Luận văn thạc sĩ Thủy văn học: Đánh giá tài nguyên nước đảo Trần tỉnh Quảng Ninh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.37 MB, 90 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOBỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNN

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

TÀI NGUYÊN NGJOCDAO TRAN

INH QUANG NINH

Chuyên ngành: Thủy văn học

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CÁM ƠN

Trước hết, với lịng kính trong và biết ơn sâu sắc, tơi xin bay tỏ lịng cảm ơnchin thành tối PGS.TS Hoàng Thanh Tùng, giảng viên Trường Dai học Thủy Lợi, vàTS, Đặng Hoàng Thanh, cán bộ Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam, đã trực tiếp

"hướng din tơi rit tận tình, cho tơi những kiến thức và kinh nghiệm quý báu, tạo điều

kiện thuận lợi cho tôi trong q trình thục hiện, hồn thành luận văn

Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Lãnh đạo Khoa Thủy văn & Tài

nguyễn nước, trường Đại học Thủy lợi, cảm ơn cic Thầy Cé giáo trong khoa, trong

trường đã day chotôi những kiến thức, kỹ năng quan trọng

Tôi xin gũi lời cảm ơn sâu sắc nhất tối Lãnh đạo Viện Thủy đi

lượng ti tạo đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập và nghiên cứu.

và Năng

“Tôi xin cảm ơn gia định, người thân và bạn bè đã động viên và giúp đỡ tôi trong,

thời gian qua.

Hà Nội, thing 05 năm 2017

Hoc viên

Trần Thanh Hải

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

LỜI CAM ĐOAN

“Tên tôi là: Trần Thanh Hải Ma số học viên: 1582440225002

Chuyên ngành: Thủy van học Ma số: 604490

Khóa học: K23

Tơi xin cam đoan qun luận văn được chính tơi thực hiền dưới sự hướngdẫn của PGS.TS Hoàng Thanh Tùng và TS, Đặng Hoàng Thanh với đề ải nghiên

cứu trong luận văn “Đánh giá tài nguyên nơớc đảo Trần tỉnh Quảng Ninh”

"Đây là đề tải nghiên cứu mới, khơng trùng lặp với các đ

trước đây, do đó khơng có sự sao chép của bat kì luận văn nào. Nội dung của luận.

văn được thể hiện theo đúng quy định, các nguồn ti liệ, tư liệu nghiên cứu và sửdụng trong luận văn đều được trích dẫn nguồn

Nếu xây mì vẫn đề gi với nội dung luận văn này, 4

trách nhiệm theo quy định.

luận văn nào

xin chịu hoàn toàn

NGGIỜIVIẾT CAM DOAN

‘Trin Thanh Hải

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

MỞ ĐẦU

Tĩnh cấp thiết của đề ti hMặc tiêu của Đ ải 2

Đổi trợng và phạm vỉ nghiệ

Phương pháp nghiên cứu;

Cu trúc của luận văn.

CHGIƠNG 1: TONG QUAN VỀ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NGÚC..

1.1 Một số khái niệm.

1.2 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tài nguyên nước trên biển đảo ở thể giới

1.3 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tải nguyên nước trên biển đảo ở Việt Nam... 101.4 Định hướng nghiên cứu 21.5 Giới thiệu mơ hình Modilow Flex 131.5.1 Phương trinh động chay ngầm. 141.5.2 Phương trình vi phân và phương pháp gi 15

CHONG 2: DANH GIÁ TÀI NGUYÊN NG]ỚC MAT DAO TRÀN...29

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu 292.1.1 Đặc điểm vị tr dia, ự nhiên 29

2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa chất 30

2.1.3 Đặc điểm khí tượng thủy văn 322.1.4 Đặc điểm khí hậu, 32.1.5 Hiện trang các cơng tình hỗ chứa có trên đảo 35

2.1.6 Tinh hình dn sinh kinh tế 35

2.2 Dánh giá nghiền cửu tài nguyên nước mặt 3522.1 Đánh giá tải nguyên nước mưa 352.2.2 Dinh giá tải nguyên nước mặt 37

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

CHG|ƠNG 3: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NG]ỚC NGAM ĐẢO TRÀN...52

3.1 Đánh giá ti nguyên nước ngằm 323.1.1 Tha thập và xử lý các ti liệu có ign quan, 323.1.2 Xây đựng mơ hình mơ phơng 32

gu mays 1 ngày max và tổng lnjgng ma năn tăng số liệu bốc hơi tháng trạm Móng C

Phy lục 3: Bảng số liệu bốc hoi tháng trạm Cô Tô Phụ lục 4: Quan hệ Z.~ W hồ chứa.

Phy lục 5: Bảng cân bằng hỗ chứa noyée

Phy lục 6: Bảng cân bằng hỗ chứa MOYO 3...«eeeeeeeeereeo.TB Phy lục 7: Một số hình ảnh trong mơ hình Visual Modffow Flex...T9.

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

1 : Đặc trưng trung bình thing các ếu tổ khí tượng“Tốc độgiolớn nhất thng tại rạm Cổ Tơ,

Lượng mưa trung bình nhiễu năm ác trạm ảnh hưởng

h nhiều năm tai trạm Cô Tô.Lượng mưa ngày lớn nhất thiết kế.

Déng chảy năm thiết ké đến. ác tuyển đập

T: Các đặc tưng thống kế lưu lượng dòng chảy năm thi

8: Phân phối ding chấy năm tết kế P=85%. 2. 9; Tổng lượng nước tưới yêu câu tại đầu mỗi

10: Lượng nước yêu cầu tại đầu mỗi.

11 : Chénh lệch tổn thất bốc hơi mật đất ~ mặt nước,

12 : Tiêu chuẩn thắm kho nước,

13: Lưu lượng định lũ tiết kế và kiểm ta (môis)

2.14: Tổng lượng lũ tết kế và kiểm t (103m8) 2.15: Quá tỉnh lũ thiết wa kiểm tr đến Hỗ 3

16 : Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra đến Hỗ 2 17 : Quá trình lũ thiết kế và kiểm tra đến Hỗ 1 1S: Mire nước chất của hd chia nước Dao Trin 19: Thông số hồ chứa nước Đảo Trần

20: Bảng cân bằng hồ chứa nước |

31 TY lệ đáp ứng nhu cầu sử dụng nước của 3 hồ

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

1: Sơ đồ thực hiện luận văn

2 :Giao diện cia mồ hình MODFLOW

3: Ơ lưới và các loại 6 trong mơ hình 4:6 lưới ijk và 6 bên cạnh

5 : Sơ đồ bước giải theo phương pháp lặp trong mơ hình.

Hình 1. 6 : Điều kiện biên sông (River) a) Mặt cắt biểu diễn điều kiện biến sông b) M6

7 : Điều kiện biên kênh thốt (Drain)

bóc hơi tong mơ hình ET)

9 : Điều kiện biên tổng hợp trong mơ hình (GHB),

10: Các 6 lưới ai phân hai chiều xung quanh 6 66 lỗ khoan1: Vị tí dao Trần,

Bản đồđịa chất vùng đảo Trin và khu vục xung quanh Đường tần suất mưa 1 ngày lớn nhất trạm Cơ Tơ

1 :Giao điện chính của mơ hình

Xây dựng các lớp dia ting

Xơ phỏng dia hình của Đảo Trin,

Viti giếng bổ cập và cao trình địa ting ting thứ nhất

'Khung giao diện lim việc mơ hình Visual Modflw FlexCao trình mực nước ngằm tinh tốn từ mơ hình.

Biểu đồ nguồn nước ngằm bổ sung và thốt ra Biểu đồ tổng lượng ch lũy của nước ngim.

‘Vi trí giếng bổ cập giếng hút và cao trình địa ting ting thứ hai. 10 : Cao trình mực nước ngằm tính tốn từ mơ hình.

11: Biểu đồ nguồn nước ngằm bỏ sung và thoát ra

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

12: Biểu đồ tổng lượng tích lũy của nước ngằm. 15: hiểu đồ nguồn nước ngằm bổ sung và thoát ra

1Á: Vit tram bơm hút và hệ thống hồ chứa trên đảo Trần.

15: Bigu đồ lãy ích của chênh ch gia quá tỉnh bổ cập va bơm hút

16: Một số giải pháp của phương pháp thu gom nước mưa,

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Địa chất thủy van

Quy phạm thấy lợi

Mực nước chết

Mặc nước ding bình thường

Nước dưới dat

Tiêu chuẩn Việt Nam.

