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 HỊA BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC
NƯỚC DƯỚI ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ 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 HỊA BÌNH

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG KHAI THÁC
NƯỚC DƯỚI ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MƠ 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


1

Học viên: Phạm Hịa Bình

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 6
T
3

T
3

1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ................................................... 6
T
3

T
3

2. Mục tiêu nghiên cứu.............................................................................. 6
T
3

T

3

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu......................................................... 6
T
3

T
3

4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 6
T
3

T
3

5. Phương pháp nghiên cứu....................................................................... 7
T
3

T
3

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................................... 8
T
3

T
3

1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu.......... 8
1.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................. 8
1.1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo ......................................................... 8
1.1.3. Đặc điểm khí tượng, thủy văn ..................................................... 9
1.1.4. Đặc điểm giao thông, kinh tế - xã hội ....................................... 11
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T

3

T
3

1.2. Đặc điểm địa chất thủy văn và hiện trạng khai thác n ước dưới đất
trong khu vực ...................................................................................... 12
1.2.1. Đặc điểm địa chất thủy văn....................................................... 12
1.2.2. Hiện trạng khai thác nước dưới đất........................................... 16
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

Chương 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TRỮ LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT ............ 19
T
3

T
3

2.1. Phương pháp pháp thủy động lực .................................................... 19
2.1.1. Khái quát về phương pháp thủy động lực ................................. 19
2.1.2. Phương pháp giải tích ............................................................... 21
2.1.3. Phương pháp mơ hình ............................................................... 22
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T

3

2.2. Phương pháp thuỷ lực ...................................................................... 24
T
3

T
3

2.3.Phương pháp cân bằng ...................................................................... 27
T
3

T
3

2.4.Phương pháp tương tự địa chất thuỷ văn .......................................... 28
T
3

T
3

Chương 3. SỬ DỤNG PHẦN MỀM VISUAL MODFLOW TÍNH TOÁN CÂN BẰNG
NƯỚC VÀ DỰ BÁO MỰC NƯỚC HẠ THẤP ...................................................... 30
T
3

T
3

3.1. Giới thiệu Visual Modflow .............................................................. 30
3.1.1. Giới thiệu chung........................................................................ 30
3.1.2. Tính năng của phần mềm .......................................................... 30
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

3.2. Cơ sở lý thuyết ph ương pháp mô hình số áp d ụng cho Visual
Modflow .............................................................................................. 30
3.2.1.Phương trình vi phân vận động của nước dưới đất .................... 30
3.2.2. Phương pháp sai phân hữu hạn ................................................. 31
T
3

T

3

T
3

T
3

T
3

T
3

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


2

Học viên: Phạm Hịa Bình

3.2.3. Chỉnh lý mơ hình....................................................................... 37
3.2.4. Dự báo đánh giá trữ lượng khai thác ........................................ 38
T
3

T
3

T

3

T
3

3.3. Xây dựng và chỉnh lý mô hình......................................................... 38
3.3.1. Mô hình khái niệm .................................................................... 38
3.3.2.Xây dựng mô hình...................................................................... 40
4.3.3. Chỉnh lý mô hình ...................................................................... 70
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

4.4. Kết quả dự báo cho khu vực Hà Nội ................................................ 83
T
3

T
3

4.5. Kết quả dự báo cho vùng nghiên cứu .............................................. 86
T
3

T
3

Chương 4. ĐÁNH GIÁ , PHÂN VÙNG , ĐỊNH H ƯỚNG KHAI THÁC , SỬ DỤNG BỀN
VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU .............. 91
T
3

T
3

4.1. Phân tích, tính tốn cân bằng nước cho khu vực nghiên cứu đến năm
2020 ..................................................................................................... 91
T
3

T
3

4.2. Định hướng khai thác sử dụng bền vững tài nguyên nước dưới đất 91
T
3

T
3

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................................. 96
T
3

T
3

DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................ 97
T
3

T
3

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


3

Học viên: Phạm Hịa Bình

MỤC LỤC BẢNG
Sơ đồ vị trí vùng nghiên cứu ...................................................................................... 8

Hình 1.
T
3

T
3

T
3

Hình 2.
T
3

Lượng mưa, bốc hơi trung bình tháng (2000-2009) tại trạm Láng .......................... 10

T
3

T

3

T
3

T
3

Hình 4.
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 6.

T
3

T
3

T

3

T
3

Mặt cắt theo hướng Đơng - Tây mơ hình nước dưới đất vùng Hà Nội .................... 48

Hình 8.

T
3

T
3

T
3

Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 1 .................................................................................... 48

Hình 9.
T
3

T
3

Mặt cắt theo hướng Bắc – Nam mơ hình nước dưới đất vùng Hà Nội .................... 47

Hình 7.

T
3

T
3

Lưới sai phân và giới hạntrên mặt bằng mơ hình nước dưới ................................... 41

T
3

T
3

T
3

Sơ đồ ngun lý lặp khi giải hệ phương trình .......................................................... 37

Hình 5.
T
3

T
3

Ơ lưới i,j,k và 6 ô xung quanh ................................................................................. 33

T
3

T
3

T
3

Sơ đồ rời rạc hố khơng gian trong mơ hình ........................................................... 32

Hình 3.
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 10. Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 2 .................................................................................... 49
T
3

T

3

T
3

T
3

Hình 11. Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 3 .................................................................................... 49
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 12. Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 4 .................................................................................... 50
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 13. Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 5 .................................................................................... 50
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 14. Sơ đồ đẳng cao độ đáy lớp 6 .................................................................................... 51
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 15. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qh ....................................................................... 55
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 16. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qp 2 ...................................................................... 55
T
3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 17. Sơ đồ phân vùng hệ số thấm tầng qp 1 ...................................................................... 56

T
3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 18. Sơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qh .................................................................. 59
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 19. Sơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qp 2 ................................................................ 60
T

3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 20. Sơ đồ điều kiện biên tầng chứa nước qp 1 ................................................................ 61
T
3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 21. Sơ đồ các giếng khai thác mơ phỏng trên mơ hình .................................................. 63
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 22. Giếng khai thác được mơ phỏng trên mơ hình ......................................................... 64
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 23. Lỗ khoan quan trắc mơ phỏng trên mơ hình ............................................................ 67
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 24. Sơ đồ vị trí các lỗ khoan quan trắc trên mơ hình ..................................................... 68
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 25. Bản đồ đẳng cao độ mực nước ban đầu tầng qh (1/2000) ....................................... 69
T
3

T
3

T

3

T
3

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


4

Học viên: Phạm Hịa Bình

Hình 26. Bản đồ đẳng cao độ mực nước ban đầu tầng qp 2 và qp 1 (1/2000) .......................... 69
T
3

T
3

T
3

R

R

R

R

T
3

Hình 27. Cao độ mực nước tầng qp 2 khi giải bài toán ngược ổn định .................................... 71
T
3

T
3

T
3

R

R

T
3

Hình 28. Cao độ mực nước tầng qp 1 khi giải bài tốn ngược ổn định .................................... 72
T
3

T
3

T
3

R

R

T
3

Hình 29. Đồ thị đánh giá sai số giữa cao độ mực nước tính tốn và mực nước quan trắc khi
giải bài tốn ngược ổn định ...................................................................................... 73
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 30. Đồ thị sai số giữa mực nước tính tốn và mực nước quan trắc bước thời gian sau
1800 ngày(12/2004) ................................................................................................. 74
T
3

T
3

T

3

T
3

Hình 31. Cao độ mực nước tính tốn trên mơ hìnhtầng qh thời điểm 12/2004 ...................... 75
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 32. Cao độ mực nước tính tốn trên mơ hìnhtầng qp 2 thời điểm 12/2004 .................... 76
T
3

