Khả năng khai thác nước dưới đất và dự báo lún mặt đất do khai thác nước vùng tây nam thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN
-------------------

Nguyễn Văn Ngà

KHẢ NĂNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ DỰ
BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO KHAI THÁC NƯỚC
VÙNG TÂY NAM THÀNH PHỐ HỒ CHI MINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ
TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

Thành phố Hồ Chí Minh-2009


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN
------------------Nguyễn Văn Ngà

KHẢ NĂNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ DỰ
BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO KHAI THÁC NƯỚC
VÙNG TÂY NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Chuyên ngành: Sử dụng và Bảo vệ tài nguyên môi trường
Mã số: 62.85.15.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ CHUYÊN NGÀNH SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ
TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. TS. Chế Đình Lý

2. PGS.TS. Lê Mạnh Tân

Thành phố Hồ Chí Minh-2009


LỜI CẢM ƠN
Luận án này được hoàn thành tại Khoa Đòa lý, Trường đại học Khoa
học Xã hội và Nhân văn dưới sự hướng dẫn khoa học của:
TS. Chế Đình Lý, Viện phó Viện Tài nguyên-Môi trường, Đại học
Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh và PGS. TS. Lê Mạnh Tân, Trường Đại
học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến 2 thầy về sự
tận tâm hướng dẫn khoa học và truyền dạy nhiều kiến thức quý báu cho tác
giả trong suốt quá trình làm luận án.
Trong quá trình làm luận án tác giả đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
của Khoa đòa lý, Phòng đào tạo sau đại học của Trường đại học Khoa học Xã
hội và Nhân văn, Bộ môn Đòa kỹ thuật-Trường Đại học Bách khoa. Liên
đoàn Quy hoạch và Điều tra tài nguyên nước miều Nam, Liên hiệp khoa học
sản xuất đòa chất Nam bộ, Liên hiệp khoa học sản xuất đòa chất-môi trường
miền Nam, Công ty tư vấn xây dựng tổng hợp Bộ Xây dựng, Công ty cấp
nước thành phố Hồ Chí Minh… Tác giả cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình
và những ý kiến đóng góp quý báu của GS.Nguyễn Kim Cương,
PGS.TS.Đøoàn Văn Cánh, GS.TSKH. Phạm Văn Tỵ, GS. Đặng Hữu Diệp, TS.
Nguyễn Bá Hoằng, ThS. Phan Văn Tuyến, [ThS. Trònh Hữu Tuấn], các đồng
nghiệp của Phòng quản lý Tài nguyên nước và khoáng sản- Sở Tài nguyên
và Môi trường-thành phố Hồ Chí Minh và các cơ quan khác.
Nhân dòp này tác giả xin chân thành cảm ơn tới các cơ quan, tập thể,
các nhà khoa học và các đồng nghiệp về những giúp đỡ quý báu đó.

Tác giả

Nguyễn Văn Ngà


TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
Phần Tây nam của thành phố Hồ Chí Minh là khu vực trung tâm của
Thành phố, nơi có hoạt động kinh tế mạnh nhất và cũng là nơi tập trung khai
khác nguồn nước dưới đất lớn nhất. Từ các tài liệu nghiên cứu về đòa chất
thủy văn, tài liệu về hiện trạng khai thác nước dưới đất, tài liệu về quan trắc
mực nước, tài liệu về biến dạng lún mặt đất, tình hình ngập lụt cho thấy nguy
cơ cạn kiệt nguồn nước, sự xâm nhập mặn và gây biến dạng lún mặt đất có
liên quan đến việc khai thác nước dưới đất trong vùng nghiên cứu. Để làm
sáng tỏ mối quan hệ giữa việc khai thác nước dưới đất, tác động của nó đến
chính nguồn nước dưới đất và môi trường xung quanh, đồng thời xác đònh
được cơ sở khoa học tin cậy phục vụ cho công tác quy hoạch sử dụng và quản
lý tài nguyên nước dưới đất khả thi và hợp lý, luận án “Khả năng khai thác
nước dưới đất và dự báo lún mặt đất do khai thác nước vùng Tây nam thành
phố Hồ Chí Minh” được chọn thực hiện.
Sau khi đánh giá điều kiện đòa chất thủy văn và hiện trạng khai thác,
tác giả đã áp dụng phần mềm Modflow xây dựng mô hình dòng chảy nước
dưới đất để nghiên cứu, đánh giá khả năng khai thác của nguồn nước dưới
đất, xác đònh sơ đồ bố trí các hành lang khai thác nước dưới đất, xác đònh
khoảng dòch chuyển của biên mặn nhạt vào các hành lang khai thác nước
dưới đất năm 2030 của vùng nghiên cứu. Kết quả đã xác đònh được: Tổng khả
năng khai thác nguồn nước dưới đất là 508.304 m3/ngày, trong đó tầng chứa
nước Pleistocen: 50.888 m3/ngày, Pliocen trên: 276.304 m3/ngày và Pliocen
dưới: 181.467 m3/ngày. Mực nước hạ thấp sâu nhất của các tầng chứa nước
lần lượt là: -20 m, -35 m và -40 m. Vò trí các hành lang khai thác nước dưới
đất ở tầng Pliocen trên là 4 với tổng lưu lượng khai thác thêm là 73.000
m3/ngày, ở tầng Pliocen dưới là 5 với tổng lưu lượng khai thác thêm là

