Đánh giá thực trạng chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã phổ yên tỉnh thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------o0o-------

LA HỒNG CƯỜNG
Tên đề tài :
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU
VỰC THỊ XÃ PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học Môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2012 - 2018

Thái Nguyên - năm 2018


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
-------o0o-------

LA HỒNG CƯỜNG
Tên đề tài :
ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU
VỰC THỊ XÃ PHỔ YÊN TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Khoa học Môi trường

Khoa

: Môi trường

Khóa học

: 2012 - 2018

Giáo viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Hải

Thái Nguyên - năm 2018

i

LỜI CẢM ƠN
Nhằm hoàn thiện mục tiêu đào tạo kỹ sư Môi trường có đủ năng lực, sáng
tạo và có kinh nghiệm thực tiễn cao. Được sự nhất trí của Trường Đại học Nông
Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường cùng với nguyện vọng của
bản thân em đã tiến hành thực hiện đề tài “Đánh giá thực trạng chất lượng
nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên tỉnh Thái Nguyên ”.
Để hoàn thành được luận văn này, em xin chân thành cảm ơn Ban Giám
hiệu nhà trường Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm khoa
Môi Trường cùng các thầy cô giáo đã truyền đạt lại cho em những kiến thức quý
báu về chuyên môn cũng như những kiến thức xã hội trong suốt khóa học
vừa qua. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn tới thầy giáo TS.Nguyễn Thanh
Hải đã giúp đỡ, dẫn dắt em trong suốt thời gian thực tập và hướng dẫn em hoàn
thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của ban lãnh đạo cùng các cán bộ
kỹ thuật, công nhân viên tại Trung tâm nước sạch và vệ sinh môi trường tỉnh
Thái nguyên đã tạo điều kiện tốt nhất để giúp đỡ em trong quá trình thực tập tại
đơn vị.
Do trình độ và thời gian có hạn, bước đầu được làm quen với thực tế và
phương pháp nghiên cứu vì thế khóa luận không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của thầy cô giáo và bạn bè để
khóa luận của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Thái Nguyên, ngày tháng năm 2018
Sinh viên
La Hồng Cường

ii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài .................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................... 2
2.1. Mục tiêu tổng quát........................................ Error! Bookmark not defined.
2.2. Mục tiêu cụ thể ............................................. Error! Bookmark not defined.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................................................... 3
3.1. Ý nghĩa khoa học............................................................................................ 3
3.2. Ý nghĩa thực tiễn ............................................................................................ 3
Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................... 4
1.1. Cơ sở lý luận của đề tài .................................................................................. 4
1.1.1.Một số khái niệm cơ bản .............................................................................. 4
1.1.2.Khái quát về nước dưới đất .......................................................................... 6
1.2. Cơ sở khoa học của đề tài ............................................................................ 13
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới............................................................ 13
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................ 15
1.2.3. Tình hình nghiên cứu ở Thái Nguyên. ...................................................... 21
1.3. Cơ sở pháp lý của đề tài ............................................................................... 25
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 28
2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................ 28
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 28
2.1.1. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 28
2.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................ 28
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 28
2.3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu .......... 28
2.3.2. Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu
vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên................................................................ 28

3

2.3.3. Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái
Nguyên ................................................................................................................ 29
2.3.4. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu
vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên................................................................ 29
2.4. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 29
2.4.1. Phương pháp thu thập tài liệu, số liệu, thông tin thứ cấp ......................... 29
2.4.2. Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp .......................................... 30
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu......................................................................... 32
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 33
3.1. Khái quát điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ............. 33
3.1.1. Điều kiện tự nhiên thị xã Phổ Yên ............................................................ 33
3.1.2. Điều kiện kinh tế, xã hội. .......................................................................... 36
3.2. Đánh giá thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực
thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên....................................................................... 37
3.2.1. Trữ lượng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên. ................. 37
3.2.2. Thực trạng khai thác và sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu vực thị xã
Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên................................................................................. 39
3.3. Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái
Nguyên ................................................................................................................ 42
3.3.1. Đánh giá về trữ lượng ............................................................................... 42
3.3.2. Đánh giá về chất lượng. ............................................................................ 57
3.2.1. Chất lượng nước tầng chứa nước đệ tứ (Q). ............................................. 58
3.2.2. Chất lượng nước tầng chứa nước hệ tầng Tam Đảo (T21tđ) ..................... 58
3.2.3. Chất lượng nước tầng chứa nước hệ tầng Mẫu Sơn (T3) .......................... 59
3.3.3. Những tác động ảnh hưởng đến chất lượng nước dưới đất khu vực
nghiên cứu. .......................................................................................................... 61
3.3.4. Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu

vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên................................................................ 63


4

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 68
Kết luận ............................................................................................................... 68
Kiến nghị ............................................................................................................. 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 71


