Nghiên cứu ảnh hưởng của nước mưa, nước biển tới tài nguyên nước và đề xuất mô hình khai thác, bảo vệ tài nguyên nước tại đảo trường sa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐỖ THỊ THU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC MƯA, NƯỚC BIỂN
TỚI TÀI NGUN NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH KHAI
THÁC, BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC TẠI ĐẢO TRƯỜNG SA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2012


1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

ĐỖ THỊ THU

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC MƯA, NƯỚC BIỂN
TỚI TÀI NGUN NƯỚC VÀ ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH KHAI
THÁC, BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC TẠI ĐẢO TRƯỜNG SA

Chuyên ngành : Địa chất thủy văn
Mã số
: 60.44.63

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. PHAN THỊ KIM VĂN

Hà Nội - 2012


2

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu
trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ cơng trình
nào khác.

Tác giả luận văn

Đỗ Thị Thu


3

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CT BĐ-HĐ

Chương trình Biển Đơng – Hải đảo

ĐB –TN

Đông Bắc – Tây Nam

ĐCCT

Địa chất công trình

ĐCTV

Địa chất thủy văn

EPA

United States Enviromental Protection Agency
(Cơ Quan Bảo Vệ Môi trường Hoa Kỳ)

IAHS

International Association of Hydrological Sciences
(Hiệp hội Khoa học Thủy văn Quốc tế)

KTTV

Khí tượng thủy văn

MSL

Mực nước biển trung bình

NDĐ

Nước dưới đất

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

SOPAC

South Pacific Applied Geoscience Commission
(Ủy ban khoa học địa chât ứng dụng Nam Thái Bình Dương)

TB

Trung bình

TNN

Tài nguyên nước

UNEP

United Nations Environment Programme
(Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc)

UNESCO

United Nations Educational, Scientific and Cultural
Organisation
(Tổ chức Giáo dục, Khoa học và Văn hóa Liên Hợp Quốc)

USAID

The United States Agency for International Development

(Cơ quan Phát triển Quốc tế Hoa Kỳ)


4

MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cam đoan
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 10
1. Tầm quan trọng của hải đảo ........................................................................... 10
2. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................. 10
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu .................................................................. 11
4. Mục đích của luận văn ................................................................................... 11
5. Cơ sở khoa học và tài liệu .............................................................................. 11
6. Nội dung của luận văn và phương pháp tổ chức thực hiện.............................. 12
7. Những điểm mới trong luận văn..................................................................... 12
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn ................................................... 12
9. Cấu trúc luận văn ........................................................................................... 13
10. Lời cảm ơn................................................................................................... 13
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN NƯỚC VÙNG
ĐẢO...................................................................................................................... 14
1.1.Định nghĩa và phân biệt đảo nhỏ và đảo rất nhỏ ........................................... 14
1.2. Các dạng địa chất chung trên các đảo nhỏ ................................................... 15
1.3. Các dạng nước có mặt trên đảo nhỏ và đảo rất nhỏ...................................... 16
1.4. Các vấn đề ở đảo nhỏ và đảo rất nhỏ ........................................................... 18
1.5. Các nghiên cứu thủy văn và các đánh giá tài nguyên nước .......................... 20
1.6. Tổng quan về các nghiên cứu địa chất ở đảo Trường Sa .............................. 21

CHƯƠNG 2. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN
ĐẢO...................................................................................................................... 22
2.1. Vị trí địa lý.................................................................................................. 22
2.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo......................................................................... 23
2.3. Đặc điểm khí tượng thủy văn ...................................................................... 26
2.4. Đặc điểm thực vật ....................................................................................... 30


5

2. 5. Đặc điểm địa chất, địa chất thủy văn .......................................................... 30
CHƯƠNG 3. CÁC ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC MƯA, NƯỚC BIỂN TỚI TÀI
NGUYÊN NƯỚC TRÊN ĐẢO TRƯỜNG SA...................................................... 39
3.1. Đặc điểm tài nguyên nước trên đảo Trường Sa............................................ 39
3.2. Ảnh hưởng của nước mưa tới trữ lượng nước dưới đất................................ 42
3.3. Đánh giá biến đổi chất lượng nước ngầm đảo Trường Sa ............................ 49
3.4. Xác định mặt ranh giới mặn – nhạt.............................................................. 59
CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC SỬ DỤNG HỢP LÝ NHẰM PHÁT
TRIỂN BỀN VỮNG TÀI NGUYÊN NƯỚC......................................................... 64
4.1. Các giải pháp phát triển tài nguyên nước trên đảo Trường Sa...................... 64
4.2.Hệ thống thu giữ nước mưa.......................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 84
Kết luận ............................................................................................................. 84
Kiến nghị ........................................................................................................... 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 87
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 92


6

DANH MỤC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
STT

Tên hình biểu đồ và hình vẽ

Trang

1

Hình 2.1. Cột mốc đảo Trường Sa, ảnh nguồn Nguyễn Hưng

18

2

Hình 2.2. Sơ đồ vị trí quần đảo Trường Sa, nguồn internet

19

3

Hình 2.3. Đảo Trường Sa, nguồn internet

20

4

Hình 2.4. Các yếu tố khí tượng trung bình nhiều năm trạm Trường Sa

23

5

Hình 2.5.Hai loại san hơ thơng thường

26

6

Hình 2.6. Sự hình thành các đảo san hơ theo thuyết "lún đáy" của
Darwin.

