung tâm phân tích mẫu nước của Tp. Hồ Chí Minh để so sánh.
Nhiều chuyên gia khoa học Trái đất đã đượ
c mời tham gia giảng bài tại lớp đào
tạo về BSNTNDĐ tại Trường Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội và tại Viện Môi
trường & Tài nguyên (Đại học quốc gia Tp. Hồ Chí Minh) vào tháng 10 năm 2005.
Các lớp đào tạo này không chỉ nhằm đào tạo sinh viên cao học và cán bộ trẻ, mà còn
tạo cơ hội để các chuyên gia khoa học Trái đất của Việt Nam tìm hiểu về BSNTNDĐ -
một lĩnh vực nghiên cứ
u mới và áp dụng những hiểu biết này vào những điều kiện địa
chất thuỷ văn quen thuộc để chuẩn bị tài liệu minh giải cho bài giảng của họ. Bằng
cách như vậy, chúng tôi đã chuyển tải các nội dung nghiên cứu về BSNTNDĐ tới
nhiều đồng nghiệp tại Việt nam. Các nội dung bài giảng và kết quả đào tạo được trình
bày trong chương VI của báo cáo.
I.1.3. Xây dự
ng quan hệ với địa phương nơi triển khai đề tài
Chúng tôi ý thức được rằng, triển khai đề tài tại Bình Thuận là một địa phương ở
xa, trong thời gian dài, phải thử nghiệm công trình ít nhất là 1 năm với rất nhiều hạng
mục khảo sát thì phải có trách nhiệm làm cho chính quyền và người dân địa phương
hiểu rõ được về nội dung và kết quả dự kiến của dự án. Khi người dân địa ph
ương hiểu
rõ họ sẽ là người thụ hưởng kết quả của đề án, thì họ sẽ là những người góp phần bảo
vệ và giúp đỡ trong quá trình triển khai.

14
Khi đoàn khảo sát của chúng tôi tới xã Hồng Phong, tỉnh Bình Thuận lần đầu vào
tháng 4 năm 2004 thì thấy nước mặt tại các hồ nhỏ đều cạn kiệt, ô nhiễm, các lu nước
của UNICEF cấp cho các gia đình cũng cạn kiệt. Chúng tôi đã gặp lãnh đạo tỉnh Bình

Thuận và xã Hồng Phong để tìm hiểu tình hình nhu cầu về nước, giải thích mục tiêu đề
tài mà chúng tôi muốn tiến hành tại địa phương. Tất cả lãnh
đạo và cư dân mà chúng
tôi gặp đều khẳng định: nước sinh hoạt cho người và súc vật đang là vấn đề cấp bách.
Sau này, trong tất cả các hoạt động của đề tài, như: Hội thảo của đề tài (12/2004) và
Xêmina đánh giá về đề án (11/2006), các chuyên viên về tài nguyên và môi trường của
Bình Thuận đều được mời tham gia. Việc triển khai đề tài trong suốt 3 năm (2004-
2006) tại khu vực Bàu Nổi xã Hồng Phong đều được sự ủ
ng hộ và tham gia nhiệt tình
của cư dân. Mặc dù nhiều thiết bị nghiên cứu được tiến hành giữa đồi cát hoang vắng,
ngay cả khi đại diện đề tài không có mặt tại Trạm thử nghiệm ở Bàu Nổi trong thời
gian dài, nhưng không hề có mất mát gì xảy ra.
I.1.4. Sử dụng phương tiện làm việc qua Internet
Để kết nối các thành viên của đề tài từ các cơ quan nghiên cứu và triển khai
khác nhau, ở các địa phương và các qu
ốc gia khác nhau cùng thực hiện các nội dung
nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã sử dụng phương tiện làm việc qua Internet. Phương
tiện này đã giúp chúng tôi từ khi xây dựng thuyết minh đề tài, liên hệ với các đồng
nghiệp nước ngoài, với nhà tài trợ, cũng như thương thuyết các hợp đồng nghiên cứu
với các thành viên của đề tài. Sau này, toàn bộ việc minh giải tài liệu của đề tài, chuẩn
bị các ấn phẩm đều thông qua Internet.
Đó chính là phương tiện để thực hiện nhanh
và rẻ trong quá trình vận hành các hạng mục nghiên cứu của đề tài. Ví dụ, khi triển
khai thí nghiệm bơm khảo sát tầng chứa tại Bàu Nổi, Bình Thuận người quản lý Trạm
thử nghiệm hàng ngày có trách nhiệm gửi số liệu xác định mực nước hạ thấp qua
Internet về cho người xử lý số liệu là ThS. Bùi Trần Vượng tại Tp. Hồ Chí Minh. Sau
khi xử lý và vẽ bi
ểu đồ biến động mực nước, ThS. Bùi Trần Vượng chuyển kết quả
qua Internet đến chủ nhiệm tài. Các mẫu nước sau khi được chuyển về Liên đoàn Địa
chất thuỷ văn - Địa chất công trình miền Nam phân tích, sau đó kết quả được chuyển