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

MỞ ĐÀU

‘Tinh cấp thiết của đề tài

"Đào Trần (cồn gọi là đảo Chàng Tây) nằm ở phía Đơng Bắc thuộc huyện dioCð Tổ, tinh Quảng Ninh cách Binh Ngọc (Mơng Céi) khoảng 40km về phía ĐơngNam. Diện tích toàn dio khoảng 4.46 km, hầu hết là đi núi Hiện nay trên đảo chưa

có din cư sinh sống lâu đi mà chỉ có một số ngư dân đánh bắt cá cư trả tạm thời, còn lại chủ yếu là lực lượng bộ đội kim nhiệm vụ bảo vệ đảo và ãnh hải của tổ quốc,

Đồn biên phòng số 6 thuộc Bộ chỉ huy biên phòng tinh Quảng Ninh được xây.

dạng tir lâu, có nhiệm vụ bảo vệ an ninh trên đảo và ving lãnh hải phía đơng bắc khu

vy dio Trần. Trước kia, để cải thiện điều kiện sống của bộ đội trên đảo, Bộ Quốc.

Phòng và Tỉnh Quảng Ninh đã cho xây dựng khu doanh trại nhà cái

phòng số 6 và đã cho làm 2 giếng nước. Nước ăn trên đảo chủ yếu sử dụng nguồn

4 của đền biên

nước mưa; vào mùa khô, nguồn nước này rắt t không cung cấp đã như ciu. Do vậy,

đời sống của bộ đội trên đảo gặp nhiều khó khăn.

Với mục ti kiến sống rên đảo của bộ đội công như thực hiện

chủ trương di dân ra đo, trong giai đoạn từ năm 2000 - 2003, Bộ Quốc Phòng và

Tinh Quảng Ninh đã phối hợp cho xây dựng 3 hồ chứa nước ngọt số 1, số 2 va số 3 trên đạo dé tin dụng nguồn nước mặt để phục vụ cung cắp nước sinh hoạt và nu

nước ngọt. Tuy nhiên qua kiểm tra nhận thấy, mặc dù mới được xây dựng, chưa đưa.

sử dụng song các hồ đã bị mắt nước nghiém trọng, vào mùa khô hỗ can. Nguồnnước trên đảo khan hiểm là do nguồn sinh thủy hạn chế, chủ yếu là do nước mưa

nông cao did

cung cấp, xung quanh đảo là nước mặn. Ở đảo nguồn nước mặn dé xâm nhập vào. trong ting chữa nước. Bé có thể khai thắc sử dụng hợp lí tai nguyên nước, cần phải xác định rõ các nguồn bình thành trữ lượng khai thác, ranh giới mặn nhạt vả tăng khả. năng tái tạo nguồn nước; bổ tỉ cơng trình lay nước tối u, trình hiện tượng quá ti

gây nguy cơ suy thối cạn kiệt nguồn nước, nhiễm bin, nhiễm mặn. Vì thé cẳn có.

phương hưởng điều tra kha thác sử dụng hợp lý nước mặt cũng như nước ngằm để có chế độ khai thác hợp lý cho từng đổi tượng khai thác, tránh hiện tượng xâm nhập.

ifn vào ting chứa nước nhạt có triển vọng khai thác, bảo vệ mỗi trường nước dưới

đắc Dể đáp ứng đủ nhủ cầu nước cho sinh hoạt của bộ đội trên đảo và khả năng phát in phải tién hành nại ru, đánh giá khả năng cung cấp nước của

các hồ nói trên cũng như khả năng cung cấp nước sinh hoạt tir nước ngầm. Chính vitriển của dio

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

„ để làm rõ hơn khả nang cung cấp nước của các hồ và khả năng cung cấp én

định của nước ngằm trên đảo, luận văn “Đảnh giá tài nguyên nước đảo Trần tinh

“Quảng Ninh” đã được hình thành với mục tiêu: Nghiên cứu, đánh gié khả năng

cùng cấp nước của 3 hỗ chứa có sin trên đảo, bên cạnh đó tính toán khả năng cung sắp én định của nước ngằm trên dio để cưng cắp nước sinh hoạt cho bộ đội cũng

như khả năng phát tiển của đảo - đưa người dân di cư lên đảo

Mye tiêu của Để ti:

"ti được thực hiện nhằm các mục ig sau: Nghiên cứu, đính gũi nguyễn giải pháp, nước, bao gồm nước mặt và. nước ngằm trên đảo Trần. Từ đó, dé xuất một

ning cao khả năng ai thc nước rên đảo Tần.

Đối tojeng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cu của luận vin: ti nguyễn nước bao gỗm tải nguyễn nước

mặt và tài nguyên nước ngằn;

Pham vi nghiên cứu của luận văn: đảo Trin.

Phojong pháp nghiên cứu:

Dé dat được mục tiêu đề ra, dé tài đã sử dụng kết hợp giữa các phương pháp. ~ Phương pháp phân tích thống kê, phương pháp kế thừa dé tiến hành đánh.

gi lại ải nguyên nước mặt và khả năng cung ứng như cầu sử dung sử dụng nướccủa người dân trên đảo Trần

= Phương pháp mơ hình tốn để đảnh giá trữ lượng tải nguyên nước nướcngằm và khả năng khai thác ôn định trên đảo để từ đó đề xuất một số giải pháp nângcao khả năng khai thác nước rên đảo Trần

Cấu trúc của luận văn.

Luận văn bao gồm lời cảm ơn, lời cam đoan, mục lục, phụ lục và 3 chương

“Chương I: Tổng quan về đánh giá tài nguyên nước. Chương này trình bay

tổng quan tình hình khai thác nước trên các đảo ở trong và ngồi nước từ đó đưa rainh hướng nghiên cứu trong luận văn

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

Chương I: Đánh giá tải nguyên nước mặt đảo Trin. Chương này tình bảy kết quả đánh giá và phân tích hiện trạng khai thác tài nguyên nước mặt trên đảo Trin, Tỉnh Quảng Ninh

Chương IIL: Đánh giá tải nguyễn nước ngẫm đảo Trần, Chương này trình

bày kết quả tính tốn và phân ích kết quả đảnh giả tai nguyên nước ngằm trên đảo

từ đó đề xuất một số giải pháp khai thác nước bén vững trên đảo Trần.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

CHGJONG 1: TONG QUAN VE ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NGJOC

1.1 Một số khái niệm.

Theo “Đánh giá ải nguyên nước Việt Nam" của Nguyễn Thanh Sơn, ta có thể

hiểu được một số định nghĩa sau:

“Tài nguyên noớc.

Nướcmột loại tai nguyên qui giá và được coi là vĩnh cửu. Khơng có nướcthì khơng có sự sống trên hãnh tinh của chúng ta. Nước là động lực chủ yếu chi phối.

mọi hoạt động dân sinh kinh tế của con người. Nước được sử dụng rộng rãi trong.

sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, thuỷ điền, giao thông vận ti, chấn nuôi thuy

sản v.v.. Do tính chất quan trọng của nước như vậy nên UNESCO lấy ngày 23/3

lâm ngày nước thể giới. Tài nguyên nước lš lượng nước trung sông, ao hỗ,

biển và đại dương và rong khí quyén, sinh quyền. Trong Luật Tai nguyễn nước củaim lây,

nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam đã quy định: " Tai nguyên nước baosm các nguồn nước mặt, nước mưa, nước dưới đắt, nước biễnthuộc lãnh thổ nướcCơng hồ xã hội chủ nghĩa Việt Nam ", Nước có hai thuộc tính cơ bản đó là gây lợivà gây hại. Nước là nguồn động lực cho mọi hoạt động kinh tế của con người, song

1g gây ra những hiểm hoạ to lớn không lường trước được d6i với con người

Những trận lũ lớn có thể gây thiệt hai về người và của thậm chí tối mức có thé pháhuỷ cả một ving sinh thái

Tài nguyên nước là một thành phin gắn với mức độ phát triển của xã hội loài

người tức là cũng với sự phát triển của khoa học công nghệ ma tài nguyên nướcngày cảng được bô sung trong ngân quỹ nước các quốc gia. Thời kỳ nguyên thuỷ,tải nguyễn nước chỉ bó hẹp ở các khe suối, khí con người chưa có khả năng khai

thác sơng, hỗ và các thuỷ vực khác. Chỉ khi kỹ thuật khoan phát triển thi nước ngẫm. tổng sâu mới trở thành ti nguyên nước. Và ngày nay với các cơng nghệ sinh hố học tiên tiến thì việc tạo ra nước ngọt từ nước biển cũng không thành vấn đẻ lớn. Tương li các khối bang trên các nổi cao và cúc vùng cực cũng nằm trong tằm khai

thác của con người và nó là một nguồn tài nguyên nước tiềm năng lớn.