27

7

Hình 2.7. Thuyết của Darwin diễn giải bởi Press & Siever.

27

8

28

10

Hình 2.8. Thuyết hình thành các đảo san hơ trên miệng núi lửa của Quoy và
Gaimard.
Hình 2.9. Thuyết hình thành các đảo san hô của Agassiz đặt quan trọng
ở dải núi ngầm.

Hình 2.10. Thuyết hình thành các đảo san hơ của Murray.

11

Hình 2.11. Thuyết hình thành đảo san hơ với gió mùa của Krempf

29

12

Hình 2.12. Mặt cắt địa chất địa mạo phía đơng nam đảo Trường Sa.

31

13

31

14

Hình 2.13. Vết lộ trầm tích san hơ trên vách hố đào phía đơng Trường
Sa
Hình 2.14. Vết lộ trầm tích san hơ trên vách hố đào phía tây Trường Sa

15

Hình 2.15. Cột địa tầng trên đảo Trường Sa

32

16
17

Hình 2.16. Cột địa tầng tổng hợp địa chất thủy văn trên đảo Trường Sa

33

Hình 3.1. Sơ đồ thấu kính nước nhạt trên các đảo nhỏ

35

18

Hình 3.2. Lượng mưa năm trên đảo Trường Sa

40

9

19

Hình 3.3. Đồ thị quan hệ giữa lượng mưa và lượng bổ cập cho nước
ngầm, số liệu tính tốn từ năm 1987 – 2008.

28
29

31

44

20

Hình 3.4. Dịng chảy nước nhạt trong các đảo nổi

46

21

Hình 3.5. Đồ thị piper thể hiện q trình nhạt hóa, mặn hóa và hỗn hợp

49


7

22
23

24

Hình 3.6. Đồ thị Mercado quan hệ giữa Na/Cl và Cl
Hình 3.7. Sơ đồ phân bố vị trí các giếng quan trắc và lấy mẫu trên đảo
Trường Sa năm 2010
Hình 3.8. Đồ thị piper biểu diễn thành phần hóa học nước dưới đất đảo
Trường Sa

49
50

51

25

Hình 3.9. Các tỷ số đặc trưng theo độ tổng khống hóa

52

26

Hình 3.10. Quan hệ giữa các cation theo theo độ tổng khống hóa

52

27

Hình 3.11. Quan hệ giữa các anion theo độ tổng khống hóa

53

28
29
30

Hình 3.12. Đồ thị Marcado, thể hiện quan hệ giữa tỷ số Na/Cl theo hàm
lượng Cl tại đảo Trường Sa
Hình 3.13 .Quan hệ tỷ số SO4 /Cl và hàm lượng Cl trên đảo Trường Sa
Hình 3.14. Quan hệ giữa tỷ số Mg/Na theo Cl trong các mẫu nước đảo
Trường Sa

54
54
55

31

Hình 4.1. Mơ hình thu hứng nước mưa trên mái nhà

62

32

Hình 4.2. Mơ hình bể chứa nước dưới đất tại Nhật Bản

66

33

Hình 4.3. Đường băng sân bay Trường Sa

67

34

Hình 4.4. Tổng quan hệ thống thu nước từ đường bằng về giếng đào
TS24

68

35

Hình 4.5.Cấu tạo giếng đào để bổ sung nước vào tầng chứa nước

68

36

Hình 4.6. Phân bố thủy đẳng cao trên đảo Trường Sa

72

37

Hình 4.7. Phân bố độ mặn trên đảo Trường Sa

72

38
39
40

41

Hình 4.8. Vị trí dự kiến thiết kế hành lang khai thác nước, sơ đồ bố trí
trên Google earth
Hình 4.9. Mặt bằng hành lang khai thác nước
Hình 4.10. Tham khảo một số hình ảnh xây dựng hành lang khai thác
nước tại đảo Tarawa
Hình 4.11 . Mơ phỏng mặt nơi khai thác với lưu lương qd đặt song
song với bờ biển, có lượng nước bổ cập W

