nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI





PHẠM HÒA BÌNH



NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC
NƯỚC DƯỚI ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH SỐ



LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI





PHẠM HÒA BÌNH



NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC
NƯỚC DƯỚI ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH SỐ

Chuyên ngành : Quy hoạch và quản lý tài nguyên nước
Mã số : 108.606230.0002


LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. DƯƠNG THANH LƯỢNG

Hà Nội – 2013
Học viên: Phạm Hòa Bình 1

MỤC LỤC
33TMỞ ĐẦU 33T 6
33T1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu33T 6
33T2. Mục tiêu nghiên cứu33T 6
33T3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu33T 6
33T4. Nội dung nghiên cứu33T 6
33T5. Phương pháp nghiên cứu33T 7
33TChương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU33T 8
33T1.1. Điều kiện đa l tự nhiên kinh tế - x hội khu vực nghiên cứu33T 8
33T1.1.1. V trí đa lý33T 8
33T1.1.2. Đc đim đa hình đa mạo33T 8
33T1.1.3. Đc đim khí tượng, thủy văn33T 9
33T1.1.4. Đc đim giao thông, kinh tế - x hội33T 11
33T1.2. Đc đim đa chất thủy văn v hiện trạng khai thác n ước dưới đất
trong khu vực
33T 12
33T1.2.1. Đc đim đa chất thủy văn33T 12
33T1.2.2. Hiện trạng khai thác nước dưới đất33T 16
33TChương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT33T 19
33T2.1. Phương pháp pháp thủy động lực33T 19
33T2.1.1. Khái quát về phương pháp thủy động lực33T 19
33T2.1.2. Phương pháp giải tích33T 21
33T2.1.3. Phương pháp mô hình33T 22
33T2.2. Phương pháp thuỷ lực33T 24
33T2.3.Phương pháp cân bằng33T 27

33T2.4.Phương pháp tương tự đa chất thuỷ văn33T 28
33TChương 3. SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL MODFLOW TNH TOÁN CÂN BNG
NƯỚC VÀ D BÁO MC NƯỚC H THẤP33T 30
33T3.1. Giới thiệu Visual Modflow33T 30
33T3.1.1. Giới thiệu chung33T 30
33T3.1.2. Tính năng của phần mềm33T 30
33T3.2. Cơ s l thuyết ph ương pháp mô hình số áp d ụng cho Visual
Modflow
33T 30
33T3.2.1.Phương trình vi phân vận động của nước dưới đất33T 30
33T3.2.2. Phương pháp sai phân hữu hạn33T 31
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 2

33T3.2.3. Chỉnh lý mô hình33T 37
33T3.2.4. Dự báo đánh giá trữ lượng khai thác33T 38
33T3.3. Xây dựng v chỉnh l mô hình33T 38
33T3.3.1. Mô hình khái niệm33T 38
33T3.3.2.Xây dựng mô hình33T 40
33T4.3.3.33T 33TChỉnh l mô hình33T 70
33T4.4. Kết quả dự báo cho khu vực Hà Nội33T 83
33T4.5. Kết quả dự báo cho vùng nghiên cứu33T 86
33TChương 4. ĐÁNH GIÁ , PHÂN VÙNG , ĐNH H ƯỚNG KHAI THÁC , SỬ DỤNG BỀN
VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VC NGHIÊN CỨU33T 91
33T4.1. Phân tích, tính toán cân bằng nước cho khu vực nghiên cứu đến năm
2020
33T 91
33T4.2. Đnh hướng khai thác s dụng bền vững tài nguyên nước dưới đất33T 91
33TKẾT LUẬN VÀ KIẾN NGH33T 96

33TDANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO33T 97






Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 3


MỤC LỤC BẢNG
33THình 1.33T 33TSơ đồ v trí vùng nghiên cứu33T 8
33THình 2.33T 33TLượng mưa, bốc hơi trung bình tháng (2000-2009) tại trạm Láng33T 10
33THình 3.33T 33TSơ đồ rời rạc hoá không gian trong mô hình33T 32
33THình 4.33T 33TÔ lưới i,j,k và 6 ô xung quanh33T 33
33THình 5.33T 33TSơ đồ nguyên lý lp khi giải hệ phương trình33T 37
33THình 6.33T 33TLưới sai phân và giới hạntrên mt bằng mô hình nước dưới33T 41
33THình 7.33T 33TMt cắt theo hướng Bắc – Nam mô hình nước dưới đất vùng Hà Nội33T 47
33THình 8.33T 33TMt cắt theo hướng Đông - Tây mô hình nước dưới đất vùng Hà Nội33T 48
33THình 9.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 133T 48
33THình 10.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 233T 49
33THình 11.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 333T 49
33THình 12.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 433T 50
33THình 13.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 533T 50
33THình 14.33T 33TSơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 633T 51
33THình 15.33T 33TSơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qh33T 55
33THình 16.33T 33TSơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qpR
2

R33T 55
33THình 17.33T 33TSơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qpR
1
R33T 56
33THình 18.33T 33TSơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qh33T 59
33THình 19.33T 33TSơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qpR
2
R33T 60
33THình 20.33T 33TSơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qpR
1
R33T 61
33THình 21.33T 33TSơ đồ các giếng khai thác mô phỏng trên mô hình33T 63
33THình 22.33T 33TGiếng khai thác được mô phỏng trên mô hình33T 64
33THình 23.33T 33TLỗ khoan quan trắc mô phỏng trên mô hình33T 67
33THình 24.33T 33TSơ đồ v trí các lỗ khoan quan trắc trên mô hình33T 68
33THình 25.33T 33TBản đồ đẳng cao độ mực nước ban đầu tầng qh (1/2000)33T 69
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 4

33THình 26.33T 33TBản đồ đẳng cao độ mực nước ban đầu tầng qpR
2
R và qpR
1
R (1/2000)33T 69
33THình 27.33T 33TCao độ mực nước tầng qpR
2
Rkhi giải bài toán ngược ổn đnh33T 71
33THình 28.33T 33TCao độ mực nước tầng qpR
1

Rkhi giải bài toán ngược ổn đnh33T 72
33THình 29.33T 33TĐồ th đánh giá sai số giữa cao độ mực nước tính toán và mực nước quan trắc khi
giải bài toán ngược ổn đnh33T 73
33THình 30.33T 33TĐồ th sai số giữa mực nước tính toán và mực nước quan trắc bước thời gian sau
1800 ngày(12/2004)33T 74
33THình 31.33T 33TCao độ mực nước tính toán trên mô hìnhtầng qh thời đim 12/200433T 75
33THình 32.33T 33TCao độ mực nước tính toán trên mô hìnhtầng qpR
2
R thời đim 12/200433T 76
33THình 33.33T 33TCao độ mực nước tính toán trên mô hìnhtầng qpR
1
R thời đim 12/200433T 77
33THình 34.33T 33TĐồ th so sánhmực nước tính toán và quan trắc tại lỗ khoan P33A33T 78
33THình 35.33T 33TĐồ th so sánhmực nước tính toán và quan trắc tại lỗ khoan P79A33T 79
33THình 36.33T 33TĐồ th so sánh mực nước tính toán và quan trắc tại lỗ khoan P72A33T 80
33THình 37.33T 33TĐồ th so sánh mực nước tính toán và quan trắc tại lỗ khoan P55A33T 81
33THình 38.33T 33TĐồ th so sánh mực nước tính toán và quan trắc tại lỗ khoan P49A33T 82
33THình 39.33T 33TCao độ mực nước mực nước dự báosau 20 nămtầng qh33T 84
33THình 40.33T 33TCao độmực nước dự báo sau 20 nămtầng qpR
2
R33T 85
33THình 41.33T 33TCao độ mực nước dự báo sau 20 nămtầng qpR
1
R33T 86
33THình 42.33T 33TSơ đồ cao độ mực nước dự báo tại bãi giếng tầng qpR
1
R sau 20 năm33T 87
33THình 43.33T 33TSơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qh sau 20 năm33T
93
33THình 44.33T 33TSơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qp2 sau 20 năm33T

94
33THình 45.33T 33TSơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qp1 sau 20 năm33T
94


Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 5



MỤC LỤC HÌNH
33TBảng 1.33T 33TThống kê lượng mưa, bốc hơi tại trạm Láng - Hà Nội33T 10
33TBảng 2.33T 33TThống kê chiều dày các tầng chứa nước vùng Ba La – H Đông33T 13
33TBảng 3.33T 33TBảng tổng hợp v trí, tọa độ các giếng khai thác nước trong vùng ảnh hưng của
công trình khai thác.33T 17
33TBảng 4.33T 33TĐc trưng lượng mưa và bốc hơi trạm H Đông33T 39
33TBảng 5.33T 33TBảng thống kê chiều dày các lớp tại lỗ khoan khu vực Hà Nội33T 42
33TBảng 6.33T 33TBảng tổng hợp thông số ĐCTV khu vực Hà Nội33T 51
33TBảng 7.33T 33TTổng hợp lượng mưa theo tháng tại trạm Láng – Hà Nội (mm)33T 56
33TBảng 8.33T 33TTổng hợp lượng bốc hơi theo tháng tại trạm Láng – Hà Nội (mm)33T 57
33TBảng 9.33T 33THiện trạng khai thác tập trung quy mô lớn khu vực phía Nam Hà Nội33T 62
33TBảng 10.33T 33TCác lỗ khoan quan trắc được s dụng đ chỉnh lý mô hình33T 65
33TBảng 11.33T 33TBảng phân chia chiều sâu các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu33T 88
33TBảng 12.33T 33TKết quả tính toán cân bằng nước khu vực nghiên cứusau 20 năm khai thác33T 92
33TBảng 13.33T 33TTiêu chí áp dụng khoanh đnh vùng cấm, vùng hạn chế v vùng được phép khai
thác đối với nước dưới đất khu vực H Đông33T 93


Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 6

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Thủ đô H Nội l trung tâm văn hoá, chính tr và kinh tế lớn nhất cả nước
đang có tốc độ phát trin mạnh mẽ về công nghiệp, du lch và dch vụ tạo đ cho
bước phát trin vượt bậc về nhiều mt, đồng thời dần khẳng đnh v thế chính tr
trong trường quốc tế. Cùng với sự phát trin thì nhu cầu về nguồn nước ngày
một gia tăng.
Hà Nội có ti nguyên nước ngầm v nước mt khá phong phú, tuy nhiên
việc khai thác nước ngầm chưa được quy hoạch hợp l như hiện nay đ gây ra
hạ thấp mực nước lớn và suy giảm trữ lượng và chất lượng, làm ảnh hưng đến
môi trường (ô nhiễm, sụt lún đất).
Hiện nay, nguồn nước s dụng cho ăn uống sinh hoạt, sản xuất, dch vụ 
thành phố Hà Nội được lấy chủ yếu từ nguồn nước dưới đất. Tài liệu quan trắc
động thái nước dưới đất tại khu vực Hà Nội cho thấy mực nước dưới đất liên tục
b hạ thấp trong khi tổng lượng nước khai thác mới chỉ chiếm phần nhỏ trong
tổng trữ lượng có th khai thác của khu vực. Điều đó chứng tỏ mạng lưới khai
thác nước  Hà Nội hiện nay l chưa hon ton hợp lý. Chính vì vậy việc đánh
giá và xây dựng lại quy hoạch khai thác nước khu vực Hà Nội là công việc cấp
thiết.
Chính vì những vấn đề nêu trên, đề tài "Nghiên cứu đánh giá trữ lượng
khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số" có tính cấp thiết và
được chọn làm đề tài luận văn t
ốt nghiệp của học viên đ chuẩn b hoàn thành
chương trình đo tạo thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật ti nguyên nước.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu các phương pháp đánh giá trữ lượng nước dưới đất.
- Đánh giá trữ lượng có th khai thác bền vững ti nguyên nước dưới đất tại

khu vực nghiên cứu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu l đc đim đa chất thủy văn liên quan đến các công
trình cấp nước tập trung, khai thác đơn l, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, sản
xuất, phng cháy chữa cháy thời đim hiện tại v cho tương lai… trong khu vực
nghiên cứu, trữ lượng có th khai thác bền vững ti nguyên nước dưới đất.
Phạm vi nghiên cứu l các cơ s khoa học đối với việc tính toán dự báo trữ
lượng có th khai thác bền vữn g ti nguyên nước dưới đất tại khu vực nghiên
cứu, phương pháp x lý và vận dụng các phần mềm phục vụ cho công việc.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiu các phương pháp đánh giá trữ lượng có th khai thác bền vững
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 7

ti nguyên nước dưới đất.
- Nghiên cứu ứng dụng mô hình toán trong việc tính toán đánh giá trữ
lượng nước dưới đất.
- Đề xuất phương pháp đánh giá trữ lượng có th khai thác phù hợp v biện
pháp quản l bền vững ti nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu.
5. Phương pháp nghiên cứu
S dụng phương pháp thu thập tài liệu đ có các thông tin liên quan về đc
đim đa chất thủy văn ; các công trình cấp nước t ập trung, khai thác đơn l; hệ
thống quan tr ắc mực nước, chất lượng nước… ; nhu cầu dùng nước cho sinh
hoạt, sản xuất, phng cháy chữa cháy thời đim hiện tại v cho tương lai…
S dụng công cụ phần mềm hiện đại đ lập mô hình số tính toán cân b ằng
nước, xác đnh các thành phần tham gia hình thành tr ữ lượng khai thác nước
dưới đất. Từ đó đánh giá trữ lượng nước có th khai thác tại khu vực nghiên cứu
v đề xuất phương pháp quản l bền vững ti nguyên nước dưới đất . Trong luận
văn chủ yếu s dụng các phần mềm Visual Modflow 4.2, Mapinfor 10.0.

Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 8

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện đa l tự nhiên kinh tế - x hội khu vực nghiên cứu
1.1.1. V trí đa lý
Khu vực nghiên cứu thuộc đa phận quận H Đông, thnh phố Hà Nội, nằm
bên bờ phải sông Nhuệ, dọc đường quốc lộ số 6 Hà Nội - Hoà Bình, cách trung
tâm thủ đô H Nội 12 km (xem hình 1.1) về phía Tây v được giới hạn bi tọa
độ (hệ tọa độ VN2000, múi chiếu 30, kinh tuyến trục 105
P
0
P):
- Tọa độ X từ 571.766 đến 584.268
- Tọa độ Y từ 2.313.439 đến 2.323.307

Hình 1. Sơ đồ v trí vùng nghiên cứu
1.1.2. Đc đim đa hình đa mạo
Vùng nghiên cứu có đc đim chung của vùng đồng bằng tích tụ thuộc
châu thổ sông Hồng với đa hình khá bằng phẳng, có độ dốc nhỏ 3-4
P

o
P, độ cao
thường từ 5-7m. Riêng phía tây v tây nam có đa hình cao hơn, có đỉnh đồi cao
tới 63,8m. Đất đá cấu thnh nên đa hình chủ yếu là sét, sét bột, cát pha v đôi
chỗ là cát mn (dọc ven sông). Đây l diện tích chủ yếu cấy lúa nước và trồng
ngô khoai dọc theo sông Đáy, sông Nhuệ.
Về đc đim đa mạo, theo báo cáo “Điều tra đa chất đô th H Đông” cho
thấy vùng nghiên cứu chỉ thuộc 1 đơn v đa mạo là dạng đồng bằng tích tụ châu
thổ sông Hồng v được phân chia thành các phụ vùng như sau:
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 9

+ Phụ vùng đồng bằng tích tụ trong đê: L ton bộ phần diện tích trong đê
được giới hạn bi hệ thống đê Sông Đáy có chiều dài tới 128 km. Sự xuất hiện
các đê ny không chỉ ngăn lũ trn vo đồng bằng mà còn làm cho bề mt đồng
bằng không được bồi tụ hng năm, tạo ra sự khác biệt trong đê, ngoi đê. Phần
đồng bằng trong đê chiếm hơn 2/3 diện tích  phía đông vùng nghiên cứu,gồm
đồng bằng thấp không được bồi tụ.
+ Phụ vùng tích tụ ngoi đê: Nằm kẹp giữa hai đê chống lũ Tả Đáy v Hữu
Đáy. Khi chưa có đập Vân Cốc v đập Phùng, thì hng năm nước sông Đáy
dâng cao, vẫn xảy ra tích tụ ven lòng do thế mà bề mt đa hình ngoi đê thường
cao hơn bề mt trong đê có nơi tới 3 ÷ 4m.
+ Phụ vùng các đồi sót: Chiếm diện tích nhỏ  góc tây nam vùng nghiên
cứu. Nơi đây xuất hiện các đồi sót bóc mòn hoc núi sót Karst nổi trên đồng
bằng tích tụ. Hầu hết các đồi, núi sót có quy mô không lớn (thường dưới 50-70
ha) v có độ cao không quá 100m.
1.1.3. Đc đim khí tượng, thủy văn
a. Đặc điểm khí hậu, khí tượng
Vùng H Đông thuộc khí hậu nhiệt đới gió mùa được chia làm 2 mùa rõ