Tuy mang đặc tính vĩnh cứu nhưng trữ lượng hang năm khơng phải là vơ tận,tức là sức tái tạo của dịng chảy cũng nằm trong một giới hạn nào đó khơng phy

thuộc vào mong muốn của con người. Tài nguyên nước được đánh giá bởi ba đặc

trưng cơ bản là lượng, chất lượng và động thái của nó.

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Lượng là đặc trưng biểu thị mức độ phong phú của tải nguyên nước trên một

lãnh thổ. Chat lượng nước là các đặc trưng về hàm lượng các chất hoa tan trong. nước phục vụ yêu cầu đăng nước cụ thé về mức độ lợi và hại theo tiêu chun đối

tượng sử dụng nước.

Động thấi của nước được đánh giá bởi sự thay đội của các đặc trưng nước theothời gian

‘Tai nguyên nơớc ngọt

Nude ngọt hay nước nhạt là loại nước chứa một lượng tối thiểu các muối hòa

tan, đặc biệt là clorua natri (thường có nơng độ các loại muỗi hay còn gọi là độ mặn.

trong khoảng 0,01 = 5 ppt hoặc tới 1 ppt), vi thé nó được phân biệt tương đổi rõ

rằng với nước lợ hay các loại nước mặn và nước mudi, Tắt cả các nguồn nước ngọtphát điểm là từ các cơn mưa được tạo ra do sự ngưng tụ tối hạn của hơinước trong khơng khí, rơi xuống ao, hỗ, sơng của mặt đắt cũng như trong các nguồn

nước ngằm hoặc do sự tan chy của băng hay tuyết, Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo, tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thể giới đang từng bước

giảm di, Nhu cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thé giới, trong khi dân số

thể giới vẫn đang tiếp twe tăng lim cho nhu cầu nước cảng ting. Sự nhận thức về

tằm quan trọng của việc bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới được

lên tiếng gần diy. Trong suốt thé kỷ 20, hơn một nữa các vũng đắt ngập nước trên

thé giới đã bị biến mắt cùng với các môi trường hỗ trợ có giá trị của chúng. Các hệsinh thai nước ngọt mang đậm tinh đa dạng sinh học hiện đang suy giảm nhanh hon

các hệ sinh thái biển và đắt liền.

“Tài nguyên noyie mặn

Nước mặn là thuật ngữ chung để chỉ nước chứa một him lượng đáng ké các

mudi hòa tan (chủ yếu là NaCl). Ham lượng này thông thường được biểu diễn dưới. dạng phần nghìn (ppt) hay phần miệu (ppm) hoặc phần trăm (%) hay gi

Các mức him lượng muối được USGS Hoa Kỳ sử dụng để phân loại nước mặn

thành ba thể loi. Nước hơiin chứa mudi trong phạm vi 1.000 tới 3.000 ppm (1tới 3 ppt). Nước mặn vừa phải chứa khoảng 3.000 tới 10.000 ppm (3 tới 10 ppt).Nước mặn nhiều chứa khoảng 10.000 tới 35,000 ppm (10 tới 35 ppt) muối. TrênTrái Đất, nước biển trong các đại dương là nguồn nước mặn phổ biển nhất và cũng

là nguồn nước lớn nhất. Độ mặn trung bình của đại dương là khoảng 35.000 ppm

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

hay 35 ppt hoặc 3,5%, tương đương với 35 gi. Him lượng nước mặn tự nhiên cao

nhất có tại hồ Assal 6 Djibouti với nông độ 34.894

Tài nguyên noyée mặt

"Nước mặt là nước trong sông, h hoặc nước ngọt trong ving đất ngập nước.

Nước mặt được bd sung một cách tự nhiên bai giáng thủy va chúng mắt đi khi chảy

vào đại dương, bốc hoi và thắm xuống đất Lượng giáng thủy này được thu hỗi bởisắc lưu vực, tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thi điểm công tủy thuộc

vào một số yếu tổ khác. Các yếu tổ này như khả năng chứa của các hồ, ving dit ngập nước và các hồ chứa nhân tạo, độ thấm của dat bên dưới các thể chứa nước này, các đc điểm của đồng chây mặt trong lưi vực, thời lượng giáng thấy va tốc độ bốc hơi địa phương. Tắt cả các yếu tổ này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mắt nước. Sự

bốc hơi nước trong đất, a0, hỗ, sơng, biển; sự thốt hơi nước ở thực vật và độngvật. hơi nước vào trong khơng khí sau đồ bị ngưng t li trở v thể ong rơi xuống

mặt đất hình thành mưa, nước mưa chỏy tran trên mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp

tạo nên các dong chảy hình thành nên thác, ghẳnh, suối, sơng và được tích tụ lại ở

những nơi thấp trên lục địa hình thành hồ hoặc được đưa thằng ra biển hinh thành. nên lớp nước trên bé mặt của võ tri đắt Trong quá trình chảy trần, nước hỏa tan các muối khống trong các nham thạch nơi nó chảy qua, một số vật liệu nhẹ khơng hịa tan được cuốn theo đồng chảy va bai lắng ở nơi khác thấp hơn, sự tích tụ muối

khống trong nước biển sau một thời gian dài của quá trình lịch sử của quả dt dẫnin làm cho nước biể cảng trở nên mặn. Có hai loi nước mặt là nước ngọt hiệnđiện trong sông, ao, hồ rên các lục địa và nước mặn hiện diện trong bin, cúc đạidương mênh mông, trong các hd nước mặn trên các lục địa

Tài nguyên nơióc ngầm.

Nước ngim hay còn gọi là nước đưới đất, là nước ngọt được chứa trong các lỗ.

ring của đất hoặc đả. Nó cũng có thé là nước chứa trong các ting ngâm nước bên

dưới mực nước ngằm. Đôi khi người ta cịn phân biệt nước ngằm nơng, nước ngằm

sâu và nước chôn vùi. "Nước ngim là một dạng nước dưới dit, ích trữ trong các lớp đắt đá trim tích bo rời như cặn, sạn, edt bột kế, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới bE mặt tri đất có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người

Nước ngim cũng có những đặc diém giống như nước mặt như: nguồn vào (bổ cấp),

nguồn ra và chứa. Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là do tốc độ luân chuyển châm (đồng thấm rất châm so với nước mặt), khả năng giữ nước ngằm nhìn chung

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

lớn hơn nước mặt khi so sinh về lượng nước đầu vio, Nguồn cung cắp nước cho nước ngằm li nước mặt thắm vào ting chứa, Các nguồn thoát tự nhiên như suỗi và.

thắm vào các đại dương. Theo độ sâu phân b

ngầm ting mặt và nước ngằm ting sâu. Đặc điểm chung của nước ngằm là khả năngcó thể chia nước ngầm thành nước

di chuyển nhanh trong cic lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngim theo địa hình

Nước ngằm tầng mặt thường khơng có lớp ngăn cách với địa hình bé mặt. Do vậy,

thành phần và mực nước biển đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thải của nước mặt Loại nước ngầm ting mặt ắt dễ bị ô nhiễm. Nước ngằm ting sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp khơng thẩm nước.

‘Theo khơng gian phân bỗ, một lớp nước ngầm ting sâu thường có ba vùng chức

+ Vũng thu nhận nước,

+ ˆ Vũng chuyển tải nước,

+ ˆ Vũng khai thác nước có ấp.

Khoảng cách giữa vũng thu nhận và vũng khai thác nước thường khá xa từ vài

chục đến vải trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Đây là. loại nước ngằm có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Trong các khu vực phát

triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước ngam caxtơ di chuyển theo các khe nứt

ceodơ. Trong các đài cồn cit vũng ven biên thường có các thấu kính nước ngọt nằm

trên mục nước biển. Có hai loại nước ngằm: nước ngầm khơng có áp lực và nướcngằm có p lực.

Nước ngằm khơng có áp lực: là dang nước được giữ lai trong các lớp đá ngậm

nước và lớp đá ni n bên trên lớp đá không thắm như lớp digp thạch hoặc lớp sét

nến chất Loại nước ngẫm này có áp suit ắt yếu, nên muốn khu thắc nó phải thì

phải đảo giếng xuyên qua lớp đá ngậm rồi dùng bơm hút nước lên. Nước ngầm loại

này thường ở không sâu dưới mặt đất có nhiều trong mia mưa vã ít dồn tong

mùa khơ.

