Ứng dụng kỹ thuật đồng vị xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất tại vùng Gio Linh, Quảng Trị

Nghiên cứu

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT ĐỒNG VỊ XÁC ĐỊNH LƯỢNG
BỔ CẬP CHO NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI VÙNG GIO LINH,
QUẢNG TRỊ
Trần Thành Lê, Phạm Quý Nhân
Trường Đại học Tài nguyên và Mơi trường Hà Nội
Tóm tắt
Nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất
trên cơ sở lý thuyết của Toth (1995) dựa vào tuổi của các mẫu nước dưới đất kết
hợp với đặc điểm địa chất, thành phần thạch học và cấu trúc địa chất thủy văn. Tuổi
hay thời gian lưu nước dưới đất phụ thuộc vào chiều sâu, thế nằm, đặc điểm thủy
lực, tính chất chứa, nhả nước của tầng chứa nước. Tuổi nước dưới đất được xác
định bằng kỹ thuật đồng vị đồng vị phóng xạ triti (3H), các thơng số địa chất thủy
văn lỗ khoan được quan trắc bằng thực nghiệm ngay tại hiện trường. Trong nghiên
cứu này, vùng nghiên cứu được lựa chọn là vùng đồng bằng ven biển thuộc huyện
Gio Linh, tỉnh Quảng Trị. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bổ cấp trung bình
cho tầng chứa nước Holocen trên khu vực nghiên cứu là 126 mm/năm với khoảng
dao động từ 79 mm/năm đến 229 mm/năm. Kết quả tính tốn lượng bổ cập sẽ góp
phần vào việc xác định nguồn hình thành trữ lượng động tự nhiên của tầng chứa
nước trong khu vực.
Từ khóa: Kỹ thuật đồng vị, bổ cập, nước dưới đất, trữ lượng động.
Application of isotope technique to estimate groundwater recharge amount in
Gio Linh, Quang Tri
Abstract
This study applied the groundwater recharge estimation method based on
Thoth’s theory that uses groundwater sample age, geological characteristics,
lithologic components, and hydrogeological structure as parameters. Age or storage
time of groundwater depends on the depth, geological structure, hydraulic

characteristic, storativity and dischargeability of the aquifer. The age of

groundwater is estimated by Isotope technique using 3H isotope; hydraulic
parameters of the borehole are determined by field tests. This study focused
on groundwater of Gio Linh coastal area plain, Quang Tri province. The
results showed that the average amount of groundwater recharge to Holocen
aquifer is 126 mm/year, ranging from 79 to 229 mm/year. The groundwater
recharge estimation contributes to the determination of the dynamic groundwater
storage origin in this area.
Keywords: isotope techniques, investigation, water resources, recharge,
groundwater.
1. Tổng quan ứng dụng kỹ thuật
đồng vị trong điều tra đánh giá tài
nguyên nước dưới đất
Kỹ thuật đồng vị được coi là tiên tiến
và cũng chỉ mới được áp dụng trong vài
thập niên gần đây. Tính tốn bổ cập nước
đã được giải quyết thành công (IAEA,

1983) bằng sử dụng đồng vị tự nhiên của
nước như oxy 18 (18O) hoặc deuterium
(2H), hoặc tritium (T) làm chỉ thị vì chúng
là thành phần của phân tử nước có tính
“bảo thủ” (conservative) tức là điều kiện
mơi trường rất ít ảnh hưởng đến thành
phần của chúng trong suốt quá trình thấm
(De Vries and Von Hoyer, 1988; Allison

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017

33

Nghiên cứu

vcs, 1994; Clark I. D. and Fritz P., 1997;
Russell and Minor, 2002; Thomas and
Albright, 2003; Zhu et al., 2003; Subyani
A. M, 2004). Nước mưa không chỉ dừng
lại ở bổ cấp nước cho nước ngầm, mà
thông qua bổ cấp hoặc trực tiếp hoặc gián
tiếp nó tạo ra các q trình biến đổi hóa
lý, hóa học, sinh hóa,v.v... tạo nên các
cân bằng vật chất mới, các dị thường hóa
học, đặc biệt là có tiềm năng tăng cường
các vấn đề ơ nhiễm cho tầng chứa nước
được bổ cấp. Áp dụng kỹ thuật đồng
vị để xác định nguyên nhân và cơ chế
nhiễm mặn nước trong tầng chứa nước
ngầm đã được nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm giải quyết như G. Conrad và
J. Ch. Fonte ( 1970) ở vùng nghiên cứu
tây bắc Sahara; Gat (1975): Vùng duyên
hải Israel; Payne và nnk (1979) nghiên
cứu cơ chế nhiễm mặn nước ngầm vùng
thung lũng Mexicali (Mexico). Kỹ thuật
đồng vị trong nghiên cứu bài toán thấm
của nước mưa xuống nước ngầm, cơ chế
xâm nhập mặn, thấm mất nước qua thân
và vai đập các cơng trình thủy cơng,... đã
được triển khai thành cơng ở nước ngồi
và trở thành một phương pháp nghiên