T
3

T
3

R

R

T
3

Hình 33. Cao độ mực nước tính tốn trên mơ hìnhtầng qp 1 thời điểm 12/2004 .................... 77
T
3

T
3

T
3

R

R

T
3

Hình 34. Đồ thị so sánhmực nước tính tốn và quan trắc tại lỗ khoan P33A ......................... 78
T
3

T
3

T

3

T
3

Hình 35. Đồ thị so sánhmực nước tính tốn và quan trắc tại lỗ khoan P79A ......................... 79
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 36. Đồ thị so sánh mực nước tính tốn và quan trắc tại lỗ khoan P72A ........................ 80
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 37. Đồ thị so sánh mực nước tính tốn và quan trắc tại lỗ khoan P55A ........................ 81
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 38. Đồ thị so sánh mực nước tính tốn và quan trắc tại lỗ khoan P49A ........................ 82
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 39. Cao độ mực nước mực nước dự báosau 20 nămtầng qh .......................................... 84
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 40. Cao độmực nước dự báo sau 20 nămtầng qp 2 ......................................................... 85
T
3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 41. Cao độ mực nước dự báo sau 20 nămtầng qp 1 ........................................................ 86
T
3

T
3

T
3

R

R3
T
3

Hình 42. Sơ đồ cao độ mực nước dự báo tại bãi giếng tầng qp 1 sau 20 năm ......................... 87
T
3

T
3

T
3

R

R

T
3

Hình 43. Sơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qh sau 20 năm

.................................................................................................................................. 93
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 44. Sơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qp2 sau 20 năm
.................................................................................................................................. 94
T
3

T
3

T
3

T
3

Hình 45. Sơ đồ cao độ hạ thấp mực nước dự báo tại khu vực nghiên cứu tầng qp1 sau 20 năm
.................................................................................................................................. 94
T

3

T
3

T
3

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

T
3


5

Học viên: Phạm Hịa Bình

MỤC LỤC HÌNH
Bảng 1.
T
3

Thống kê lượng mưa, bốc hơi tại trạm Láng - Hà Nội ............................................ 10
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

Bảng 2.

T
3

T
3

Bảng 3.
T
3

T
3

Thống kê chiều dày các tầng chứa nước vùng Ba La – Hà Đông ............................ 13
T
3

Bảng tổng hợp vị trí, tọa độ các giếng khai thác nước trong vùng ảnh hưởng của
cơng trình khai thác. ................................................................................................. 17

T
3

Bảng 4.
T
3

Đặc trưng lượng mưa và bốc hơi trạm Hà Đông ..................................................... 39
T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

Bảng 5.

T
3

T
3

Bảng 6.
T
3

Bảng 7.
T
3

Bảng thống kê chiều dày các lớp tại lỗ khoan khu vực Hà Nội ............................... 42

Bảng 9.
T
3

T
3

Bảng tổng hợp thông số ĐCTV khu vực Hà Nội ..................................................... 51
T
3

Tổng hợp lượng mưa theo tháng tại trạm Láng – Hà Nội (mm) .............................. 56

Bảng 8.
T
3

T
3

T
3

Tổng hợp lượng bốc hơi theo tháng tại trạm Láng – Hà Nội (mm) ......................... 57

T
3

T
3

T
3

T
3

T
3

Hiện trạng khai thác tập trung quy mô lớn khu vực phía Nam Hà Nội ................... 62
T
3

Bảng 10. Các lỗ khoan quan trắc được sử dụng để chỉnh lý mô hình ..................................... 65
T
3

T
3

T
3

T
3

Bảng 11. Bảng phân chia chiều sâu các tầng chứa nước khu vực nghiên cứu ........................ 88
T
3

T
3

T
3

T
3

Bảng 12. Kết quả tính tốn cân bằng nước khu vực nghiên cứusau 20 năm khai thác ........... 92
T
3

T
3

T
3

T
3

Bảng 13. Tiêu chí áp dụng khoanh định vùng cấm, vùng hạn chế và vùng được phép khai
thác đối với nước dưới đất khu vực Hà Đông .......................................................... 93
T
3

T
3

T
3

T
3

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


6

Học viên: Phạm Hịa Bình

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Thủ đô Hà Nội là trung tâm văn hố, chính trị và kinh tế lớn nhất cả nước
đang có tốc độ phát triển mạnh mẽ về cơng nghiệp, du lịch và dịch vụ tạo đà cho
bước phát triển vượt bậc về nhiều mặt, đồng thời dần khẳng định vị thế chính trị
trong trường quốc tế. Cùng với sự phát triển thì nhu cầu về nguồn nước ngày
một gia tăng.
Hà Nội có tài nguyên nước ngầm và nước mặt khá phong phú, tuy nhiên
việc khai thác nước ngầm chưa được quy hoạch hợp lý như hiện nay đã gây ra
hạ thấp mực nước lớn và suy giảm trữ lượng và chất lượng, làm ảnh hưởng đến
môi trường (ô nhiễm, sụt lún đất).
Hiện nay, nguồn nước sử dụng cho ăn uống sinh hoạt, sản xuất, dịch vụ ở
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
bị hạ thấp trong khi tổng lượng nước khai thác mới chỉ chiếm phần nhỏ trong
tổng trữ lượng có thể khai thác của khu vực. Điều đó chứng tỏ mạng lưới khai
thác nước ở Hà Nội hiện nay là chưa hồn tồn hợp lý. Chính vì vậy việc đánh
giá và xây dựng lại quy hoạch khai thác nước khu vực Hà Nội là cơng 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 mơ hình số" có tính cấp thiết và
được chọn làm đề tài luận văn tốt nghiệp của học viên để chuẩn bị hồn thành
chương trình đào tạo thạc sĩ kỹ thuật chun ngành Kỹ thuật tài nguyên nước.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu các phương pháp đánh giá trữ lượng nước dưới đất.
- Đánh giá trữ lượng có thể khai thác bền vững tài nguyên nước dưới đất tại
khu vực nghiên cứu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là đặc điểm địa chất thủy văn liên quan đến các công

trình cấp nước tập trung, khai thác đơn lẻ, nhu cầu dùng nước cho sinh hoạt, sản
xuất, phòng cháy chữa cháy thời điểm hiện tại và cho tương lai… trong khu vực
nghiên cứu, trữ lượng có thể khai thác bền vững tài nguyên nước dưới đất.
Phạm vi nghiên cứu là các cơ sở khoa học đối với việc tính tốn dự báo trữ
lượng có thể khai thác bền vữn g tài nguyên nước dưới đất tại khu vực nghiên
cứu, phương pháp xử lý và vận dụng các phần mềm phục vụ cho công việc.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu các phương pháp đánh giá trữ lượng có thể khai thác bền vững
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


Học viên: Phạm Hịa Bình

7

tài ngun nước dưới đất.
- Nghiên cứu ứng dụng mơ hình tốn trong việc tính tốn đánh giá trữ
lượng nước dưới đất.
- Đề xuất phương pháp đánh giá trữ lượng có thể khai thác phù hợp và biện
pháp quản lý bền vững tài nguyên nước dưới đất khu vực nghiên cứu.
5. Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp thu thập tài liệu để có các thông tin liên quan về đặc
điểm địa chất thủy văn ; các công trình cấp nước t ập trung, khai thác đơn lẻ ; hệ
thống quan tr ắc mực nước, chất lượng nước… ; nhu cầu dùng nước cho sinh
hoạt, sản xuất, phòng cháy chữa cháy thời điểm hiện tại và cho tương lai…
Sử dụng công cụ phần mềm hiện đại để lập mơ hình sớ tính tốn cân b ằng
nước, xác định các thành phần tham gia hình thành tr ữ lượng khai thác nước
dưới đất. Từ đó đánh giá trữ lượng nước có thể khai thác tại khu vực nghiên cứu
và đề xuất phương pháp quản lý bền vững tài nguyên nước dưới đất . Trong luận
văn chủ yếu sử 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 mơ hình số