"Nước ngằm có áp lực: là dạng nước được giữ lạ trong các lớp đá ngậm nước

và lớp đá này bị kẹp giữa hai lớp sét hoặc diệp thạch không thắm. Do bị kẹp chặt

giữa hai lớp đá khơng thim nên nước có một áp lực rit hit khai thác

người ta dùng khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên trên và chạm vào lớp nước.

này nó sẽ tự phun lên mà không cần phải bơm. Loại nước ngằm nay thường ở sâu

lớn

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

dưới mặt đi

thậm chí hàng nghìn năm.

có trữ lượng lớn và thời gian hình thành nó phải mắt hàng trăm nam

1.2 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tài nguyên nơjóc trên biển đảo ở thểgiới

Trên thé giới việc áp dụng phương pháp mơ hình hóa để nghiên cửu các đối

tượng địa chất thủy văn da bắt đầu từ th kỷ 19. Nó phát triển rất nhanh, mạnh ở cácnước công nghiệp phát triển như Liên Xô cũ (nay là Nga và các nước Cộng hòa

khác), Mỹ, Pháp, Canada, Đan Mach ... Ở nước ta, nó mới được ấp dung tong

những năm 80, 80 của thé kỷ trước. Lịch sử phát triển của mơ hình hóa địa chất

thủy văn có thể được chia làm 6 giai đoạn: Giai đoạn 1 kéo dai từ thế kỹ 19 đến

những năm 20 của thể kỳ 20, Trong giai đoạn này, nó được áp dụng để nghiên cứu các bài toán thấm cơ bản. Giai đoạn 2 kéo dai từ những năm 20 đến những năm 40

của thé kỹ 20. Trong giải đoạn này đã phát iển một số mơ hình vật lý và mơ hình

điện tương tự (EGĐA) dé luận chứng thik một số cơng trình thủy lợi ở Liên Xơ.

Mot số phơng thí nghiệm thấm được hình thành ở Liên Xơ như VNIIG, VODGEO,

MGRI do Giáo sư G.N.Kamenxki chỉ đạo. Giai đoạn 3 bắt đầu từ sau chiến tranh.

thé giới I (cuỗi những năm 40) những năm 50 của thé kỹ 20. Giai đoạn

nay đặc trưng bởi sự phát triển mạnh của phương pháp EGĐA. Nó được sử dụng đẻ.

iải cde bài tốn thắm dưới móng dip, xác định đồng chảy đến giéng va lơ, giếng

mồ... Cũng trong giai đoạn này người ta cũng dùng phương pháp EGĐA để nghiên

cứu dự đoản động thải, cân bằng nước ngim ở các ving tưới như Davogia, Dovongie, Bắc Keprad, Trang A, Ukraina Sử dụng phương pháp sai phân hữu hạn và tích phân thủy lực V.X.Lukianov dé giải các bài toán thắm. Các bài toán thấm 1

chiều, hai chiều va không gian dưới nền đập, quanh hồ chứa và kênh dio đã được

nghiên cứu, Lin đầu tiên giải bài tốn ngược xác định thơng số Địa chất thủy văn và giá tị cũng cấp thắm đối với dòng một chiều cũng như đồng thắm phẳng hai chiều

“Trong giai đoạn 47 này phương pháp mé hình đã được đưa vào chương trình giảng.

day ti một số trường Đại học như trường MGRI, MGU (năm 1954) và trưởng

Kiev, Tasken, Mô Leningrat, Bách khoa Anmaata (những năm 1961), Giai đoạn 4kéo di rong những năm 60 của thé kj 20. Đây là giai đoạn mơ hình tốn học phát

iển mạnh mẽ, chủ yu là máy in tích phân điện 6 mạng. Nhờ các mấy ích phân,

nhiều bai tốn phức tạp đã được giải như: Đảnh giá trừ lượng khai thác nước dưới

‘ving tưới, luận chứng hợp lý các dạng kênh thốt dé cái

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

tạo dit, tính tốn các hệ thống lỗ khoan hạ thấp mục nước khi khai thác khống

sản... kỹ thuật và phương pháp mơ bình được hồn thiện và phát triển. Mơ hình địa.

chit thiy văn được ứng dụng để nghiền cứu điều tra địa chất thủy văn trong các khu

vực rộng lớn, chỉnh lý các thông tin BCTV trong các giai đoạn điều tra. Phương

pháp luận và lý thuyết giải bài oán ngược phát tiễn, nhiều thiết bị chuyên môn

due chế tạo. Lin đầu tiên những cơng trình khoa học mang tính chat tổng kết về

phương phip mơ hình ĐCTV được trình bày hội thảo trong những hội nghị Quốc Giai đoạn 5 bắt đầu từ cuối những năm 60 đến những năm 70. Nó đặc trưng

bởi sự xuất hiện nhiều lĩnh vực mới trong lý thuyết về mơ hình hỏa và ứng dụng nó.

để giải quyết những nhiệm vụ thực tế BCTV. Lan đầu iên ổ hợp tương tự

<uge hình thành. Phương pháp sử dụng kết hợp gis AVM và ESVM bit đầu phát triển Lơi giải của các bài tốn về điều kiện lựa chọn hop lý các điều kiện khai thác

mỏ nước đưới đất, lựa chọn tối ưu để khai thác nhiệt từ lòng đắt... đã được áp dung

trong thực té, sản xuất. Ding thai rong giai đoạn này vẫn đề áp dụng phương pháp

mơ hình để nghiên cứu cổ CTV, sự hình thành của nước dưới đất cũng được

nghiên cứu và cũng đã đạt được những thành tựu đáng kể. Các vùng đã áp dụng.

phương pháp mơ hình như VXEGINGEO, MGU, KGU, GIDROINGEO (LiênX8)

số đã

Giai đoạn 6 bắt đầu từ cuỗi những năm 70 thể ky 20 đến ngày nay. Đây là giai

đoạn phát triển mạnh nhất của mơ hình số. Nhiễu bài toán thủy động lực cũng 48như các bài toàn vé vận chuyển vật chất, vận chuyển nhiệt trong địa chất thủy văn

.được áp dung rộng ri. Phương pháp luận và co sở lý thuyết phương pháp mô hình

số (m6 hình sai phân) được hồn thiện va áp dụng vào trong thực tế phục vụ các vấn.

48 về địa chit hủy van, quản lý và quy hoạch nguồn nước đưới đất. Đẳng thời trong giai đoạn này, với những tính năng vượt trội mơ hình số đã dần thay thé

những mơ hình vật lý, mơ hình tương tự cỗ điễn trước diy. Những nước phát triển

như Mỹ, Nga (Liên Xô trước đây), Dan Mạch, Canada, Uc... đã áp dụng mơ hình số. để giải quyết hầu hết các vẫn đề ĐCTV, đồng thời cịn sử dụng mơ hình số để phục

vụ công tác quản lý tổng hợp tài nguyên nước trong lãnh thổ. Những nước ở Châu

A, Đông Nam A cũng đã áp dụng mơ hình số để đánh giả và quân lý tài nguyễn

nước trên lãnh thổ của mình. Ở Việt Nam, mơ hình số nước dưới đất được sử dụng.

từ những năm 1980 của thé kỷ trước vả cũng có nhiều bước tiến đảng kể cho đến.

ngày nay.

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Nam 1999, để phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước cho vùng Nam bang

Florida, Cục Địa chất Mỹ đã xây dựng mơ hình số cho vùng Nam bang Floria và sử dung mô hình này để quản lý nguồn nước dưới dắt cho tồn bang. Phin mềm sử

dạng để xây dựng mơ hình là GMS. Năm 2000 cũng tai Cục Địa chất Mỹ đã triển

khai dự án nhằm đảnh gi lượng bổ cập cho nước đưới đất tại bang Texas cũng đã

sử dụng phương pháp mơ hình sổ. Kết quả đã tinh tốn xác định được cân bing

nước tn toàn bang, đánh giá được lượng bổ cập cho nước dưới đất te các nguồn

nước mưa và nước mặt, Kết quả đánh giá xác dinh được nguồn bổ cập cho nước

15% tổng lượng mưa. Phin mém được sử dụng để xây dụng mơ

hình là Visual Modflow của công ty Waterloo Hydrogeologic Inc. Canada. Năm

2000, Công ty Waterioo đã ứng dụng phần mm Visual Modflow xây dụng mơ hình ố để đánh giá lượng thắm mắt nước qua vai đập tại đập Chemwest vùng phía Tây

nước Mỹ. Đập được xây dựng trên sông Norman, 49 Tại Dan Mach, để phục vụ

dưới đất cf

công tác Quản lý tài nguyên nước dưới đất rên toàn lãnh thổ, các cơ quan quản lý

tải nguyên nước Chính phủ Đan Mạch đã xây dụng mơ bình số nước dưới dit cho

toàn lãnh thổ, thi gian xây đựng là năm từ 2000 đến 2005, Phin mễm sử dụng để

xây dựng mô hình là MIKE SHE. Va cho tối nay, hẳu hết các nước trên thể giới đều

đã sử đụng công cy là mơ hình số dé phục vụ cơng tác đánh giá tải nguyên cũng như. để giải quyết ác vẫn để thực tẾ đỀ ra trong Tinh vực Địa chất thủy văn. Mé hình số cũng được áp dụng rộng rãi để quản lý tài nguyên nước dưới đất trên lãnh thỏ.