73
75
76

78


8

Hình 4.12. Lỗ khoan gần bờ biển, S là điểm đáy và G là đầu của mặt
ranh giới. Nếu G ở phía gần biển so với S, nước mặn khơng vào lỗ
42

khoan, điểm G từ Q=0 ( đường cong a) tới lỗ khoan khai thác ( đường

79

cong d), đường cong c tương ứng với điều kiện giới hạn khi G trùng
với S.
43

Hình 4.13. Tổng quan thiết kế hệ thống hành lang thu nước đảo Trường
Sa

44

Sơ đồ địa chất Trường Sa, tỷ lệ 1: 1000

45

Sơ đồ thiết kế hành lang khai thác nước

80


9

DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
1

Tên bảng biểu
Bảng 3.1.Trữ lượng nước ngầm trên các đảo khảo sát

2

Bảng 3.2. Kết quả phân tích thành phần nước ngầm đảo Trường Sa

Trang
39
40

Bảng 3.3. Điểm bão hòa nước và điểm héo của một số loại đất (%
3

trọng lượng nước trong đất khơ)

44

Bảng 3.4.Kết quả tính tốn bốc hơi tiềm năng theo 2 công thức
4

Thornthwaite và chảo bốc hơi tính tốn cho năm 2010

45

Bảng 3.5. Cân bằng nước cho đảo Trường Sa khơng có dịng thốt
5

mặt, với số liệu tính tốn cho năm 2010.

46

Bảng 3.6. Các tỷ số nồng độ và ý nghĩa của chúng về mặt kiểm sốt
6

q trình

48

7

Bảng 3.7. Các tỷ số đặc trưng theo kết quả phân tích mẫu

51

8

60

9

Bảng 3.8 thể hiện mối quan hệ giữa nước nhạt và độ sâu đến mặt
phân cách nước mặn
Bảng 4.1. Hệ số dịng thốt cho một số bề mặt thu nước khác nhau

10

Bảng 4.2. Kích thước ống thu nước

65

11

Bảng 4.3. Hình dạng và vật liệu thường sử dụng để xây dựng

66

12

Bảng 4.4. Tọa độ hành lang dự kiến

74

65


10

MỞ ĐẦU
1. Tầm quan trọng của hải đảo
Trong khi tài nguyên trên đất liền dần sút giảm, dân số vẫn gia tăng nhanh
chóng, lồi người đang kéo nhau đổ xơ ra khai thác biển cả. GS. Sơn Hồng Đức
[4] đã viết: Nếu thế kỷ XIX là kỷ nguyên của việc chiếm cứ và khai thác các lục
địa, thì nửa sau thế kỷ thứ XX là lúc mà tài nguyên thiên nhiên trên các đất nổi đã
suy giảm. Các nhà địa lý kinh tế thế giới bắt đầu chú ý đến vùng "đất ngầm",
nghĩa là thềm lục địa hay đáy đại dương. Nhất là sau hội nghị Caracas về "Luật
Biển" 1974 thì khuynh hướng chung cho rằng quan niệm lãnh hải của thế kỷ XIX
nay đã lỗi thời".
GS. Sơn Hồng Đức cũng nói đến tầm quan trọng của hải đảo "Cha ơng
chúng ta, với lịng can đảm vơ biên, chí mạo hiểm vô cùng đã để lại cho con cháu
ngày nay một dãy giang sơn gấm vóc gồm lãnh thổ lục địa và những quần đảo
trong Biển Đông và vịnh Thái Lan.
Các đảo tiền tiêu, như tên gọi đứng đầu trong hệ thống quốc phịng ngồi biển.
Trên các đảo có thể lập những căn cứ kiểm soát vùng biển, vùng trời nước ta, kiểm
tra hoạt động của tàu, thuyền, bảo đảm an ninh quốc phòng, xây dựng kinh tế, bảo
vệ chủ quyền và toàn vẹn lãnh thổ của đất nước ta. Đó là các đảo, quần đảo như:
Hồng Sa, Trường Sa, Chàng Tây, Thổ Chu, Phú Quốc, Côn Đảo, Phú Quý, Lý
Sơn, Cồn Cỏ, Cơ Tơ, Bạch Long Vĩ...
2. Tính cấp thiết của đề tài
Quần đảo Trường Sa là một huyện đảo của tỉnh Khánh Hịa, nhưng cách xa
đất liền, có vị trí chiến lược cả về chính trị và kinh tế của cả nước. Tuy nhiên các
cơng trình nghiên cứu về Trường Sa hiện nay còn rất hạn chế. Do vậy cần các
nghiên cứu để phục vụ cho an sinh và quốc phịng.
Nằm trong khu vực có lượng mưa khơng ít, nhưng ln trong tình trạng thiếu
nước sinh hoạt và ăn uống, hiện tượng nhiễm mặn ngày càng gia tăng do vậy cần
thiết phải tìm ra giải pháp khai thác bền vững và bảo vệ tài nguyên nước (TNN).