8

Học viên: Phạm Hịa Bình

Chương 1.
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Điều kiện địa lý tự nhiên kinh tế - xã hợi khu vực nghiên cứu
1.1.1. Vị trí địa lý
Khu vực nghiên cứu thuộc địa phận quận Hà Đông, thành phố Hà Nội, nằm
bên bờ phải sông Nhuệ, dọc đường quốc lộ số 6 Hà Nội - Hồ Bình, cách trung
tâm thủ đơ Hà Nội 12 km (xem hình 1.1) về phía Tây và được giới hạn bởi tọa
độ (hệ tọa độ VN2000, múi chiếu 30, kinh tuyến trục 1050):
P

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 vị trí vùng nghiên cứu

1.1.2. Đặc điểm địa hình địa mạo
Vùng nghiên cứu có đặc điểm chung của vùng đồng bằng tích tụ thuộc
châu thổ sơng Hồng với địa hình khá bằng phẳng, có độ dốc nhỏ 3-4o, độ cao

thường từ 5-7m. Riêng phía tây và tây nam có địa hình cao hơn, có đỉnh đồi cao
tới 63,8m. Đất đá cấu thành nên địa hình chủ yếu là sét, sét bột, cát pha và đôi
chỗ là cát mịn (dọc ven sông). Đây là diện tích chủ yếu cấy lúa nước và trồng
ngơ khoai dọc theo sông Đáy, sông Nhuệ.
P

P

Về đặc điểm địa mạo, theo báo cáo “Điều tra địa chất đô thị Hà Đông” cho
thấy vùng nghiên cứu chỉ thuộc 1 đơn vị địa mạo là dạng đồng bằng tích tụ châu
thổ sơng Hồng và được phân chia thành các phụ vùng như sau:
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


9

Học viên: Phạm Hịa Bình

+ Phụ vùng đồng bằng tích tụ trong đê: Là tồn bộ phần diện tích trong đê
được giới hạn bởi hệ thống đê Sơng Đáy có chiều dài tới 128 km. Sự xuất hiện
các đê này khơng chỉ ngăn lũ tràn vào đồng bằng mà cịn làm cho bề mặt đồng
bằng không được bồi tụ hàng năm, tạo ra sự khác biệt trong đê, ngoài đê. Phần
đồng bằng trong đê chiếm hơn 2/3 diện tích ở phía đơng vùng nghiên cứu,gồm
đồng bằng thấp khơng được bồi tụ.
+ Phụ vùng tích tụ ngồi đê: Nằm kẹp giữa hai đê chống lũ Tả Đáy và Hữu
Đáy. Khi chưa có đập Vân Cốc và đập Phùng, thì hàng năm nước sơng Đáy
dâng cao, vẫn xảy ra tích tụ ven lịng do thế mà bề mặt địa hình ngồi đê thường
cao hơn bề mặt trong đê có nơi tới 3 ÷ 4m.
+ Phụ vùng các đồi sót: Chiếm diện tích nhỏ ở góc tây nam vùng nghiên
cứu. Nơi đây xuất hiện các đồi sót bóc mịn hoặc núi sót Karst nổi trên đồng

bằng tích tụ. Hầu hết các đồi, núi sót có quy mơ khơng lớn (thường dưới 50-70
ha) và có độ cao khơng q 100m.
1.1.3. Đặc điểm khí tượng, thủy văn
a. Đặc điểm khí hậu, khí tượng
Vùng Hà Đơng 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 đặc trưng khí hậu trong vùng nghiên cứu như sau:
+ Nhiệt độ khơng khí cao nhất là 38,8oC và thấp nhất 7,1, trung bình nhiều
năm 23,5 oC.
P

P

P

P

+ Độ ẩm cao nhất là 91%, thấp nhất là 28% và trung bình nhiều năm là
85,54%.
+ Lượng bốc hơi nhỏ nhất 828,2 mm/năm (1995), cao nhất 1126,7 mm/năm
(1987), trung bình nhiều năm là 971,9 mm/năm.
+ Lượng mưa hàng 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 là gió Đơng Nam với vận tốc lớn nhất là 20 m/s. Mùa đông
chủ yếu là gió Đơng Bắc.
Kết quả đo lượng mưa và 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 sơng lớn chảy qua là sơng Nhuệ và sơng Đáy. Ngồi

ra trong vùng nghiên cứu cịn 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 khơng có
vai trò lớn đối với nguồn nước dưới đất.
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


10

Học viên: Phạm Hịa Bình
Bảng 1.

Thống kê lượng mưa, bốc hơi tại trạm Láng - Hà Nội

Năm

1
2
3
I. Lượng mưa(mm)
2000 2,5 32,7 34,6
2001 15,7 41,9 139,7
2002 9,0 18,0 11,0
2003 41,0 37,0 13,0
2004 6,0 29,0 45,0
2005 12,0 36,0 27,0
2006 4,0 25,0 34,0
2007 3,0 25,0 29,0
2008 27,0 14,0 20,0
2009 5,0 80,0 49,0
Tbình 12,5 33,9 40,2

II. Lượng bốc hơi (mm)
2000 72,0 50,0 46,0
2001 67,0 52,0 55,0
2002 69,0 45,0 66,0
2003 59,0 60,0 88,0
2004 52,0 42,0 52,0
2005 54,0 43,0 59,0
2006 76,0 40,0 49,0
2007 86,0 51,0 34,0
2008 57,0 61,3 63,0
2009 78,0 52,0 56,0
Tbình 67,0 49,6 56,8

4

5

151,6
73,4
59,0
61,0
161,0
33,0
18,0
98,0
122,0

104,6
223,5
214,0

282,0
335,0
223,0
140,0
118,0
184,0

Tháng
6
7
187,1
374,7
240,0
274,0
229,0
278,0
97,0
211,0
234,0

260,1
487,4
274,0
243,0
366,0
278,0
247,0
286,0
424,0

8

9

10

11

12

193,9
576,7
104,0
375,0
247,0
377,0
365,0
330,0
305,0

48,0
74,9
240,0
351,0
107,0
366,0
183,0
388,0
199,0

260,8
183,4
150,0
13,0
8,0
18,0
28,0
145,0
469,0

2,2
21,9
51,0
4,0
24,0
92,0
116,0
5,0
259,0

0,0
41,5
48,0
6,0
28,0
27,0
1,0
21,0
11,0

64,0 93,0 83,0 101,0
54,0 91,0 85,0 83,0
79,0 85,0 86,0 73,0
89,0 113,0 125,0 107,0
48,0 81,0 112,0 100,0
70,0 107,0 102,0 94,0
75,0 90,0 112,0 98,0
68,0 91,0 100,0 99,0
62,0 80,0 72,0 83,0

85,0 100,0 81,0 109,0 96,0
75,0 93,0 80,0 94,0 67,0
80,0 81,0 81,0 62,0 61,0
81,0 87,0 122,0 98,0 89,0
84,0 85,0 142,0 92,0 87,0
69,0 87,0 95,0 67,0 85,0
59,0 108,0 93,0 91,0 77,0
78,0 76,0 79,0 103,0 66,0
76,0 70,0 69,0 69,0 70,0

67,7

76,3

92,3

97,4

93,1

87,4

93,6

980,0
896,0
868,0
1118,0
977,0
932,0
968,0
931,0
832,3
186,0
87,2 77,6 946,1
120

Lượng mưa

100

Bốc hơi

80
200
60
150

Bốc hơi (mm)

Lượng mưa (mm)

250

40
100
20

50

0

0
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Tháng

Hình 2.