rệt: mùa mưa nóng ẩm từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa hanh khô từ tháng 11
năm trước đến tháng 4 năm sau. Theo liệt số liệu khí tượng Láng từ năm 1961
đến 2009 cho thấy các đc trưng khí hậu trong vùng nghiên cứu như sau:
+ Nhiệt độ không khí cao nhất là 38,8
P
o
PC và thấp nhất 7,1, trung bình nhiều
năm 23,5
P
o
PC.
+ Độ ẩm cao nhất là 91%, thấp nhất là 28% và trung bình nhiều năm l
85,54%.
+ Lượng bốc hơi nhỏ nhất 828,2 mm/năm (1995), cao nhất 1126,7 mm/năm
(1987), trung bình nhiều năm l 971,9 mm/năm.
+ Lượng mưa hng năm nhỏ nhất 1033,1 mm/năm (1988), lớn nhất 2536
mm/năm (1994), trung bình nhiều năm 1667,1 mm/năm.
Mùa hè chủ yếu l gió Đông Nam với vận tốc lớn nhất l 20 m/s. Mùa đông
chủ yếu là gió Đông Bắc.
Kết quả đo lượng mưa v bốc hơi theo tháng tại trạm Láng từ năm 200 đến
3/2009 được trình bày trong bảng 1 và hình 2 dưới đây.
b.Đặc điểm thủy văn
Vùng nghiên cứu có 2 sông lớn chảy qua là sông Nhuệ v sông Đáy. Ngoi
ra trong vùng nghiên cứu còn có một số hệ thống kênh mương thủy lợi phục vụ
sản xuất nông nghiệp và một số hồ đầm, tuy nhiên các đối tượng này không có
vai trò lớn đối với nguồn nước dưới đất.

Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 10

Bảng 1. Thống kê lượng mưa, bốc hơi tại trạm Láng - Hà Nội
Năm
Tháng
Tổng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
I. Lượng mưa(mm)
2000
2,5
32,7
34,6
151,6
104,6
187,1
260,1
193,9
48,0
260,8
2,2

0,0
1278,1
2001
15,7
41,9
139,7
73,4
223,5
374,7
487,4
576,7
74,9
183,4
21,9
41,5
2254,7
2002
9,0
18,0
11,0
59,0
214,0
240,0
274,0
104,0
240,0
150,0
51,0
48,0
1418,0

2003
41,0
37,0
13,0
61,0
282,0
274,0
243,0
375,0
351,0
13,0
4,0
6,0
1700,0
2004
6,0
29,0
45,0
161,0
335,0
229,0
366,0
247,0
107,0
8,0
24,0
28,0
1585,0
2005
12,0

36,0
27,0
33,0
223,0
278,0
278,0
377,0
366,0
18,0
92,0
27,0
1767,0
2006
4,0
25,0
34,0
18,0
140,0
97,0
247,0
365,0
183,0
28,0
116,0
1,0
1258,0
2007
3,0
25,0
29,0

98,0
118,0
211,0
286,0
330,0
388,0
145,0
5,0
21,0
1659,0
2008
27,0
14,0
20,0
122,0
184,0
234,0
424,0
305,0
199,0
469,0
259,0
11,0
2268,0
2009
5,0
80,0
49,0

Tbình
12,5
33,9
40,2
86,3
202,7
236,1
318,4
319,3
217,4
141,7
63,9
20,4
1687,5
II. Lượng bốc hơi (mm)
2000
72,0
50,0
46,0
64,0
93,0
83,0

101,0
85,0
100,0
81,0
109,0
96,0
980,0
2001
67,0
52,0
55,0
54,0
91,0
85,0
83,0
75,0
93,0
80,0
94,0
67,0
896,0
2002
69,0
45,0
66,0
79,0
85,0
86,0
73,0
80,0

81,0
81,0
62,0
61,0
868,0
2003
59,0
60,0
88,0
89,0
113,0
125,0
107,0
81,0
87,0
122,0
98,0
89,0
1118,0
2004
52,0
42,0
52,0
48,0
81,0
112,0
100,0
84,0
85,0
142,0

92,0
87,0
977,0
2005
54,0
43,0
59,0
70,0
107,0
102,0
94,0
69,0
87,0
95,0
67,0
85,0
932,0
2006
76,0
40,0
49,0
75,0
90,0
112,0
98,0
59,0
108,0
93,0
91,0
77,0

968,0
2007
86,0
51,0
34,0
68,0
91,0
100,0
99,0
78,0
76,0
79,0
103,0
66,0
931,0
2008
57,0
61,3
63,0
62,0
80,0
72,0
83,0
76,0
70,0
69,0
69,0
70,0
832,3
2009

78,0
52,0
56,0









186,0
Tbình
67,0
49,6
56,8
67,7
92,3
97,4
93,1
76,3
87,4
93,6
87,2
77,6
946,1

Hình 2. Lượng mưa, bốc hơi trung bình tháng (2000-2009) tại trạm Láng
0

50
100
150
200
250
300
350
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Tháng
Lượng mưa (mm)
0
20
40
60
80
100
120
Bốc hơi (mm)
Lượng mưa
Bốc hơi
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 11

- Sông Nhuệ: Được bắt nguồn từ cống Thụy Phương l một nhánh của sông
Hồng, phần chảy qua vùng nghiên cứu dài 10-15km. Chiều rộng trung bình 15-
20m, nhỏ nhất là 13m, lớn nhất là 34m (cầu H Đông). Chiều dày lớp nước sông
trung bình 1,5-2m, lớn nhất là 3,46m (cầu H Đông). Lưu lượng dòng chảy mùa
khô từ 4,088-17,442 m
P

3
P/s. Tại cầu H Đông lớp bùn có thành phần bột thô 30%,
sét 33% và có chiều dày lớp bùn l 0,87m. Nước sông Nhuệ nhạt có kiu
bicarbonat – calci v không thay đổi theo mùa.
Theo số liệu điều tra của Báo cáo Đa chất đô th H Đông năm 1993, nước
sông Nhuệ chứa hm lượng NO
R
2
RP
−
P = 0,007 mg/l, NOR
3
R = 0,252 mg/l, NHR
4
RP
+
P =
0,072 mg/l, PO
R
4
RP
−2
P = 0,46 mg/l, ΣFe = 2,95 mg/l. Đến nay, nồng độ của các chất
nhiễm bẩn trong nước sông đ tăng lên rất nhiều lần do phải tiếp nhận các nguồn
nước thải hầu hết không được x lý. Về phương diện vi sinh nước sông Nhuệ
nhiễm bẩn nng, hàm coliform rất lớn > 24.000 con/100 ml.
- Sông Đáy: L chi lưu của sông Hồng bắt nguồn từ huyện Phúc Thọ chảy
ven phía Tây với chiều dài chảy qua vùng nghiên cứu khoảng 10km. Chiều sâu
trung bình của sông 0,6 - 0,8m, rộng nhất là 13m. Về mùa khô, sông Đáy không
có dòng chảy, lớp bùn đáy sông chủ yếu là cát, tại cầu Mai Lĩnh lớp bùn dày

