QUY HOẠCH VÀ QUẢN LÝ HỆT HỐNG KHAI THÁC NƯỚC NGẦM

138
Chơng 6
Quy hoạch v quản lý
hệ thống khai thác nớc ngầm

6.1. Quy hoạch hệ thống công trình khai thác nớc ngầm
6.1.1. Những tài liệu cần thiết
1. Các tài liệu về tình hình nguồn nớc
- Cấu tạo về địa tầng, tình hình địa chất và địa chất thủy văn khu vực khai thác nớc
ngầm, tính chất lý hoá của tầng địa chất.
- Tình hình địa hình của khu vực bao gồm cả khu vực cần cung cấp nớc ngầm và khu
vực khai thác nớc ngầm.
- Tình hình về khí tợng thủy văn để đánh giá đợc các nguồn nớc khác nh nguồn
nớc ma, nớc mặt.
- Điều tra, khảo sát về nớc ngầm bao gồm:
- Vị trí khu vực có thể khai thác nớc ngầm, trữ lợng nớc ngầm nh chiều sâu các
tầng trữ nớc, chiều rộng tầng trữ nớc.
- Chất lợng nớc ngầm, khả năng xử lý và các biện pháp xử lý có thể áp dụng.
2. Các tài liệu về yêu cầu dùng nớc
- Lợng nớc yêu cầu của các ngành kinh tế: nớc cho sinh hoạt, nớc cho nông
nghiệp nh tới, chăn nuôi.
- Xác định yêu cầu nớc đối với nguồn nớc ngầm
- Thời gian yêu cầu nớc
- Lu lợng nớc yêu cầu
- Tổng lợng nớc yêu cầu
3. Tài liệu về hệ thống yêu cầu tới nớc ngầm

-

Diện tích, vị trí khu vực yêu cầu sử dụng nớc ngầm.

- Hệ thống đờng kênh dẫn nớc mặt để tới (nếu có).
6.1.2. Các nguyên tắc chung quy hoạch, khai thác sử dụng nớc ngầm
- Do việc khai thác nớc ngầm để tới và cho các mục đích khác khá tốn kém và lu
lợng thờng không lớn, vì vậy cần triệt để khai thác nớc mặt, nớc ma, nếu thiếu mới sử
dụng nớc ngầm.
- Phải thông qua tính toán cân đối giữa yêu cầu nớc và nguồn nớc mặt có thể sử dụng
đợc để tìm ra các phơng án sử dụng nớc ngầm về mặt thời gian sử dụng và lợng nớc
cần sử dụng, phân tích kinh tế kỹ thuật, lựa chọn ra phơng án hợp lý nhất.
- Nên sử dụng nớc ngầm tại chỗ để giảm bớt tổn thất nớc và kinh phí đầu t vào xây
dựng công trình dẫn nớc.

139
- Khi quy hoạch khai thác và sử dụng nớc ngầm cần phải xem xét ảnh hởng của việc
khai thác đến các vấn đề có liên quan nh: Làm hạ thấp mực nớc ngầm, ảnh hởng tới các
yêu cầu dùng nớc khác có từ trớc ở trong vùng, vấn đề xây dựng, vấn đề môi trờng ở các
khu tập trung dân c cần dùng nớc ngầm, vấn đề ô nhiễm nớc ngầm từ các nguồn nớc
khác.
- Cần phối hợp chặt chẽ giữa thợng, hạ lu của các lu vực: Sử dụng khai thác nớc
ngầm ở thợng lu, vùng ven chân các dãy núi, u tiên nớc mặt cho vùng hạ lu.
- Khi bố trí công trình khai thác nớc ngầm cần phối hợp chặt chẽ với hệ thống cung
cấp nớc mặt để khối lợng công trình dẫn nớc nhỏ và giảm tổn thất nớc, phát huy cao
nhất hiệu quả của thống cung cấp nớc.
- Sử dụng tổng hợp việc khai thác và sử dụng nớc ngầm cho tới, cho sinh hoạt, cho
cải tạo môi trờng...
- Nếu việc khai thác nớc ngầm thuận lợi có thể tận dụng khai thác để tăng tần suất bảo
đảm của hệ thống, khai thác triệt để hơn nguồn nớc mặt.
6.1.3. Bố trí công trình khai thác và cung cấp nớc ngầm
1. Bố trí công trình khai thác nớc ngầm
Các công trình khai thác nớc ngầm bao gồm các công trình khai thác theo chiều
ngang và công trình khai thác nớc ngầm theo chiều đứng (giếng).