1.3 Tổng quan nghiên cứu đánh giá tài nguyên nơiớc trên bíNam

Những năm trước day, ‘Nam sử dụng “M6 hình tương tự di

cho bai tốn tinh tốn thắm qua vai đập với quy mơ nhỏ. Ngồi ra cơn có một mơ

hình lý thuyết dựa trên ngun tắc này của Khoa Thủy lợi trường đại học Bách khoa. TP. Hỗ Chí Minh để ứng dụng cho bài toin thực tế tỉnh tốn đồng thim qua các cơng trình thủy lợi. Do chưa có sự phát triển về máy tính nên mơ hình chưa được. ứng dụng rộng rai. Giai đoạn cuối thập niên 90, MHDCNDĐ bắt đầu phát triển và ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất. Một trong những tiêu chí quan trọng mà Cục Quản lý Tài nguyên nước yêu cầu để làm cơ sở cho vi

thăm dò đánh giá trữ lượng khai thác các mỏ nước là phải có lời giải của bài ốn

MHDCNDD về bảo toàn trữ lượng. Và các đơn vị như: Cục Quản lý Tai nguyên nước, Trường Dai học Mô Dia chất, Liên đoàn ĐCTV - DCT miễn Bắc và Liên

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

đoàn BCTV - ĐCCT miễn Nam... đã di đầu trong việc nhanh chồng tiếp cận và fing từ đó xuất hiện khá phé biến các bảo cáo MHDCNDD. Cúc bảo cáo được sử

dung làm tả iệu tham khảo như:

- Báo cáo "Mơ hình quản lý nước dưới đắt tinh Cin Thơ” do TS. Trần Minh

chủ trì thực hiện năm 2000. Mơ hình này dàng phần mềm Visual MODFLOW 2.1,

mơ phịng cho 3 ting chứa nước rên cũng là QUI, OII-I và Ql. Do có ít về số liệu

«quan trắc nên phần hiệu chỉnh mơ hình cồn tơn tại một số mặt hạn chế

= “Modeling Report” (do Dr. Wim Boehmer và KS. Ngô Đức Chân thực

hiện)-là báo cáo kết qua xây dựng MHDCNDD cho Đồng bằng Nam Bộ được thực hiện

năm 2000 của dự án MILIEV (Công ty Haskoning - Hà Lan và Liên đoàn

BCTV-ĐCCT miễn Nam). Mơ hình này là phẩn mềm GMS 3.0, mơ phỏng 4 ting chứa nước: QI-III, N22, N2lvà N13. Đây là mơ hình quy mơ khu vực với khối lượng dữ.

liệu rit lớn bao gồm các nghiên cứu đã có và toàn bộ dữ liệu mực nước của mạng.

quan tắc quốc gia (1992 - 1997). Mơ bình được thực his máy tinh và phần

mim mạnh nên cho kết quả khả tắt, nhưng do điện tích thực hiện rộng nên kích thước 6 lưới lớn ảnh hưởng phần nào đến độ chính xác và một số vn để về điều

kiện biên.

~ Mơ hình dong chảy nước dưới tinh Binh Dương do TS. Dang Đình Phúc.

(Bộ Nơng nghiệp và Phát triển Nơng thơn) năm 2000. Mơ hình này sử dụng phầnmềm Visual MODELOW nhằm mơ phịng 3 ting chứa nước: QUI, N22 và N21Kết qua đạt được là mực nước hiện trang của khu vực cũng với dé là cúc nihình thành tra lượng NDB chủ yếu trong ving. Nhưng do số liệu quan trắc cung

cấp cho việc hiệu chỉnh mơ hình cỏn ít nên có ảnh hưởng tới độ chính xác của mơ.

~ Mơ hình dong chảy nước đưới đất thành phổ Hồ Chí Minh do KS. Ngơ Đức.

Chân (Liên đồn ĐCTV-ĐCCT miền Nam) năm 2001 (huộc báo cáo “Quy hoạch

khai thác và sử dụng NDD vùng thành phố Hè Chí Minh). Tác gia đã sử dụng phần. mềm GMS 3.0 để mơ phịng 3 ting chia nước là QI-II, N22 và N21

= Mơ hình đồng chảy nước dưới đắt thành phố H Chí Minh do Trung tâm kỹ

thuật hạt nhân TP. Hồ Chí Minh (KS. Nguyễn Thị Sinh) phối hợp với Liên đồn

ĐCTV-ĐCCT miền Nam (KS. Ngơ Đức Chân) năm 2001. Tác giá sử dụng phần.

mềm Visual MODFLOW 2.8 để mô phỏng cho 3 tầng chứa nước: QI-III, N22 và

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

N21. Cùng mô phỏng cho một khu vực, ết quả của hai mơ hình đưa ra khơng có sự

sai khác nhiễu. Đây li những mơ hình có số lượng lỗ khoan quan trắc nhiều (Mạng. quan trắc quốc gia, mang quan tric thành phố Hồ Chỉ Minh) nên việc hiệu chỉnh tự có hạn chế là thực cho kết quả có độ tin cậy cao. Tuy nhiên hai mơ hình này cũ

hiện trên điện tích khá hẹp nên phẫu hạ thấp đã lan đến biên vì thé nghiệm bài toán

{6 vi tr gần biên cuối thời gian tính tốn kém thuyết phục do đó cần thiết phải điều

chỉnh điều kiện biên của mơ bình

~ Mơ hình đồng nước dưới đất tinh Ding Nai do TS. Đỗ Tiền Hàng và Thế

Bùi Trần Vượng (Liên đoàn ĐCTV-ĐCCT miền Nam) năm 2004. Hai tác giả sit dụng phần mềm Visual MODFLOW 2.8 để giải qut bài tốn mơ phơng cho 2 chứa nước: OI-III và N2, Tuy nhiên, thực tế cho thấy các mơ hình được nêu ở trên. mơ phông các ting chứa nước theo phân chia cũ không có tinh phù hợp với kết quả

mới nghiên cứu của báo cáo "Phân chia địa ting N - Q và nghiên cứu cấu trúc địachất đồng bằng Nam Bộ". Nhưng hướng nghiên cứu và phương pháp tiếp cận củacác báo cáo là tài liệu cần cho tác giả tham khảo và tìm hiểu áp dung đúng din cho

bai tốn của mình.

1.4 Định hojớngnghiên cứu.

in văn là xác định tiềm năng về tài nguyên nước trên n quan có cơ sở thực hiện tt

Mục tiêu chính của I

Khu vục nghiên cứu nhằm giúp các cơ quan quản lý

hon chức năng của mình. Các mục tiêu cụ thẻ của luận văn là:

+ Trên cơ sở tải liệu khí tượng-thủy van và các khảo sát bỗ sung, đánh giá và

phân tích quy luật phân bổ tải nguyên nước mặt, diễn biến số lượng và chất lượng nguồn nước gắn với sự biển đổi của các yếu tổ khi tượng-thủy văn và những hoạt

động kinh tế-xã hội trên dao;

~ Đánh giá tiểm năng tài nguyên nước ngằm cho phát triển kinh tế-xã hội, trên

cơ sở khả năng tai nguyên nước hi

Từ đó, luận văn đưa ra những dé xuất để quy hoạch, quản lý và sử dụng hợp lý: tải nguyên nước trên đảo nhằm giúp các cơ quan quản lý làm tốt hơn công tắc bảo

vệ và phát triển tdi nguyên nước. Hướng tiếp cận chính của luận văn là tiếp thu có

chon lọc các nghiên cứu đã có ở trong và ngồi nước, cùng với các nguồn tai liệu

khí tượng huỷ văn trong khu vực, các khảo sit va điều tra bổ sung, tiến hành đánh

giá, phân tích cả vé tải nguyên nước mặt, hiện trạng khai thắc và sử dung tài nguyên.