11

Là một đảo quan trọng nhất của quần đảo Trường Sa hiện đang có số chiến sĩ
và người dân tập trung khá đông. Tuy nhiên lượng nước sinh hoạt cung cấp cho đảo
vẫn chủ yếu được cung cấp từ đất liền, chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu phát
triển tài nguyên nước một cách hiệu quả và bền vững. Để có thể đưa ra các giải
pháp phát triển tài nguyên nước một cách hiệu quả và bền vững, học viên đã lựa
chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của nước mưa, nước biển tới tài nguyên
nước và đề xuất mô hình khai thác, bảo vệ tài nguyên nước tại đảo Trường Sa”
nhằm đưa ra được mơ hình khai thác hiệu quả tài nguyên nước tại đảo Trường Sa
nơi đang rất khó khăn về tài nguyên nước.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là nước mưa, nước biển và nước dưới
đất trong tầng chứa nước khơng áp tại đảo Trường Sa.
4. Mục đích của luận văn
Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng tới nguồn nước trên các đảo nổi san hô,
cụ thể là đảo Trường Sa thuộc quần đảo Trường Sa.
Đề xuất giải pháp khai thác bền vững và bảo vệ tài nguyên nước trên các đảo
san hô thuộc quần đảo Trường Sa.
5. Cơ sở khoa học và tài liệu
Nghiên cứu cân bằng nước là một cơng việc quan trọng, từ đây có thể đánh giá
được lượng nước cung cấp cho nước dưới đất. Các đảo nhỏ có cơ hội để nghiên cứu
vịng tuần hoàn thủy văn đầy đủ trong một vùng được hạn chế. Trong luận văn đã
sử dụng kết quả nghiên cứu của các đề tài:
- Các kết quả nghiên cứu của đề tài “Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của
nước biển dâng do biến đổi khí hậu tồn cầu đối với sự biến động của quần đảo
Trường Sa thuộc chương trình “Biển Đơng - Hải đảo” do TS. Phan Thị Kim Văn,
Viện Địa chất, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam chủ trì thực hiện từ năm 2009
 2011;

- Những kết quả nghiên cứu nước ngầm trên đảo Trường Sa, Nguyễn Văn
Lương, Bùi Thị Xuân, Bùi Thị Nhanh, Phân viện Hải Dương Học tại Hà Nội.


12

- Tài liệu khí tượng thủy văn tại trạm Trường Sa, đài KTTV Nam Trung Bộ.
- Tài liệu từ Internet.
6. Nội dung của luận văn và phương pháp tổ chức thực hiện
6.1. Nội dung vấn đề cần giải quyết trong luận văn
- Các ảnh hưởng của nước mưa tới trữ lượng nước ngầm đảo Trường Sa.
- Các ảnh hưởng của nước biển tới chất lượng của nước ngầm đảo Trường Sa.
- Đề xuất giải pháp khai thác và bảo vệ tài nguyên nước phù hợp với điều kiện
tự nhiên và kinh tế ở các đảo nổi thuộc quần đảo Trường Sa.
6.2. Phương pháp tổ chức thực hiện
Phương pháp thu thập, tra cứu và thừa kế truyền thống các tài liệu nghiên
cứu trước đây đã được công bố;
Phương pháp điều tra khảo sát địa chất, địa chất thủy văn;
Phương pháp tính toán địa chất thủy văn;
Phương pháp địa thống kê.
7. Những điểm mới trong luận văn
- Xác định được mối quan hệ giữa nước mưa và nước dưới đất, đánh giá được
lượng nước mưa bổ sung cho nước dưới đất.
- Đánh giá được tác động của nước biển tới chất lượng của nước nhạt trong
thấu kính trên đảo Trường Sa.
- Đưa ra được một số giải pháp phát triển tài nguyên nước trên đảo có tính ứng
dụng cao, chi phí thấp, tận dụng được nguyên liệu, nhân lực địa phương và khơng
địi hỏi người có chun mơn cao.
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn
8.1. Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ góp một phần vào nghiên cứu tài nguyên
nước trên đảo Trường Sa nói riêng và quần đảo Trường Sa nói chung đang còn
nhiều hạn chế, kết quả đã làm sáng tỏ về mặt khoa học các tác động của tự nhiên tới
tài nguyên nước của đảo.