đến cho chủ nhiệm đề tài qua Internet. Như vậy, chủ nhiệm đề tài luôn biết rõ và rất
kịp thời về các kết quả quan trắc. Trong tr
ường hợp có vấn đề về kỹ thuật, chủ nhiệm
đề tài có thể gửi ngay các số liệu tới các cố vấn quốc tế của đề tài để xin tư vấn.
Bốn phương thức chính được trình bày ở trên đã giúp chúng tôi đạt được những
kết quả sẽ trình bày dưới đây.
I.2. Cơ sở khoa học về bổ sung nhân tạo nước dưới đất
Con người, động vật và cây cối không thể thiếu nước và như chúng ta biết không
có nước không thể có cuộc sống. Trên Trái đất tổng lượng nước có khoảng 1.370 x10
15

m
3
, tương đương với một lớp nước dày 2.700 m khi trải ra trên toàn bộ bề mặt Trái đất

15
(bằng 510x10
12
m
2
). Tuy nhiên, trong số này có tới 97,3% là nước mặn không thể sử
dụng được cho nông nghiệp, dân dụng và công nghiệp. Nước dưới dạng tuyết hoặc
băng chiếm 2,1%, còn nước nhạt chỉ khoảng 0,6% (Bảng I.1). Số lượng này chỉ tương
đương với 8,5 x 10
15
m
3
, tương ứng với một lớp nước dày chỉ 60 m khi trải ra trên toàn
bộ bề mặt đất của Trái đất (136 x 10
12

m
2
). Hơn nữa, 98% số lượng này là nước dưới
đất, một nửa nước dưới đất xuất hiện ở chiều sâu lớn hơn 800 m dưới mặt đất, nơi hàm
lượng muối thường quá cao và để khai thác rất tốn kém. Như vậy, nước nhạt trên Trái
đất là một tài nguyên quí giá.
Nước nhạt không phải là một khoáng chất như than và dầu: khi tiêu thụ có nghĩa
là phá hủy và nguồn cung cấp mới không thể hình thành nữ
a. Ngược lại, nước nhạt
được hình thành liên tục. Khi sử dụng nước, chất lượng nước có thể bị phá hủy hoặc
có thể bị chuyển sang trạng thái khác, nhưng nó luôn là nước. Trên thực tế là tất cả
nước trên Trái đất, dù là nước bốc hơi trong khí quyển, nước mặt trong các suối, hồ,
biển và đại dương hay là nước dưới đất trong các lỗ hổng của đất đá không đứng yên
và chuy
ển động tuần hoàn liên tục.
Sử dụng nước dưới đất phục vụ cấp nước công cộng và công nghiệp có nhiều
ưu điểm so với sử dụng nước mặt từ sông và hồ. Nước dưới đất có thành phần vật lý
và hóa học ổn định, không có các vi sinh vật gây bệnh lan truyền theo đường nước,
trong nhiều trường hợp có thể sử dụng không cần xử lý, hoặc xử
lý đơn giản, an toàn
và rẻ tiền, nó có thể được khai thác tại nhiều vị trí do vậy không cần đường ống dài và
tốn kém.
Bảng I.1. Nước trên Trái đất
Loại Số lượng (10
15
m
3
) Phần trăm
Biển và đ
ạ

i
d
ươn
g
1330 97
,
25
Sôn
g
băn
g
vùn
g
c
ự
c băn
g
29 2
,
12
Nước
d
ưới đấ
t
8
,
40
,
61
Sôn

g
và hồ 0
,
13 0
,
01
Khí
q
u
y
ển 0
,
013 0
,
00
Sinh
q
u
y
ển 0
,
0006 0
,
00
Tuy nhiên, khai thác nước dưới đất từ các tầng chứa sẽ làm hạ thấp mực nước
dưới đất, đến lượt nó gia tăng bổ sung tự nhiên và giảm lượng thoát tự nhiên. Bổ sung
gia tăng do sự dịch chuyển của đường phân thủy, làm tăng diện tích lưu vực và do
lượng thấm gia tăng từ các suối. Lượng thoát nước giảm do giảm tổn thất từ bốc hơi và
do lượng ng
ấm sang các tầng chứa nước xung quanh giảm.