1278,1
2254,7
1418,0
1700,0
1585,0
1767,0
1258,0
1659,0
2268,0

86,3 202,7 236,1 318,4 319,3 217,4 141,7 63,9 20,4 1687,5

350

300

Tổng

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

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


11

Học viên: Phạm Hịa Bình

- Sơng Nhuệ: Được bắt nguồn từ cống Thụy Phương là một nhánh của sông
Hồng, phần chảy qua vùng nghiên cứu dài 10-15km. Chiều rộng trung bình 1520m, nhỏ nhất là 13m, lớn nhất là 34m (cầu Hà Đơng). Chiều dày lớp nước sơng
trung bình 1,5-2m, lớn nhất là 3,46m (cầu Hà Đơng). Lưu lượng dịng chảy mùa
khô từ 4,088-17,442 m3/s. Tại cầu Hà Đông lớp bùn có thành phần bột thơ 30%,
sét 33% và có chiều dày lớp bùn là 0,87m. Nước sông Nhuệ nhạt có kiểu
bicarbonat – calci và khơng thay đổi theo mùa.
P

P

Theo số liệu điều tra của Báo cáo Địa chất đô thị Hà Đông năm 1993, nước
sông Nhuệ chứa hàm lượng NO 2 − = 0,007 mg/l, NO 3 = 0,252 mg/l, NH 4 + =
0,072 mg/l, PO 4 −2 = 0,46 mg/l, ΣFe = 2,95 mg/l. Đến nay, nồng độ của các chất
nhiễm bẩn trong nước sông đã tăng lên rất nhiều lần do phải tiếp nhận các nguồn
nước thải hầu hết không được xử lý. Về phương diện vi sinh nước sông Nhuệ
nhiễm bẩn nặng, hàm coliform rất lớn > 24.000 con/100 ml.
R

R

RP

RP

P

R

R

R

RP

P

P

- Sông Đáy: Là chi lưu của sơng 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 sơng 0,6 - 0,8m, rộng nhất là 13m. Về mùa khơ, sơng Đáy khơng
có dịng chảy, lớp bùn đáy sông chủ yếu là cát, tại cầu Mai Lĩnh lớp bùn dày
0,2m trong đó thành phần cát chiếm 47%, sét là 23%. Nước nhạt có kiểu
bicarbonat - calci.
Cũng theo số liệu điều tra của “Báo cáo Địa chất đô thị Hà Đông” năm
1993, hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước sông Đáy là NO 2 - = 0,60 mg/l,
NO 3 = 0,95 mg/l, PO 4 -2 = 0,46 mg/l, NH 4 + = 0,058 mg/l, ΣFe = 2,15 mg/l. Hiện
tại chất lượng nước sông Đáy cũng có dấu hiệu bị gia tăng hàm lượng nhiễm bẩn
mà nguyên nhân chủ yếu do việc xả nước thải chưa qua xử lý vào nước sông.
R

R

R

R

RP

P

R

RP

RP

P

P

1.1.4. Đặc điểm giao thông, kinh tế - xã hội
a. Giao thông vận tải
Vùng nghiên cứu khá thuận lợi về giao thơng, ngồi các trục giao thơng
chính như đường quốc lộ 6 Hà Nội - Hồ Bình chạy qua liên kết với các đường
Láng - Hịa Lạc, 430 Hà Đơng - Văn Điển, Hà Đơng - Vân Đình, Hà Đơng Nhổn... cịn có nhiều đường phố lớn và các đường nội vùng đều là đường nhựa
có chất lượng tốt.
Đường sắt Bắc - Nam chạy qua phía Tây thành phố. Ngồi ra có thể di
chuyển bằng đường hàng không từ sân bay Nội Bài cách vùng nghiên cứu khơng
xa. Nhìn chung đặc điểm giao thơng trong vùng nghiên cứu là rất thuận lợi.
b. Kinh tế - xã hội
Thành phố Hà Đông của tỉnh Hà Tây cũ (nay là quận Hà Đông của thành

phố Hà Nội) là trung tâm kinh tế có tốc độ phát triển và đơ thị hóa khá nhanh
trong thành phố Hà Nội. Tại đây có hàng trăm xí nghiệp, kho tàng của Trung
ương và địa phương, rất nhiều các cơ sở thủ công nghiệp, tập trung vào những
ngành dệt, da, may, nhuộm vốn có từ lâu đời và phát triển mạnh. Tại vùng
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


12

Học viên: Phạm Hịa Bình

nghiên cứu hiện nay đang được xây dựng hàng loạt các khu đô thị như Văn Phú,
Văn Quán, Park City, An Hưng và xa hơn nữa là khu đô thị Dương Nội.
Công nghiệp chủ yếu là cơng nghiệp cơ khí phục vụ cho nơng nghiệp, giao
thơng, thuỷ lợi. Các ngành công nghiệp và thủ công nghiệp đang ngày càng tiến
tới việc sản xuất sạch nhằm đảm bảo vệ sinh môi trường, xử lý nước thải trước
khi thải ra mơi trường.
Tổng diện tích đất đai đơ thị là 33.3 km2, dân số 129.500 người, mật độ dân
số 3.891 người/km2, 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.
P

P

P

P

1.2. Đặc điểm địa chất thủy văn và hiện trạng khai thác nước dưới đất
trong khu vực

Vùng nghiên cứu là một phần của đồng bằng Sông Hồng, có đặc điểm của
thung lũng sơng miền đồng bằng, nhưng chịu ảnh hưởng của các q trình biển
tiến, bào xói lục địa. Các trầm tích có tướng từ lục địa, hồ đầm lầy đến trầm tích
biển. Trầm tích thường có tính phân nhịp với độ hạt thơ dần theo chiều sâu. Căn
cứ vào thành phần thạch học, tướng đá các thành tạo, tính chất thấm và chứa
nước, độ giàu nước các đặc điểm thuỷ động lực, động thái nước dưới đất, tác giả
phân ra các phân vị địa chất thủy văn theo quan điểm “Dạng tồn tại của nước
dưới đất”.
1.2.1. Đặc điểm địa chất thủy văn
1. Các tầng chứa nước
a) Tầng chứa nước lỗ hổng khơng áp Holocen (qh)
Tầng có diện phân bố khá rộng rãi trên toàn khu vực, chỉ xuất lộ trên bề
mặt ở ven sông Đáy, sông Nhuệ còn đa phần bị phủ bởi lớp sét trên. Thành phần
thạch học gồm cát các loại, cát pha đổi chỗ có lẫn sạn sỏi tướng lịng sơng ở đáy
tầng. Chiều sâu phân bố tầng từ khoảng 5 đến 22,7m (LK VMEP), từ 2 đến 26m
(tại xã Kiến Hưng) và từ 9 đến 28m (tại xã Đông Lãm) với thành phần chủ yếu
là cát mịn đến vừa màu xám, xám vàng có độ chọn lọc khá tốt. .Tại các lỗ khoan
nghiên cứu tại khu vực bãi giếng Ba La – Hà Đơng 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 là nước không áp (a = 4.103 m2/ng) cá
biệt có nơi áp yếu a = 5.104 m2/ng. Chiều sâu mực nước trong trạng thái tự nhiên
từ 0,85 - 3,15 m. Trong vùng động thái bị phá hủy do khai thác nước tầng chứa
nước Pleistocen bên dưới mãnh liệt, vị 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 m2/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 giàu nước trung bình đến giàu.
P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

Nước tàng trữ và lưu thông trong tầng là nước nhạt (có tổng khống hố từ
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mô hình số


13

Học viên: Phạm Hịa Bình

0,124 đến 0,703 g/l), chủ yếu là kiểu bicarbonat calci - magne, pH thay đổi từ 77,5. Kết quả phân tích sắt chun mơn cho thấy hàm 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 bị nhiễm bẩn NO 2 -, hàm NO- 2 từ 0,08 đến 7,73 mg/l, đa phần vượt
quá giới hạn cho phép. Riêng hàm lượng NH 4 +, PO 4 -2 đều nhỏ dưới giới hạn
nước dùng cho ăn uống, sinh hoạt.