13

Đề ra một số giải pháp phát triển tài nguyên nước trên đảo, tận dụng tối đa lợi
thế của đảo, tránh làm thất thốt tài ngun.
8.2. Ý nghĩa thực tiễn
Góp một phần vào nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của nước mưa, nước biển
tới tài nguyên nước tại đảo Trường Sa, đưa ra một số giải pháp khai thác, phát triển
tài nguyên nước trên đảo có khả năng ứng dụng cao, giá thành thấp và tận dụng
được nguyên liệu, nhân lực địa phương, góp phần nâng cao đời sống, đảm bảo an
ninh quốc phòng.
9. Cấu trúc luận văn
Nội dung của luận văn bao gồm 89 trang, trong đó có 12 bảng biểu và 45 hình
vẽ, phơng chữ Times New Roman, cỡ chữ 13; lề trái 3,5 cm, phải 2cm, trên 3,5 cm
và lề dưới 3 cm.
10. Lời cảm ơn
Luận văn được hồn thành tại Bộ mơn Địa chất thủy văn - Khoa Địa chất
Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, dưới sự hướng dẫn khoa học của TS. Phan
Thị Kim Văn.
Trong quá trình thực hiện luận văn, học viên ln nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ từ phía Bộ mơn Địa chất thủy văn, Khoa Địa chất, Phịng Đào tạo sau Đại
học, Ban giám hiệu Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, Ban lãnh đạo Trung tâm
nghiên cứu các vấn đề về Nước thuộc Viện Địa chất – Viện Khoa học và Công nghệ
Việt Nam, sự giúp đỡ của đồng nghiệp chính những sự quan tâm, động viên, giúp
đỡ quý báu trên đã giúp học viên hoàn thành luận văn đúng thời hạn.

Nhân dịp này, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới TS. Phan Thị
Kim Văn là người hướng dẫn khoa học cho học viên và tận tình chỉ bảo, giúp học
viên thực hiện hồn thành cơng trình nghiên cứu này.


14

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN NƯỚC VÙNG ĐẢO
1.1. Định nghĩa và phân biệt đảo nhỏ và đảo rất nhỏ
Các đảo nhỏ
Các đảo nhỏ có đặc điểm thủy văn riêng biệt và có các vấn đề đánh giá, phát
triển và quản lý tài nguyên nước riêng để phân biệt chúng với các đảo trung bình và
lớn.
Mặc dù có nhiều đặc điểm phân biệt các đảo nhỏ, nhưng rất cần phải xác
định diện tích giới hạn cho các đảo nhỏ. Các nhà thủy văn từ nhiều quốc gia có vĩ
độ khác nhau với các vấn đề về tài nguyên nước đã đồng ý rằng thủy văn của các
đảo nhỏ thường có những đặc điểm thủy văn riêng biệt. Mặc dù có nhiều đề xuất
về diện tích giới hạn các đảo nhỏ nhưng vẫn chưa đi đến sự thống nhất chung.
Sau nhiều cuộc thảo luận với rất nhiều chuyên gia, các cơ quan liên chính phủ và
hiệp hội các nhà khoa học quốc tế có kinh nghiệm về thủy văn đảo đã đi đến
thống nhất chung thuật ngữ “đảo nhỏ” được ứng dụng cho các đảo có diện tích
nhỏ hơn 1000 km2, các đảo dài thì chiều rộng khơng được vượt quá 10 km [23]
Về sau, diện tích giới hạn cho các đảo nhỏ được lựa chọn trong hội thảo tài
nguyên nước ở các đảo nhỏ, chủ yếu là Thái Bình Dương [20] là 5000 km2. Diện
tích này đã được lựa chọn loại trừ các đảo có các sơ đồ trữ nước mặt tiềm năng hoặc
thực sự.
Các đảo rất nhỏ
Cần phân biệt giữa các đảo nhỏ và các đảo rất nhỏ. Các đảo rất nhỏ rất hạn chế
phát triển tài nguyên nước nhạt do kích thước nhỏ bé của chúng. Các đảo này bao

gồm các đảo thấp nhỏ ở biển Caribean và các đảo san hơ vịng ở Thái Bình Dương,
Ấn Độ Dương nơi mà nước mặt không tồn tại ở trong các thành tạo có thể khai thác
được và tài nguyên nước nhạt rất hạn chế. Ở các đảo này, theo các quan điểm thông
thường cung cấp nước nhạt hạn chế trong 2 dạng chủ yếu là phát triển nước ngầm
và thu giữ nước mưa.
Mặc dù khơng có ý áp dụng định nghĩa một cách cứng nhắc, các đảo rất nhỏ