0,2m trong đó thnh phần cát chiếm 47%, sét l 23%. Nước nhạt có kiu
bicarbonat - calci.
Cũng theo số liệu điều tra của “Báo cáo Đa chất đô th H Đông” năm
1993, hm lượng các chất ô nhiễm trong nước sông Đáy l NO
R
2
RP
-
P = 0,60 mg/l,
NO
R
3
R = 0,95 mg/l, POR
4
RP
-2
P = 0,46 mg/l, NHR
4
RP
+
P = 0,058 mg/l, ΣFe = 2,15 mg/l. Hiện
tại chất lượng nước sông Đáy cũng có dấu hiệu b
gia tăng hm lượng nhiễm bẩn
mà nguyên nhân chủ yếu do việc xả nước thải chưa qua x l vo nước sông.
1.1.4. Đc đim giao thông, kinh tế - x hội
a. Giao thông vận tải
Vùng nghiên cứu khá thuận lợi về giao thông, ngoài các trục giao thông
chính như đường quốc lộ 6 Hà Nội - Hoà Bình chạy qua liên kết với các đường
Láng - Hòa Lạc, 430 H Đông - Văn Đin, H Đông - Vân Đình, H Đông -
Nhổn còn có nhiều đường phố lớn v các đường nội vùng đều l đường nhựa

có chất lượng tốt.
Đường sắt Bắc - Nam chạy qua phía Tây thành phố. Ngoài ra có th di
chuyn bằng đường hàng không từ sân bay Nội Bài cách vùng nghiên cứu không
xa. Nhìn chung đc đim giao thông trong vùng nghiên cứu là rất thuận lợi.
b. Kinh tế - xã hội
Thành phố H Đông của tỉnh H Tây cũ (nay l quận H Đông của thành
phố Hà Nội) là trung tâm kinh tế có tốc độ phát trin v đô th hóa khá nhanh
trong thành phố Hà Nội. Tại đây có hng trăm xí nghiệp, kho tàng của Trung
ương v đa phương, rất nhiều các cơ s thủ công nghiệp, tập trung vào những
ngành dệt, da, may, nhuộm vốn có từ lâu đời và phát trin mạnh. Tại vùng
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 12

nghiên cứu hiện nay đang được xây dựng hàng loạt các khu đô th như Văn Phú,
Văn Quán, Park City, An Hưng v xa hơn nữa l khu đô th Dương Nội.
Công nghiệp chủ yếu là công nghiệp cơ khí phục vụ cho nông nghiệp, giao
thông, thuỷ lợi. Các ngành công nghiệp và thủ công nghiệp đang ngy cng tiến
tới việc sản xuất sạch nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, x l nước thải trước
khi thải ra môi trường.
Tổng diện tích đất đai đô th là 33.3 km
P
2
P, dân số 129.500 người, mật độ dân
số 3.891 người/km
P
2
P, chủ yếu là dân tộc Kinh. Dân số toàn thành phố đến năm
2010: 240.000 người; đến 2020 sẽ là khoảng 330.000 người.
1.2. Đc đim đa chất thủy văn v hiện trạng khai thác nước dưới đất

trong khu vực
Vùng nghiên cứu là một phần của đồng bằng Sông Hồng, có đc đim của
thung lũng sông miền đồng bằng, nhưng chu ảnh hưng của các quá trình bin
tiến, bào xói lục đa. Các trầm tích có tướng từ lục đa, hồ đầm lầy đến trầm tích
bin. Trầm tích thường có tính phân nhp với độ hạt thô dần theo chiều sâu. Căn
cứ vào thành phần thạch học, tướng đá các thnh tạo, tính chất thấm và chứa
nước, độ giu nước các đc đim thuỷ động lực, động thái nước dưới đất, tác giả
phân ra các phân v đa chất thủy văn theo quan đim “Dạng tồn tại của nước
dưới đất”.
1.2.1. Đc đim đa chất thủy văn
1. Các tầng chứa nước
a) Tầng chứa nước lỗ hổng không áp Holocen (qh)
Tầng có diện phân bố khá rộng rãi trên toàn khu vực, chỉ xuất lộ trên bề
mt  ven sông Đáy, sông Nhuệ cn đa phần b phủ bi lớp sét trên. Thành phần
thạch học gồm cát các loại, cát pha đổi chỗ có lẫn sạn sỏi tướng lòng sông  đáy
tầng. Chiều sâu phân bố tầng từ khoảng 5 đến 22,7m (LK VMEP), từ 2 đến 26m
(tại xã Kiến Hưng) v từ 9 đến 28m (tại x Đông Lm) với thành phần chủ yếu
là cát mn đến vừa mu xám, xám vng có độ chọn lọc khá tốt. .Tại các lỗ khoan
nghiên cứu tại khu vực bãi giếng Ba La – H Đông tầng chứa nước Holocen có
chiều dày trung bình khoảng 11,2m (bảng 4.1). Thành phần đất đá tại vùng
nghiên cứu chủ yếu là cát, cát pha sét.
Nước dưới đất trong tầng chủ yếu l nước không áp (a = 4.10
P
3
P mP
2
P/ng) cá
biệt có nơi áp yếu a = 5.10
P
4

P mP
2
P/ng. Chiều sâu mực nước trong trạng thái tự nhiên
từ 0,85 - 3,15 m. Trong vùng động thái b phá hủy do khai thác nước tầng chứa
nước Pleistocen bên dưới mãnh liệt, v trí mực nước tĩnh nằm sâu thêm 6,45m.
Đất đá có tính thấm từ trung bình đến cao, độ dẫn nước Km = 206 - 716 m
P
2
P/ng.
Lưu lượng lỗ khoan hút thí nghiệm Q = 2,08 - 4,76 l/s, tỷ lưu lượng lỗ khoan q =
0,96 - 4,62 l/sm. Tầng qh thuộc loại giu nước trung bình đến giàu.
Nước tàng trữ v lưu thông trong tầng l nước nhạt (có tổng khoáng hoá từ
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 13

0,124 đến 0,703 g/l), chủ yếu là kiu bicarbonat calci - magne, pH thay đổi từ 7-
7,5. Kết quả phân tích sắt chuyên môn cho thấy hm lượng sắt từ 0,42 đến 2,9
mg/l đều vượt chỉ tiêu cho phép nước dùng cho ăn uống sinh hoạt. tất cả các
giếng đầu b nhiễm bẩn NO
R
2
RP
-
P, hàm NOP
-
PR
2
R từ 0,08 đến 7,73 mg/l, đa phần vượt
quá giới hạn cho phép. Riêng hm lượng NH

R
4
RP
+
P, POR
4
RP
-2
P đều nhỏ dưới giới hạn
nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt.
Đây l tầng lộ ngay trên mt hoc b phủ bi lớp sét mỏng, có liên quan
trực tiếp với nước mt, nước mưa. Tầng được cấu thành bi cát có tính thấm
nước tốt nên rất dễ b nhiễm bẩn hoá học do nước thải sinh hoạt, nước thải công
nghiệp, phân bón, thuốc trừ sâu trong nông nghiệp.
Tầng có quan hệ thuỷ lực khá cht chẽ với nước mt và các tầng bên
dưới. động thái của nước phụ thuộc theo mùa với biên độ càng gần sông càng
lớn.
Nguồn cung cấp cho nước dưới đất chủ yếu l nước mưa, nước mt, nước
tưới ruộng, nguồn thoát ra sông hồ, dòng mt, bay hơi v ngấm xuống cung cấp
cho các tầng bên dưới hoc do dân s dụng trong ăn uống sinh hoạt.
b) Tầng chứa nước lỗ hổng có áp Pleistocen (qp)
Tầng chứa nước lỗ hổng có áp Pleistocen chia thành 2 lớp: lớp trên (qp
P
2
P)
gồm cát các loại, lớp dưới gồm các trầm tích cuội, sỏi sạn cát (qp
P
1
P).
- Lớp trên (qp

P
2
P)
Lớp có diện phân bố hầu khắp vùng, thành phần thạch học chủ yếu là cát,
cát pha đôi nơi có lẫn sạn sỏi tướng lòng sông. Chiều sâu thế nằm nóc lớp thay
đổi từ 10 đến 43m. Chiều sâu thế nằm đáy lớp l 29,7 đến 50m. Lớp có chiều
dy thay đổi từ 4 đến 23,5, trung bình 11,67m. Tại vùng Ba La – H Đông, lớp
chứa nước qp
R
2
R có chiều dày biến đổi 2,5 – 11m, trung bình 8,1m, thành phần đất
đá chủ yếu là cát hạt thô có lẫn sạn sỏi nhỉ. Giữa lớp chứa nước qp
R
2
R và lớp chứa
nước qp
R
1
R hầu như không có lớp sét thấm nước yếu ngăn cách (xem bảng 2)
Bảng 2. Thống kê chiều dày các tầng chứa nước vùng Ba La – H Đông
TT

SHLK

LCN1 (m)
TCN qh (m)
LCN2 (m)
TCN qp2
LCN3
TCN qp1

Từ
Đến
Dày
Từ
Đến
Dày
Từ
Đến
Dày
Từ
Đến
Dày
Từ
Đến
Dày
Từ
Đến
Dày
1
BL1
0
5
5
5
20
15
20
31
11
31