cứu hiệu quả để định lượng mức nước
bổ cấp của nước mưa cho các tầng nước
ngầm; xác định tuổi từ đó biết rõ cơ chế
xâm nhập mặn, nguồn gốc xâm nhập
mặn; định lượng nước thấm mất nước
của lòng hồ, thân, vai đập các cơng trình
thủy cơng
Ở Việt Nam kỹ thuật đồng vị đã
được áp dụng để xác định tuổi, nguồn
gốc nước dưới đất, nước khống, nước
nóng vùng đồng bằng Bắc Bộ (Bùi Học,
Nguyễn Thượng Hùng, Vũ Ngọc Kỷ,
1985 - 1986). Một số kết luận được rút
ra là: (i) nước ngầm ở đồng bằng Bắc
Bộ có tuổi từ hàng trăm đến hàng nghìn
năm nguồn gốc ngấm, (ii) tốc độ vận
động theo hướng Tây Bắc- Đông Nam
34

là 9 - 10 m/năm, (iii) nước ngầm ở đồng
bằng Nam Bộ có tuổi từ hàng nghìn đến
hàng vạn năm, nguồn gốc chơn vùi, (iiii)
tốc độ vận động 1-2 m/năm. Việc đánh
giá tiềm năng nước nóng, nước khống
khu vực miền Trung đã đưa ra kết luận
nguyên nhân nhiễm mặn nước dưới đất
ở khu vực ven biển này là do hịa tan
muối khống từ đất.
Võ Tiến Tài (1990) nghiên cứu cơ
chế nhiễm mặn NDĐ khu vực Nam Bộ

sử dụng kỹ thuật đồng vịđã kết luận:
(1) - NDĐ nhiễm mặn do rửa lũa. (2) Hòa trộn với nước biển và một phần do
bay hơi. Nguyễn Kiên Chính (2000) đã
nghiên cứu khả năng bổ cập từ các sông
lớn đồng bằng Nam Bộ kết luận nước
ngầm tầng QI- III vùng Cù Lao Long
Phước, thành phố Hồ Chí Minh nhiễm
mặn do hòa trộn với nước biển hiện đại.
Với khu vực đồng bằng Nam Bộ, nghiên
cứu của Nguyễn Kiên Chính đã đưa ra
kết luận: (i) Nước ngầm tầng QI-III bị
nhiễm mặn do hòa trộn với nước biển
và do hòa tan muối khống, (ii) tầng
N2b nước ngầm nhiễm mặn chỉ do hồ
trộn với nước biển, (iii ) Số liệu về tuổi
cho thấy sự hiện diện của nước biển cổ
bị chôn vùi trong tầng chứa từ Pliocen,
(iiii) phân bố các tầng nước mặn theo cơ
chế nhiễm mặn.
Đặng Đức Nhận và nnk (2007,
2013), nghiên cứu về thành phần đồng
vị nước mưa và nước mặt sơng Hồngqua
đó xác định: (i) hoạt độ 3H trong nước
mưa tại trạm Hà Nội (3,58 ± 1,51) TU,
trong nước từ sông Hồng là (4,14 ±
1,45) TU; (ii) mối quan hệ giữa δ2H
và δ18O sông Hồng khu vực Hà Nội là
δ2H = 7.65 * δ18O + 7.02 (R2 = 0,79).
Qua đó làm cơ sở cho việc tính tốn tuổi
nước mưa và mối quan hệ giữa nước

mưa, nước mặt với nước dưới đất thơng
qua kết quả quan trắc cơ sở này.