5

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.2. Một số đặc điểm khác nhau giữa nước dưới đất và nước mặt............ 20
Bảng 2.3. Kết quả tìm kiếm thăm dò nước dưới đất ........................................... 22
Bảng 3.1. Vị trí lấy mẫu ...................................................................................... 31
Bảng 2.3. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích môi trường nước dưới đất .... 32
Bảng 4.1. Vị trí và tọa độ các điểm và công trình quan trắc............................... 38
Bảng 4.2. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH3 trong năm 2016 ..................... 42
Bảng 4.3. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH4 trong năm 2016 ..................... 44
Bảng 4.4. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH5 trong năm 2016 ..................... 45
Bảng 4.5. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH6 trong năm 2016 ..................... 47
Bảng 4.6. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH7 trong năm 2016 ..................... 48
Bảng 4.7. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH8 trong năm 2016 ..................... 50
Bảng 4.8. Mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN2 ......................... 51
Bảng 4.9. Mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN4 ......................... 53
Bảng 4.10. Mực nước, nhiệt độ tại lỗ khoan QH10 trong năm 2016 ................. 55
Bảng 4.11. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước Qvượt giới hạn cho phép
theo QCVN 09:2015/ BTNMT ........................................................................... 58

Bảng 4.12. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước T21 tđvượt giới hạn cho
phép theo QCVN 09:2015/ BTNMT................................................................... 59
Bảng 4.13. Các chỉ tiêu phân tích trong tầng chứa nước T3cmsvượt giới hạn cho
phép theo QCVN 09:2015/BTNMT.................................................................... 60


6

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Phân bố nước trên trái đất ................................................................... 13
Hình 2.2. Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu ................................................. 15
Hình 4.1. Bản đồ hành chính thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên ....................... 33
Hình 4.2. Sơ đồ bố trí các lỗ khoan quan trắc khu vực thị xã Phổ Yên .............. 38
Hình 4.3. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH3 ......... 43
Hình 4.4. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH4 ......... 44
Hình 4.5. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH5 ......... 46
Hình 4.6. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH6 ......... 47
Hình 4.7. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH7 ......... 49
Hình 4.8. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH8 ......... 50
Hình 4.9. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN2 ......... 52
Hình 4.10. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan TN4 ....... 54
Hình 4.11. Diễn biến mực nước, nhiệt độ theo thời gian tại lỗ khoan QH10 ..... 56


vii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BVMT

Bảo vệ môi trường

BTN&MT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long

ĐBSH

Đồng bằng sông Hồng

ĐCTV

Địa chất - Thủy văn

NDĐ

Nước dưới đất

TNN

Tài nguyên nước

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết củađề tài
Tỉnh Thái Nguyên là trung tâm chính trị, kinh tế của khu Việt Bắc, cửa
ngõ giao lưu kinh tế xã hội giữa vùng trung du miền núi với vùng đồng bằng
Bắc Bộ; phía Bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phíaTây giáp với các tỉnh
Vĩnh Phúc, Tuyên Quang, phía Đông giáp với các tỉnh Lạng Sơn, Bắc
Giang và phía Nam tiếp giáp với thủ đôHà Nội (cách 80 km); diện tích tự
nhiên 3.562,82 km².[6](Cổng thông tin điện tử tỉnh Thái Nguyên).
Hiện nay tình trạng báo động về ô nhiễm nguồn nước mặt cũng như
nước dưới đất ở Thái Nguyên do ảnh hưởng của các ngành công nghiệp khai
thác khoáng sản, luyện kim đen, luyện kim mầu, công nghiệp cơ khí, chế tạo,
xây dựng... có xu thế gia tăng nhưng các biện pháp xử lý ô nhiễm không hiệu
quả, một số biện pháp bảo vệ môi trường của các dự án, các cơ sở sản xuất đề
cập trong báo cáo đánh giá tác động môi trường không có tính khả thi hoặc
hiệu suất xử lý kém. Nước thải, khí, bụi thải của các cơ sở sản xuất công
nghiệp, các khu chế xuất không được thu gom trạm xử lý nước thải, khí thải
tập trung; hệ thống cơ sở hạ tầng đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường; chất
thải rắn chưa được xử lý theo quy định, thậm chí còn dùng để san lấp mặt
bằng. Đây là một trong những tác nhân gây ô nhiễm đất và nguồn nước.
Trong 3 - 4 tỷ m3 nước mặt và 1,5- 2 tỷ m3 nước dưới đất của tỉnh Thái
Nguyên được cảnh báo là đang bị ô nhiễm nặng, đặc biệt là nguồn nước sông
Cầu. Các trạm quan trắc tại Cầu Gia Bảy, đập Thác Huống, Cầu Mây cho thấy

hàm lượng nước sông Cầu một số chỉ tiêu đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép
nhiều lần, như BOD5 vượt từ 1,08- 9,5 lần; COD vượt từ 1,2 - 5,8 lần; NH4
vượt từ 1,34- 20 lần. Tại một số địa điểm ở sông Công và hồ Núi Cốc đã có
dấu hiệu ô nhiễm các chất hữu cơ, vô cơ, kim loại nặng, dầu mỡ và hoá chất