41,5
10,5
-
-
-
41,5
67,5
26
2
BL2
0
20
20
20
31
11
31
39
8
39
41,5
2,5
-
-
-
41,5
67,5
26
3
BL3

0
8
8
8
18
10
18
32
14
32
40
8
-
-
-
40
68
26
4
BL4
0
7,5
7,5
7,5
17,5
10
17,5
32
14,5
32

40
8
-
-
-
40
68
28
5
BL5
0
8
8
8
18
10
18
32
14
32
40,5
8,5
-
-
-
40,5
68
27.5
6
BL6

0
6,5
6,5
6,5
17,5
11
17,5
32
14,5
32
43
11
-
-
-
43
68
25
Max
0.0
20,0
20,0
20,0
31,0
15,0
31,0
39,0
14,5
39,0
43,0

11,0
-
-
-
43,0
68,0
28,0
Min
0.0
5,0
5,0
5,0
17,5
10,0
17,5
31,0
8,0
31,0
40,0
2,5
-
-
-
40,0
67,5
25,0
Trung bình
0.0
9,2
9,2

9,2
20,3
11,2
20,3
33,0
12,7
33,0
41,1
8,1
-
-
-
41,8
67,8
26,4
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 14

Chiều sâu thế nằm mực nước trong trạng thái tự nhiên thay đổi từ 2,57 đến
3,7m, do ảnh hưng khai thác nước dưới đất lớp qp
R
1
R bên dưới đ hình thnh
phễu hạ thấp mực nước trong lớp qp
R
2
R làm cho chiều sâu mực nước của lớp cũng
sâu thêm 6,43m.
Động thái mực nước thay đổi theo mùa, biên độ dao động mực nước hàng

năm từ 0,5 - 2,57m. Lớp ny tương đối giu nước, các lỗ khoan có tỉ lưu lượng q
= 0,47 - 5,80 l/sm, đất đá có tính thấm trung bình, độ dẫn nước Km = 112 - 370
m
P
2
P/ng. Hệ số thấm thay đổi từ K =4,6 - 35,2 m/ng.
Nước tàng trữ v lưu thông trong lớp l nước nhạt, mềm đến cứng vừa
kiu bicarbonat calci - magne.
Lớp có quan hệ thuỷ lực khá cht chẽ với các tầng chứa nước kề liền.
Nguồn cung cấp chủ yếu l nước mưa, nước mt, nước tầng trên và nguồn
thoát ra sông hồ, ngấm xuống tầng dưới.
- Lớp dưới(qp
P
1
P)
Lớp phân bố trên toàn diện tích vùng, là lớp chứa nước sản phẩm có ý
nghĩa cung cấp nước cho dân cư đô th. Lớp có chiều dy thay đổi từ 9,5 đến
39m. Thành phần đất đá gồm cát, cuội, sỏi tướng lòng sông. Chiều sâu thế nằm
nóc lớp thay đổi 33,5 ÷ 56m. Chiều sâu thế nằm đáy lớp thường sâu trên 60 đến
84m. Tại khu vực bãi giếng Ba La – H Đông lớp chứa nước qp
R
1
R có chiều dày
khá ổn đnh trong khoảng 25 ÷ 26m. Thành phần đất đá chủ yếu là cuội thạch
anh lẫn sạn và cát.
Chiều sâu thế nằm mự
c nước trong trạng thái tự nhiên thay đổi 0,66 - 6,0m.
Riêng khu vực th x H Đông - Hạ Đình do khai thác nước nên chiều sâu thế
nằm mực nước tụt sâu tới -10,32m. Lưu lượng lỗ khoan Q = 9,60 ÷ 41,17 l/s. Tỷ
lưu lượng thay đổi q = 2,28 ÷ 15,59 l/sm. Lớp thuộc loại rất giầu nước. Độ dẫn

nước thay đổi từ 800 đến 1574 m
P
2
P/ng. Hệ số truyền áp a = 3×10P
4
P m/ng. Theo kết
quả thí nghiệm tại các giếng nghiên cứu – khai thác vùng Ba La – H Đông, lưu
lượng giếng khoan khá lớn Q = 30,2 – 35,5 l/s ứng với hạ thấp mực nước 2,51 –
3,03 m, tỷ lưu lượng q = 10,88 – 13,36 l/sm. Lớp chứa nước thuộc loại rất giàu
nước.
Nước tàng trữ và vận động trong lớp l nước nhạt (khoáng hoá từ 0,225
đến 0,503 g/l) nước mềm đến cứng vừa (tổng độ cứng từ 2,092 đến 4,388
mg/l). pH dao động từ 6 đến 8. Hm lượng các đại nguyên tố đều nằm trong
phạm vi cho phép. Nước trong lớp hoàn toàn không gm mòn, hệ số gm
mòn K
R
K
R + 0,0503 Ca < 0. Nước từ không sủi bọt đến sủi bọt, hệ số sủi bọt từ
27,02 đến 274,97.
Hm lượng vi nguyên tố lớp qp
R
1
R đa phần nằm trong giới hạn cho phép
nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt trừ hàm Mn một số nơi cao hơn giới hạn cho
phép. Nước trong lớp qp
R
1
R có hm lượng sắt rất cao, cần phải x lí. Nước có
thành phần chủ yếu là bicarbonat – calci. Nước nhạt, mềm đến cứng vừa.
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 15

Nguồn cung cấp chủ yếu cho lớp l nước mưa, nước tưới, nước sông, hồ và
nước các tầng trên ngấm xuống, thoát chủ yếu bằng thấm xuyên và khai thác
nước phục vụ dân sinh, một phần thoát ra sông v bay hơi.
c) Các tầng chứa nước khe nứt
Theo kết quả nghiên cứu ĐCTV khu vực đ tiến hành cho thấy trong vùng
nghiên cứu tồn tại các tầng chứa nước khe nứt sau đây:
• Tầng chứa nước khe nứt lỗ hổng trong trầm tích Neogen (m
R
4
R)
Trầm tích Neogen phân bố rộng rãi trên toàn vùng, b phủ hoàn toàn bi
các trầm tích tr hơn. Thnh phần đất đá gồm cuội sạn, cát kết xen bột kết, sét
kết có tính phân nhp, mức độ gắn kết yếu. Chiều sâu thế nằm nóc tầng từ 63
đến 90m. Các lỗ khoan trong vùng Hà Nội có lưu lượng 0,4 đến 1,42 l/s, tỷ lưu
lượng < 0,05 l/sm khẳng đnh tầng chứa nước thuộc loại nghèo đến giu nước
trung bình. Nước tàng trữ và vận động trong tầng đa phần l nước nhạt, mềm
kiu bicarbonat calci - natri.
Riêng khu vực Tây Mỗ phát hiện được một chỏm nước lợ khoảng 4 km
P
2
P,
tổng khoáng hoá từ 1,115 đến 2,23 g/l, hàm Cl
P
-
P từ 430 đến 1301 mg/l. Nước có
kiu clorur bicarbonat - natri. Nguồn gốc hình thnh nước lợ  đây có liên quan
đến đứt gãy sâu. Chiều sâu thế nằm mực nước dao động từ 3,5 đến 6m. Nguồn

cung cấp cho tầng l nước mưa, nước tầng trên ngấm xuống, nguồn thoát ra
sông hồ hoc cung cấp cho tầng qp.
• Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt karst trong đá vôi hệ tầng Đồng Giao
(t
R
2
Rađg)
Tầng phân bố  rìa phía tây vùng H Đông, lộ ra duy nhất  vùng núi Trầm
với diện tích 0,3 km
P
2
P còn lại b phủ bi trầm tích tr hơn. Thành phần l đá vôi
màu xám xanh, xám trắng cấu tạo khối, trong đá vôi phát trin nhiều khe nứt,
hang hốc. Chiều sâu thế nằm nóc tầng từ 3 đến 69,3m, đáy tầng từ 53 đến 130m.
Chiều dày tầng khoảng 250m. Chiều sâu phát trin hang hốc đến 81-82 m. Tầng
khá phong phú nước, lưu lượng từ 0,74 đến 15,15 l/s. Tỷ lưu lượng từ 0,23 đến
1,92 l/sm. Chiều sâu mực nước từ 0,72 đến 3,80m. Nước nhạt kiu bicarbonat
magne -calci.
Nước tầng t
R
2
Rađg có quan hệ trực tiếp tới nước tầng qp, khi hút nước lỗ
khoan 162a (t
R
2
Rađg) thì mực nước lỗ khoan 162 (Q) hạ thấp 0,25m. Nước dưới
đất tầng t
R
2
Rađg được cung cấp bi nước mưa, nước mt, nước thấm xuyên từ tầng