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

"ước. Bên cạnh đó, áp dụng mơ hình ModFlow để tính tốn trữ lượng nước và khả năng có thé khai thác của nguồn tải nguyễn nước ngằm có trên đảo để đáp ứng đời sống cho cán bộ chiến sỹ cũng như người dân dang sinh sống trên đảo Trần

Hình 1. 1: Sơ đỗ thực hiện luận văn

1 Giớiigu mơ hình Modflow Flex

Phần mềm Visual Modflow của Công ty Waterloo Hydrogeologic Inc.

‘Canada xây dựng và phát triển, Day là phần mém rit dễ sử dụng, tính linh động cao ‘vi c6 thể giao tiếp được với nhiều phần mềm chuyên dụng khác như Mapinfow,

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

‘AreGIS, Sufer, Excel, MicroStation... Việc nhập và hiệu chính số liệu dầu vào cho mơ hình bằng phần mém này được tiến hành một cách dễ dàng, tốc độ tinh toán khá nhanh, Đồng thời giá thương mại của phần mềm vừa phải nên được sử dụng khả

rộng rãi. Ở Việt Nam, từ những năm 80 phần mềm này đã được du nhập và sử dụngtất rộng rãi

Bộ phin mềm Visual Modfow bao gồm ba hệ phần mềm chính và nhiềumơdun phụ trợ. Phin mém Modflow dùng để tinh tốn trữ lượng, chất lượng và

phân bổ dịng chảy ngầm. Phần mềm ModPath có chức năng tỉnh hướng và tốc độ các đường dịng khi nó vận động xun qua hệ thống các lớp chứa nước. Phin mềm.

MTD phối hợp với Modflow có chức năng tinh tơan sự bình lưu, sự phân tin và

các phản ứng hoá học khác nhau của các vật chất hồ tan trong hệ thơng dịng chảy.

Tồn bộ sự biến thiên độ cao mực nước dusi đắt được mơ ta bing một phương trình đạo him riêng duy nhất sau:

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

alt

a

Ở đây:

- Kxx , Kyy , Kzz là các hệ số thấm theo phương x.y và z. Chiều 7 là cthẳng đứng

ha cốt cao mực nước tại vị tei (x,yz) ở thời điểm

= W là mô dun dong ngắm, hay là các giá tri bổ cgid trị thoát di của nướcdưới đất tính tai vị trí (x,y.2 ở thời điểm t. W

gian và không gian (x,y.2).

V(x.y.Z.) là hàm số phụ thuộc thời

~ § là hệ số nha nước.

-§ = S02), Kex= KaxGyz), Kyy = KyyGy2), Kee = KZZ0y2) là

các ham phụ thuộc vào vị trí khơng gian x,y,z.

Phương trình (1) mơ ti động thi mực nước trong điều kiện môi ming

không đồng nhất và dj hướng.

Phương trinh (1) cũng với các điều kiện biên, điều kiện ban

chứa nước tạo thành một mơ hình tốn học về dịng chảy nước dưới đất1.5.2 Phương trình vi phân và phương pháp gi

Để giải phương trình trên, người ta phải tim him số h(x,yz4), thoả man (1)

và thoả man các điều kiện biên. Sự biển động của giá trị h theo thời gian sẽ xác dink

bản chất của ding chảy, tr 46 có thé tính được trừ lượng động của ting nước cũng

như tính tốn các hướng của đồng chay.

Việc tim ra hàm giải tích h(x.y,z,t) cho phương trình (1) thường là rất khó.

Trên thực 8, ngoại trừ một số rắt ít rường hợp. phương tình (1) là phương tin

khơng thể giải được bằng phương pháp giải tích. Do đó người ta buộc phải giảibằng phương pháp gin đúng. Một trong các phương pháp giai gin đóng ở diy đượcáp dung cho bài tốn này là phương pháp sai phân hữu han

Phương pháp này thay vi tim li giải cho him liên tue B(xy20), người tachia nhỏ không gian, thôi gian thành nhiều 6, ở mỗi 6 không gian, thờilan được

coi là đồng nhất, nghĩa li ở đó tắt cả các giá trị tham gia vào phương trình được coi là khơng đối, Giá tí này đăng để xắp x các giá ta thục tế Kết quả hộ.) sẽ là

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

một lưới 6 các giá tị h. Q trình phân chia khơng gian thinh các 6 này cịn được

gọi là quả trình rời rạc hoá.

Bằng cách nảy người ta đưa phương tinh đạo him riềng (1) về một hệ

phương trình tuyển tính. Số phương trinh tham gia vào bằng số các 6 của lưới chia

Rõ ring néu bước lưới cảng nhỏ thi kết quả thu được từ lời giả sai phân cảngvới lời giải đúng của phương trình (1). Thể nhưng khối lượng tính tốn

lên gp bội, nên người ta phải tim cách chọn ra độ lớn thích hợp cho 6, Nếu rong,

các 6 lưới các giá trị tham gia tinh toán trong phương trình khơng thay đổi đáng kể

thì kế như phép chia 6 là hợp lý. ĐỂ hình dung được phương pháp sai phân áp dụng

như thé nào, ta sẽ bắt đầu từ q trình rời rae hố.

Hình 1.3 mơ tả q trình rời rac hod khơng gian, khu vie BCTV được phảnchia theo chiều thẳng đứng z thành các lớp chứa nước. Mỗi lớp chứa nước lại đượcchia thành các 6 nhỏ hơn tiện cho việc tính tốn, người ta lấy xy làm chiễ

lưới. Vũng hoạt động của nước ngim trong mỗi ting chứa nước sẽ được đánh dẫu

“hoạt động”, ở đó mực nước biến thiên và nó sẽ tham gia vio tính tốn trong

phương trình. Những 6 nào thuộc ving khơng có nước hoặc nước khơng thể thắm

‘qua được thì được đánh dầu là "khơng hoạt động”,

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

Phoyong trình vi phân

Hệ phương trình sai phân nhận được từ phương trình (1) được thành lập trên.

cơ sở các qui tic cân bằng: Tổng tit cả đồng chảy vào và chảy ra từ một 6 phải bằng

sự thay đổi thể tích nước có trong 6, Giả thiết rằng mật độ nước ngằm là không đổi

~ Qi lượng nước chây vào ô(nễu chấy ra thi Q ly gi rim) li gid tị của hệsố nhá nước, nó chính a git SsixyZ)

~ AV là thể tích 6,

- Ah là giá trị biển thiên của h trong thời gian Attại 6 lưới dang xét

Hình đưới đây mơ tả cho một ô lưới (ijk) và 6 6 bên cạnh nó, (ï-1j.k),

“..ci, 1), (ij,k+1) đồng chay từ 6 (ij,k) sang các 6 bên

cạnh (ở đây ngầm định nếu dang chảy di vio 6 lượng nước chảy vào mang dấuđương, ngược lại thì nó mang dấu am).

ijkl Haik

lj-Lk ijtLk

Wink 14: O Mỗi ijk vi 66 bên cạnh

Theo định luật Darcy, lượng nước qij-1/2,k chảy từ 6 (ij-1,k) vào 6 (i,k) sẽ

tính được theo phương trình sau:

</div>Trang 28<div class="page_container" data-page="28">

Trong đó

- hại là cốt cao mục nước t 6 Gj)

= qjsiny là thể tích nước chây qua mặt tiếp giáp giữa ơ (j1) và (ij-Lk)

~ KR¿;as, là hệ số thắm dọc theo dòng chảy giữa các nút (i,k) và (ij-lLk)

~ AeAv, là điện tích bề mat vng góc với phương dong chảy

+ Anja là khoảng cách giữa các nút lưới (i,k) và j-l.k)

Tương tự ta có các phương trình cân bằng tinh cho cc nút lưới lân cận khác,Dong chảy chảy qua giữa các nút lưới (i,j,k) và (ij+ 1.k) sẽ là

Nếu chúng ta thay ích s6 kích thước các bước lưới và hệ số thắm bằng giá trị

sức cân thắm nào đó, chẳng hạn như sức cản thắm theo phương nằm ngang từ nút

lưới (j-1,k) đến (i,j,k) sẽ là

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

CRuaasRịa \ÁejAVU/AT,vy (9)Trong đó:

= CRụ,j¡: là sức cản thẩm trong hàng thứ i, lớp thứ k giữa các nút lưới

(ij-1Á và (j)

Tương tự như vậy ta sẽ có các giá trị sức cản thấm tương ứng. Thay chúng

vào hệ phương trình (3-8) ta sẽ có hệ phương trình sau:

~ au„ biểu diễn dòng chảy từ nguồn thứ n vào trong nút lưới (j.k}hia mực nước của nút (i,k)

= Pu» đua là các hệ số có thứ nguyên (LẦ-]) và (Lét-1) tương ứng của

phương trình

Sau đây, chúng ta sẽ mơ tả một số điều kiện biên có thể được viết dưới dạng

tổng quát như trên

Giả sử có một lưới nhận được cung cấp từ hai nguồn: lỗ khoan và sông.