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017


Nghiên cứu

Như vậy, có thể thấy việc xác định
tuổi nước dưới đất thơng qua đồng vị
phóng xạ đã được nghiên cứu và triển
khai.Việc nghiên cứu ứng dụng đồng vị
phóng xạ trong điều tra xác định tuổi là
cần thiết.Đặc biệt việc xây dựng được
quy trình điều tra đánh giá giá trị bổ cập
thông qua việc xác định tuổi ngày càng
cần thiết.
2. Giới thiệu khu vực nghiên cứu
Vùng nghiên cứu là đồng bằng
ven biển ở Huyện Gio Linh có diện tích
khoảng 200 km2, được giới hạn bởi dịng
sơng Bến Hải ở phía bắc, sơng Thạch Hãn
ở phía nam, các dải núi và đồi có độ cao
50 - 145 m ở phía tây và Biển Đơng ở phía
đơng (hình 1). Địa hình vùng đồng bằng
nghiên cứu tương đối thoải với độ cao
trung bình 0,4 ÷ 4,7 m so với mực nước
biển ngoại trừ các đụn cát trắng có độ cao
10,5 ÷ 22,3 m dọc bờ biển đóng vai trị
như những bức tường tự nhiên chắn sóng

biển tràn vào đất liền bên trong. Về mùa
khơ, nước mặn theo dịng sơng xâm nhập
sâu vào đất liền tới 30 km ở sông Bến
Hải và 35 km ở sông Thạch Hãn. Trong
vùng nghiên cứu, nguồn nước chủ yếu
cấp cho sinh hoạt là bãi gồm 11 giếng ở
thị trấn Gio Linh khoan lấy nước trong
tầng chứa nước Pleistocene với tổng
lượng khai thác khoảng 13.500 m3/ngày,
7442 giếng đào và 6384 giếng khoan
nông trong tầng chứa nước Holocene
nằm rải rác trong vùng nghiên cứu với
tổng lượng khai thác khoảng 15.900 m3/
ngày (Nguyễn Thanh Sơn, 2009).
Vùng nghiên cứu có đặc điểm khí hậu
nhiệt đới gió mùa với 2 mùa rõ rệt: mùa
khô kéo dài từ tháng I - VII và mùa mưa
từ tháng VIII - XII. Theo tài liệu quan trắc
từ năm 1976 – 2011 của trạm Đông Hà,
lượng mưa trung bình vùng nghiên cứu là
2288 mm/năm, trong đó tổng lượng mưa
các tháng mùa mưa là 1831 mm.

Hình 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu

Theo các kết quả của các dự án đo
vẽ bản đồ địa chất, thăm dò tìm kiếm
nước dưới đất trước đây (Nguyễn Văn
Thể, 1984; Nguyễn Văn Long, 1986; và
Khổng Văn Bê, 2003), trong vùng nghiên

cứu có mặt 2 nhóm thành tạo đá gốc, đó
là các thành tạo có tuổi Paleozoi (O3-S1,
D1-2, D2-3, và P2) lộ ra ở các núi, đồi cao
ở phía tây vùng nghiên cứu và thành tạo
gắn kết yếu có tuổi Miocene muộn ( N13 )
nằm ẩn dưới bề mặt đồng bằng ở phía
đơng (Hình 2b); phủ bất chỉnh hợp trực
tiếp trên bề mặt san bằng của các thành
tạo đá gốc này là các trầm tích Đệ tứ bở
rời Pleistocene và Holocene tạo nên bề
mặt đồng bằng và các đụn cát ven biển
như hiện nay. Ngồi ra cịn lộ ra các khối
basalt olivine tuổi Holocene sớm ( β Q21 ) có
phần trên và dưới thường bị phong hóa
thành sét mềm dẻo xốp màu nâu đỏ, còn
phần giữa vẫn rắn chắc nguyên khối lộ ra
ở các đồi thấp phía tây và bắc liền kề với
đồng bằng.
Qua kết quả hút nước thí nghiệm
của các đề án (Khổng Văn Bê, 2003;
Nguyễn Trường Giang, 1995; Nguyễn
Văn Long, 1986) cho thấy các kết quả
thông số địa chất thủy văn tầng chứa
nước Holocen: hệ số thấm K = 1,9 4,58m/ng, trung bình 3,14 m/ng, hệ số
nhả nước trọng lực (μ) 0,01-0,5, độ lỗ
rỗng (n) 0,34 - 0,41, trung bình 0,37.