2

bảo vệ thực vật. Bên cạnh đó, nguồn nước dưới đất đã có biểu hiện ô nhiễm
cục bộ, mang đặc trưng từng vùng khác nhau. Nhiều khu vực nước dưới đất
có nồng độ pH thấp dưới mức tiêu chuẩn cho phép và có biểu hiện ô nhiễm
Fe, Mn... Một số khu vực khai thác khoáng sản tại xã Hà Thượng, Tân Linh
(huyện Đại Từ) hàm lượng asen từ 0,068- 0,109 mg/l, vượt tiêu chuẩn cho
phép từ 1,7- 8,2 lần. Phường Quang Vinh (thành phố Thái Nguyên) và thị trấn
Giang Tiên (huyện Phú Lương), hàm lượng Xyanua vượt tiêu chuẩn cho phép
từ 1,9- 12,9 lần.[36]
Bên cạnh đó, tình trạng khai thác các nguồn tài nguyên nước với cường
độ ngày một gia tăng cộng với việc quy hoạch, quản lý chưa đồng bộ, thống
nhất dẫn đến các ảnh hưởng tiêu cực cho tài nguyên nước dưới đất như suy
thoái, cạn kiệt nguồn nước, nhiễm mặn, sụt lún dẫn đến suy giảm trữ lượng,
suy thoái chất lượng của tài nguyên nước dưới đất.
Thị xã Phổ Yên nằm trong định hướng phát triển tiểu vùng động lực chủ
đạo,vùng kinh tế trọng điểm, tập trung phát triển công nghiệp điện tử, công
nghệ cao, cơ khí chế tạo, công nghiệp phụ trợ, thương mại dịch vụ, du lịch,
đào tạo, sản xuất, chế biến nông sản hàng hóa xuất khẩu của tỉnh Thái
Nguyên. [7]
Để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội của vùng, công tác quản
lý, khai thác, sử dụng hợp lý, bảo vệ nguồn tài nguyên nước dưới đất trên địa
bàn khu vực thị xã Phổ Yên,tỉnh Thái Nguyênlà một nhiệm vụ cấp thiết và
quan trọng.

Xuất phát từ thực tế trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài “Đánh giá thực
trạng chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên”.
1.2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá thực trạng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất khu
vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên.


3

- Đánh giá chất lượng nước dưới đất khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh
Thái Nguyên.
- Đề xuất giải pháp quản lý khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đất
khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh Thái Nguyên.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
1.3.1. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài góp phần trong việc nghiên cứu hiện trạng khai thác, sử dụng
nước và chất lượng tài nguyên nước dưới đất tại khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh
Thái Nguyên.
- Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy để đề xuất các giải
pháp quản lý tài nguyên nước dưới đất cho khu vực thị xã Phổ Yên, tỉnh
Thái Nguyên.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Đề tài giúp việc định hướng quản lý chặt chẽ việc kiểm soát, cấp phép
thăm dò và khai thác nước dưới đất. Ngăn ngừa việc khai thác tự do, trái phép,
khai thác quá ngưỡng giới hạn cho phép gây suy giảm mực nước và chất lượng
nước dưới đất.
- Giải pháp quản lý của đề tài giúp việc kiểm soát được tình hình ô nhiễm
nguồn nước dưới đất, các điểm khai thác, các vùng khai thác nước dưới đất
đều được giám sát, kiểm tra, báo cáo định kỳ hàng năm tình hình khai thác,
sử dụng ngầm.

4

Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở lý luận của đề tài
2.1.1. Một số khái niệm cơ bản
-

Khái niệm Môi trường

Theo Khoản 1, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Môi trường là hệ
thống các yếu tố vật chất tự nhiên và nhân tạo có tác động đối với sự tồn tại
và phát triển của con người và sinh vật.[19]
-

Khái niệm thành phần môi trường

Theo Khoản 2, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014:Thành phần môi
trường là yếu tố vật chất tạo thành môi trường gồm đất, nước, không khí, âm
thanh, ánh sáng, sinh vật và các hình thái vật chất khác.[19]
-

Khái niệm phát triển bền vững

Theo Khoản 4, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Phát triển bền
vững là phát triển đáp ứng được nhu cầu của hiện tại mà không làm tổn hại
đến khả năng đáp ứng nhu cầu đó của các thế hệ tương lai trên cơ sở kết hợp
chặt chẽ, hài hòa giữa tăng trưởng kinh tế, bảo đảm tiến bộ xã hội và bảo vệ

môi trường.[19]
- Khái niệm ô nhiễm môi trường
Theo Khoản 8, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Ô nhiễm môi
trường là sự biến đổi của các thành phần môi trường không phù hợp với quy
chuẩn kỹ thuật môi trường và tiêu chuẩn môi trường gây ảnh hưởng xấu đến
con người và sinh vật.[19]
Khái niệm suy thoái môi trường
Theo Khoản 9, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Suy thoái môi
trường là sự suy giảm về chất lượng và số lượng của thành phần môi trường,
gây ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[19]