I.2.1. Các phương pháp bổ sung nhân tạo nước dưới đất (BSNTNDĐ)
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất là một biện pháp bảo đảm công suất khai thác
nước dưới đất và cải thiện chất lượng nước dưới đất đang bị suy thoái tại các khu khai

16
thác tập trung với qui mô lớn. Ở Việt Nam bổ sung nhân tạo nước dưới đất vẫn đang
còn rất mới mẻ.
Bổ sung nhân tạo nước dưới đất có thể được định nghĩa như sau: Bổ sung nhân
tạo nước dưới đất là các hoạt động của con người làm nước mặt từ sông, suối, hồ
thấm vào lòng đất với tốc độ thường lớn hơn nhiều lần bổ sung tự nhiên, tạo gia tăng
tương ứng về trữ lượng an toàn khi khai thác nước dưới đất.
Nhìn chung, các phương pháp BSNTNDĐ có thể được phân loại thành hai
nhóm chính: Các phương pháp BSNTNDĐ gián tiếp và các phương pháp BSNTNDĐ
trực ti
ếp.
Các phương pháp BSNTNDĐ gián tiếp
Trong phương pháp này các phương tiện khai thác nước được thiết kế gần các
vùng hoặc nguồn từ đó sự thoát nước tự nhiên có thể bị trệch hướng hoặc chảy theo ý
muốn. Phương pháp này có tên là Thấm qua đáy (Bank Infiltration hoặc Induced
Recharge). Phương pháp Thấm qua đáy có thể coi như là bổ sung nhân tạo nước dưới
đất thông qua các trầm tích đáy sông hoặc hồ. Nguồn bổ sung thường là do chênh lệ
ch
gradien thủy lực giữa mực nước sông hoặc hồ với mực nước dưới đất gây ra bởi hút
nước thông qua lỗ khoan hoặc hành lang khai thác. Hình I.5 minh họa bổ sung nhân
tạo được tạo ra từ sông vào tầng chứa nước.
Trong phương pháp này, nguồn bổ sung cho tầng chứa nước bị chi phối bởi hai
yếu tố: 1) Lưu lượng khai thác từ hành lang khai thác Q, và 2) Khoảng cách L giữa
hành lang khai thác và sông.

Hình I.5. BSNTNDĐ từ

nước sông thấm qua
trầm tích đáy sông tới lỗ
khoan khai thác
Phương pháp này được thực hiện ở các công trình khai thác gần các sông, hồ,
kênh, suối. Khi các công trình khai thác nước hoạt động tạo ra nguồn bổ sung từ sông,
hồ, kênh, suối và hình thành một phần của lượng nước được khai thác.
Công suất của lỗ khoan khai thác phụ thuộc vào bổ sung gián tiếp có thể bị thay
đổi trong năm do dao động của mực nước sông, hồ, kênh, suối. Khi nướ
c trong sông,
hồ, kênh suối bị nhiễm bẩn, không thể chấm dứt được nguồn bổ sung nhân tạo này và
nước bị nhiễm bẩn sẽ đi vào tầng chứa nước. Nước thấm không đi qua đới thông khí,
thường chuyển dịch trong các điều kiện hiếm khí vì vậy dẫn đến các vấn đề về hàm
lượng sắt và magiê.

17
Các phương pháp BSNTNDĐ trực tiếp
Trong các phương pháp trực tiếp, nước từ các nguồn nước mặt được chuyển (đôi
khi qua một khoảng cách khá xa) tới các tầng chứa nước nơi chúng thấm vào nước
dưới đất. Các phương pháp bổ sung nhân tạo trực tiếp có thể chia ra thành 3 nhóm:
Bổ sung nhân tạo bằng bồn thấm
Trong bổ sung nhân tạo bằng bồn thấm, nước mặt từ sông hồ được chuyể
n tới
một thành hệ địa chất thích hợp, thấm xuống và hình thành nước dưới đất, vì vậy tăng
lượng cung cấp nước dưới đất (Hình I.6). Nước đi vào tầng chứa nước có thể chia

thành 3 giai đoạn: 1) nước thấm vào đất, 2) nước ngấm xuống qua các lớp đất, và 3)
chuyển động theo phương nằm ngang của nước tới các công trình khai thác. Tốc độ
nước đi vào tầng chứ
a nước phụ thuộc vào 3 yếu tố:
- Tốc độ thấm: tốc độ nước đi vào các lớp đất, bị ảnh hưởng bởi các yếu tố: các ổ
khí trong đất, mức độ tắc nghẽn của vật liệu lọc, sự tăng của tảo và vi khuẩn.
- Tốc độ ngấm: tốc độ nước di chuyển xuống phía dưới qua các lớp đất, phụ
thuộc vào m
ẫu của đường dòng chảy nước dưới đất và hệ số thấm theo chiều thẳng
đứng của đất đá.