Tạp chí Khoa học Tài ngun và Mơi trường - Số 17 - năm 2017

35

Nghiên cứu

Hình 2: Bản đồ địa chất và cột địa tầng khu vực nghiên cứu

3. Phương pháp xác định giá trị
cung cấp thấm của nước mưa cho nước
dưới đất bằng đồng vị phóng xạ Triti
3.1 Cơ sở lý thuyết
Lượng bổ cập của nước mưa cho
nước dưới đất được xác định trên cơ sở
tuổi hay còn được gọi là thời gian lưu
trung bình của nước trong tầng chứa
nước. Thời gian lưu trung bình của nước
trong tầng chứa nước nơng, ví dụ như
trong tầng Holocen được xác định trên
cơ sở hoạt độ của triti trong nước.
Tritium (3H) là đồng vị phóng xạ có
nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo, nhưng
các quan trắc hoạt độ 3H trong nước
mưa ở Việt Nam trong hai thập kỷ gần
36

đây cho thấy nguồn 3H nhân tạo gần như
đã khơng cịn mà chỉ cịn nguồn tự nhiên
(Đặng Đức Nhận et al., 2013). Trong tự
nhiên 3H được tạo ra từ phản ứng hạt
nhân giữa nitơ-14 và nơtron trong vũ trụ
(phản ứng 1) (Kresic, 2007).

N + n → 12C + 3H
(1)
Triti phân rã phóng xạ theo phương
trình (2) với chu kỳ bán hủy T1/2= 12,43
năm.
14

H → 23He+ β(2)
Hoạt độ triti thường được đo bằng
hai phương pháp: (i) đo trực tiếp hoạt
độ phóng xạ β- bằng phương pháp đếm
nhấp nháy lỏng sau khi làm giàu bằng
điện phân, (ii) đo giántiếpnồng độ 3H
trong mẫu bằng phương pháp triti-heli
3

1

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017


Nghiên cứu

(3H-3He, phương trình 2) sử dụng khối
phổ kế. Trong định tuổi nước dưới đất,
phương pháp 3H-3He có độ chính xác
cao hơn phương pháp đo trực tiếp phóng
xạ β- vì phương pháp 3H-3He không cần
3
.

quan tâm đến hoạt độ của 3H trước khi
xâm nhập vào tầng bão hòa nước.
Nồng độ 3He sinh ra từ phân rã 3H
trong mẫu nước được xác định bằng
biểu thức (3) (Toth, 1995):

Hetrit = 4.021 ⋅1014 ⋅ ( 4. Hetot ( Rtot − Ratm ) + 4. Heeq Ratm (1 − β ) )

Trong đó:
3
Hetrit: là nồng độ 3He có nguồn gốc
từ phân rã3H (đơn vị cm3 STP/g H2O)
4
Hetot : nồng độ 4He đo được trong
mẫu nước (đơn vị cm3 STP/ g H2O)
Rtot: Tỷ số giữa nồng độ 3He/ 4He
trong mẫu nước
Ratm: Tỷ số giữa nồng độ 3He/ 4He
trong khí quyển (1.384x10-5).
4
Heeq: nồng độ 4He của khơng khí
trong nước ở trạng thái cân bằng (đơn vị
cm3 STP/ g H2O)
β: là hệ số mất cân bằng giữa 3H
và 3He
Heli-3 và heli-4 là các đồng vị bền
nên nồng độ của chúng trong mẫu nước
được xác định bằng phương pháp khối
phổ kế sau khi tách hai khí này bằng

phương pháp hút chân khơng mẫu và
thu khí vào các bẫy được làm lạnh.
Tuổi nước dưới đất được tính như sau:

τ=

3
T1/ 2 ⎛
He ⎞
ln ⎜1 + . 3 trit ⎟
⎟
ln 2 ⎜⎝
_H ⎠

(4)

Giá trị cung cấp thấm của nước
mưa cho nước dưới đất được xác định
trên cơ sở tuổi và các thông số chiều sâu
lỗ khoan, mực nước trong lỗ khoantheo
công thức của Toth [8] như sau:

W≥

CD − ( EL − WT )
n
A

(5)

Trong đó: W: giá trị cung cấp thấm
(mm/năm)

(3)

CD: Chiều sâu lỗ khoan, vị trí lấy
mẫu đồng vị (m)
EL: Cao độ miệng lỗ khoan (m)
WT: Cao độ mực nước lỗ khoan (m)
A: Tuổi của nước trong lỗ khoan.
n: độ lỗ rỗng đất đá (%), được tính
theo các tài liệu phân tích thành phần hạt.
3.2. Phương pháp lấy mẫu, xử lý
mẫu và phân tích mẫu
Các mẫu nước trong khu vựcGio Linh
được lấy từ tầng Holocen và các giếng
khoan, giếng đào hộ gia đình để phân tích
xác định hoạt độphóng xạ của 3H theo các
đợt lấy mẫu của năm 2017. Sơ đồ vị trí lấy
mẫu được trình bày trên hình 3.
Dụng cụ lấy mẫu gồm: GPS định vị
vị trí lấy mẫu; máy đo nhanh hiện trường
các thông số EC, Eh, T0C, pH, DO; bơm
chìm lấy mẫu; chai nhựa HDPE; sổ ghi
chép thơng tin địa tầng cấu trúc giếng;
Etiket ghi nhãn dán nhãn.Lấy mẫu: mẫu
được lấy lên từ giếng khoan, phải đảm
bảo không có nước lắng động (hay nói
cách khác nước là của tầng chứa nước)
được quan trắc đến khi nhiệt độ, pH, Ec