R

RP

P

P

R
P

R

R

RP

P

R

RP

P

Đây là tầng lộ ngay trên mặt hoặc bị phủ bởi lớp sét mỏng, có liên quan
trực tiếp với nước mặt, nước mưa. Tầng được cấu thành bởi cát có tính thấm
nước tốt nên rất dễ bị nhiễm bẩn hoá học do nước thải sinh hoạt, nước thải cơng
nghiệp, phân bón, thuốc trừ sâu trong nơng nghiệp.
Tầng có quan hệ thuỷ lực khá chặt chẽ với nước mặt 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 là nước mưa, nước mặt, nước
tưới ruộng, nguồn thốt ra sơng hồ, dòng mặt, bay hơi và ngấm xuống cung cấp
cho các tầng bên dưới hoặc do dân sử 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 (qp2)
gồm cát các loại, lớp dưới gồm các trầm tích cuội, sỏi sạn cát (qp1).
P

P

P

P

- Lớp trên (qp2)
P

P

Lớp có diện phân bố hầu khắp vùng, thành phần thạch học chủ yếu là cát,
cát pha đơi nơi có lẫn sạn sỏi tướng lịng sơng. Chiều sâu thế nằm nóc lớp thay
đổi từ 10 đến 43m. Chiều sâu thế nằm đáy lớp là 29,7 đến 50m. Lớp có chiều
dày thay đổi từ 4 đến 23,5, trung bình 11,67m. Tại vùng Ba La – Hà Đơng, lớp
chứa nước qp 2 có chiều dày biến đổi 2,5 – 11m, trung bình 8,1m, thành phần đất
đá chủ yếu là cát hạt thơ có lẫn sạn sỏi nhỉ. Giữa lớp chứa nước qp 2 và lớp chứa
nước qp 1 hầu như khơng có lớp sét thấm nước yếu ngăn cách (xem bảng 2)
R

R

R

R

R

Bảng 2.
TT SHLK
1
2
3
4
5
6

BL1
BL2
BL3
BL4
BL5
BL6
Max
Min
Trung bình

R

Thống kê chiều dày các tầng chứa nước vùng Ba La – Hà Đông

LCN1 (m)
Từ Đến Dày
0 5
5
0 20 20
0 8
8
0 7,5 7,5
0 8
8
0 6,5 6,5
0.0 20,0 20,0
0.0 5,0 5,0
0.0 9,2 9,2

TCN qh (m)
Từ Đến Dày
5 20 15
20 31 11
8 18 10
7,5 17,5 10
8 18 10
6,5 17,5 11
20,0 31,0 15,0
5,0 17,5 10,0
9,2 20,3 11,2

LCN2 (m)
Từ Đến Dày

20 31 11
31 39 8
18 32 14
17,5 32 14,5
18 32 14
17,5 32 14,5
31,0 39,0 14,5
17,5 31,0 8,0
20,3 33,0 12,7

TCN qp2
Từ Đến Dày
31 41,5 10,5
39 41,5 2,5
32 40 8
32 40 8
32 40,5 8,5
32 43 11
39,0 43,0 11,0
31,0 40,0 2,5
33,0 41,1 8,1

Từ
-

LCN3
Đến Dày
-

TCN qp1

Từ Đến Dày
41,5 67,5 26
41,5 67,5 26
40 68 26
40 68 28
40,5 68 27.5
43 68 25
43,0 68,0 28,0
40,0 67,5 25,0
41,8 67,8 26,4

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


14

Học viên: Phạm Hịa Bình

Chiều sâu thế nằm mực nước trong trạng thái tự nhiên thay đổi từ 2,57 đến
3,7m, do ảnh hưởng khai thác nước dưới đất lớp qp 1 bên dưới đã hình thành
phễu hạ thấp mực nước trong lớp qp 2 làm cho chiều sâu mực nước của lớp cũng
sâu thêm 6,43m.
R

R

R

R

Động thái mực nước thay đổi theo mùa, biên độ dao động mực nước hàng
năm từ 0,5 - 2,57m. Lớp này tương đối giàu 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
m2/ng. Hệ số thấm thay đổi từ K =4,6 - 35,2 m/ng.
P

P

Nước tàng trữ và lưu thông trong lớp là nước nhạt, mềm đến cứng vừa
kiểu bicarbonat calci - magne.
Lớp có quan hệ thuỷ lực khá chặt chẽ với các tầng chứa nước kề liền.
Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt, nước tầng trên và nguồn
thốt ra sơng hồ, ngấm xuống tầng dưới.
- Lớp dưới(qp1)
P

P

Lớp phân bố trên tồn diện tích vùng, là lớp chứa nước sản phẩm có ý
nghĩa cung cấp nước cho dân cư đơ thị. Lớp có chiều dày thay đổi từ 9,5 đến
39m. Thành phần đất đá gồm cát, cuội, sỏi tướng lịng sơng. 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 – Hà Đông lớp chứa nước qp 1 có chiều dày
khá ổn định trong khoảng 25 ÷ 26m. Thành phần đất đá chủ yếu là cuội thạch
anh lẫn sạn và cát.
R

R

Chiều sâu thế nằm mực nước trong trạng thái tự nhiên thay đổi 0,66 - 6,0m.

Riêng khu vực thị xã Hà Đơng - 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 m2/ng. Hệ số truyền áp a = 3×104 m/ng. Theo kết
quả thí nghiệm tại các giếng nghiên cứu – khai thác vùng Ba La – Hà 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.
P

P

P

P

Nước tàng trữ và vận động trong lớp là 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. Hàm lượng các đại nguyên tố đều nằm trong
phạm vi cho phép. Nước trong lớp hồn tồn khơng gặm mịn, hệ số gặm
mịn K K + 0,0503 Ca < 0. Nước từ không sủi bọt đến sủi bọt, hệ số sủi bọt từ
27,02 đến 274,97.
R

R

Hàm lượng vi nguyên tố lớp qp 1 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 1 có hàm lượng sắt rất cao, cần phải xử lí. Nước có
thành phần chủ yếu là bicarbonat – calci. Nước nhạt, mềm đến cứng vừa.