100.000 m3/ngày. Biên mặn nhạt sau năm 2030 sẽ dòch chuyển vào phía các
hành lang khai thác lần lượt 0,5 km cho tầng Pleistocen, 0,7 km cho tầng
Pliocen trên và 0,5 km cho tầng Pliocen dưới.
Trên cơ sở các tài liệu về hiện trạng khai thác nước nước dưới đất, hiện
tượng ngập, hiện tượng trồi ống chốâng các giếng khoan, các tài liệu nghiên
cứu lún mặt đất trong vùng nghiên cứu, luận án khẳng đònh hiện tượng trồi
ống chống các giếng khai thác nước là do khai thác nước dưới đất gây ra và


do san lấp mặt đất. Dựa trên mực nước hạ thấp dự báo của các tầng chứa
nước và cột đòa tầng giếng khoan, áp dụng phương pháp lý thuyết tác giả đã
dự báo lún mặt đất của vùng nghiên cứu vào năm 2030 thay đổi từ 8,5 cm đến
37,9 cm.
ASTRACT
The Southern West part of HCMC, the center of the City, has the fastest
economic activities and the largest concentratively groundwater abstraction.
From documents of hydrogeology, state of groundwater exploitation,
waterlevel monitoring, land surface deformation, submerged phenomenon
show that the risk of water source exhausted, salty intrusion, land surface
deformation are associated with the groundwater abstraction in the study
region. To bring out the relation between the groundwater abstraction, its
impacts to itseft water source and surrounding environment, simultaneously to
specify the firmly scientific basic for the rationally groundwater resources
planning and management, the thesis “the exploitable capacity of
groundwater and prediction of the land subsidence due to groundwater
pumping of the Southern West region of HCMC” selected to study.
Applying the three-dimensional finite difference numerical model
(Modflow) to study and assess the exploitable capacity of groundwater, to
specify the location of pumping well fields, to specify the distance of saltfresh boundary movement to the pumping well fields in 2030 of the study
region. Results: Total exploitable capacity of studied region is 508.659

m3/day, in there, the Pleistocen aquifer is 50.888 m3/day, the upper Pliocen
aquifer is 276.304 m3/day and the lower Pliocen aquifer is 181.467 m3/day
with the deepest waterlevel drawndown is -20 m, -35 m and -40 m
respectively. Locations of pumping well fields are specified in the upper
Pliocen aquifer is 4 fields with the total added pumping 73.000 m3/day, 5
fields in the lower Pliocen aquifer with the total added pumping 100.000
m3/day. In 2030, the distance of salt-fresh boundary movement to the
exploitation well fields in the Pleistocen aquifer is 0.5 km, in the upper
Pliocen aquifer is 0.7 km and in the lower Pliocen aquifer is 0.5 km.
From documents of the state of groundwater exploitation, flooded
phenomenon and well casing intrusion, land subsidence in the study region,


the thesis has asserted the phenomenon of well casing intrusion caused by the
groundwater abstraction. From groundwater drawndown in 2030 of aquifers,
stratum of wells and apply the theoretical approach has predicted the land
surface subsidence of the study region ranges 8.5 cm to 37.9 cm.


i

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Tóm tắt luận án tiến só
Mục lục
Danh mục các hình vẽ và bảng biểu
Mở đầu
Chương 1: MỘT SỐ THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện tự nhiên

1.1.1. Vò trí đòa lý
1.1.2. Đòa hình
1.1.3. Khí hậu
1.1.4. Thủy văn
1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội
1.2.1. Dân cư
1.2.2. Kinh tế
1.2.3. Giao thông
1.2.4. Hiện trạng sử dụng nước
1.3. Đặc điểm đòa chất thủy văn
Chương 2: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TRỮ LƯNG
NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ NGHIÊN CỨU LÚN MẶT ĐẤT DO
KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT
2.1. Tổng quan về nghiên cứu trữ lượng nước dưới đất
2.2. Tổng quan về lún mặt đất do khai thác nước dưới đất
Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHAI
THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT
3.1. Chọn phương pháp nghiên cứu khả năng khai thác nước
dưới đất
3.2. Cơ sở lý thuyết mô hình dòng chảy nước dưới đất
3.2.1. Mô hình toán học
3.2.2. Điều kiện biên
3.2.3. Phương pháp giải
3.3. Xây dựng mô hình dòng chảy nước dưới đất

7
7
8
8
9

11
11
11
11
12
12
17

17
25
30
30
33
33
33
34
36


ii

3.3.1. Phân chia các lớp trên mô hình
3.3.2. Dữ liệu đầu vào mô hình
3.4. Dự báo khả năng khai thác nước dưới đất
3.4.1. Kết quả chạy mô hình bước 1
3.4.2. Kết quả chạy mô hình bước 2
3.5. Dự báo sự dòch chuyển của biên mặn nhạt
Chương 4: LÚN MẶT ĐẤT VÀ DỰ BÁO LÚN MẶT ĐẤT DO
KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT
4.1. Hiện trạng lún mặt đất tại thành phố Hồ Chí Minh

4.2. Điều kiện, cơ chế lún mặt đất
4.2.1. Điều kiện
4.2.2. Cơ chế lún mặt đất
4.3. Mô hình dự báo lún mặt đất
4.4. Kết quả dự báo lún mặt đất do khai thác nước dưới đất
KẾT LUẬN
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ CÓ LIÊN
QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

36
38
55
56
58
65
72
72
83
83
84
86
91
97
100
101


iii

CHỮ VIẾT TẮT
ĐCTV:
ĐCCT:
ĐC:
ĐC và KS:
ĐH:
KTTV:
KCN:
KCX:
KH và CN:
KH và KT:
LMĐ:
M.Đ.Chi:
NN và PTNT:
NQL T10:
NQL N31A:
NDĐ:
TP.HCM:
TCHC:
THCN:
TT:
TNN:
T.S.Hòa:
VPC.Ty:
XH và NV:
XNHM:

Đòa chất thủy văn
Đòa chất công trình

Đòa chất
Đòa chất và Khoáng sản
Đại học
Khí tượng thủy văn
Khu công nghiệp
Khu chế xuất
Khoa học và Công nghệ
Khoa học và Kỹ thuật
Lún mặt đất
Mạc Đỉnh Chi
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn
Nhà quản lý T10
Nhà quản lý N31A
Nước dưới đất
Thành phố Hồ Chí Minh
Tổng cục Hành chính
Trung học chuyên nghiệp
Trung tâm
Tài nguyên nước
Tân Sơn Hòa
Văn phòng Công ty
Xã hội và Nhân văn
Xí nghiệp Hóc Môn


iv

CÁC HÌNH VẼ VÀ BIỂU BẢNG
1. Các hình vẽ:
Hình 1.1. Vò trí vùng nghiên cứu

Hình 3.1. Ô lưới và các loại ô trong mô hình
Hình 3.2. Vò trí các công trình khai thác nước dưới đất
Hình 3.3. Biên sông
Hình 3.4. Vò trí các trạm quan trắc nước dưới đất
Hình 3.5: Mực nước lớp 2
Hình 3.6: Mực nước lớp 4
Hình 3.7: Mực nước lớp 6
Hình 3.8. Hệ số thấm của lớp 2
Hình 3.9. Hệ số thấm của lớp 4
Hình 3.10. Hệ số thấm của lớp 6
Hình 3.11. So sánh giữa mực nước tính toán và quan trắc lớp 2
Hình 3.12. So sánh giữa mực nước tính toán và quan trắc lớp 4
Hình 3.13. So sánh giữa mực nước tính toán và quan trắc lớp 6
Hình 3.14. Độ nhả nước đàn hồi và trọng lực lớp 2
Hình 3.15. Độ nhả nước đàn hồi và trọng lực lớp 4
Hình 3.16. Độ nhả nước đàn hồi và trọng lực lớp 6
Hình 3.17. Mực nước lớp 2 tháng 4 năm 2006
Hình 3.18. Mực nước lớp 2 tháng 10 năm 2006
Hình 3.19. Mực nước lớp 4 tháng 4 năm 2006
Hình 3.20. Mực nước lớp 4 tháng 10 năm 2006
Hình 3.21. Mực nước lớp 6 tháng 4 năm 2006
Hình 3.22. Mực nước lớp 6 tháng 10 năm 2006
Hình 3.23. Mực nước lớp 2 tháng 4 năm 2030
Hình 3.24. Mực nước lớp 4 tháng 4 năm 2030
Hình 3.25. Mực nước lớp 6 tháng 4 năm 2030
Hình 3.26. Ví trí hành lang khai thác tầng Pliocen trên
Hình 3.27. Ví trí hành lang khai thác tầng Pliocen dưới
Hình 3.28 : Mực nước lớp 2 tháng 4 năm 2015
Hình 3.29: Mực nước lớp 4 tháng 4 năm 2015

Trang
7
35
42
43
43
45
46
46
47
47
48
48
48
49
50
51
51
52
52
53
53
54
54
57
57
58
58
59
60

61


v

Hình 3.30: Mực nước lớp 6 tháng 4 năm 2015
Hình 3.31. Mực nước lớp 2 tháng 4 năm 2025
Hình 3.32. Mực nước lớp 4 tháng 4 năm 2025
Hình 3.33. Mực nước lớp 6 tháng 4 năm 2025
Hình 3.34. Mực nước lớp 2 tháng 4 năm 2030
Hình 3.35. Mực nước lớp 4 tháng 4 năm 2030
Hình 3.36. Mực nước lớp 6 tháng 4 năm 2030
Hình 3.37. Biên mặn nhạt tầng Pleistocen sau dự báo
Hình 3.38. Sự di chuyển biên mặn nhạt tầng Pleistocen sau dự báo
Hình 3.39. Sự thay đổi độ tổng khoáng hóa trong lỗ khoan quan sát
well2,well3 tầng Pleistocen sau dự báo
Hình 3.40. Biên mặn nhạt tầng Pliocen trên sau dự báo
Hình 3.41. Sự di chuyển biên mặn nhạt tầng Pliocen trên sau dự báo
Hình 3.42. Sự thay đổi độ tổng khoáng hóa trong lỗ khoan quan sát
well5,well6 tầng Pliocen trên sau dự báo
Hình 3.43. Biên mặn nhạt tầng Pliocen dưới sau dự báo
Hình 3.44. Sự di chuyển biên mặn nhạt tầng Pliocen dưới sau dự
báo
Hình 3.45. Sự thay đổi độ tổng khoáng hóa trong lỗ khoan quan sát
well8,well9 tầng Pliocen dưới sau dự báo
Hình 4.1: Mực nước tầng Pleistocen
Hình 4.2: Mực nước tầng Pliocen trên
Hình 4.3: Mực nước tầng Pliocen dưới
Hình 4.4. Biến dạng lún mặt đất từ 12/2003 đến 05/2004
Hình 4.5. Trồi ống chống tại giếng khai thác số 3, khu công nghiệp

Lê Minh Xuân, Bình Chánh với độ trồi 19 cm (X:667814;
Y:1187803)
Hình 4.6. Trồi ống chống tại giếng khai thác số 1, khu công nghiệp
Tân Tạo, Bình Tân với độ trồi 30 cm (X:674762; Y:1186710)
Hình 4.7. Nền nhà bò hẫng do lún tại nhà làm việc của Ban quản lý
KCN Tân Tạo
Hình 4.8. Trồi ống chống tại giếng khai thác nước Phương 11, Quận
6, độ trồi 22 cm (X:678011; Y:1188078), đã ngưng khai thác