ổn định thì tiến hành lấy mẫu.
Dung tích mẫu được lấy là 500 ml,
mẫu được đựng trong chai nhựa HDPE
nắp đậy kín tránh trao đổi đồng vị với
ẩm khơng khí.
Mẫu đưa về phịng thí nghiệm được
xử lý lọc qua phin lọc lỗ 0,45 μm, việc
lọc mẫu trước khi cho vào lọ là rất quan
trọng vì chỉ phân tích thành phần tan trong
nước, phần keo hoặc các hạt lơ lửng phải

Tạp chí Khoa học Tài ngun và Mơi trường - Số 17 - năm 2017

37


Nghiên cứu

loại bỏ, chúng không phải là thành phần
của nước. Hơn nữa, các hạt lơ lửng có thể
là các tâm hấp thụ kim loại nặng hoặc là
các hạt khoáng chất, khi axit hóa chúng
sẽ tan vào dung dịch làm cho thành phần
hóa học của mẫu bị thay đổi.
Phân tích mẫu: Mẫu được đo hoạt
3
độ H bằngmáy đếm nhấp nháy lỏng,

LSC (Liquid Scintillation Counter).Việc
đếm nhấp nháy lỏng chính là đểđịnh

lượng hoạt độ các đồng vị phát bức xạ
beta (β) như Triti (3H). Ngưỡng phát
hiện của phương pháp là ±0,15TU. Độ
chính xác của phép phân tích được kiểm
sốt bằng cách đo mẫu nước “chết”, tức
là mẫu khơng có triti.

Hình 3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu phân tích hàm lượng 3H trong tầng chứa nước Holocen
khu vực Gio Linh

3.3. Kết quả
Bảng 2 trình bày các kết quả phân
tích xác định hoạt độ triti trong các
mẫu nước nghiên cứu. Theo đó, hàm
lượng (3H) trong nước ngầm tầng chứa

Holocen dao động từ 0,2 đến 2,5 TU
bằng phương pháp nhấp nháy lỏng LSC,
được so sánh với hoạt độ phóng xạ nước
mưa của trạm Hà Nội (3,27 ± 1,41) TU
2007-2013 (Đặng Đức Nhận và nnk).

Bảng 2. Hàm lượng 3H trong các lỗ khoan của TCN Holocen
TT
1
2
3
4
5
6

7
8
9
10

38

Tên giếng lấy
mẫu
NDĐ 01
NDĐ08
NDĐ09
NDĐ12
NDĐ13
NDĐ17
NDĐ19
NDĐ20
NDĐ22
NDĐ23

Độ sâu giếng,
CD (m)
5,1
11,6
13,4
5,7
20,7
10,1
11,2
8,1

7,3
22,5

Hàm lượng T (TU)

Sai số ±

2,65
0,82
1,57
2,53
0,21
1,27
0,82
1,99
1,37
0,32

0,12
0,16
0,21
0,22
0,20
0,22
0,21
0,11
0,19
0,20

Hàm lượng

He
3,570
1,481
25,109
0,722
17,375
5,094
3,154
4,013
0,868
11,551

Tạp chí Khoa học Tài ngun và Mơi trường - Số 17 - năm 2017


Nghiên cứu

Kết quả đề tài mã số TNMT 2016.02.20, 2017
Kết quả tính tốn xác định giá trị cung cấp thấm tầng Holocen trong khu vực
được thể hiện ở bảng 3. Trong đó giá trị cung cấp thấm trung bình khu vực Gio
Linh, Quảng Trị là 126,49 mm/năm, lớn nhất là 229,67 mm/năm.
Bảng 3. Kết quả tính tuổi và lượng bổ cập nước ngầm tại khu vực nghiên cứu
TT
1
2
3
4
5
6
7

8
9
10

Tên
giếng

Độ sâu,
CD (m)