Đối với nguồn cắp thứ nhất (n=I) là từ lỗ khoan, lưu lượng đồng chủy từ lỗ

3p với mực nước, lúc đô bộ số py

khoan thường d

lỗ khoan. Lúc này, phương trình điều kiện

và quy là lưu lượng của

có thể được viết:

ki Agar an

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

Đối với nguồn cắp thứ hai (n=2). giả sử rằng mỗi quan hệ giữa ting chứa nước và sông thông qua một giá trị sức cản thắm đáy lòng. Như vậy, lưu lượng. dang thắm giữa sông và nút lưới (4. sẽ tỷ lệ với mực nước cia ô lưới và mực

nước trong sông, hay là:

uxa = CRIVuua(Âjschus) d8)

Trong đó:

= jy là mye nước rong sơng

~ CRIN¿j¿› là giá tị sóc cân thắm

Phương trình trên có thé được biển đổi như sau:

uy =-CRIVjxahya + CRIV AR a9

Nhu vậy thành phần thứ nhất của về phải chính là py và thành phan thứ

hai chính là qua.

Mot cach tổng quát, nếu cổ n nguồn cấp vào trong 6 lưới, ưu lượng tổng hợpQS,x có thể được viết như sau

QSux= Pu Biju + Quá. 60)

“Trong đó:

Pụa CỀ Pike và Quà =#⁄qux»

Thay hệ phương trình (10-15) và các phương tỉnh điều kiện biên (20) vào

</div>Trang 31<div class="page_container" data-page="31">

tN ty: thời điểm m và mà

~ lụa” và hụy? là giá trị mực nước của ô (i,j,k) tại thời điểm m và (m-1) Thay phương trình trên vio hệ phương tình (21) từ bước thơi gian t„ đến

tia s6

CR¡s1z(ụcja‡=haijx}tPCRjsiaangsv-lpsjs)*+CC ja (Bt sa-Bnija)*CCis12j4 (Bai heBoja)*

+CVujeiatReuser-leijk)fCVikeafsjearBejx}# +Printer Qsjx-SS, (AR AC AV) (ha st-P sua) đe “tt 03)

Phương trình trên sẽ được vị theo thờigian. Như vậy, ta sẽ lập được một hệ phương trình có số phương trình tương ứng,

cho các ô ma mục nước thay

với số 6 lưới. Giải hệ phương trinh này với điều kiện biết được mực nước hs. (điều kiện ban đầu) ta sẽ xác định được mực nước h”,. Cứ Kin lượt như vậy, ta có thể xác định được mực nước cho bắt kỳ thời điểm nào.

Hệ phương tinh trên được gi bằng phương pháp lặp, người ta tiến hình

chia nhỏ khoảng thời gian (t,„,.t„), kết quả nhận được là lời giải gần đúng của bệ

phương tình.

Khi thời gian tăng lên thi h sẽ thay đổi. Khi h đạt được sự ổn định (chênhIgch inh được giữa 2 bước thi gian kế cân nhan là nhỏ hơn một giá tị cho phếp)

thi mực nước đạt được sự cân bằng động và tại đây kết thúc q tình tinh ốn. Để phương pháp lặp hội tụ, người ta chọn bước thời gian tăng theo cấp số nhân, khi đồ thừa số 1/(, « ty) sẽ tiến nhanh tới 0 do đó các tổng có liên quan đến thửa số này hội tụ. Có thể hình dung cách giải hệ phương trình (23) bằng phương.

pháp lặp theo hình vẽ sau:

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

Hình 1. 5 ; Sơ đồ bước giải theo phương pháp lặp trong mô hình.

Điều kiện biên.

ết phải viết phương tình dang (23) cho tắt cả

các 6 lưới khi những 6 lưới nào 46 có thể thiết lập các điều kiện biên trên đó. Có 3

loại điều kiện biên chính như sau

1. Điều kiện biên loại 1 là điều kiện biên mực nước được xác định trước

(cịn gọi là điều kiện biên Dirichlet), Đó là 6 mà mực nước được xác định trước và

giá trị này khơng đổi trong suốt bước thời gian tính toán.

2. Điều kiện biên loại II là điều kiện biên dòng chảy được xác định trước

(cin gợi là điều kiện biên Neumann), Đơ là các ư mà lưu lượng đồng chảy qua biên

.đượ xác định trước trong suốt bước thời gian tính tốn. Trường hợp khơng có đồng

chy th lưu lượng được xác định bằng không

3, Điệu là điều kiện biên lưu lượng trên biên phụ thuộc vào mực nước (còn gọi là điều kiện biên Cauchy hoặc biên hỗn hợp).

iện biên |

Các dạng biên thường gap:Biên sông (River)

</div>Trang 33<div class="page_container" data-page="33">

Biên loại nảy được mơ phỏng cho dịng chảy giữa ting chứa nước và nguồn

chứa nước thường là sơng hay hỏ... Nó cho phép ding chảy từ tầng chứa vào trong. nguồn chữa. Nước cũng có thé chảy từ nguồn chứa vào trong ting chứa nước nhưng

nguồn thấm này không phụ thuộc vào mye nước của sông, suối

Trong đó: Cạn: là giá tị súc cản thắm, Ky: Hệ số thắm theo phương thẳng đứng của lớp trim tích đáy lịng, L: Chiều dai lịng sơng trong ơ, W: Chiều rộng lồng sông trong 8, M: Chiều diy của lớp trim tích diy lơng.

Lưu lượng dịng thắm giữa sơng và ting chứa được tinh theo công thúc;Quylay (Huy = h) khi- h>Ragr 65)

Trong đó: Hayy: mực nước trong sơng, h: mực nước của Ung chứa ngay dướiđáy lông sông, Ruor: cốt cao đầy sông. Trong trường hợp mực nước của ting chúa

nằm đưới đấy sơng thì lúc 46 lưu lượng đồng thắm sẽ đạt ơn định và tính theo công

thức: Qạụy = Crrv (Hạy - aor) khi h<= Rpor, (26)

Biên kênh thoát (Drain).

Co chế hoạt động của loại biên này không khác mấy so với biên sông, ngoại trừ không cho phép nguằn thắm từ kênh vào ting chứa nước. Điều này cũng có

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

nghĩa rằng lượng nước thoát ra kênh QD sẽ bằng 0 khi mực nước trong 6 lưới nhỏ

hơn hoặc cốt cao day kênh: QD = 0 khi h < d an

Khi mye nước nằm cao hơn đáy kênh thi lưu lượng dong thốt ra kênh QD sẽduge tính theo cơng thức: QD = CD(h - d) khi h > d Ø8)

Kứnh hd!

SS ! 7a

~“ Ak Đ

Hình 1. 7 : Điều kiện biên kênh thoát (Drain)

Đối với kênh thoát giá tr súc ean thắm CD được tính như đổi với sức cản

thắm của biên sông (CRIV),

Biên bốc hơi ( Evapotranspiration - ET)

Biên loại này đời hỏi phải gần giá trị mô dun bốc hơi lớn nhất Rạp cho cácơ xảy ra qua tình bốc hoi. Gia trị này đạt được khi mực nước trong 6 bằng vớimặt địa hình (h,). Quá trình bốc hơi sẽ không xây ra khi mục nước trong 6 nằm dướimực nước bốc hơi cho phép (4). Giữa hai giá trị này lượng bốc bơi (Qrx) sẽ đượcnội suy tuyển tính theo cơng thức: Quy = Qzp,, khi h>h, 29)

Trong dé: Qrm=RenAx.Ay

Qey=0 khih< (hed) G0)

Qer= Quem th (họ~ đ)/4. Khí (hed) sh shy @D

</div>Trang 35<div class="page_container" data-page="35">

hth ad

Zi ZEEE.