61
62
62
63
63
64
64
66
67
67
68
68
69
69
70
70
73
73
73
78
79

79
80
80


vi

Hình 4.9. Trồi ống chống tại giếng khai thác nước Phương 10, Quận
6, độ trồi 18 cm (X:677815; Y:1187850), đã ngưng khai thác
Hình 4.10: Sơ đồ phân bố vùng trồi ống chống giếng khoan
Hình 4.11: Mối quan hệ của các thành phần lực tại ranh giới của lớp
cách nước vô hạn và lớp chứa nước áp lực .
Hình 4.12: Sơ đồ áp lực của một tầng chứa nước bán áp và hệ thống
tầng chứa nước áp lực khi giảm mực áp lực của tầng chứa nước có
áp.
Hình 4.13: Quan hệ giữa lún với thời gian (phương trình dạng mũ)
Hình 4.14: Quan hệ giữa lún và mực nước
Hình 4.15. Đẳng chiều dày lớp đất hạt mòn của mái tầng Pleistocen
Hình 4.16. Đẳng chiều dày lớp đất hạt mòn của mái tầng Pliocen
trên
Hình 4.17. Đẳng chiều dày lớp đất hạt mòn của mái tầng Pliocen
dưới
Hình 4.18. Mực nước hạ thấp tháng 4 năm 2030 của lớp 2
Hình 4.19. Mực nước hạ thấp tháng 4 năm 2030 của lớp 4
Hình 4.20. Mực nước hạ thấp tháng 4 năm 2030 của lớp 6
Hinh 4.21. Bản đồ đẳng lún do khai thác nước
2. Các bảng biểu:
Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí (Trạm Tân Sơn Hoà)(oC)
Bảng 1.2: Lượng mưa (mm)

Bảng 1.3: Mực nước mặt quan trắc năm 2004 (m)
Bảng 3.1. Sai số giữa mực nước tính toán và mực nước quan trắc
Bảng 3.2. Sai số của lớp 2
Bảng 3.3. Sai số của lớp 4
Bảng 3.4. Sai số của lớp 6
Bảng 3.5. Kết quả dự báo khả năng khai thác nước dưới đất
Bảng 4.1: Độ trồi ống chống giếng khoan năm 2007
Bảng 4.2. Độ lún mặt đất do khai thác nước vào tháng 4 năm 2030

81
81
85
86

87
87
92
92
93
93
94
94
96

9
9
10
49
55
55

55
65
82
95


1

MỞ ĐẦU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA LUẬN ÁN
Thành phố Hồ Chí Minh là một trong những đô thò lớn nhất Việt
Nam với diện tích trên 2090 km2 và dân số khoảng 7 triệu người, đồng thời
là nơi có tốc độ phát triển kinh tế và đô thò hoá nhanh. Để đáp ứng nhu cầu
nước cho Thành phố, hai nguồn nước chính được khai thác là nước mặt
(nước sông Đồng Nai, Sài Gòn) và nước dưới đất (NDĐ) tại chỗ. Tổng
lượng nước khai thác để cấp cho thành phố hiện nay là 1,7 triệu m3/ngày,
trong đó nguồn NDĐ chiếm khoảng 40%. Hiện nay, phần Tây nam của
Thành phố đang là nơi tập trung nhiều KCN, KCX, cụm công nghiệp, cụm
kinh tế, khu dân cư tập trung… trong khi đó mạng cấp nước nơi đây chưa
phát triển, chưa đáp ứng được nhu cầu nước cho khu vực. Chính vì thế việc
khai thác NDĐ ở khu vực này là rất lớn với 100% nhà máy NDĐ có quy
mô lớn được bố trí ở đây, chiếm khoảng 60% tổng lượng NDĐ đang khai
thác của thành phố hiện nay [23,29]. Do khai thác nước tập trung đã nảy
sinh các vấn đề: mực nước các tầng chứa nước đang khai thác hạ thấp
nhanh với tốc độ từ 1-2 m/năm có nguy cơ dẫn đến cạn kiệt nguồn nước;
xuất hiện dấu hiệu xâm nhập mặn, ngập lụt, lún nứt các công trình dân
dụng, trồi ống chống các giếng khoan (lún mặt đất). Đứng trước tình hình
trên, việc nghiên cứu về nguồn nước trong vùng để đưa ra các giải pháp
nhằm khai thác hợp lý là cấp thiết. Nhận thức được ý nghóa khoa học, thực
tiễn cuả việc nghiên cứu các luận cứ khoa học làm cơ sở cho việc quản lý

TNN của thành phố, đề tài "Khả năng khai thác nước dưới đất và dự báo
lún mặt đất do khai thác nước vùng Tây nam Thành phố Hồ Chí Minh" đã


2

được chọn làm luận án tiến só chuyên ngành Sử dụng và Bảo vệ tài nguyên
môi trường.
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
1. Đánh giá một cách khoa học về khả năng khai thác của nguồn
NDĐ ở phần Tây nam thành phố Hồ Chí Minh, xác đònh sơ đồ bố trí các
công trình khai thác nhằm khai thác sử dụng nguồn nước một cách hợp lý.
2. Bước đầu nghiên cứu xác đònh nguyên nhân và dự báo lún mặt đất
do khai thác nước gây ra.
III. NỘI DUNG VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
III.1. Nội dung nghiên cứu của luận án
1. Khả năng khai thác của NDĐ, luận chứng lưu lượng và bố trí các
giếng khai thác hợp lý cho vùng nghiên cứu.
2. Nguyên nhân và dự báo lún mặt đất do khai thác NDĐ theo khả
năng khai thác trong tương lai.
III.2. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án
1. Đánh giá đặc điểm ĐCTV vùng nghiên cứu.
2. Nghiên cứu hiện trạng khai thác NDĐ và động thái mực nước
NDĐ vùng nghiên cứu.
3. Đánh giá khả năng khai thác nước các tầng chứa nước chủ yếu,
xác đònh lưu lượng và sơ đồ bố trí các công trình khai thác NDĐ một cách
hợp lý.
4. Xác đònh nguyên nhân LMĐ và dự báo LMĐ do khai thác nước.