NDĐ 01
5.1
NDĐ08
11.6
NDĐ09
5.7
NDĐ12
13.4
NDĐ13
20.7
NDĐ17
10.1
NDĐ19
11.2
NDĐ20
8.1
NDĐ22
7.3
NDĐ23
22.5

Giá trị max
Giá trị min
Giá trị trung bình

Cao độ mực
Cao độ
Độ lỗ
Giá trị cung cấp
Tuổi, A
nước tĩnh, miệng giếng, hổng đất
thấm (W)
(năm)
WT (m)
EL (m)
đá, n (%)
(mm/năm)
1.174
2,856
0,39
15.3
94.59
1.970
3,467
0,39
18.5
186.72
1.713
2,854
0,41
4.1

229.67
1.554
2,157
0,38
50.8
78.92
1.727
3.807
0,35
79.4
86.55
1.345
2.915
0,36
28.9
121.01
1.692
3.762
0,38
28.3
112.04
1.347
2.907
0,42
19.8
135.42
1.364
2.914
0,38
8.8

113.45
1.992
2792
0,41
64.8
106.53
79.4
229.67
4.1
78.92
31.87
126.49

3.4. Thảo luận
Từ tài liệu cột địa tầng lỗ khoan
cũng như bơm hút nước thí nghiệm cho
thấy phần giữa của các thành tạo Đệ tứ
rất không đồng nhất về mặt thạch học
cũng như hệ số thấm (Hình 2).Kết quả
phân tích đồng vị AMS các mẫu đất
lấy trong trầm tích đáy biển nơng ở Bắc
Trung Bộ cũng chỉ ra rằng có sự xáo
trộn trật tự trầm tích vào cuối Holocene
– đầu Pleistocene (Dương Quốc Hùng,
2012). Ngồi ra, dựa trên các kết quả đo
vẽ địa vật lý, phân tích mẫu thạch học
và nhịp trầm tích, nhiều nhà nghiên cứu
cũng chỉ ra rằng các đồng bằng ven biển
Bắc Trung Bộ đã trải qua 6 chu kỳ trầm
tích tương ứng với 3 thời kỳ biển tiến

– biển thoái (La Thế Phúc, 2002). Như
vậy, với các vị trí khác nhau lượng bổ
cập nước mưa là khác nhau phụ thuộc
vào thành phần thạch học, hệ số thấm

của đất đá. Qua nghiên cứu đánh giá
được tốc độ bổ cập theo phương thẳng
đứng là 0,3m/năm. Việc nghiên cứu bổ
cập theo phương ngang trong nghiên
cứu này chưa đề cập tới. Dưới đây là mơ
hình khái niệm về bổ cập và hướng vận
động của nước dưới đất khu vực đồng
bằng Gio Linh, Quảng Trị. Mô hình này
cho thấy, hướng vận động từ Tây Bắc
xuống đơng nam, mơ hình dạng Pitton
cho thấy tuổi nước dưới đất tỷ lệ thuận
với chiều sâu tầng chứa nước (Hình 4
và Hình 5).

Hình 4. Sơ đồ mơ phỏng dịng chảy ngầm
TCN qp tại Gio Linh

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017

39


Nghiên cứu

Hinh 5. Mặt cắt khối 3D địa tầng địa chất thủy văn tồn vùng nghiên cứu

Hình 6. Bản đồ đẳng mực nước TCN qh khu vực nghiên cứu

- Theo kết quả nghiên cứu của Trần
Thành Lê (2017), lượng bổ cấp tính
theo hoạt độ triti có phù hợp với các kết
quả nghiên cứu bằng các phương pháp
truyền thống. Cụ thể, theo tính tốn Kết
quả thí nghiệm đổ nước hố đào trên toàn
khu vực Gio Linh (Vũ Thanh Tâm và
40

Trần Thành Lê, 2014) thì lượng bổ cập
tính trung bình đối với khu vực trầm tích
có nguồn gốc gió biển trung bình 204,76
mm/năm, đối với khu vực trầm tích là
sét, sét pha lượng bổ cập trung bình 7,48
mm/năm, đối với khu vực đất đá bazan
phong hóa lượng bộ cập trung bình

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017


Nghiên cứu

12,59 mm/năm. Như vậy, trung bình
tồn khu vực theo this nghiệm thấm đổ
nước hố đào là 106,12 mm/năm so với
kết quả tính theo đồng vị bền là 126,49
mm/năm là tương đối tốt.

- Qua kết quả quan trắc mực nước
với mưa TCN qh cho thấy, mối quan hệ
khá chặt chẽ, hướng dịng chảy có quan

hệ với tuổi nước dưới đất theo chiều từ
Tây Bắc xuống Đông Nam được thể
hiện khá rõ trong bản đồ đẳng mực nước
và tuổi nước dưới đất như dưới.Tuổi của
nước dưới đất trong tầng Holocen có
mối tương quan chặt chẽ với độ sâu của
các giếng khoan và được thể hiện trên
hình 7.