5

- Khái niệm quan trắc môi trường
Theo Khoản 20, Điều 3, Luật Bảo vệ môi trường 2014: Quan trắc môi
trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố
tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn
biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường.[19]
- Khái niệm tài nguyên nước
Theo Khoản 1, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Tài nguyên nước
bao gồm nguồn nước mặt, nước dưới đất, nước mưa và nước biển thuộc lãnh
thổ của nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam.[18]
- Khái niệm nguồn nước
Theo Khoản 2, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nguồn nướclà các
dạng tích tụ nước tự nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác, sử dụng bao gồm
sông, suối, kênh, rạch, hồ, ao, đầm, phá, biển, các tầng chứa nước dưới đất;
mưa, băng, tuyết và các dạng tích tụ nước khác.[18]
- Khái niệm nước mặt
Theo Khoản 3, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước mặt là nước

tồn tại trên mặt đất liền hoặc hải đảo.[18]
- Khái niệm nước dưới đất
Theo Khoản 4, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước dưới đấtlà
nướctồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất.[18]
- Khái niệm nước sinh hoạt
Theo Khoản 11, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước sinh hoạt là
nước sạch hoặc nước có thể dùng cho ăn, uống, vệ sinh của con người.[18]
- Khái niệm nước sạch
Theo Khoản 12, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Nước sạch là nước
có chất lượng đáp ứng quy chuẩn kỹ thuật về nước sạch của Việt Nam.[18]
- Khái niệm nguồn nước sinh hoạt
Theo Khoản 13, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Nguồn nước sinh


6

hoạt là nguồn nước có thể cung cấp nước sinh hoạt hoặc có thể xử lý thành
nước sinh hoạt.[18]
- Khái niệm ô nhiễm nguồn nước
Theo Khoản 14, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Ô nhiễm nguồn
nước là sự biến đổi tính chất vật lý, tính chất hóa học và thành phần sinh học
của nước không phù hợp với tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật cho phép, gây
ảnh hưởng xấu đến con người và sinh vật.[18]
- Khái niệm suy thoái nguồn nước
Theo Khoản 15, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Suy thoái nguồn
nước là sự suy giảm về số lượng, chất lượng nguồn nước so với trạng thái tự
nhiên hoặc so với trạng thái của nguồn nước đã được quan trắc trong các thời
kỳ trước đó.[18]
- Khái niệm cạn kiệt nguồn nước
Theo Khoản 16, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012: Cạn kiệt nguồn

nướclà sự suy giảm nghiêm trọng về số lượng của nguồn nước, làm cho
nguồn nước không còn khả năng đáp ứng nhu cầu khai thác, sử dụng và duy
trì hệ sinh thái thủy sinh.[18]
- Khái niệm ngưỡng khai thác nước dưới đất
Theo Khoản 19, Điều 2, Luật Tài nguyên nước 2012:Ngưỡng khai thác
nước dưới đất là giới hạn cho phép khai thác nước dưới đất nhằm bảo đảm
không gây xâm nhập mặn, suy thoái, cạn kiệt nguồn nước, sụt, lún đất, tác
động xấu đến nguồn nước mặt và môi trường liên quan.[18]
2.1.2. Khái quát về nước dưới đất
Nước dưới đất là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá
trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát, bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới
bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người. Đặc
điểm chung của nước dưới đất là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất
xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình.


7

Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước dưới đất thành nước dưới đất tầng
mặt và nước dưới đất tầng sâu. Nước dưới đất tầng mặt thường không có lớp
ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi
nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước dưới đất tầng mặt rất
dễ bị ô nhiễm. Nước dưới đất tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp được
ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. theo không
gian phân bố, một lớp nước dưới đất tầng sâu thường có 3 vùng chức năng:
- Vùng thu nhận nước
- Vùng chuyển tải nước
- Vùng khai thác nước có áp.
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa,
từ vài chục đến vài trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có

áp lực. Đây là loại nước dưới đất có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định.
Trong các khu vực phát triển đá cacbonat thường tồn tại loại nước dưới đất
caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ. Trong các dải cồn cát vùng ven biển
thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển.
2.1.2.1.Một số đặc điểm và cấu trúc của nguồn nước dưới đất
a. Đặc điểm
- Đặc điểm thứ nhất: Nước dưới đất tiếp xúc trực tiếp và hoàn toàn với
đất và nham thạch. Nước dưới đất có thể là các màng mỏng bao phủ các phần
tử nhỏ bé của đất, nham thạch; là chất lỏng được chứa đầy trong các ống mao
dẫn nhỏ bé giữa các hạt đất, đá; nước dưới đất có thể tạo ra các tia nước nhỏ
trong các tầng ngấm nước; thậm chí nó có thể tạo ra khối nước dưới đất dày
trong các tầng đất, nham thạch.Thời gian tiếp xúc của nước dưới đất với đất
và nham thạch rất dài nên tạo điều kiện cho các chất trong đất và nham thạch
tan trong nước dưới đất. Hay có thể nói cách khác, thành phần hoá học của
nước dưới đất chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hoá học của các tầng đất,
nham thạch chứa nó.