3

IV. PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯNG NGHIÊN CỨU
Khu vực nghiên cứu là phần Tây nam thành phố Hồ Chí Minh gồm
các quận 1,3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12, Tân Bình, Tân Phú, Gò Vấp, Phú
Nhuận, Bình Thạnh, Bình Tân và các huyện Hóc Môn, Bình Chánh, Nhà
Bè với diện tích khoảng trên 700 km2. Đối tượng nghiên cứu là các tầng
chứa nước: Pleistocen (Q1), Pliocen trên (N22) và Pliocen dưới (N21). Để
tăng tính chính xác kết quả nghiên cứu chọn diện tích lập mô hình rộng ra
xung quanh với diện tích là 2.250 km2.
Nghiên cứu quan hệ giữa việc khai thác NDĐ với vấn đề LMĐ và
dự báo LMĐ do khai thác nước. Đối tượng nghiên cứu là mối quan hệ giữa
các hiện tượng ngập lụt, trồi ống chống giếng khoan trong khu vực nghiên
cứu với tình hình khai thác nước hiện nay. Dự báo LMĐ do khai thác nước
ứng với khả năng khai thác của nguồn nước.
V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
V.1. Phương pháp luận nghiên cứu:
Để giải quyết các mục đích, nội dung nghiên cứu của luận án, cách
tiếp cận của luận án là dựa trên cơ sở lý thuyết về nghiên cứu đòa chất,
ĐCTV, ĐCCT, cơ lý đất đá, thống kê. Cụ thể ứng dụng các lý luận nghiên
cứu về cấu trúc đòa chất, đặc biệt là cấu trúc đòa chất vùng châu thổ, vùng
ven biển; ứng dụng các lý luận nghiên cứu các thông số ĐCTV, nghiên
cứu trữ lượng nước các đơn vò chứa nước, đặc biệt là lý luận về ứng dụng
mô hình toán trong ĐCTV; ứng dụng các lý luận nghiên cứu về tính cố kết
của đất đá và lý luận về tính nén lún của đất.


4

V.2. Phương pháp nghiên cứu:

Các phương pháp được sử dụng trong nghiên cứu gồm:
1. Phương pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu: Tiến hành thu
thập các tài liệu hiện có về KTTV, đòa chất, ĐCCT, ĐCTV, các tài liệu có
liên quan đến đánh giá trữ lượng NDĐ, nghiên cứu LMĐ do khai thác
NDĐ. Từ những tài liệu thu thập phân tích, đánh giá những gì đã và đang
nghiên cứu có liên quan đến nội dung nghiên cứu và những gì cần nghiên
cứu sâu thêm trong luận án. Tổng hợp, chỉnh lý và xây dựng thành các tập
dữ liệu để phục vụ cho nghiên cứu.
2. Phương pháp khảo sát thực đòa: Tiến hành khảo sát bổ sung ngoài
thực đòa về hiện tượng ngập lụt, hiện tượng sụp đất, trồi ống chống giếng
khoan, lún các công trình dân dụng.
3. Phương pháp mô hình hoá: Ứng dụng mô hình để mô phỏng đặc
điểm ĐCTV để xác đònh khả năng khai thác NDĐ vàø luận giải để bố trí
các công trình khai thác hợp lý cho vùng nghiên cứu.
4. Phương pháp dự báo lún mặt đất: Ứng dụng phương pháp lý thuyết
để dự báo LMĐ do khai thác nước dưới đất.
5. Phương pháp thống kê tổng hợp.
VI. CÁC LUẬN ĐIỂM BẢO VỆ VÀ Ý NGHĨA
VI.1. Các luận điểm bảo vệ
1. Vùng nghiên cứu có điều kiện ĐCTV rất phức tạp, có các lớp
chứa nước mặn nhạt xen kẽ nhau, là nơi phân bố các biên mặn nhạt của
các tầng chứa nước chính trong khu vực và đã có nhiều công trình khai
thác với quy mô lớn nhỏ khác nhau. Khả năng khai thác nguồn nước dưới


5

đất không những phụ thuộc rất lớn vào điều kiện ĐCTV của vùng mà còn
phụ thuộc vào mật độ, quy mô, vò trí của các công trình khai thác hiện nay
và chính sách phát triển nguồn nước của thành phố.

2. Khai thác NDĐ từ các tầng chứa nước có áp sẽ làm giảm áp lực
trong chúng và giảm áp lực lỗ rỗng của các lớp thấm nước yếu (bùn, sét,
sét pha, cát pha) nằm trên, dưới và xen kẹp các lớp chứa nước gây co nén
đất dẫn đến sụt LMĐ. Lún do co nén các lớp thấm nước kém đây là
nguyên nhân chính của hiện tượng trồi ống chống giếng khoan trong vùng
nghiên cứu.
VI.2. Ý nghóa khoa học và thực tiễn của luận án
1. Ý nghóa khoa học: Nghiên cứu và ứng dụng mô hình hoá trong
nghiên cứu ĐCTV, đặc biệt để đánh giá khả năng khai thác an toàn của
nguồn NDĐ và luận chứng sơ đồ bố trí các công trình khai thác cho khu
vực có điều kiện ĐCTV phức tạp như vùng nghiên cứu.
Việc nghiên cứu về nguyên nhân gây LMĐ, chọn mô hình dự báo
lún mặt đất do khai thác nguồn NDĐ của vùng nghiên cứu có ý nghóa như
là bước khởi đầu cho những nghiên cứu chuyên sâu về vấn đề LMĐ sau
này.
2. Ý nghóa thực tiễn: Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học cho việc
xây dựng các quy đònh, các chính sách quản lý nguồn NDĐ của thành phố
một cách hợp lý, là cơ sở cho việc xây dựng các mạng quan trắc nhằm theo
dõi, dự báo sự thay đổi động thái NDĐ, tác động môi trường do khai thác
NDĐ; đề xuất các giải pháp hạn chế và phòng, chống rủi ro do khai thác
NDĐ.