15

nhìn chung có diện tích khơng q 100 km2 hoặc chiều rộng không quá 3 km [24].
Ở các đảo rất nhỏ, các kết quả nghiên cứu về đánh giá, phát triển và quản lý TNN
thường tùy vào điều kiện riêng của từng đảo, trong khi đó có thể có một số phạm vi
khá tổng quát thành các nhóm hoặc quần đảo để có kích thước lớn hơn. Trong tất cả
các trường hợp, các nghiên cứu đạt được về thủy văn và phát triển TNN với các
điều kiện lục địa không thể ứng dụng cho các đảo được mà trước tiên phải đánh giá
các đặc điểm thủy văn riêng biệt hiện có ở từng đảo.
Hiện nay có nhiều đảo nhỏ và đảo rất nhỏ trên thế giới, chúng được tìm thấy
ở tất cả các đại dương, hầu hết ở biển, hồ và sông lớn. Gần như không thể đưa ra
danh sách đầy đủ các đảo nhỏ vì có q nhiều đảo và có sự biến động theo sự thay
đổi của thủy triều nên cơng việc này chưa bao giờ được hồn thành.
1.2. Các dạng địa chất chung trên các đảo nhỏ
Phân chia các đảo nhỏ có thể dựa trên phân tích nguồn gốc đảo, thành phần
thạch học, tính thấm của đất đá, mức độ xâm nhập mặn và vĩ độ
[21],[29],[46],[48]. Dưới đây là phân chia các đảo theo thành phần thạch học bao
gồm:
-

Các đảo đá gốc

-

Các đảo núi lửa

-

Các đảo Cacbonate

-

Các đảo thành tạo từ đất đá bở rời

-

Các đảo hỗn hợp

Đảo Trường Sa là đảo san hô, thuộc dạng đảo cacbonat được hình thành ở
trên các biển ấm nóng, thường trên 220C, hầu hết các đá có tuổi sau Pliocen hoặc
Đệ tứ. Chúng thường được hình thành ở xa đất liền. Các đảo đá ngầm san hô
thường ở khu vực nhiệt đới của Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, được thành
tạo nên từ trầm tích từ san hơ phát triển trên đỉnh của núi lửa. Hầu hết các đảo san
hơ vịng thường rất nhỏ, nhỏ hơn 100 km2.


16

1.3. Các dạng nước có mặt trên đảo nhỏ và đảo rất nhỏ
1.3.1.Các dạng tồn tại của nước
Xét theo tiêu chí chất lượng nước thì nước trên các đảo nhỏ có cả nước mặn
và nước nhạt. Khi độ mặn thấp thì có thể coi là nước nhạt. Nước nhạt nếu khơng

ơ nhiễm hóa học và sinh học có thể được sử dụng để ăn uống và sinh hoạt. Nước
có hàm lượng muối cao, từ hơi mặn tới rất mặn (nước biển) thường thấy ở trên
các đảo nhỏ, đôi khi nước có hàm lượng muối rất cao, cao hơn nhiều so với nước
biển cũng có thể xuất hiện. Đối với phát triển tài nguyên nước con người quan
tâm tới nước nhạt hơn.
1.3.2.Các dạng tồn tại nước nhạt
Nước nhạt ở các đảo nhỏ có thể xuất hiện tự nhiên hoặc nhân tạo từ các
phương pháp xử lý nước khác nhau.
Sự xuất hiện nước tự nhiên
Tất cả nước trong tự nhiên đều bắt nguồn từ nước mưa. Các dạng nước nhạt
xuất hiện tự nhiên có thể theo 3 dạng: nước mưa, nước mặt và nước ngầm.
Nước mưa ở các đảo nhỏ có thể xuất hiện là mưa, tuyết, ngưng tụ sương,
sương mù và nhiều dạng khác. Mưa rơi là dạng phổ biến nhất của mưa. Đảo
Trường Sa thuộc khu vực nhiệt đới ẩm nên mưa rơi là chính.
Nước mưa thường được thu lại trên các bề mặt nhân tạo và đôi khi ở các bề
mặt tự nhiên, đây là nguồn nước được sử dụng để ăn uống và các mục đích khác.
Nước mặt thường xuất hiện ở các đảo cao, nhỏ thành các dịng sơng, suối,
mạch nước chảy quanh năm hoặc tạm thời. Các dịng sơng, suối, mạch nước chảy
quanh năm chủ yếu ở các đảo núi lửa cao nơi có đá núi lửa rất rắn chắc khơng có
khả năng thấm nước. Chúng cũng tồn tại ở đảo đá vôi. Trong nhiều trường hợp,
có nhiều lưu vực sơng nhỏ, được tạo nên để đánh giá mức độ khó khăn của tài
nguyên nước mặt cịn hầu hết các đảo nhỏ khơng có dịng chảy. Các phá nước
nhạt và các hồ nhỏ nhìn chung rất hiếm nhưng được tìm thấy ở một số đảo nhỏ.
Chúng có thể xuất hiện ở miệng của núi lửa đã tắt hoặc chỗ trũng của địa hình, hầu
hết các hồ và phá trên đảo nhỏ là nước lợ.