a) Công trình khai thác nớc ngầm theo chiều ngang
Công trình khai thác nớc ngầm theo chiều ngang thờng đợc áp dụng những nơi tầng
trữ nớc mỏng, nằm nông và mực nớc ngầm có độ dốc thuỷ lực.
Có thể áp dụng 2 hình thức là đờng hầm có chứa vật liệu thấm hoặc không chứa vật
liệu thấm:
- Những đờng hầm này đợc bố trí vuông góc với hớng nớc chảy của nớc ngầm.
- Bố trí đờng hầm ở sờn dốc hoặc dới chân đồi.
- Bố trí cắt vuông góc với các dòng suối cạn.
Hình 6.1 - Đờng hào tập trung nớc ở chân đồi
Đờng hào dẫn nớc
Bể tậ
p trung nớc


140
Giếng tập trung nớc đợc bố trí ở nơi có địa hình tơng đối cao, hoặc ở gần hệ thống
kênh chính dẫn nớc mặt. Tuỳ vào tình hình địa hình của khu vực, nguồn nớc bổ sung cho
nớc ngầm và trữ lợng nớc ngầm mà xác định cao độ và khoảng cách giữa các đờng
hầm tập trung nớc.
Thờng những đờng hầm tập trung nớc và giếng tập trung nớc nằm ngoài khu tới
và đặt ở những khu cao để sau khi bơm, nớc có thể tới tự chảy. Ngoài ra, nên chọn vị trí
mà nớc ngầm có nhiều khả năng đợc bổ sung từ lu vực khác tới.
b) Công trình khai thác nớc ngầm theo chiều đứng

Trờng hợp nớc ngầm là nguồn nớc chủ yếu của khu tới

ở
những khu vực nguồn nớc nớc mặt thiếu trầm trọng, ngợc lại nguồn nớc ngầm
lại tơng đối phong phú, chiếm vai trò chủ đạo trong việc cung cấp nớc.
Khi bố trí giếng phải xem xét đến các vấn đề sau:

- Bố trí ở những nơi có trữ lợng nớc ngầm lớn, dễ khai thác.
- Bố trí ở những nơi có địa hình tơng đối cao so với khu tới và việc dẫn nớc tới
tơng đối thuận tiện.
Thực tế thờng xảy ra mâu thuẫn là: Những khu thấp thì trữ lợng nớc ngầm phong
phú vì có nguồn bổ sung, giá thành công trình khai thác nớc ngầm có thể nhỏ vì giếng
nông, tuy nhiên, lại gặp khó khăn trong vấn

đề dẫn nớc sau khi bơm. Vì vậy, phải giải
quyết dung hoà mâu thuẫn trên và cần chú ý xem xét thêm các điều kiện địa chất, cấu tạo
địa tầng, nếp gãy để quyết định vị trí giếng cho hợp lý.
Khi bố trí giếng đứng có thể bố trí giếng độc lập hay từng nhóm giếng.
Trờng hợp bố trí giếng độc lập:

Vị trí khu tới rải rác, giếng có thể phụ trách tới độc lập các diện tích ngay gần giếng,
hoặc bổ sung vào những đờng kênh dẫn nớc mặt của hệ thống tới.
Hình 6.2 - Sơ đồ bố trí giếng thẳng hàng bên kênh tới nớc mặt
- Có thể bố trí thẳng hàng vuông góc với hớng dòng chảy ngầm nếu mực nớc ngầm
có độ dốc thuỷ lực.
Giếng khai thác nớc ngầm

Kênh dẫn nớc

141
- Có thể bố trí kiểu hình vuông hoặc hoa thị...
Đối với những nơi mực nớc ngầm nằm ngang (tĩnh) hoặc độ dốc rất nhỏ.
Khoảng cách giữa các giếng L 2R, R là bán kính ảnh hởng.
Trờng hợp bố trí nhóm giếng:

Khi yêu cầu đối với nớc ngầm rất lớn và nớc ngầm tơng đối phong phú có thể bố trí
nhóm giếng để tập trung khai thác, hoặc trong trờng hợp nớc ngầm chất lợng không đảm

bảo để tới, cần đợc tập trung nớc về khu chứa để tiến hành các biện pháp xử lý trớc khi
mang đi sử dụng.
Khoảng cách giữa các nhóm giếng L 5R, R là bán kính ảnh hởng.