8

- Đặc điểm thứ 2: Các loại đất, nham thạch của vỏ quả đất chia thành
các tầng lớp khác nhau. Mỗi tầng, lớp đó có thành phần hoá học khác nhau.
Giữa các tầng, lớp đất, nham thạch thường có các lớp không thấm nước. Vì
vậy nước dưới đất cũng được chia thành các tầng, lớp khác nhau và thành
phần hoá học của các tầng lớp đó cũng khác nhau.
- Đặc điểm thứ 3: Ảnh hưởng của khí hậu đối với nước dưới đất không
đồng đều.Nước dưới đất ở tầng trên cùng, sát mặt đất chịu ảnh hưởng của khí
hậu. Các khí hoà tan trong tầng nước dưới đất này do nước mưa, nước sông,
nước hồ… mang đến. Thành phần hoá học của nước dưới đất của tầng này
chịu ảnh hưởng nhiều của thành phần hoá học nước mặt do đó cũng chịu ảnh

hưởng nhiều của khí hậu.Trái lại, nước dưới đất ở tầng sâu lại ít hoặc không
chịu ảnh hưởng của khí hậu. Thành phần hoá học của nước dưới đất thuộc
tầng này chịu ảnh hưởng trực tiếp của thành phần hoá học tầng nham thạch
chứa nó.
- Đặc điểm thứ 4: Thành phần của nước dưới đất không những chịu ảnh
hưởng về thành phần hoá học của tầng nham thạch chứa nó mà còn phụ thuộc
vào tính chất vật lý của các tầng nham thạch đó.
Ở các tầng sâu khác nhau, nham thạch có nhiệt độ và áp suất khác nhau
nên chứa trong các tầng nham thạch đó cũng có nhiệt độ và áp suất khác
nhau.Vì vậy nước dưới đất ở các tầng rất sâu có thể có áp suất hàng ngàn
N/m2 và nhiệt độ có thể lớn hơn 3730K.
- Đặc điểm thứ 5: Nước dưới đất ít chịu ảnh hưởng của sinh vật nhưng
chịu ảnh hưởng nhiều của vi sinh vật.
Ở các tầng sâu do không có Oxy và ánh sáng nên vi sinh vật yếm khí
hoạt động mạnh, chi phối nhiều nên thành phần hóa học của nước dưới đất. Vì
vậy thành phần hoá học của nước dưới đất chứa nhiều chất có nguồn gốc vi
sinh vật.
b. Cấu trúc của một tầng nước dưới đất
Cấu trúc của một tầng nước dưới đất được chia ra thành các tầng như sau:


9

- Bề mặt trên gọi là mực nước dưới đất hay gương nước dưới đất.
- Bề mặt dưới, nơi tiếp xúc với tầng đất đá cách thuỷ gọi là đáy nước
dưới đất. Chiều dày tầng nước dưới đất là khoảng cách thẳng đứng giữa mực
nước dưới đất và đáy nước dưới đất.
- Tầng thông khí hay nước tầng trên là tầng đất đá vụn bở không chứa
nước thường xuyên, nằm bên trên tầng nước dưới đất.
- Viền mao dẫn: là lớp nước mao dẫn phát triển ngay trên mặt nước dưới

đất.
- Tầng không thấm: là tầng đất đá không thấm nước
2.1.2.2. Sự hình thành nước dưới đất và các loại nước dưới đất
Nước trên mặt đất và trong ao, hồ, sông, biển gặp ánh sáng mặt trời bốc
hơi thành hơi nước bay lên không trung, gặp lạnh hơi nước sẽ kết lại thành hạt
to và rơi xuống thành mưa. Nước mưa rơi xuống mặt đất một phần chảy
xuống sông, ao, hồ... một phần bốc hơi qua mặt đất, mặt nước và sự bốc thoát
hơi qua lá, một phần ngấm dần xuống mặt đất đến tầng đất không thấm sẽ tích
tụ lại thành nước dưới đất. Sự hình thành nước dưới đất trải qua rất nhiều giai
đoạn. Các tác nhân có liên quan đến chu trình này bao gồm: bức xạ, trọng lực,
sức hút phân tử và lực mao dẫn.
Hình thành nước dưới đất do nước trên bề mặt ngấm xuống, do không
thể ngấm qua tầng đá mẹ nên trên nó nước sẽ tập trung trên bề mặt, tùy từng
kiến tạo địa chất mà nó hình thành nên các hình dạng khác nhau, nước tập
trung nhiều sẽ bắt đầu di chuyển và liên kết với các khoang, túi nước khác,
dần dần hình thành mạch ngước ngầm lớn nhỏ, tuy nhiên việc hình thành
nước dưới đất phụ thuộc vào lượng nước ngấm xuống và phụ thuộc vào lượng
mưa và khả năng trữ nước của đất.
Tuỳ theo vị trí mà có thể chia nước ra làm 3 loại:
- Nước ngấm: là tầng ở trên hết, bên trên nó không có tầng không thấm
nước chặn lại gọi là tầng nước ngấm. Đặc điểm của tầng nước ngấm là thay
đổi rất nhanh theo thời tiết: mưa nhiều thì mực nước lên cao, nắng lâu thì mực