R

R

R

R

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


15

Học viên: Phạm Hịa Bình

Nguồn cung cấp chủ yếu cho lớp là 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 thốt ra sơng và bay hơi.
c) Các tầng chứa nước khe nứt
Theo kết quả nghiên cứu ĐCTV khu vực đã 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 (m4 )
R

R

Trầm tích Neogen phân bố rộng rãi trên toàn vùng, bị phủ hồn tồn bởi
các trầm tích trẻ hơn. Thành phần đất đá gồm cuội sạn, cát kết xen bột kết, sét

kết có tính phân nhịp, 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 định tầng chứa nước thuộc loại nghèo đến giàu nước
trung bình. Nước tàng trữ và vận động trong tầng đa phần là nước nhạt, mềm
kiểu bicarbonat calci - natri.
Riêng khu vực Tây Mỗ phát hiện được một chỏm nước lợ khoảng 4 km2,
tổng khoáng hoá từ 1,115 đến 2,23 g/l, hàm Cl- từ 430 đến 1301 mg/l. Nước có
kiểu clorur bicarbonat - natri. Nguồn gốc hình thành nước lợ ở 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 là nước mưa, nước tầng trên ngấm xuống, nguồn thốt ra
sơng hồ hoặc cung cấp cho tầng qp.
P

P

P

P

• Tầng chứa nước khe nứt, khe nứt karst trong đá vôi hệ tầng Đồng Giao
(t 2 ađg)
R

R

Tầng phân bố ở rìa phía tây vùng Hà Đơng, lộ ra duy nhất ở vùng núi Trầm
với diện tích 0,3 km2 cịn lại bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn. Thành phần là đá vôi
màu xám xanh, xám trắng cấu tạo khối, trong đá vôi phát triển 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 triển 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 kiểu bicarbonat
magne -calci.
P

P

Nước tầng t 2 ađg có quan hệ trực tiếp tới nước tầng qp, khi hút nước lỗ
khoan 162a (t 2 ađg) thì mực nước lỗ khoan 162 (Q) hạ thấp 0,25m. Nước dưới
đất tầng t 2 ađg được cung cấp bởi nước mưa, nước mặt, nước thấm xuyên từ tầng
trên và thoát ra mạng xâm thực địa phương.
R

R

R

•
(t 1 vn)
R

R

R

R

Tầng chứa nước khe nứt trong trầm tích phun trào hệ tầng Viên Nam

R

Tầng hầu hết bị phủ bởi trầm tích Đệ Tứ, chỉ lộ một chỏm nhỏ chừng 0,3
km ở Ninh Sơn thuộc huyện Chương Mỹ - Hà Tây. Thành phần là đá phun trào
bazan màu xám xanh, xám đen, xám lục. Chiều dày 400m. Tại vùng nghiên cứu
2
P

P

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


16

Học viên: Phạm Hịa Bình

chưa có cơng trình nghiên cứu nhưng theo tài liệu 02 lỗ khoan hút nước của Hồ
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 kiểu bicarbonat calci - magne.
Nguồn cung cấp là nước mưa, nước mặt, nguồn thoát do bay hơi và mạng
xâm thực địa phương.
2. Các lớp thấm nước yếu, cách nước
a) Lớp cách nước trong trầm tích Holocen (aQ23tb, aQ21-2hh)
Thành phần gồm sét, sét bột nâu hồng, đơi nơi có màu xám, xám đen. Phân
bố rộng khắp trong vùng, chỉ vắng mặt ở rìa hạ lưu sơng Đáy. Tầng có chiều dày
từ 2 đến 28,5m, trung bình 9,35m. Tại vùng Ba La – Hà Đơng, 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 đào (Đề án Điều tra địa chất đô thị 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 thể xếp vào loại
cách nước.
b) Lớp thấm nước yếu trong Pleistocen thượng (aQ12vp)
Trên lát cắt lớp thấm nước yếu nằm dưới tầng chứa nước qh và nằm trên
lớp qp2. Đất đá cấu thành tầng gồm sét, sét pha có màu loang lổ, có nơi là sét, sét
pha, bột sét, sét bùn lẫn tàn tích thực vật màu đen, xám đen. Tầng phân bố rộng
rãi trên bản đồ hầu hết các lỗ khoan đều gặp có chiều dày từ 0,8 đến 29,2m,
trung bình 7,87m. Kết quả nghiên cứu tại Ba La – Hà 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.
P

P

Lớp thấm nước yếu trong trầm tích Pleistocen thượng có tính thấm nhỏ.
Qua thí nghiệm đổ nước nhanh trong lỗ khoan tại 12 điểm (Đề án Điều tra địa
chất đô thị Hà Đông) cho thấy đất thuộc loại có tính thấm rất yếu, hệ số thấm K
trung bình khoảng 0,023 m/ng và được xếp vào lớp thấm nước yếu.
c) Lớp thấm nước yếu trầm tích Pleistocen trung – thượng (aQ1)
Lớp thấm nước yếu nằm dưới lớp chứa nước qp2 và nằm trên lớp qp1, phân
bố khơng liên tục tạo thành các thấu kính, có chiều dày thay đổi từ 0,5 đến
10,1m, trung bình 5,54m. Tại vùng Ba La – Hà Đông lớp thấm nước yếu này
vắng mặt 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 và được xếp vào lớp thấm nước yếu.
P

P

P

P

1.2.2. Hiện trạng khai thác nước dưới đất
Thành phố Hà Nội là 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 mơ từ 6.300 –
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


17

Học viên: Phạm Hịa Bình

10.000 m3/ngày đêm. Tổng lượng khai thác nước dưới đất quy mơ lớn vùng phía
Nam Hà Nội khoảng 591.900 m3/ngày đêm. Ngồi ra có khoảng gần 500 giếng
khoan khai thác nước để phục vụ cấp nước cho các cơ quan, nhà máy, xí nghiệp
với tổng lưu lượng khai thác khoảng 152.000 m3/ngày đêm. Như vậy tổng lượng
khai thác nước dưới đất khu vực phía Nam Hà Nội vào khoảng 743.900 m3/ngày
đêm, chưa kể các giếng khai thác để cấp nước quy mơ hộ gia đình.
P

P

P

P

P

P

P

P

Nằm trong vùng nghiên cứu gồm có các cơng trình khai thác sau:
- 8 giếng khai thác của cơ sở I (phố Bà Triệu) của công ty cấp nước Hà
Đông với tổng lưu lượng khai thác là 16.000 m3/ngày đêm.
P

P

- 4 giếng khai thác cơ sở II (Ba La) của công ty cấp nước Hà Đông với tổng
lưu lượng khai thác là 7.280 m3/ngày 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 thị
Văn Phú – Hà Đơng nên cịn lại 4 giếng khai thác).
P

P

- 28 giếng khai thác của 24 cơ quan, nhà máy, xí nghiệp khai thác với tổng
lưu lượng khai thác 8.366 m3/ngày đêm.
P

P

Vị trí, tọa độ, lưu lượng khai thác của từng giếng khai thác nằm trong vùng
ảnh hưởng được trình bày trong bảng 6.1 dưới đây. Tổng lượng khai thác trong
vùng ảnh hưởng của cơng trình là 31.646 m3/ngày đêm.

P

Bảng 3.

P

Bảng tổng hợp vị trí, tọa độ các giếng khai thác nước
trong vùng ảnh hưởng của cơng trình khai thác.