Hình 7. Biểu đồ phân bố tuổi theo độ sâu của nước dưới đất tại Gio Linh, 2017 với tốc
độ là 0,3 m/năm

Hình 8. Đồ thị quan hệ mực nước TCN qh với nước mưa trạm Cửa Việt 2012-2015

4. Kết luận
Bằng việc sử dụng kỹ thuật đồng
vị phóng xạ kết hợp với kết quả khảo
sát, quan trắc thực địa, nghiên cứu này
đã tính tốn được giá trị bổ cập tự nhiên
cho tầng chứa nước Holocen khu vực
Gio Linh, Quảng Trị. Tổng giá trị bổ
cập cho tầng chứa nước Holocen khu
vực nghiên cứu trung bình là 126 mm/
năm chiếm 11% tổng lượng mưa, trong

đó nơi bổ cập nhỏ nhất là 78 mm, nơi

bổ cập lớn nhất 229 mm/năm và có xu
hướng tăng dần ra phía biển. Tại khu
vực gần biển, nước ngầm tầng Holocen
có tuổi trẻ hơn phần trong lục địa.
Để kiểm chứng kết quả thu được
từ phương pháp đồng vị cần tiến hành
thêm một số thí nghiệm thấm truyền
thống khác như đổ nước hố đào(double
ring), tốc độ thấm (seepage) để so sánh.

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017

41


Nghiên cứu

Phương pháp đồng vị có thể áp dụng
rộng rãi cho nhiều vùng khác nhau,
khơng riêng gì vùng đồng bằng ven biển,
đặc biệt ở những nơi nguồn tài liệu điều
tra đánh giá cịn hạn chế khơng thể áp
dụng những phương pháp khác. Kết quả
của nghiên cứu này là tài liệu tham khảo
để các nhà chuyên môn sử dụng cho việc
chạy mơ hình, tính tốn lập phương án
khai thác sử dụng tài nguyên nước hợp lý
trong tương lai đảm bảo phát triển kinh tế
xã hội bền vững trong vùng nghiên cứu.
Lời cảm ơn: Chúng tôi bày tỏ cảm

ơn đến Bộ Tài nguyên và Môi trường,
Vụ Khoa học và Công nghệ đã hỗ trợ
kinh phí để triển khai đề tài “Nghiên
cứu ứng dụng kỹ thuật đồng vị trong
điều tra đánh giá tài nguyên nước; áp
dụng vùng Gio Linh, Quảng Trị” mã
số TNMT2016.02.20 và trang bị cho
Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội phịng thí nghiệm hiện
đại với những thiết bị cần thiết để phân
tích đồng vị bền và các thí nghiệm khác.
Tập thể tác giả gửi lời cảm ơn đến Sở
Tài nguyên và Môi trường Quảng Trị,
UBND huyện Gio Linh, Đài KTTV tỉnh
Quảng Trị, Trạm Thủy văn Cửa Việt,
Trạm thủy văn Gia Vòng và các đồng
nghiệp đã hộ trợ trong suốt q trình
khảo sát thực địa, lấy mẫu, phân tích kết
quả trong nghiên cứu này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Bùi Học và nnk. (1980). Kết quả
bước đầu nghiên cứu thành phần đồng vị
trong nước ở miền Bắc Việt Nam. Tuyển tập
công trình khoa học Đại học Mỏ - Địa chất,
Hà Nội;
[2]. Bùi Học (2002). Những vấn đề
Địa chất thuỷ văn và vai trò của kỹ thuật
hạt nhân ở Việt Nam. Báo cáo khoa học tại
Hội nghị toàn quốc lần thứ 4 về Khoa học
và Công nghệ hạt nhân. NXB Khoa học Kỹ

thuật, Hà Nội, Trang 33 – 36;