10

nước hạ xuống. Ao giếng của nhân dân nếu đào cạn chỉ đến tầng nước ngấm
thì mùa khô thường hết nước. Tầng nước dưới đất này được tạo ra từ nước
trên mặt đất thấm xuống, sau đó lại được tháo tiêu ra sông, hồ.
- Nước ứ: trên tầng thấm nước có một tầng đất khó thấm nước, khi mưa

to tầng đất này hút không kịp, nước tạm thời ứ lại trên tầng đất này và tạo
thành nước ứ. Sau đó, một phần nước ứ tiếp tục thấm xuống, một phần bốc
hơi, lượng nước ứ sẽ ít dần đi hoặc mất hẳn. Nước tầng này cách biệt hoàn
toàn với nước mặt đất và hầu như không giao lưu
-Nước giữa tầng: nước trong tầng thấm nước nằm giữa 2 tầng không
thấm gọi là nước giữa tầng. Nước giữa tầng ở sâu và nằm giữa 2 tầng đất sét
nên lượng nước không thay đổi nhiều theo mùa nắng và chất lượng nước tốt.
2.1.2.3. Tầm quan trọng của nước dưới đất
-Nước dưới đất phục vụ cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, sưởi
ấm….
-Nước dưới đất phục vụ cho nông nghiệp: tưới hoa màu, cây ăn quả, các
cây có giá trị kinh tế cao.
- Con người có thể sử dụng nguồn nước dưới đất để mở rộng các hoạt
động sản xuất công nghiệp.
- Nước dưới đất có chất lượng tốt còn được sử dụng để chữa bệnh. Nước
dưới đất phục vụ cho sinh hoạt sẽ giảm hẳn các bệnh do nguồn nước mặt bị ô
nhiễm như: đường ruột, bệnh phụ khoa, bệnh ngoài da…
- Sử dụng nước dưới đất giúp con người được giải phóng sức lao động
do phải lấy nước xa nhà, tiết kiệm chi phí “đổi nước”, tiết kiệm thời gian nâng
cao hiệu quả sản xuất.
2.1.2.4. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước dưới đất
a. pH
Giá trị pH là một trong những yếu tố quan trọng nhất để xác định nước
về mặt hóa học. pH là chỉ tiêu quan trọng đối với mỗi giai đoạn trong môi


11

trường môi trường, là một chỉ tiêu cần phải kiểm tra đối với chất lượng nước.
pH là yếu tố môi trường ảnh hưởng tới tốc độ phát triển và giới hạn sự sinh

trưởng của sinh vật trong môi trường nước,sự thay đổi giá trị pH có thể dẫn
tới sự thay đổi về thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc
kết tủa, thúc đẩy hay ngăn chặn phản ứng hóa học, sinh học xảy ra trong
nước. Và được định nghĩa bằng biểu thức: pH = -lg [H+]. Khi pH =7 nước có
tính trung tính; khi pH <7 nước có tính axit; khi pH >7 nước có tính kiềm
b. Độ cứng
Độ cứng là đại lượng biểu thị hàm lượng các các ion hóa trị 2 mà chủ
yếu là ion Ca2+ và Mg2+. Độ cứng làm tiêu hao nhiều xà phồng khi giặc giũ,
đóng rắn trong các thành ống dẫn của nồi hơi làm giảm khả năng trao đổi
nhiệt của thiết bị, làm tăng tính ăn mòn do tăng nồng độ ion H+. Độ cứng bao
gồm 3 loại:
- Độ cứng toàn phần biểu thị tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ có trong
nước;
- Độ cứng tạm thời là hàm lượng các muối của ion HCO3-, CO32-, với
Ca2+ và Mg2+;
- Độ cứng vĩnh cữu là hàm lượng các muối của ion Cl -, SO42-, HSO4- với
Ca2+ và Mg2+.
c. Clorua (Cl-)
Cl- là ion chính trong nước thiên nhiên biểu thị độ mặn. Cl- có nhiều nhất
ở nước biển và các mỏ muối. Trong nước ngọt và nước dưới đất hàm lượng
Cl- thường dao động từ 20 mg/L - 800 mg/L. Cl- rất có ích cho cơ thể, nhưng
ở hàm lượng cao lại có thể gây suy thận, góp phần tăng nguy cơ cao huyết
áp…
d. Hàm lượng đạm nitrat (N-NO3)
Nitrat là dạng oxy hóa cao nhất trong chu trình nitơ và thường đạt đên
những nồng độ đáng kể trong các giai đoạn cuối cùng của quá trình oxy hóa