6

VII. CƠ SỞ TÀI LIỆU CUẢ LUẬN ÁN
Luận án được hoàn thành trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, điều
tra, quan trắc cuả Phòng quản lý Tài nguyên nước và Khoáng sản. Luận án
còn sử dụng các kết quả lập bản đồ ĐCCT-ĐCTV TP.HCM tỷ lệ 1/50.000,
kết quả nghiên cứu lập quy hoạch sử dụng NDĐ TP.HCM. Ngoài ra, luận

án còn sử dụng nhiều kết quả nghiên cứu ĐC, ĐCTV, ĐCCT, LMĐ của
các công trình của nhiều tác giả khác nhau trong và ngoài nước đã được
công bố.
VIII. CẤU TRÚC CỦA LUẬN ÁN
Luận án được trình bày trong 4 chương, phần mở đầu và kết luận,
gồm 105 trang, 10 biểu bảng, 67 hình vẽ, danh mục 59 tài liệu tham khảo
và 4 phụ lục.


7

Chương 1
MỘT SỐ THÔNG TIN CƠ BẢN VỀ VÙNG NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện tự nhiên
1.1.1. Vò trí đòa lý
Khu vực chọn xây dựng mô hình có diện tích là 2.250 km2 được giới
hạn bởi tọa độ (Hình 1.1):
X=655000 đến 705000
Y=1170000 đến 1215000

Hình 1.1. Vò trí vùng nghiên cứu
Diện tích lập mô hình lớn hơn vùng nghiên cứu (700 km2) là nhằm
đảm bảo khi dự báo khai thác nước dưới đất thì mực nước hạ thấp không
lan đến các biên thủy lực, hoặc mực nước hạ thấp ảnh hưởng đến các biên
thủy lực không đáng kể. Vùng nghiên cứu phía Bắc tiếp giáp với huyện
Trảng Bàng tỉnh Tây Ninh, Bình Dương, Đông giáp tỉnh Đồng Nai, Tây và
Nam giáp tỉnh Long An.


8

1.1.2. Đòa hình
Vùng nghiên cứu có dạng đòa hình của vùng chuyển tiếp từ dạng đòa
hình đồi núi của miền trung du sang đòa hình trũng thấp của đồng bằng
sông Cửu Long. Đòa hình có dạng sóng chạy dài theo hướng Tây bắc
xuống Đông nam với độ cao đòa hình thay đổi từ trên 30,0 m đến nhỏ hơn
1,0 m.
1.1.3. Khí hậu
Vùng nghiên cứu có đặc điểm khí hậu của vùng cận nhiệt đới gió
mùa, nóng ẩm và mưa nhiều. Trong năm khí hậu được chia ra làm 2 mùa
rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng
4 năm sau.
Nhiệt độ không khí trung bình khá cao và ổn đònh trong cả năm và
nhiệt độ cao nhất 38,5 oC và thấp nhất 21,0 oC (Bảng 1.1).
Lượng mưa hàng năm lớn, lượng mưa trung bình nhiều năm là
1946,15 mm. Lượng mưa tập trung vào các tháng mùa mưa và chiếm 90 %
lượng mưa cả năm (Bảng 1.2, Phụ lục 1).
Độ ẩm tương đối cao và cao nhất từ 94 đến 95 %, thấp nhất từ 68
đến 71 %, trung bình là 78 đến 79 % (Phụ lục 1).
Lượng bốc hơi lớn hàng năm thay đổi từ 1.075,4-1.738,4 mm. Lượng
bốc hơi cao nhất vào các tháng 3 và 4 thay đổi từ 140,3-161,2 mm, nhỏ
nhất vào các tháng 9 và 10 thay đổi từ 55,0-60,0 mm (Phụ lục 1).
Gió: Có 3 hướng gió chính: Đông nam, Tây nam và Tây thổi xen kẽ
nhau với tốc độ thay đổi từ 2,1 đến 4,0 m/s.


9

Bảng 1.1: Nhiệt độ không khí (Trạm Tân Sơn Hoà)(oC).
Tháng

Max
Min
Trung
bình

1
35,0
21,0
27,2

2
34,8
21,0
26,7

3
36,1
23,4
28,5

4
36,8
25,5
30,1

5
38,5
23,8
29,5

6
35,5
23,8
28,1

7
35,7
24,0
27,8

8
35,6
22,9
28,0

9
35,6
23,7
28,1

7
356,0
388,0
400,4
206,4
270,8
322,1

8
201,0

140,5
203,0
161,0
193,6
190,6

9
284,0
282,9
266,7
308,0
272,7
197,4

10
309,0
216,7
334,6
258,3
331,1
176,2

10
35,5
23,6
27,5

11
35,7
22,4

28,0

12
35,8
21,1
26,6

Bảng 1.2: Lượng mưa (mm)
Tháng
1 2 3
T.S. Hoà
0,1 M.Đ. Chi
- VPC. Ty
2,9 - XNHM
- NQL T10
- NQLN31A - 9,5

4
13,0
53,7
40,5
94,0
90,9

5
264,0
356,0
371,2
355,8
481,2

560,6

6
247,0
232,0
190,0
140,9
149,2
217,8

11
12
97,0 13,0
23,2 20,2
91,0 21,5
51,5
47,7
29,0
-

mưa
1684,1
1659,5
1935,0
1522,4
1840,3
1794,1

(Đài KTTV Nam bộ và Công ty khai thác dòch vụ thủy lợi đo)