trên và thoát ra mạng xâm thực đa phương.
• Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích phun trào hệ tầng Viên Nam
(t
R
1
Rvn)
Tầng hầu hết b phủ bi trầm tích Đệ Tứ, chỉ lộ một chỏm nhỏ chừng 0,3
km
P
2
P  Ninh Sơn thuộc huyện Chương Mỹ - Hà Tây. Thành phần l đá phun tro
bazan mu xám xanh, xám đen, xám lục. Chiều dày 400m. Tại vùng nghiên cứu
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 16

chưa có công trình nghiên cứu nhưng theo ti liệu 02 lỗ khoan hút nước của Hoà
Bình cho lưu lượng Q = 4,77 - 8,53 l/s. Chiều sâu thế nằm mực nước từ 1 đến
4,21m. Nước có chất lượng khá tốt. Nước nhạt có kiu bicarbonat calci - magne.
Nguồn cung cấp l nước mưa, nước mt, nguồn thoát do bay hơi v mạng
xâm thực đa phương.
2. Các lớp thấm nước yếu, cách nước
a) Lớp cách nước trong trầm tích Holocen (aQ
2
3
tb, aQ
2
1-2
hh)
Thành phần gồm sét, sét bột nâu hồng, đôi nơi có mu xám, xám đen. Phân

bố rộng khắp trong vùng, chỉ vắng mt  rìa hạ lưu sông Đáy. Tầng có chiều dày
từ 2 đến 28,5m, trung bình 9,35m. Tại vùng Ba La – H Đông, lớp thấm nước
yếu trong trầm tích Holocen có chiều dày biến đổi 5 ÷ 20m, trung bình khoảng
9,2m. Thành phần đất đá chủ yếu là sét, sét pha màu xám vàng.
Nhìn chung lớp cách nước trong trầm tích Holocen có tính thấm rất nhỏ.
Theo tài liệu đổ nước thí nghiệm tại 16 hố đo (Đề án Điều tra đa chất đô th Hà
Đông) cho kết quả hệ số thấm K = 0,0054 - 0,096 m/ng, trung bình 0,049m/ng,
điều này chứng tỏ đất đá của tầng có tính thấm nước rất yếu có th xếp vào loại
cách nước.
b) Lớp thấm nước yếu trong Pleistocen thượng (aQ
1
2
vp)
Trên lát cắt lớp thấm nước yếu nằm dưới tầng chứa nước qh và nằm trên
lớp qp
P
2
P. Đất đá cấu thành tầng gồm sét, sét pha có màu loang lổ, có nơi l sét, sét
pha, bột sét, sét bùn lẫn tàn tích thực vật mu đen, xám đen. Tầng phân bố rộng
rãi trên bản đồ hầu hết các lỗ khoan đều gp có chiều dày từ 0,8 đến 29,2m,
trung bình 7,87m. Kết quả nghiên cứu tại Ba La – H Đông cho thấy lớp thấm
nước yếu này có chiều dày biến đổi 8 – 14,5m, trung bình 12,7m. Thành phần
đất đá chủ yếu là sét pha cát màu xám xanh, xám vàng.
Lớp thấm nước yếu trong trầm tích Pleistocen thượng có tính thấm nhỏ.
Qua thí nghiệm đổ nước nhanh trong lỗ khoan tại 12 đim (Đề án Điều tra đa
chất đô th H Đông) cho thấy đất thuộc loại có tính thấm rất yếu, hệ số thấm K
trung bình khoảng 0,023 m/ng v được xếp vào lớp thấm nước yếu.
c) Lớp thấm nước yếu trầm tích Pleistocen trung – thượng (aQ
1
)

Lớp thấm nước yếu nằm dưới lớp chứa nước qp
P
2
P và nằm trên lớp qpP
1
P, phân
bố không liên tục tạo thành các thấu kính, có chiều dy thay đổi từ 0,5 đến
10,1m, trung bình 5,54m. Tại vùng Ba La – H Đông lớp thấm nước yếu này
vắng mt hoàn toàn. Kết quả hút nước 02 lỗ khoan khu vực Hà Nội trong tầng
cho kết quả lưu lượng Q = 0,002 - 0,062 l/s v được xếp vào lớp thấm nước yếu.
1.2.2. Hiện trạng khai thác nước dưới đất
Thành phố Hà Nội l nơi có mật độ và tổng lượng khai thác nước dưới đất
lớn nhất thuộc đồng bằng Bắc Bộ. Riêng khu vực phía Nam Hà Nội có 11 nhà
máy khai thác nước lớn và 5 trạm cấp nước trung bình với quy mô từ 6.300 –
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 17

10.000 mP
3
P/ngy đêm. Tổng lượng khai thác nước dưới đất quy mô lớn vùng phía
Nam Hà Nội khoảng 591.900 m
P
3
P/ngy đêm. Ngoi ra có khoảng gần 500 giếng
khoan khai thác nước đ phục vụ cấp nước cho các cơ quan, nh máy, xí nghiệp
với tổng lưu lượng khai thác khoảng 152.000 m
P
3
P/ngy đêm. Như vậy tổng lượng

khai thác nước dưới đất khu vực phía Nam Hà Nội vào khoảng 743.900 m
P
3
P/ngày
đêm, chưa k các giếng khai thác đ cấp nước quy mô hộ gia đình.
Nằm trong vùng nghiên cứu gồm có các công trình khai thác sau:
- 8 giếng khai thác của cơ s I (phố Bà Triệu) của công ty cấp nước Hà
Đông với tổng lưu lượng khai thác là 16.000 m
P
3
P/ngy đêm.
- 4 giếng khai thác cơ s II (Ba La) của công ty cấp nước H Đông với tổng
lưu lượng khai thác là 7.280 m
P
3
P/ngy đêm (trước đây có 6 giếng khai thác được
cấp giấy phép nhưng có 2 giếng khai thác nằm trong khu giải tỏa của khu đô th
Văn Phú – H Đông nên cn lại 4 giếng khai thác).
- 28 giếng khai thác của 24 cơ quan, nh máy, xí nghiệp khai thác với tổng
lưu lượng khai thác 8.366 m
P
3
P/ngy đêm.
V trí, tọa độ, lưu lượng khai thác của từng giếng khai thác nằm trong vùng
ảnh hưng được trình bày trong bảng 6.1 dưới đây. Tổng lượng khai thác trong
vùng ảnh hưng của công trình là 31.646 m
P
3
P/ngy đêm.
Bảng 3. Bảng tổng hợp v trí, tọa độ các giếng khai thác nước

trong vùng ảnh hưng của công trình khai thác.
SHG X Y Q (mP
3
P/ngđ)

Tên chủ s hữu Quận/Huyện
Tầng
khai
thác
H14
580768
2319672
2000
Công ty cấp nước H Đông
H Đông
qp
R
1