Hình 1. 8 : Điều kiện biên bốc hơi trong mơ hình (ET) Điều kiện biên tổng hợp (General head boundary - GHB)

Điều kiện biên loại nảy cũng tương tự như điều kiện biên sơng. Lưu lượng dịng thắm qua biên được tinh theo công thức: Q, = Cy(h, - h) @3)

/ nước không đổi.

Stic cân thấm (C, „ụ,) giữa.

nguồn và ơ lưới ijk

Hình 1.9: Điều kiện biên tổng hợp trong mơ hình (GHB)

Sức cản thắm Cụ cũng trơng tự như sức cản thắm day lòng biễu thị sức cảndang chay giữa biên và ting chia nước.

Lễ khoan hút nơjớc hoặc ép nơiớc (Well)

Để mơ phóng c¿oan hút nước hoặc ép nước trên mơ hình, lưu lượng

của các lỗ khoan trong 6 lưới được đặt là lưu lượng tổng cộng Quy chính là bằng

tổng lưu lượng của các lỗ khoan hoặc các đoạn ống lọc của các lỗ khoan đặt trong

</div>Trang 36<div class="page_container" data-page="36">

các ting chứa nước khác nhau EQ,„„ (MeDonald và Harbaugh,1938). Lưu lượngdon lè cho các ting chứa nước khác nhau đó được tính như sau:

Qua = Ti (OarfTui) @3

Trong đó: Tụ là hệ số dẫn nước của ting chứa nước, ET, là hệ số dẫn nước tổng cộng cho tắt cả các lớp mà lỗ khoan khoan qua, T h hồn chỉnh haykhơng hồn chính của lỗ khoan được mô phỏng bằng việc xác định vị tri đoạn ông

lọc nằm trong ting chứa nước mà lỗ khoan có trong thực tế

Bán kính của lỗ khoan được mơ phỏng mơ hình lúc này sẽ là bán kính.

hiệu dung r.. Độ lớn của nó phụ thuộc vào kích thước của ô lưới và xác định theo

208a khi bước lưới đều a= Ax = Ay G4)

Hình 1. 10 : Các 6 lưới sai phân hai elxung quanh 6 có lỗ khoanKhi buớc lưới không đều theo phương x, r. được tỉnh theo công thức:

(435) 69

</div>Trang 37<div class="page_container" data-page="37">

“Trong đó: C là hệ số xác định theo bảng tra theo tri số N =A„¡/Ax, Trong,trường hợp bước lưới đều nhưng Ax # Ay ta có:

= (436)

z G6)

6 đây giá t E được xác định từ bảng tra theo tr số 20 là gid tr lớn nhất

của các tỷ số. AxiAy hoặc Ay/Ax. Để chứng minh công thúc (35) ta xét một phần tổ

alt, 4,81 hay 1 = 0,208a

Chínhdy kết quả dự báo tri số hạ thập mực nước tại các giếng khai thác

sẽ được giải ch từ giếng được mơ phỏng.chỉnh theo cơng thứĐánh giá kết quả bai tốn ngược (hiệu chính mơ hình)

Kết quả giải bài ốn ngược cần phải được đánh giá cả về chất lượng lẫn định lượng. Cho đến nay vẫn chưa có một tiêu chuẳn cụ thể nào được đưa ra (National Research Council, 1990). Việc đánh giá sai số mye nước giữa mô hình và quan trắc

la một chỉ tiêu rit tốt, tuy nhiền Không phải lúc nào cũng thực hiện dB dàng. Mụcđích cuỗi cing của bài tốn chỉnh lý là cực tg hóa giá tr sai số, Có 3 lại sai số đểánh giá sự ai khúc mực nước giữa quan tre và mơ hình lề

Sai số trung bình (ME) là sai số trung bình giữa mực nước quan tắc (him) và

mye nước mơ hình (hs):

ME= In È (hạ = b,) 69)

Trong đó: n li số điểm chỉnh lý

</div>Trang 38<div class="page_container" data-page="38">

Kết qua này it có giá trị tham khảo và không được sử dụng rộng rãi để đánh

giá sai số bởi vì đơi khi giá trị sai khác mang dấu âm và dương sẽ loại trừ nhau và.

cuối cùng vẫn có thể đạt tị số ME cực tiểu

Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) là giá tị trung bình tuyệt đối giữa hiệu số

mực nước quan trắc vi mục nước ma hình

</div>Trang 39<div class="page_container" data-page="39">

'CHG|ƠN: 2: ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN NGJGCMAT DAO TRAN

2.1 Giới thiệu khu vực nghiên cứu

2.L1 Đặc điểm vị trí dja lý, tự nhiên

Dio Trần (đáo Ching Tây) nằm ở phía Đơng Bắc huyện Cơ Tô tỉnh Quảng Ninh, shia nam Đảo Vinh Thực, cách dio Cơ Tơ Lớn khoảng 45km về phía

Đơng Bắc va cách cảng Vạn Gia của thành phố Móng Cái khoảng 25km. phía Nam,cách Bình Ngọc (Mơng Cái) khoảng 40km về phía Đơng Nam. Bio có toa độ địa lý

21°14'10" vĩ độ Bắc, 10795730" kinh độ Dong, Đảo có diện tích 4.46km?, hầu hết là đồi nói (Hình 1).

Hiện nay trên đảo chưa có dân cư sinh sống âu dài mà chỉ có một số ngư dân đảnh "bắt cá cư trú tạm thời, còn lại chủ. im nhiệm vụ bảo vệ đảo. và lãnh hai của tổ quốc.

Su là lực lượng bộ đ

</div>Trang 40<div class="page_container" data-page="40">

2.12 Đặc điễm địa hình, da chat Đặc điểm địa hình

Dia hình dio Trần thuộc huyện Đảo Cô Tô, tỉnh Quảng Ninh cổ dia hình chủYêu là đồi núi thắp, địa hình bị phân cắt bởi các khe rãnh xối do dong chảy mặt tạo

thành. Nim xen kẹp giữa các diy núi, các đình núi là các thung lũng hep chạy chủ

yếu theo hướng Tây Bắc - Đông Nam, độ cao các đãy núi giảm dẫn theo hướng từ

“Tây sang Đông. Độ cao lớn nhất của đảo là 178m nằm ở khu vực trung tâm của dio, phía Nam đảo có các đãi bãi cát nhỏ cao 2-6m, Ngồi ra, phía Đơng Bắc và Bắc Bắc Nam có các bai san hơ che chắn tạo thảnh lạch.

Đặc điểm địa chất

Theo bản đồ địa chất t lệ 1:200 000, từ Hạ Long - Hòn Gai (F-48-XXX) do Cục

địa chất và khoáng sản Việt Nam xuất bản năm 2001, dia ting khu vực nghiên cứu

từ dưới lên trên bao gồm các hệ ting chính sau (Hình 2.2)Hệ ting Cô Tô (Os Set)

Hệ ting phân bổ chủ yếu trên toàn bộ dio được Trin Văn Trị và nnk phân chia thành hai phân hệ ting bao gồm phân hệ ting dưới (O3 — Sct1) va phân hệ tang trên.

(O; - Sctz). Trong phạm vi nghiên cứu của dự án chủ yêu là phân hệ ting dưới đặc.điểm địa chat như sau:

Phân hệ ting dưới (0, - Set): Gồm

san kết vi lớp mỏng sét kết, bật ết cấu tạo soe di Dá xen kế nhau có tính phânnhịp. Chia

rectangularis, Pseudoclimacograptus huthesi, Demirastrites triangulatus.

it kết Tuf hat lớn, phân lớp dày, xen thấu kính.

day khoảng 100m. Trong lớp đá bột kết có Bút đá: hedrograptus

Loạt sơng cầu (D1 se)

Theo Trin Văn Trị và nnk lost Sông Cầu tại Đảo Trần khu vực nghỉ cứu gồm haikhối nhỏ phân bổ ở phía Nam dao thành phan bao gồm:

lên là

Loạt Sơng Cầu (D,se): Gốm cuội kết hỗn tạp, chư kết xen bột kết màu

tím hoặc nâu vàng. Trong lớp bột kết nằm trên cuội kết cơ sở đã tìm được Lingula.

Chiều đây khoảng 200 - 440m. Được phân ra thành 5 tập,

= Tap 1: bột kết xen cát kết mau xám vàng. Day 120m

~ Tap 2: sạn kết thạch anh - silic xen cát kết, bột kết mau xám. Day 110m

</div>