1.1.4. Thủy văn
TPHCM có mạng thủy văn dày đặc thuộc hệ thống sông Đồng Nai,
sông Sài Gòn, sông Nhà Bè.
Hệ thống sông Đồng Nai bắt nguồn từ vùng ven rìa cao nguyên Di
Linh có độ cao 800-1.000m và đổ ra biển ở cửa Soài Rạp. Chiều dài tổng
cộng theo dòng chính là 628 km và diện tích lưu vực là 38.610 km2. Các
khúc sông dưới hạ lưu có độ dốc nhỏ hơn 0,22 ‰, đoạn trung lưu có độ
dốc tăng lên 0,94 ‰ và lên đến 4,34 ‰ tại các đoạn sông thượng lưu.
Sông Đồng Nai chảy qua đòa phận TPHCM từ phía Đông Quận 9 tới
phường Thạnh Mỹ Lợi gặp sông Nhà Bè dài khoảng 40 km, rộng từ 200
đến 300m. Khi chưa có hồ Trò An, sông Đồng Nai có lưu lượng dòng chảy
lớn nhất là 100 m3/s và nhỏ nhất 32 m3/s. Sau khi có hồ Trò An, lưu lượng
xả lớn nhất 2.110 m3/s, nhỏ nhất 600 m3/s. Khả năng khai thác nước nhạt từ


10

sông Đồng Nai từ 24,5-37,0 m3/s giai đoạn từ 2000-2010. Mực nước tại các
trạm quan trắc cho thấy không có đột biến (Bảng 1.3, Phụ lục 1).
Sông Sài Gòn bắt nguồn từ vùng Hớn Quảng, chảy qua Thủ Dầu
Một chảy vào thành phố đoạn từ xã Phú Mỹ Củ Chi tới Thạnh Mỹ Lợi
Quận 2 gặp sông Nhà Bè. Chiều rộng của sông từ 250 đến 350 m. Chiều
sâu sông 10 đến 20 m. Lưu lượng thay đổi từ 22,5 m3/s đến 84 m3/s. Mực
nước sông thay đổi từ -0,34 m đến 1,18 m. Sông chòu ảnh hưởng của chế độ
bán nhật triều với biên độ dao động từ 1,5-3,1 m. Hồ Dầu Tiếng được xây
dựng ở thượng nguồn của sông này với dung tích 105 triệu m3, hồ có chức
năng điều tiết lưu lượng của sông vào mùa khô với lưu lượng xả là 20 m3/s.
Sông Nhà Bè được tính từ ngã ba sông Sài Gòn-Đồng Nai đến ngã ba sông
Lòng Tàu-Soài Rạp, dài khoảng 8 km, rộng từ 1.000-2.000 m và sâu từ 1030 m. Sông Chợ Đệm nằm phía Tây nam thành phố, nối liền với rạch Cần
Giuộc, kênh Đôi và kênh Lò Gốm, dài khoảng 5 km, sâu 5-10 m và rộng

từ 80-100 m.
Ngoài các sông lớn đã trình bày trên, khu vực nghiên cứu còn có một
hệ thống kênh rạch dày đặc. Hiện nay, hệ thống kênh rạch đóng vai trò
như là hệ thống giao thông, thoát nước.
Bảng 1.3: Mực nước max quan trắc năm 2004 (m)
Tháng
Nhà Bè
Phú An
V.Tàu
D.Tiếng
B. Lức
B.Hoà
CAn Hạ

1
1,36
1,41
1,22
1,22
1,25
1,47
1,04

2
1,19
1,26
1,05
1,16
1,12
1,43

1,01

3
1,19
1,24
1,06
1,16
1,11
1,41
1,00

4
1,11
1,18
1,04
1,19
1,00
1,37
0,93

5
1,22
1,28
1,09
1,19
1,01
1,49
0,99

6

1,07
1,12
0,92
1,21
0,92
1,37
0,93

7
0,92
1,04
0,80
1,15
0,83
1,27
0,78

8
1,08
1,11
1,00
1,09
0,87
1,39
0,84

9
1,35
1,40
1,38

1,23
1,28
1,56
1,20

10
1,32
1,38
1,25
1,24
1,36
1,58
1,26

11
1,32
1,33
1,13
1,21
1,18
1,45
1,13

12
1,41
1,41
1,30
1,22
1,18
1,49

1,17


11

1.2. Đặc điểm kinh tế-xã hội
1.2.1. Dân cư
Tổng dân số trong khu vực nghiên cứu là khoảng 7 triệu người và
chủ yếu là người Việt, một số ít người Hoa. Tốc độ tăng dân số khoảng
1,73 %. Đây là nơi tập trung nhiều cơ sở giáo dục đào tạo, nghiên cứu, các
trung tâm văn hoá...Nhìn chung người dân ở đây có trình độ giáo dục cao.
1.2.2. Kinh tế
Khu vực nghiên cứu là trung tâm thương mại, du lòch lớn, là nơi tập
trung nhiều KCX, KCN sản xuất nhiều mặt hàng khác nhau phục vụ cho
tiêu thụ trong nước, xuất khẩu như cơ khí, may mặc, chế biến lương thực
thực phẩm và sản xuất hàng tiêu dùng…Nông nghiệp phát triển dọc và ven
sông Đồng Nai, sông Sài Gòn với các loại cây con như cây lúa, cây rau,
gia súc, gia cầm và đặc biệt trong mấy năm gần đây cây cảnh đã trở thành
một cây có thế mạnh. Ngành dòch vụ cũng phát triển mạnh với hàng loạt
hệ thống nhà hàng, khách sạn, hệ thống các ngân hàng và các ngành dòch
vụ mới ra đời.
1.2.3. Giao thông
Hệ thống giao thông gồm đường hàng không, đường bộ, đường thủy
thuộc loại thuận lợi nhất khu vực phía Nam. Đây cũng là đầu mối giao
thông quan trọng của khu vực để đi đến tất cả các vùng, miền trong nước
và các nước trong khu vực và trên thế giới.
1.2.4. Hiện trạng sử dụng nước
Để đáp ứng nhu cầu nước cho khu vực, nguồn nước chính được khai
thác sử dụng là nước mặt và NDĐ. Nguồn nước mặt khai thác từ sông