Hình I.6. BSNTNDĐ bằng bồn thấm vào tầng chứa nằm nông
- Khả năng di chuyển ngang của nước: phụ thuộc vào mẫu của đường dòng và hệ
số dẫn nước của tầng chứa nước nằm bên dưới mực nước.
Duy trì mộ
t đới không bão hòa bên dưới vùng thấm có tầm quan trọng đặc biệt
cho phương pháp BSNT này. Trong trường hợp tầng chứa nước không áp nằm dưới
vùng thấm, có mực nước ngầm nằm sâu, khi nước mặt ngấm xuống sẽ nâng cao mực
nước, tăng trữ lượng nước ngầm nhưng không làm các vùng xung quanh bị ngập lụt.
Khả năng thấm ban đầu là cao, sau đó sẽ giảm dần trong quá trình bổ sung vì xuất hiện
các lớ
p vật liệu ở đáy của bồn thấm.

18
Bổ sung nhân tạo bằng các hố và moong khai thác
Khi tầng chứa nước nằm ở độ sâu trung bình, có thể bổ sung nhân tạo thông qua
các hố móng hoặc các moong khai thác (H ình I.7).
Đào các hố móng hoặc các moong khá tốn kém trong khi công suất bổ sung của
chúng khá nhỏ. Phương pháp này chỉ được sử dụng khi các hố móng hoặc moong khai
thác đã có sẵn, ví dụ như những moong khai thác sỏi, đá hoặc sét đã bỏ, hoặc ở những
nơi thật cần thiế
t theo các yêu cầu cho các mục đích đặc biệt như bảo vệ môi trường.
Khi các tầng chứa nước bị phủ bởi một lớp thấm yếu có độ dày lớn, hố móng và
moong khai thác có thể sử dụng nhưng do diện tích hạn chế công suất bổ sung thường
rất nhỏ.







Hình I.7. BSNTNDĐ trực tiếp qua hố móng hoặc moong khai thác
Bổ sung nhân tạo bằng lỗ khoan ép nước
Nướ
c mặt có thể được ép vào các tầng chứa nước thông qua các lỗ khoan ép nước
và được khai thác thông qua các lỗ khoan khai thác nước khác. Hình I.8 minh họa một
hệ thống gồm một lỗ khoan ép nước để bổ sung nhân tạo trực tiếp tầng chứa nước.
Trong trường hợp tầng chứa nước có áp phải sử dụng phương pháp này. Thiết kế một
lỗ khoan ép nước tương tự với thiết kế một l
ỗ khoan khai thác nước. Sự khác nhau cơ
bản là nước chảy ra khỏi lỗ khoan ép nước vào tầng chứa dưới sẽ chịu cả trọng lượng

cột nước và áp lực từ bơm ép.
Trong mọi trường hợp phải thật cẩn thận khi thiết kế, xây dựng và thực hiện
BSNT bằng lỗ khoan ép nước, bởi vì các lỗ khoan ép nước hay bị sự cố hơn các lỗ
khoan khai thác thông thường. Trên cơ s
ở cơ chế tắc nghẽn lỗ khoan nêu ở trên, đòi
hỏi về việc xây dựng và vận hành hệ thống ép nước không khó. Nước để ép xuống lỗ
khoan có hàm lượng cát chỉ khoảng 1mg/l đã có thể gây tắc nghẽn lỗ khoan trong thời
gian ngắn. Vì vậy các lỗ khoan ép nước thông thường nên dùng nước không có cát để
ép nước. Tốc độ đi vào địa tầng cho các lỗ khoan ép nước nên giới hạn dưới 1,5 m/giờ.
Di
ện tích ống lọc của lỗ khoan ép nước nên lớn hơn hai lần so với diện tích ống lọc
của lỗ khoan khai thác với cùng lưu lượng.
Trong các công trình BSNTNDĐ cần phải tiến hành nghiên cứu phương trình