H15
580782
2319406
2000
H Đông
qp
R
1

H16
580897

2319272
2000
H Đông
qp
R
1

H18
580628
2319286
2000
H Đông
qp
R
1

H17
580542
2319124
2000
H Đông
qp
R
1

H110
580824
2319502
2000
H Đông

qp
R
1

H111
581281
2319118
2000
H Đông
qp
R
1

H112
580742
2319769
2000
H Đông
qp
R
1

H24
579825
2318319
1820
H Đông
qp
R
1

H21
579230
2317822
1820
H Đông
qp
R
1

H22
579349
2317926
1820
H Đông
qp
R
1

H29
579124
2317677
1820
H Đông
qp
R
1

G1
580142

2319972
120
Công ty TNHH VMEP
H Đông
qp
R
1

G2
582334
2318267
240
XN khảo sát điện 1
H Đông
qp
R
1

G3
578282
2317650
300
Trung đon 692
H Đông
qp
R
1

G4
582020

2318565
1400
Học Viện quân Y
H Đông
qp
R
1

G5
581920
2318565
0
H Đông
qp
R
1

Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 18

G6
579517
2320224
750
NM Dệt H Đông
H Đông
qp
R
1

G7
579600
2320233
0
H Đông
qp
R
1

G8
578177
2317971
150
Cty nước khoáng H Tây
H Đông
qp
R
1

G9
578894
2320088
128
Cty vật tư y tế
H Đông
qp
R
1

G10
578897
2319623
150
XN Bia Quang Trung
H Đông
qp
R
1

G11
577449
2317890
120
NM 40 Yên Nghĩa
H Đông
qp
R
1

G12
578175
2318314
60
Giao thông vận tải H Tây
H Đông
qp
R
1

G13
578697
2317962
200
Cty Liên doanh vật liệu sứ WAY
H Đông
qp
R
1

G14
582439
2317958
60
Trại tạm giam CA H Tây
H Đông
qp
R
1

G15
579420
2318895
60
CTy May kéo NN Hà Tây
H Đông
qp
R
1

G16
578582
2320297
350
Học viện chính tr
Hoi Đức
qp
R
1

G17
578481
2320279
120
Hoi Đức
qp
R
1

G18
579519
2319892
1440
NM Len H Đông
H Đông
qp
R
1

G19

578587
2319046
200
Công ty thực Phẩm H Tây
Hà Đông
qp
R
1

G20
578514
2319037
200
H Đông
qp
R
1

G21
577869
2316962
168
Trường TH Kinh tế ti chính
Thanh Oai
qp
R
1

G22
577769

2316253
300
CĐ kĩ thuật Thương mại
Thanh Oai
qp
R
1

G23
578183
2316576
150
CTy thiết b phụ tùng
Thanh Oai
qp
R
1

G24
578493
2317031
30
TT Giống gia súc
Thanh Oai
qp
R
1

G25
582070

2317576
1100
CTCP sơn, tấm lợp
Thanh Trì
qp
R
1

G26
581030
2317673
60
CTCP Giấy Trúc Bạch
Thanh Trì
qp
R
1

G27
579970
2315228
150
Cty Vidamco
Thanh Trì
qp
R
1

G28
579424

2320734
360
Học viện An ninh
Thanh Xuân
qp
R
1


Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 19

Chương 2.
CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất được tiến hành bằng các
phương pháp sau đây:
- Phương pháp thủy động lực, trong đó gồm phương pháp giải tích và mô
hình.
- Phương pháp thuỷ lực;
- Phương pháp cân bằng;
- Phương pháp tương tự đa chất thuỷ văn.
Thực tế, tuỳ theo điều kiện tự nhiên, điều kiện đa chất, đa chất thủy văn
vùng nghiên cứu m người ta có th s dụng đơn độc hoc tổ hợp của một vài
phương pháp nêu trên. Sau đây chúng tôi xin trình bày một số nét tổng quan của
các phương pháp đánh giá trữ lượng khai thác của nước dưới đất.
2.1. Phương pháp pháp thủy động lực
2.1.1. Khái quát về phương pháp thủy động lực
Đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp thuỷ động
lực là tính toán công trình khai thác nước trong những điều kiện ban đầu v điều

kiện biên nhất đnh với các thông số của các tầng chứa nước trong phạm vi miền
thấm nghiên cứu. Phương pháp thuỷ động lực có th chia ra lm hai phương
pháp giải tích v phương pháp mô hình. Phương pháp mô hình bao gồm phương
pháp mô hình tương tự (tương tự điện hoc tương tự thuỷ lực), mô hình số.
Trình tự đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp
thuỷ động lực được thực hiện theo các bước sau:
- Xác đnh điều kiện đa chất thuỷ văn v các nguồn chủ yếu hình thành trữ
lượng khai thác nước dưới đất. Đ thực hiện bước này cần phải tiến hành thành
lập bản đồ hoc sơ đồ đa chất thuỷ văn, bản đồ đa hình, bản đồ thông số (đẳng
chiều dy, đẳng đáy của tầng chứa nước và cách nước, bản đồ mực nước theo tài
liệu quan trắc động thái, bản đồ giá tr các thông số thấm và chứa).
- Thành lập sơ đồ tính toán.
- Chọn phương pháp tính v công thức tính.
- Tiến hành tính toán công trình lấy nước.
- Tiến hành dự báo thời gian dch chuyn của các loại nước không đạt tiêu
chuẩn đến công trình lấy nước.
Dựa vào các kết quả tìm kiếm, nghiên cứu nước dưới đất đ được tiến
hành, làm rõ cấu tạo đa chất diện tích nghiên cứu, điều kiện thế nằm và sự phân
bố các tầng chứa nước, các lớp thấm nước yếu v cách nước, các nguồn hình
thành trữ lượng khai thác nước dưới đất, các thông số đa chất thuỷ văn v quy
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 20

luật thay đổi của chúng trên bình đồ và mt cắt, quy luật thay đổi chất lượng
nước dưới đất, đánh giá mức độ chính xác việc xác đnh các nguồn hình thành
trữ lượng khai thác nước dưới đất chủ yếu và các thông số đa chất thuỷ văn.
Sơ đồ đa chất thuỷ văn th hiện cấu tạo đa chất miền thấm v lưu vực thu
nước của dòng chảy trên mt, các điều kiện trên biên giới của diện tích nghiên
cứu, quy luật thay đổi các thông số thấm và chứa của các lớp chứa nước, thấm

nước yếu.
Trên mt cắt đa chất thuỷ văn phải th hiện rõ số lượng tầng chứa nước,
các lớp ngăn cách, hình dạng các ranh giới miền thấm trên bình đồ có liên quan
với sự thay đổi thành phần thạch học, sự vát nhọn của các tầng chứa nước, các
đới phá huỷ kiến tạo, sự tiếp xúc giữa các tầng chứa nước với các khối mt nước
v.v
Sơ đồ tính toán được thành lập trên cơ s phân tích các bản đồ hoc sơ đồ
nêu trên có chú  đến những nhân tố chủ yếu quyết đnh quy luật hình thành trữ
lượng khai thác nước dưới đất v độ tin cậy của chúng trên cơ s thực tế. Đồng
thời đ đánh giá độ chính xác của một mỏ no đó, có th thành lập một số sơ đồ
tính toán đc trưng cho những nhận đnh khác nhau về nguồn hình thành trữ
lượng.
Khi tiến hnh sơ đồ hoá điều kiện tự nhiên sang sơ đồ tính toán cần chú ý
tới các yếu tố
sau đây:
- Dạng hình học của một hệ thống chứa nước trênbình đồ và trên mt cắt,
mt cắt nhiều lớp hay một lớp.
- Cấu trúc dòng thấm: Các dòng không gian được đưa về dòng một chiều
hoc hai chiều, bỏ qua thành phần thẳng đứng của tốc độ thấm.
- Điều kiện trên các biên giới của tầng chứa nước.
Đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp giải tích
được áp dụng khi điều kiện đa chất thuỷ văn tương đối đơn giản (tính chứa và
thấm tương đối đồng nhất, các biên giới của tầng chứa nước l đường thẳng,
điều kiện trên biên giới rõ rng). Trong trường hợp ny phương pháp giải tích
hon ton đảm bảo độ chính xác đ giải các bài toán thực tế.Những điều kiện
như thế thường đc trưng cho các tầng chứa nước có áp nằm dưới sâu, trong
những trầm tích b rời thuộc các bồn actêzi kiu miền nền, một số nón phóng
vật, các thung lũng sông có mối quan hệ mật thiết giữa nước mt v nước dưới
đất.
Trong những điều kiện đa chất thuỷ văn phức tạp do sự không đồng nhất

về tính thấm, do hình dáng phức tạp của các biên giới, do sự thay đổi theo thời
gian các nguồn hình thành trữ lượng nước dưới đất, do sự có mt của một số
tầng chứa nước có quan hệ thuỷ lực với nhau, thì phương pháp mô hình số tỏ ra
là tối ưu.
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 21

2.1.2. Phương pháp giải tích
Phương pháp giải tích đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất là s
dụng lời giải giải tích của phương trình vi phân vận động của nước dưới đất
trong những điều kiện ban đầu vđiều kiện biên nhất đnh đc trưng cho từng
loại mỏ nước.
Công thức tổng quát đ đánh giá trữ lượng khai thác trong lớp chứa nước
có áp, đồng nhất và phân bố vô hạn là:

C
KT
KT
R
Km
4
Q
S
π
=
(2.1)
Trong đó:
S
R

KT
R - Tr số hạ thấp mực nước khi khai thác;
Q
R
KT
R - Trữ lượng khai thác nước dưới đất (lưu lượng từ công trình khai
thác);
R
R
C
R - Sức cản thấm (thuỷ lực), xác đnh tương ứng với sơ đồ tính toán khác
nhau;
K - Hệ số thấm;
m - Chiều dày tầng chứa nước có áp.
Công thức trên có th áp dụng cho tầng chứa nước không áp, đồng nhất,
phân bố vô hạn nếu hạ thấp mực nước đến cuối thời gian tính toán chưa vượt
quá 20% chiều dày của tầng chứa nước. Trường hợp ngược lại, công thức tính
toán cho tầng chứa nước không áp có th nhận được bằng cách thay giá tr theo
công thức:
2mS
R
ca
R = (2H − SR
ka
R)SR
ka
R (2.2)
Trong đó:
S
R

ca
R - Độ hạ thấp mực nước trong tầng chứa nước có áp;
S
R
ka
R - Độ hạ thấp mực nước trong tầng chứa nước không áp;
m, H - Chiều dày tầng chứa nước có áp, không áp.
Khi sơ đồ khai thác gồm nhiều lỗ khoan hoạt động đồng thời, thì khi đánh
giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp giải tích cần chú  đến
sự ảnh hưng can nhiễu của các lỗ khoan. Công thức tổng quát đ xác đnh mực
nước hạ thấp tại 1 giếng khoan là:

∑
=
∆+=
n
1i
i0tt
SSS
(2.3)
Trong đó:
S
R
tt
R - Tổng mực nước hạ thấp tại lỗ khoan;
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 22

SR

0
R - Độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan khi nó làm việc đơn độc;
∆S
R
i
R - Độ hạ thấp mực nước bổ sung do các lỗ khoan can nhiễu gây ra.
Các công thức trên là các công thức tính toán xác đnh hạ thấp mực nước
trong trường hợp tầng chứa nước l đồng nhất, phân bố vô hạn. Trong thực tế,
khi đánh giá trữ lượng tầng chứa nước thường l không đồng nhất v có các điều
kiện biên giới phức tạp. Đối với các trường hợp ny người ta thường tiến hành
biến đổi đ đưa về trường hợp tầng chứa nước đồng nhất, vô hạn.
Khi tầng chứa nước không đồng nhất, chúng có sự thay đổi chiều dày, hệ
số thấm, hệ số nhả nước có quy luật hoc không có quy luật. Đ đưa về trường
hợp đồng nhất người ta thường tiến hành trung bình hoá các thông số trên.
Đối với trường hợp tầng chứa nước được ngăn cách bi biên người ta
thường s dụng “phép chiếu” qua biên v đưa vo sơ đồ tính toán các lỗ khoan
“ảo” rồi sau đó tiến hnh tính toán cho trường hợp tầng phân bố vô hạn.
2.1.3. Phương pháp mô hình
Phương pháp mô hình được xem là một phương pháp nhận thức khoa học
về thế giới khách quan trong đ được ứng dụng nhiều trong các ngành khoa học
và ứng dụng hiệu quả trong thực tế. Phương pháp mô hình được ứng dụng rộng
rãi trong nghiên cứu đa chất thuỷ văn đ giải quyết những nhiệm vụ cụ th
trong nghiên cứu đa chất thuỷ văn khu vực, trong công tác tìm kiếm, thăm d
cũng như nghiên cứu lý thuyết ứng dụng cho các mục đích khác. Nó được ứng
dụng đ nghiên cứu quá trình thấm của nước dưới đất, di chuyn khối lượng và
nhiệt độ trong nước nước. Với khái niệm chung nhất, mô hình hoá là sự phản
ánh thực tế tồn tại bằng phương pháp no đó đ nghiên cứu quy luật khách quan
vốn có của nó.
Phương pháp mô hình có nhiều ưu đim, đc biệt là thay vì nghiên cứu các
quá trình, hiện tượng của đối tượng trong tự nhiên người ta chỉ cần nghiên cứu

các quá trình, hiện tượng xảy ra trên mô hình. Hiện nay có khá nhiều mô hình
động học nước dưới đất. Chúng bao gồm các mô hình tỷ lệ vật lý, mô hình
tương tự và mô hình toán. Bản chất của chúng tương đối khác nhau:
- Mô hình tỷ lệ vật lý được làm bằng các chất liệu tương đương với đối
tượng nghiên cứu nhưng thường có kích thước nhỏ hơn rất nhiều so với đối
tượng. Ví dụ khi nghiên cứu quá trình thấm, quá trình lan truyền vật chất trong
môi trường nước dưới đất người ta thường xây dựng các mô hình thấm là các
bồn chứa vật liệu thấm tương đương với môi trường tự nhiên (cát sỏi, bột ) sau
đó tiến hành quan sát các hiện tượng thấm và lan truyền vật chất xảy ra trên mô
hình thấm.
- Mô hình tương tự là sự mô phỏng sự tương tự về mt vật lý giữa đối
tượng nghiên cứu v đối tượng mô hình hoá. Quá trình thấm được khống chế bi
các phương trình vật l tương tự như quá trình truyền nhiệt, truyền điện. Bi vậy
thay bằng nghiên cứu các quá trình xảy ra trong môi trường nước dưới đất người
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số

Học viên: Phạm Hòa Bình 23

ta tiến hành nghiên cứu các quá trình truyền điện, truyền nhiệt trên các đối tượng
mô hình hoá tương đương với đối tượng nghiên cứu. Phương pháp mô hình
tương tự được s dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu đa chất thuỷ văn những
năm 60 – 70. Ví dụ như mô hình giấy dẫn điện, mô hình điện v mô hình điện ô
mạng. Mô hình điện (Anderson, 1972; Spieker, 1968) được làm bằng các điện
tr theo tỷ lệ đ biu th cơ cấu các tầng chứa nước, còn tụ điện được mô phỏng
cho độ trữ nước. Cường độ dng điện trong ampe kế của mô hình biu th lưu
lượng dòng thấm. Điện thế trong mô hình biu th mực nước, còn th tích nước
trong mô hình được th hiện bằng tổng lượng điện tích. Điện tr tỷ lệ nghch với
hệ số thấm của tầng chứa nước trong khi điện dung điện mạng lưới tỷ lệ với độ
chứa nước. Các số đo cường độ dng điện và hiệu điện thế trong mạng th hiện
lưu lượng và mực nước trong các tầng chứa nước. Các mô hình điện tương tự có

th mô phỏng cho dòng chảy hai chiều hoc ba chiều, đối với dòng ba chiều
được mô phỏng bằng cách nối tiếp một số nhóm nằm ngang với nhau. Tuy nhiên
mô hình điện tương tự không mô phỏng được các quá trình phân tán, khuyếch
tán trong bài toán lan truyền vật chất.
- Mô hình toán dựa trên các lời giải cơ bản của dng nước dưới đất, dòng
nhiệt và dòng vận chuyn khối. Mô hình toán học đơn giản nhất của dng nước
dưới đất l đnh luật Đacxi. Đ áp dụng đnh luật Đacxi chúng ta cần có một mô
hình nhận thức của tầng chứa nước và các số liệu về tính chất vật lý của hệ tầng
chứa nước (hệ số thấm, hệ số nhả nước, độ lỗ hổng). Đnh luật Đacxi l một ví
dụ của mô hình giải tích. Đ giải một mô hình giải tích chúng ta phải biết điều
kiện ban đầu v điều kiện biên của bài toán thấm. Các điều kiện này phải đủ đơn
giản đ có th giải trực tiếp phương trình thấm bằng máy tính. Các mô hình giải
tích có th được giải nhanh chóng, chính xác và không tốn kém trên các máy
tính hoc máy tích phân được lập sẵn chương trình.
Mô hình số là một dạng của mô hình toán, bản chất của chúng là giải
phương trình vi phân vận động của nước dưới đất bằng phương pháp số. Phương
pháp số l phương pháp giải gần đúng các phương trình vi phân bao gồm sai
phân hữu hạn hoc phần t hữu hạn. Vùng nghiên cứu được rời rạc hoá thành
các “ô lưới” không gian và thời gian, trên mỗi ô trong một thời đim các giá tr
tham gia vo phương trình l không đổi. Sau đó tiến hành thành lập các phương
trình liên hệ toán học giữa các ô lưới. Tập hợp các phương trình tạo thành một
hệ phương trình đại số, giải phương trình đại số này cùng với các điều kiện biên,
điều kiện ban đầu chúng ta được nghiệm cần tìm.
Ngày nay với sự phát trin mạnh mẽ của công nghệ máy tính, tốc độ tính
toánnhanh vượt bậc thì phương pháp mô hình số lại cng được s dụng rộng rãi.
Nhất là trong các nghiên cứu đa chất thuỷ văn.
Phương pháp mô hình số có nhiều ưu đim khi s dụng đ đánh giá trữ
lượng khai thác nước dưới đất:
- S dụng phương phấp mô hình số rất có hiệu quả khi đánh giá trữ lượng
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số