12

Đồng Nai, sông Sài Gòn, nguồn NDĐ tập trung khai thác từ 3 tầng chứa
nước chính là Pleistocen, Pliocen trên và Pliocen dưới. Tầng Pleistocen tập
trung chủ yếu là các giếng khai thác nước với quy mô hộ gia đình và 2
tầng chứa nước còn lại tập trung các giếng khai thác dạng công nghiệp của
các nhà máy nước, các giếng khai thác của các cơ sở sản xuất [23,29, 42].
1.3. Đặc điểm đòa chất thủy văn
Vùng nghiên cứu hiện diện 5 đơn vò chứa nước sau:[23](Phụ lục 2,3)
+ Tầng chứa nước Holocen (Q2)
Phân bố ở địa hình thấp có độ cao nhỏ hơn 5 m, đôi khi từ 7 m đến 8
m tại các khu vực Đức Hòa và Bến Lức-Long An; Bình Chánh, Củ Chi,
Hóc Môn, Thủ Đức-TP.HCM. Thành phần là bùn sét, bột sét, bột lẫn cát
mịn và các thấu kính cát hạt mịn lẫn mùn thực vật xám tro, xám nâu. Bề
dày thay đổi từ 2 m đến 42 m. Mực nước thay đổi từ 0,5 m đến 2,12 m hoặc
nhỏ hơn và đôi chỗ ngang mặt đất. Lưu lượng tại các giếng từ 0,07 đến 0,15
l/s. Mức độ chứa nước kém, nước chất lượng xấu, độ tổng khoáng hóa từ
0,05 g/l đến 0,1 g/l, nguồn cấp là nước mưa và nước mặt.
+ Tầng chứa nước Pleistocen (Q1)
Phân bố rộng trên toàn vùng nghiên cứu và lộ ra ở khu vực trung
tâm Thành phố, các quận Tâân Bình, quận 12, quận Gò Vấp, Bình Trị Đông,
Vĩnh Lộc A, Hóc Môn, Củ Chi, Thủ Đức TP.HCM và thị xã Thủ Dầu Một,
Bình Chuẩn, Thuận An, Dĩ An tỉnh Bình Dương, Đức Hòa tỉnh Long An và
phần còn lại bò phủ bởi các trầm tích tuổi Holocen.
Phần trên là lớp cách nước yếu gồm sét bột, bột, bột cát, cát bột lẫn
cát mịn xám xanh, xám vàng, nâu đỏ, nhiều nơi bị phong hóa laterit và có


13

chiều sâu mái từ 0,0 m (vùng lộ) đến 48,5 m, chiều sâu đáy từ 3,5 m đến
65 m. Một vài nơi lớp này không tồn tại như ở An Phú Đông-quận 12, Tâân
An Hội và Phú Hòa Đông-Củ Chi, Thới Tam Thôn-Hóc Môn, quận Tâân
Bình, Bình Hưng-Bình Chánh, Linh Xuân-Thủ Đức, Nhà Bè. Chiều dày
thay đổi từ 10,0 m đến 15,0 m gặp ở Tâân Phú Trung-Củ Chi và phổ biến từ
5,0 m đến 10,0 m. Phần dưới là cát hạt mịn đến trung thô lẫn sạn sỏi xám
tro, xám xanh, xám vàng trắng xen lẫn nhau và xen kẹp các lớp sét, bột,
cát bột mỏng. Bề dày thay đổi từ 3,2 m đến 72,0 m, dày nhất ở Bình Chánh
(45,0 đến 69,0 m), nhỏ hơn 25.0 m ở Củ Chi, Hóc Môn, và từ 25,0 m đến
35,0 m vùng nội thành.
Khả năng chứa nước của tầng khá tốt với lưu lượng tại các giếng
khoan từ 0,35 l/s đến 8,5 l/s và khu vực lưu lượng lớn hơn 5,0 l/s ở khu vực
Củ Chi, Hóc Môn, Thủ Đức và các quận nội thành và nhỏ hơn ở khu vực rìa
Tây Củ Chi, Tây Bình Chánh, huyện Nhà Bè và Đông Quận 9. Tỷ lưu
lượng từ 0,0027 đến 3,617 l/sm. Hệ số dẫn nước từ 15,85 m2/ngày đến 647,5
m2/ngày. Độ nhả nước trọng lực từ 1,53x10-3 đến 8,46x10-3.
Kết quả quan trắc giai đoạn từ 1995 đến 2006 cho thấy mực nước
thay đổi từ 0,0 m đến 15,07 m và dao động theo mùa rõ rệt ở khu vực Củ
Chi, phía Tây và Nam Bình Chánh, một phần Hóc Môn và Thủ Đức. Mực
nước thay đổi từ 0,0 m đến 6.95 m ở các quận nội thành và phía Đông bắc
Bình Chánh, Tây bắc Nhà Bè. Hướng dòng ngầm là Đông bắc-Tây nam và
Bắc-Nam. Tuy nhiên, do khai thác nước đã làm cho hướng dòng ngầm thay
đổi chảy đi vào các quận trung tâm. Chất lượng nước thay đổi khá phức tạp,