12

sinh học Ngoài ra nitrat tìm thấy trong các thủy vực là sản phẩm của quá trình
nitrat hóa hay do cung cấp từ nước mưa khi trời có sấm chớp.
Trong thủy vực có nhiều đạm ở dạng N-NO3- ,chứng tỏ quá trình oxy
hóa đã kết thúc. Tuy vậy, các nitrat chỉ bền trong điều kiện hiếu khí. Trong
điều kiện yếm khí N-NO3- bị khử thành nito tự do tách ra khỏi nước, loại trừ
được sự phát triển của tảo và các loại thực vật khác sống trong nước. Nhưng
mặt khác khi hàm lượng nitrat trong nước khá cao có thể gây độc hại với
người, vì khi vào điều kiện thích hợp, ở hệ tiêu hoa chúng sẽ chuyển hóa
thành nitrit kết hợp với hồng cầu tạo thành chất không vận chuyển oxy, gây
bệnh xanh xao thiếu máu
e. Hàm lượng sunfat (SO42-)
Sunfat là một chỉ tiêu tiêu biểu của vùng nước nhiễm phèn. Sunfat cao,
nước sẽ có vị chát, gây bệnh tiêu chảy, và gây xâm thực mạnh trên các công
trình xây dựng. Ngoài ra, sunfat sẽ kết hợp với ion Ca 2+ để tạo thành cặn cứng
bám trên thành các thiết bị trao đổi nhiệt.
f. Fe (Sắt)
Sắt là kim loại phong phú tạo nên vỏ trái đất. Sắt hiện diện ở hầu hết các
nguồn nước thiên nhiên. Khi trong nước có chứa các ion sắt sẽ gây đục và
màu trong nước do: Fe 2+ chuyển thành Fe 3+ (màu nâu đỏ).
Đồng thời ảnh hưởng đến độ cứng, duy trì sự phát triển của một số vi
khuẩn gây thoái rửa trong hệ thống phân phối nước. Hàm lượng sắt có thể
xuất hiện trong nước là do nó hòa tan trong nước dưới đất (dưới dạng Fe 2+),
hay có trong nước thải công nghiệp.
Sắt thường có trong nước dưới đất dưới dạng muối tan hoặc phức chất
do hòa tan từ các lớp khoáng trong đá hoặc do ô nhiễm bề mặt nước bởi nước
thải (Đặng Kim Chi,1998). Nước có hàm lượng sắt cao (lớn hơn 0.3 mg /l)
gây trở ngại rất lớn cho việc sử dụng trong sinh hoạt. Nước đục do sắt có màu
vàng nhiều cặn và thức ăn của các loại vi khuẩn ưa sắt.

13

g. E. Coli
E.coli được xem là một chỉ tiêu đánh giá sự nhiễm bẩn của nguồn nước
và đánh giá hiệu quả của việc khử trùng. Khi dùng nước có nhiễm khuẩn
E.coli, nó gây cho người một số bệnh như: tả, lỵ, thương hàn, tiêu
chảy…,nặng có thể gây tử vong. Những hạt chất lơ lững, gây ra độ đục trong
nước thường có bề mặt hấp phụ các kim loại độc, các vi sinh vật gây bệnh.
Chính những hạt này cản trở quá trình diệt trùng của chất diệt trùng khi cần sử
lý nước ăn.
2.2. Cơ sở khoa học của đề tài
2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Theo tính toán của các nhà địa chất Mỹ toàn trái đất có khoảng 1357,5
triệu km3 nước, thì chỉ có 3% là nước nhạt (ngọt), phần còn lại (97%) là nước
mặn trong các đại dương. Trong số 3% tổng nước ngọt trên trái đất thì có tới
77% nằm ở vùng đóng băng vĩnh cửu (các khối băng vùng Bắc cực, Nam
cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11%
nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở lại có thể khai thác sử dụng được, còn
11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở xuống không thể khai thác sử dụng
trong điều kiện kỹ thuật hiện nay.[3]

Hình 2.1. Phân bố nước trên trái đất
Các nước trên thế giới hiện nay khai thác sử dụng nước dưới đất không
đồng đều. Toàn thế giới, hàng năm khai thác khoảng 800 km3


14

(2.191.781.000m3/ngày) từ nước dưới đất. Trong đó Châu Phi là 35 km3/năm
(95.890.411 m3/ngày); Bắc và Trung Mỹ: 150 km3/năm (410.959.000