42

[3]. Nguyễn Kiên Chính (2005). Ứng
dụng kỹ thuật đồng vị và mơ hình số nghiên
cứu cơ chế nhiễm mặn nước ngầm khu vực
thành phố Hồ Chí Minh. Báo cáo tổng kết
đề tài KHCN cấp Bộ năm 2003-2004 mã số
BO/015BK;
[5]. Khổng Văn Bê, 2003. Báo cáo
kêt quả thi công giếng khai thác và đánh
giá trữ lượng bổ sung bãi giếng Gio Linh –
Quảng Trị. Công Ty khai thác nước ngầm I
tỉnh Quảng Trị. 66 trang.
[6]. La Thế Phúc, 2002. Đặc điểm và
lịch sử phát triển các thành tạo trầm tích đệ
tứ đới biển nơng vùng Bắc Trung Bộ Việt
Nam. Luận án Tiến sỹ. Trường Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà
Nội. 195 trang.
[7]. Nguyễn Văn Long, 1986. Báo
cáo Tìm kiếm nước dưới đất vùng Hồ Xá,
Quảng Trị (Tỉnh Bình Trị Thiên). Đồn Địa
chất Thủy văn – Địa chất Cơng trình 708.
Trung tâm Thông tin Lưu trữ Địa chất. 126
trang.
[8]. Nguyễn Văn Thế, 1984. Báo cáo
Tìm kiếm nước dưới đất vùng Đơng Hà –
Quảng Trị (Tỉnh Bình Trị Thiên). Đồn Địa

chất Thủy văn – Địa chất Cơng trình 708.
Trung tâm Thơng tin Lưu trữ Địa chất. 104
trang.
[9]. Nguyễn Thanh Sơn, Trần Ngọc
Anh, Nguyễn Tiền Giang, Ngơ Chí Tuấn,
Nguyễn Đức Hạnh, Nguyễn Hiệu, Đặng
Văn Bào, 2009. Nước dưới đất miền đồng
bằng tỉnh Quảng Trị: Hiện trạng khai thác,
sử dụng và quản lý phục vụ tiêu chí phát
triển bền vững. TC Khoa học Đại học Quốc
gia Hà Nội, Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ 25, Số 1S (2009) 95‐102;
[10]. Trần Thành Lê, 2012, Xác định
giá trị cung cấp thấm và mối quan hệ giữa
các tầng chứa nước trong trầm tích đệ tứ
vùng Thạch Thất- Đan Phượng, Hà Nội
bằng kỹ thuật đồng vị hạt nhân, lưu trữ đại
học Mỏ Địa chất;
[11]. Trần Thành Lê và nnk, 2017.
Kết quả khảo sát thực địa đề tài Ứng dụng
kỹ thuật đồng vị trong điều tra đánh giá

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017


Nghiên cứu
tài nguyên nước; áp dụng vùng Gio Linh,
Quảng Trị. Mã số TNMT.2016.02.20.
[12]. Vũ Thanh Tâm, Trần Thành
Lê, 2014. Kết quả khảo sát thực địa đề tài

“Nghiên cứu xây dựng bộ cơng cụ đánh giá
ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và nước
biển dâng đến tài nguyên nước dưới đất và
khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng nước
cho người dân ở các vùng ven biển Việt
Nam - mã số FWO.2011.38.
[13]. Trung tâm khí tượng thủy văn
quốc gia, Chuỗi số liệu khí tượng thủy văn
tại các Trạm Cửa Việt, Đơng Hà, Gia Vòng
từ 2014 đến 2016.
[14]. Dang Duc Nhan, Dinh Thi
Bich Lieu, Vo Thi Anh (2013) Isotopic
composition of precipitation and water from
the Red River in Hanoi, North Vietnam
during 2001-2011. IAEA/WMO, 2013:
Global Network of Isotopes in Precipitation
(GNIP). The GNIP Database. Assessible at:
/>[15].
David
J.Toth
(1995).
Groundwater recharge rates calculatated
from the isotopic content of ground
water a Plilot study. St Johns river water

management district Palatka, Florida;
[16]. Flemming Larsen, Phạm Quý
Nhân (2007) Đề cương dự án nghiên cứu
pha II VietAs. Trường đại học Mỏ - Địa
chất;

[17]. Larsen F., P.Q.Nhan, D.D.Nhan,
N.B.Thao, N.V.Hoan, H.V.Hoan, T.D.Huy
(2008). Geological and Hydrogeological
Control on the distribution of As in a
Holocene Aquifer, Red River Plain,
Vietnam. Appl. Geochem;
[18]. Kresic, N. (2007) Grounwater
chemistry, Hydrogeology and groundwater
modeling: Boca Raton, Taylor& Francis
Group.
[19]. Russell, C.E. and T. Minor, 2002.
Reconnaissance estimates of recharge
based on an elevation-dependent chloride
mass-balance approach. Desert Research
Institute Publication #45164. Las Vegas
and Reno, Nevada, 139 p.
[20].
Pamella
Sarah
Aishlin,
2006. Groundwater recharge estimation
using Chloride mass balance dry creek
experimental
watershed.
Hydrologic
Sciences Boise State University, USA.

BBT nhận bài: Ngày 2/8/2017; Phản biện xong: Ngày 25/8/2017

Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017

43