SHG

X

Y

Q (m3/ngđ)

H14
H15
H16
H18
H17
H110
H111
H112
H24
H21
H22
H29
G1

G2
G3
G4
G5

580768
580782
580897
580628
580542
580824
581281
580742
579825
579230
579349
579124
580142
582334
578282
582020
581920

2319672
2319406
2319272
2319286
2319124
2319502
2319118

2319769
2318319
2317822
2317926
2317677
2319972
2318267
2317650
2318565
2318565

2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
2000
1820
1820
1820
1820
120
240
300
1400
0

P

P

Tên chủ sở hữu

Công ty cấp nước Hà Đông

Công ty TNHH VMEP
XN khảo sát điện 1
Trung đoàn 692
Học Viện quân Y

Quận/Huyện
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông
Hà Đông

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

Tầng
khai
thác
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R


18

Học viên: Phạm Hịa Bình
G6
G7
G8
G9
G10
G11
G12
G13
G14
G15
G16
G17
G18
G19
G20
G21
G22
G23
G24
G25
G26
G27
G28

579517
579600
578177
578894
578897

577449
578175
578697
582439
579420
578582
578481
579519
578587
578514
577869
577769
578183
578493
582070
581030
579970
579424

2320224
2320233
2317971
2320088
2319623
2317890
2318314
2317962
2317958
2318895
2320297

2320279
2319892
2319046
2319037
2316962
2316253
2316576
2317031
2317576
2317673
2315228
2320734

750
0
150
128
150
120
60
200
60
60
350
120
1440
200
200
168
300

150
30
1100
60
150
360

Hà Đơng
Hà Đơng
Cty nước khống Hà Tây
Hà Đông
Cty vật tư y tế
Hà Đông
XN Bia Quang Trung
Hà Đông
NM 40 Yên Nghĩa
Hà Đông
Giao thông vận tải Hà Tây
Hà Đông
Cty Liên doanh vật liệu sứ WAY
Hà Đông
Trại tạm giam CA Hà Tây
Hà Đơng
CTy May kéo NN Hà Tây
Hà Đơng
Hồi Đức
Học viện chính trị
Hồi Đức
NM Len Hà Đơng
Hà Đơng

Hà Đơng
Cơng ty thực Phẩm Hà Tây
Hà Đông
Trường TH Kinh tế tài chính
Thanh Oai
CĐ kĩ thuật Thương mại
Thanh Oai
CTy thiết bị phụ tùng
Thanh Oai
TT Giống gia súc
Thanh Oai
CTCP sơn, tấm lợp
Thanh Trì
CTCP Giấy Trúc Bạch
Thanh Trì
Cty Vidamco
Thanh Trì
Học viện An ninh
Thanh Xuân
NM Dệt Hà Đông

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

qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1

qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
qp 1
R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R


Học viên: Phạm Hịa 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 mơ
hình.
- Phương pháp thuỷ lực;
- Phương pháp cân bằng;
- Phương pháp tương tự địa chất thuỷ văn.
Thực tế, tuỳ theo điều kiện tự nhiên, điều kiện địa chất, địa chất thủy văn
vùng nghiên cứu mà người ta có thể sử dụng đơn độc hoặc 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 tốn cơng trình khai thác nước trong những điều kiện ban đầu và điều
kiện biên nhất định với các thông số của các tầng chứa nước trong phạm vi miền
thấm nghiên cứu. Phương pháp thuỷ động lực có thể chia ra làm hai phương
pháp giải tích và phương pháp mơ hình. Phương pháp mơ hình bao gồm phương
pháp mơ hình tương tự (tương tự điện hoặc tương tự thuỷ lực), mơ 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 định điều kiện địa chất thuỷ văn và các nguồn chủ yếu hình thành trữ
lượng khai thác nước dưới đất. Để thực hiện bước này cần phải tiến hành thành
lập bản đồ hoặc sơ đồ địa chất thuỷ văn, bản đồ địa hình, bản đồ thông số (đẳng
chiều dày, đẳng đáy của tầng chứa nước và cách nước, bản đồ mực nước theo tài
liệu quan trắc động thái, bản đồ giá trị các thông số thấm và chứa).
- Thành lập sơ đồ tính tốn.
- Chọn phương pháp tính và cơng thức tính.
- Tiến hành tính tốn cơng trình lấy nước.
- Tiến hành dự báo thời gian dịch chuyển của các loại nước không đạt tiêu
chuẩn đến cơng trình lấy nước.
Dựa vào các kết quả tìm kiếm, nghiên cứu nước dưới đất đã được tiến
hành, làm rõ cấu tạo địa chất diện tích nghiên cứu, điều kiện thế nằm và sự phân
bố các tầng chứa nước, các lớp thấm nước yếu và cách nước, các nguồn hình
thành trữ lượng khai thác nước dưới đất, các thông số địa chất thuỷ văn và quy
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số


Học viên: Phạm Hịa Bình

20

luật thay đổi của chúng trên bình đồ và mặt cắt, quy luật thay đổi chất lượng
nước dưới đất, đánh giá mức độ chính xác việc xác định các nguồn hình thành
trữ lượng khai thác nước dưới đất chủ yếu và các thông số địa chất thuỷ văn.
Sơ đồ địa chất thuỷ văn thể hiện cấu tạo địa chất miền thấm và lưu vực thu
nước của dòng chảy trên mặt, các điều kiện trên biên giới của diện tích nghiên
cứu, quy luật thay đổi các thơng số thấm và chứa của các lớp chứa nước, thấm
nước yếu.
Trên mặt cắt địa chất thuỷ văn phải thể 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 mặt nước
v.v...
Sơ đồ tính tốn được thành lập trên cơ sở phân tích các bản đồ hoặc sơ đồ
nêu trên có chú ý đến những nhân tố chủ yếu quyết định quy luật hình thành trữ
lượng khai thác nước dưới đất và độ tin cậy của chúng trên cơ sở thực tế. Đồng
thời để đánh giá độ chính xác của một mỏ nào đó, có thể thành lập một số sơ đồ
tính tốn đặc trưng cho những nhận định khác nhau về nguồn hình thành trữ
lượng.
Khi tiến hành sơ đồ hoá điều kiện tự nhiên sang sơ đồ tính tốn cần chú ý
tới các yếu tố sau đây:
- Dạng hình học của một hệ thống chứa nước trênbình đồ và trên mặt cắt,
mặt cắt nhiều lớp hay một lớp.
- Cấu trúc dịng thấm: Các dịng khơng gian được đưa về dòng một chiều
hoặc 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 địa chất thuỷ văn tương đối đơn giản (tính chứa và
thấm tương đối đồng nhất, các biên giới của tầng chứa nước là đường thẳng,
điều kiện trên biên giới rõ ràng). Trong trường hợp này phương pháp giải tích
hồn tồn đảm bảo độ chính xác để giải các bài toán thực tế.Những điều kiện
như thế thường đặc trưng cho các tầng chứa nước có áp nằm dưới sâu, trong
những trầm tích bở rời thuộc các bồn actêzi kiểu miền nền, một số nón phóng
vật, các thung lũng sơng có mối quan hệ mật thiết giữa nước mặt và nước dưới
đất.
Trong những điều kiện địa 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 mặt của một số
tầng chứa nước có quan hệ thuỷ lực với nhau, thì phương pháp mơ hình số tỏ ra
là tối ưu.

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


21

Học viên: Phạm Hịa Bình

2.1.2. Phương pháp giải tích
Phương pháp giải tích đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất là sử
dụng lời giải giải tích của phương trình vi phân vận động của nước dưới đất
trong những điều kiện ban đầu vàđiều kiện biên nhất định đặc trưng cho từng
loại mỏ nước.
Công thức tổng quát để đánh giá trữ lượng khai thác trong lớp chứa nước
có áp, đồng nhất và phân bố vơ hạn là:

SKT =

Q KT
RC
4πKm

(2.1)

Trong đó:
S KT - Trị số hạ thấp mực nước khi khai thác;
R

R

Q KT - Trữ lượng khai thác nước dưới đất (lưu lượng từ cơng trình khai

thác);
R

R

R C - Sức cản thấm (thuỷ lực), xác định tương ứng với sơ đồ tính tốn khác
nhau;
R

R

K - Hệ số thấm;
m - Chiều dày tầng chứa nước có áp.
Cơng thức trên có thể áp dụng cho tầng chứa nước không áp, đồng nhất,
phân bố vô hạn nếu hạ thấp mực nước đến cuối thời gian tính tốn chưa vượt
q 20% chiều dày của tầng chứa nước. Trường hợp ngược lại, cơng thức tính
tốn cho tầng chứa nước khơng áp có thể nhận được bằng cách thay giá trị theo
công thức:
2mS ca = (2H − S ka )S ka
R