17

Nước ngầm xuất hiện ở trên các đảo nhỏ thành 2 loại của tầng chứa nước:

nước có áp và nước khơng áp trong các thấu kính. Tầng chứa nước có áp
thường xuất hiện trên các lớp có áp nằm ngang nhưng cũng bị hạn chế thành
từng ngăn do hệ thống các đai mạch núi lửa thẳng đứng. Một số tầng chứa nước
có áp lực “ artersian”. Các thấu kính khơng áp có thể xuất hiện cả ở các đảo cao
và đảo thấp trong các thành tạo tầng chứa nước ven biển hoặc các thấu kính
nước nhạt nằm trên nước biển. Một số thấu kính nước nhạt có chiều dày khoảng
20 m có khi cịn sâu hơn; ở các đảo san hơ thấp, thấu kính nước nhạt thường
mỏng hơn.
Lớp nước chuyển tiếp giữa nước biển và thấu kính nước nhạt là lớp nước mặn
chuyển tiếp. Chiều dày của lớp nước mặn chuyển tiếp phụ thuộc cả vào điều kiện tự
nhiên (tính thấm của các thành tạo địa chất, thủy triều, sự biến động của các yếu tố
bổ cập và các yếu tố khác) và các ảnh hưởng nhân tạo (khai thác nước). Cả hai lớp
nước nhạt và lớp nước chuyển tiếp đều không ổn định; chúng biến đổi theo không
gian (mặt cắt đảo) và theo thời gian (ảnh hưởng khí hậu hoặc kiểu mưa rơi).
1.3.3. Các nguồn nước nhạt khác
Khi các điều kiện khí hậu, địa chất và các điều kiện khác khơng thuận lợi cho
xuất hiện nước nhạt thì rất cần sử dụng các phương pháp “nhân tạo” để cung cấp
nước nhạt cho đảo nhỏ.
Hiện nay xử lý thành nước nhạt từ nước có hàm lượng muối cao (khử muối)
hoặc nước đã qua sử dụng (tái sử dụng nước thải) cũng đã được thực hiện nhiều nơi
trên thế giới. Khử muối làm giảm hàm lượng muối trong nước biển hoặc nước lợ
thành nước uống. Ngày nay một số phương pháp khử muối thành cơng dựa trên
q trình chưng cất hoặc kỹ thuật màng thấm. Các đảo nhỏ xung quanh đều là nước
biển là nguồn tiềm năng cung cấp nước cho quá trình khử mặn, phương pháp này
phụ thuộc vào kinh tế để mở rộng và duy trì hoạt động.
Tương tự, xử lý nước thải theo quan điểm kỹ thuật có thể thực hiện cho một số
mục đích. Nước thải bao gồm nước cống rãnh, nước thải cơng nghiệp và dịng thốt
mưa bão. Sự cần thiết phải bảo vệ mơi trường tự nhiên tránh ô nhiễm từ nước thải

18

đã dẫn đến phát sinh các kỹ thuật làm sạch. Thực hiện xử lý nước thải và tái sử
dụng sau đó là một cách thức cung cấp nước nhạt (nhưng không uống được), chủ
yếu do yếu tố kinh tế. Đối với mục đích ăn uống, việc thực hiện khơng chỉ chịu ảnh
hưởng bởi yếu tố kinh tế mà còn phải xem xét yếu tố sức khỏe cộng đồng và tính
thẩm mỹ do đó rất hiếm khi được sử dụng.
Trong cả 2 phương pháp thì nguồn nước nhạt tự nhiên là quan trọng hơn và là
giải pháp đơn giản hơn. Trong đó các đảo nhỏ thường tách biệt với đất liền, các
đường ống dưới biển có thể là một giải pháp thực tế. Nhưng đối với các đảo ở xa
như đảo Trường Sa vận chuyển nước bằng tàu hoặc sà lan là một giải pháp đang
được sử dụng hiện nay.
Các kỹ thuật tăng cường nước nhạt bao gồm bổ cập nhân tạo và thay đổi thời
tiết là giải pháp có trình độ kỹ thuật cao. Nước thu được từ các nguồn khác nhau và
sử dụng cho nhiều mục đích cũng cần được xem xét tới.
1.4. Các vấn đề ở đảo nhỏ và đảo rất nhỏ
Các đảo nhỏ và đảo rất nhỏ có các đặc điểm riêng biệt về điều kiện tự
nhiên, nhân khẩu học. Diện tích của chúng vơ cùng hạn chế, thiếu các nguồn tài
nguyên thiên nhiên (đất nông nghiệp, nước sạch, khống sản và các nguồn tài
ngun thơng thường khác), địa chất và quá trình tạo núi phức tạp, tách biệt.
1.4.1.Các điều kiện mơi trường
Các đảo nhỏ có điều kiện riêng biệt và dễ bị mất đất, thường rất dễ phải hứng
chịu điều kiện thời tiết cực đoan như là các thảm họa tự nhiên. Ảnh hưởng của biển
lớn hơn rất nhiều so với trong đất liền và các đảo lớn, đã có rất nhiều đảo đang bị
phá hủy. Hiện nay nước biển dâng do hiệu ứng nhà kính [44], sự ấm lên toàn cầu từ
sự tăng lên của lượng CO2 và các khí nhà kính khác [18], điều này liên quan tới rất
nhiều quốc gia đảo, phần lớn là các đảo san hơ vịng và các đảo thấp [30],[34],[47].
Các điều kiện khơng khí ăn mịn vì nước biển có tính ăn mịn làm cho các thiết bị
và vật liệu rất nhanh bị hư hỏng.
1.4.2.Trữ lượng nước