m3/ngày); Nam Mỹ: 25 km3/năm; Châu Á: 500 km3/năm; Châu Âu: 80
km3/năm; Châu Úc và Châu Đại Dương: 10 km3/năm.[3]
Có 10 nước khai thác nước dưới đất lớn nhất (chiếm 74% trữ lượng nước
dưới đất khai thác trên toàn thế giới) là Ấn Độ: 190 km3/năm; Mỹ: 115
km3/năm; Trung Quốc: 97 km3/năm; Pakistan: 55 km3/năm; Iran: 53
km3/năm; Mexico: 25 km3/năm; Arabia Saudi: 21 km3/năm; Nhật Bản: 13,2
km3/năm; Indonesia: 12,5 km3/năm và Nga: 11,6 km3/năm (Theo Exploitation
and Utilization of Groundwater around the World. Jean Margat. UNESCO.
10/2000).
Nước dưới đất ở Mỹ được khai thác từ các tầng chứa nước trong 6 thành
tạo chứa nước cơ bản là thành tạo bở rời, thành tạo cát-bột kết, thành tạo
carbonat, thành tạo lục nguyên-carbonat, thành tạo phun trào-biến chất và
nước trong các loại thành tạo khác (US Geological Survey).
Ở Nga, khai thác sử dụng nước dưới đất gần 15 triệu m3/ngày. Ở các
thành phố lớn (hơn 100 ngàn dân) tỷ trọng nước dưới đất chỉ chiếm 29%,
thậm chí các thành phố lớn như Matxcova, San Peterburg, Roctop Na Đon,
Vladivostok.. hoàn toàn sử dụng nước mặt. Tỷ trọng sử dụng nước dưới đất ở
nông thôn chiếm tới 85%.
Bản đồ do các nhà ĐCTV Hà Lan thuộc tổ chức IAH thành lập năm
2006 cho thấy chỉ số tỷ số giữa tổng lượng khai thác so với trữ lượng nước
dưới đất có thể được tái trên toàn thế giới. Chỉ số có giá trị < 20% cho biết
lãnh thổ đó còn dư dật nước dưới đất và có thể khai thác bền vững. Những
nước có chỉ số 100% và lớn hơn nằm ở Trung cận Đông và Bắc Phi, nước
dưới đất đang bị cạn kiệt dần. Những nước có chỉ số từ 20% đến 100% là
những nước mà ở đấy việc khai thác nước dưới đất chỉ có thể bền vững nếu


15

kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước và có kế hoạchbổ sung nhân tạo

nước dưới đất. Việt Nam nằm trong những nước có chỉ số trung bình. [3]

Hình 2.2. Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu
Tuy nhiên, những khu vực có tài nguyên nước dưới đất ổn định trên thế
giới đang từng ngày thu nhỏ lại. Có 3 vấn đề chính ảnh hưởng đến việc sử
dụng nước dưới đất: nước dưới đất cạn kiệtdo sử dụng quá mức, do quy
hoạch khai thác không đúng và do bị ngập úng, nước dưới đất bị nhiễm mặn
doviệc khai thác nước chưa hợp lý và việc sử dụng liên tục không có hiệu
quả, và nước dưới đất bị ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp
và các hoạt động khác của con người gây ra.
Vấn đề ô nhiễm nước dưới đất được thế giới quan tâm vào năm đầu của
thập niên 80 của thế kỷ 20 với các nghiên cứu về nồng độ của kim loại nặng
trong nước dưới đất đặc biệt là As. Các đồng bằng châu thổ với mật độ dân cư
lớn vùng Nam và Đông Nam Á thường phân bố các tầng chứa nước phong
phú và phân bố rộng khắp.[3]
2.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Việt Nam là một quốc gia có trữ lượng nước dưới đất khá phong phú và
tốt về mặt chất lượng. Nước dưới đất tồn tại trong các lỗ hổng và các khe nứt
của đất đá, hoặc do sự thẩm thấu, thấm của nguồn nước mặt, nước mưa. Tài


16

nguyên dự báo nước dưới đất trong các thành tạo chứa nước chính (thành tạo
bở rời, đá vôi, lục nguyên, bazan…) ước tính khoảng 172,6 triệu m3/ngày,
trong khi đó tỷ trọng sử dụng nước dưới đất chưa nhiều. [3]
Bảng 2.1. Tài nguyên nước ở Việt Nam

(Nguồn: Liên đoàn QH và ĐT TNN miền Bắc - Bộ TN&MT, 2013)
Một trong những chỉ tiêu để đánh giá sự ổn định của nguồn nước là thời

hạn phục hồi nguồn nước, nghĩa là thời gian cần thiết để nước vận động từ
miền hình thành đến miền phá hủy. Đối với dòng chảy trên mặt tính trung
bình cho toàn địa cầu, thời gian đó cỡ khoảng 16 ngày đêm, còn đối với dòng
ngầm khoảng 1,5 ngàn năm. Do giới hạn về phục hồi nguồn nước cho nên
phải đặc biệt chú ý đến bảo vệ tầng chứa nước khỏi bị cạn kiệt và ô nhiễm.
Không giống như nước mặt, trước đây nước dưới đất không được quan
tâm nhiều và công tác nghiên cứu, khảo sát đánh giá nguồn nước dưới đất
cũng có nhiều hạn chế hơn nước mặt.
Nhưng hiện nay,việc khảo sát đánh giá hiện trạng nước dưới đất đã và
đang được quan tâm và cũng như các thành phố lớn khác của cả nước, có