R

R

R

R

(2.2)

R

Trong đó:
S ca - Độ hạ thấp mực nước trong tầng chứa nước có áp;
R

R

S ka - Độ hạ thấp mực nước trong tầng chứa nước không áp;
R

R

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 ý đến
sự ảnh hưởng can nhiễu của các lỗ khoan. Công thức tổng quát để xác định mực
nước hạ thấp tại 1 giếng khoan là:
n

S tt = S0 + ∑ ∆Si
i =1

(2.3)

Trong đó:
S tt - Tổng mực nước hạ thấp tại lỗ khoan;
R

R

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


Học viên: Phạm Hịa Bình

22

S 0 - Độ hạ thấp mực nước trong lỗ khoan khi nó làm việc đơn độc;
R

R

∆S i - Độ hạ thấp mực nước bổ sung do các lỗ khoan can nhiễu gây ra.
R

R

Các công thức trên là các cơng thức tính tốn xác định hạ thấp mực nước
trong trường hợp tầng chứa nước là đồng nhất, phân bố vô hạn. Trong thực tế,
khi đánh giá trữ lượng tầng chứa nước thường là không đồng nhất và có các điều
kiện biên giới phức tạp. Đối với các trường hợp này người ta thường tiến hành
biến đổi để đưa về trường hợp tầng chứa nước đồng nhất, vơ hạn.
Khi tầng chứa nước khơng đồng nhất, chúng có sự thay đổi chiều dày, hệ
số thấm, hệ số nhả nước có quy luật hoặc khơng có quy luật. Để đưa về trường
hợp đồng nhất người ta thường tiến hành trung bình hố các thơng số trên.
Đối với trường hợp tầng chứa nước được ngăn cách bởi biên người ta
thường sử dụng “phép chiếu” qua biên và đưa vào sơ đồ tính tốn các lỗ khoan
“ảo” rồi sau đó tiến hành tính tốn cho trường hợp tầng phân bố vơ hạn.

2.1.3. Phương pháp mơ hình
Phương pháp mơ hình được xem là một phương pháp nhận thức khoa học
về thế giới khách quan trong đã được ứng dụng nhiều trong các ngành khoa học
và ứng dụng hiệu quả trong thực tế. Phương pháp mơ hình được ứng dụng rộng
rãi trong nghiên cứu địa chất thuỷ văn để giải quyết những nhiệm vụ cụ thể
trong nghiên cứu địa chất thuỷ văn khu vực, trong cơng tác tìm kiếm, thăm dị
cũng như nghiên cứu lý thuyết ứng dụng cho các mục đích khác. Nó được ứng
dụng để nghiên cứu q trình thấm của nước dưới đất, di chuyển khối lượng và
nhiệt độ trong nước nước. Với khái niệm chung nhất, mơ hình hố là sự phản
ánh thực tế tồn tại bằng phương pháp nào đó để nghiên cứu quy luật khách quan
vốn có của nó.
Phương pháp mơ hình có nhiều ưu điểm, đặc biệt là thay vì nghiên cứu các
quá trình, hiện tượng của đối tượng trong tự nhiên người ta chỉ cần nghiên cứu
các q trình, hiện tượng xảy ra trên mơ hình. Hiện nay có khá nhiều mơ hình
động học nước dưới đất. Chúng bao gồm các mơ hình tỷ lệ vật lý, mơ hình
tương tự và mơ hình tốn. Bản chất của chúng tương đối khác nhau:
- Mơ 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 mơ 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 mơ
hình thấm.
- Mơ hình tương tự là sự mơ phỏng sự tương tự về mặt vật lý giữa đối
tượng nghiên cứu và đối tượng mơ hình hố. Q trình thấm được khống chế bởi
các phương trình vật lý tương tự như quá trình truyền nhiệt, truyền điện. Bởi vậy
thay bằng nghiên cứu các q trình xảy ra trong mơi trường nước dưới đất người
Nghiên cứu đánh giá trữ lượng khai thác nước dưới đất bằng phương pháp mơ hình số

Học viên: Phạm Hịa Bình

23

ta tiến hành nghiên cứu các q trình truyền điện, truyền nhiệt trên các đối tượng
mơ hình hố tương đương với đối tượng nghiên cứu. Phương pháp mơ hình
tương tự được sử dụng khá rộng rãi trong nghiên cứu địa chất thuỷ văn những
năm 60 – 70. Ví dụ như mơ hình giấy dẫn điện, mơ hình điện và mơ hình điện ơ
mạng. Mơ hình điện (Anderson, 1972; Spieker, 1968) được làm bằng các điện
trở theo tỷ lệ để biểu thị cơ cấu các tầng chứa nước, cịn tụ điện được mơ phỏng
cho độ trữ nước. Cường độ dịng điện trong ampe kế của mơ hình biểu thị lưu
lượng dịng thấm. Điện thế trong mơ hình biểu thị mực nước, cịn thể tích nước
trong mơ hình được thể hiện bằng tổng lượng điện tích. Điện trở tỷ lệ nghịch 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 dòng điện và hiệu điện thế trong mạng thể hiện
lưu lượng và mực nước trong các tầng chứa nước. Các mơ hình điện tương tự có
thể mơ phỏng cho dịng chảy hai chiều hoặc ba chiều, đối với dịng ba chiều
được mơ phỏng bằng cách nối tiếp một số nhóm nằm ngang với nhau. Tuy nhiên
mơ hình điện tương tự khơng mơ phỏng được các q trình phân tán, khuyếch
tán trong bài tốn lan truyền vật chất.
- Mơ hình tốn dựa trên các lời giải cơ bản của dòng nước dưới đất, dòng
nhiệt và dịng vận chuyển khối. Mơ hình tốn học đơn giản nhất của dòng nước
dưới đất là định luật Đacxi. Để áp dụng định luật Đacxi chúng ta cần có một mơ
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). Định luật Đacxi là một ví
dụ của mơ hình giải tích. Để giải một mơ hình giải tích chúng ta phải biết điều
kiện ban đầu và điều kiện biên của bài toán thấm. Các điều kiện này phải đủ đơn
giản để có thể giải trực tiếp phương trình thấm bằng máy tính. Các mơ hình giải
tích có thể được giải nhanh chóng, chính xác và khơng tốn kém trên các máy
tính hoặc máy tích phân được lập sẵn chương trình.

Mơ hình số là một dạng của mơ hình tốn, bản chất của chúng là giải
phương trình vi phân vận động của nước dưới đất bằng phương pháp số. Phương
pháp số là phương pháp giải gần đúng các phương trình vi phân bao gồm sai
phân hữu hạn hoặc phần tử hữu hạn. Vùng nghiên cứu được rời rạc hoá thành
các “ô lưới” không gian và thời gian, trên mỗi ô trong một thời điểm các giá trị
tham gia vào phương trình là khơng đổi. Sau đó tiến hành thành lập các phương
trình liên hệ tốn học giữa các ơ 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 triển mạnh mẽ của cơng nghệ máy tính, tốc độ tính
tốnnhanh vượt bậc thì phương pháp mơ hình số lại càng được sử dụng rộng rãi.
Nhất là trong các nghiên cứu địa chất thuỷ văn.
Phương pháp mơ hình số có nhiều ưu điểm khi sử dụng để đánh giá trữ
lượng khai thác nước dưới đất:
- Sử dụng phương phấp mơ 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 mơ hình số