Trờng hợp nớc ngầm chỉ đóng vai trò hỗ trợ
Trờng hợp này bố trí các giếng cũng phải thoả mãn các yêu cầu đã nêu trên. Tuy
nhiên, cần dựa vào địa hình và phân bố khu tới có thể bố trí giếng gần các tuyến kênh để
tiếp nớc cho hệ thống tới nớc mặt ở một thời gian nào đó hoặc nớc ngầm chịu trách
nhiệm tới cho những khu vực xa độc lập với nguồn nớc mặt.
2. Bố trí kênh dẫn nớc và các công trình trên hệ thống
Ngoài công trình giếng và trạm bơm hút nớc ngầm, hệ thống tới nớc ngầm đầy đủ
bao gồm:
- Công trình xử lý nớc ngầm.
- Bể điều tiết nớc ngầm.
- Hệ thống kênh mơng hoặc đờng ống dẫn nớc.
Trong trờng hợp đặc biệt về chất lợng nớc ngầm, ngời ta mới bố trí công trình xử
lý riêng. Hầu hết bố trí bể điều tiết kết hợp với công trình xử lý nớc ngầm nh làm tăng
nhiệt độ, tăng hàm lợng ôxy, giảm độ cứng của nớc và lắng đọng bùn cát thô.
Bể điều tiết có thể xây bê tông, gạch đá xây, hoặc tạo ra những ao, hồ lớn có xử lý xây
bờ hoặc xử lý chống thấm... Tác dụng của bể điều tiết là trữ lại lợng nớc trong thời gian
không yêu cầu nớc, tận dụng công suất máy bơm và khả năng khai thác nớc ngầm liên
tục để tăng thêm khả năng cấp nớc của hệ thống. Đồng thời bể chứa cũng là nơi xử lý chất
lợng nớc ngầm nh làm tăng, giảm nhiệt độ, phơi nắng để tiêu một số vi khuẩn độc hại,
lắng đọng chất thô, hoặc là nơi xử lý hoá học để giảm độ cứng của nớc.
Bể điều tiết đợc bố trí ở vị trí tơng đối cao, có nền địa chất rắn chắc, ít thấm và ngay
gần giếng khai thác nớc ngầm.
Có ba loại bể điều tiết:
a) Bể điều tiết ngày

Đây là loại bể nhỏ nhằm điều tiết lợng nớc trong một ngày. Dung tích trữ đợc tính:

W
0
= Q
0
(24 - t
1
).36 (m
3
)
Trong đó:
Q
0
: Lu lợng bơm của giếng (l/s)
t
1
: Số giờ tới trong ngày


142
b) Công trình bể điều tiết theo lần tới

Trong những thời gian không tới giữa các lần tới trữ lại lợng nớc thiếu trong thời
gian tới. Dung tích trữ đợc tính:

W = t(Q Q
0
)(1 + )3,6 (m
3
)
Trong đó:

t: Thời gian tới liên tục (giờ).
Q: Lu lợng cần tới (l/s).
Q
0
: Lu lợng bơm (l/s).
: Hệ số tổn thất nớc của bể điều tiết, = 0,1 ữ 0,4
Thời gian bơm vào bể chứa khi không tới:

00
3
Q6,3
W
Q3600
10W
t ==

(h)
c) Công trình điều tiết tháng hoặc vụ
Cũng tính toán theo nguyên lý tính nh điều tiết lần và nh tính toán điều tiết cho hồ
chứa nớc mặt.
6.1.4. Tính toán cân bằng khu vực sử dụng nớc ngầm
Mục đích: Xác định lu lợng và trữ lợng nớc ngầm có thể khai thác đợc trong các
thời kỳ phối hợp với các yêu cầu nớc đối với nớc ngầm từ đó tìm ra diện tích có thể phụ
trách đợc do nớc ngầm.
Có một số trờng hợp tính toán sau:

1. Trờng hợp nớc ngầm chảy trong tầng trầm tích đá sỏi hai bên là núi hoặc
tầng địa chất không thấm
Có thể dùng đờng hầm, rãnh hoặc xây dựng đập ngầm chắn ngang dòng ngầm để lấy
nớc.

Nguyên lý tính toán giống nh trờng hợp đập ngăn sông. Xác định lu lợng và tổng
lợng nớc thông qua khảo sát trong từng vụ, thời kỳ tháng hoặc vụ, từ đó định ra công
trình ngăn hoặc tập trung nớc để sử dụng một phần hoặc toàn bộ lu lợng nớc ngầm. Từ
đó tính ra diện tích có khả năng bảo đảm tới theo nguyên lý chung.
2. Trờng hợp dòng ngầm phân bố rộng, tầng trữ nớc rất dầy, lu lợng dòng
thấm lớn
Trờng hợp này khi bắt đầu khai thác có thể làm cho mực nớc hoặc áp lực của nớc
ngầm hạ xuống. Nhng do lu lợng dòng ngầm lớn mà lu lợng khai thác chỉ một phần
của dòng ngầm vì thế mực nớc sẽ ổn định.
Q
0
= Q - Q
i

Trong đó:
Q
0
: Lu lợng ở hạ lu công trình khai thác nớc ngầm
Q: Lu lợng ở thợng lu công trình
Q
i
: Lu lợng khai thác của giếng

143




H×nh 6.3 - §−êng hÇm tËp trung n−íc ngÇm

H×nh 6.4 - §−êng hÇm tËp trung n−íc ngÇm



TÇng tr÷ n−íc ngÇm
§−ên
g hÇm tr÷ n−íc
Q
GiÕn
g
§Ëp ngÇm

TÇng tr÷ n−íc ngÇm