Các vấn đề về trữ lượng nước tăng lên do các điều kiện khó khăn như là mưa


19

thất thường và các điều kiện địa chất như các đá có tính thấm q lớn (đá nguồn
gốc núi lửa hoặc hang hốc karst) hoặc các đá không thấm nước hoặc các đặc điểm
địa hình khơng phù hợp cho phát triển tài nguyên nước mặt. Trong những trường
hợp này thường khơng có nước nhạt thường xun.
Các dịng sơng, mạch nước thường xuyên xuất hiện chỉ ở những nơi lượng
mưa rơi tương đối cao và phân bố khá đều cả năm, nơi địa hình thuận lợi và các
điều kiện địa chất phù hợp. Trong hầu hết các trường hợp dòng chảy tự nhiên lớn
hơn vài chục l/s là rất hiếm. Các lưu vực sơng thường có số lượng lớn nhưng kích
thước và lưu lượng điều chỉnh hạn chế. Ở một số đảo cao có các điều kiện địa
hình và thủy văn phù hợp cho xây dựng các nơi tích trữ nước.
Chu kỳ thời gian của hệ thống nước ngầm ở hầu hết các đảo thường rất ngắn,
nhìn chung vài năm nhưng có thể ngắn hơn một năm. Do đó, các thấu kính nước
nhạt và các tầng chứa nước nằm trên có thể bị suy giảm vào mùa khơ nơi mà
khơng có nguồn nước nhạt nào. Điều này làm tăng áp lực lên q trình khai thác
nước từ các thấu kính và càng thúc đẩy q trình xâm nhập mặn nếu khơng có sự
điều chỉnh khai thác và bảo vệ tài nguyên nước. Ở một số đảo đá vơi có địa hình
cao, các đá có tính thấm q lớn nên khơng hình thành nên thấu kính nước nhạt và
nước mặt.
1.4.3.Chất lượng nước
Xâm nhập mặn là một vấn đề nghiêm trọng đối với chất lượng nước ở các
đảo rất nhỏ, đặc biệt là những nơi khai thác quá mức do sự gia tăng dân số và
du lịch, công nghiệp hoặc phát triển nông nghiệp. Trong những trường hợp này,
cân bằng nước tự nhiên bị thay đổi đột ngột và có sự biến đổi bất lợi.
Nước trong các sông và giếng khoan dùng cho sinh hoạt thường có các thành
phần vơ cơ và hữu cơ cao. Ơ nhiễm nước từ việc khơng kiểm sốt được lượng phân

bón, thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu đang được sử dụng rộng rãi ở một số đảo nhỏ.
Nước ngầm trong các giếng nằm nông và các mương đào trong các đá hổng hoặc
cát kết rất nhạy cảm với ô nhiễm. Ở các đảo nhỏ, phần lớn là trên các đảo rất nhỏ,
các hệ thống nước thải quan trọng ngang với hệ thống phân bố nước cấp đối với sức


20

khỏe cộng đồng.
Các đảo ở vùng nhiệt đới ẩm thường phải hứng chịu những trận mưa như trút
nước. Khi mưa lớn kết hợp với các yếu tố địa phương như địa hình dốc, các kênh
sơng ngắn, phá rừng kết hợp với đất dễ xói lở gây ra lắng bùn ở nơi tích trữ nước
hậu quả làm giảm khả năng chứa nước và giảm chất lượng nước (do độ đục cao). Ở
một số đảo, bùn có thể phải lấy lên ở cuối mỗi mùa mưa. Độ đục cao có thể dẫn tới
khơng thể cung cấp nước được nữa hoặc phải có nơi xử lý hoặc làm mất thời gian
và tiền bạc để xử lý nước.
1.5. Các nghiên cứu thủy văn và các đánh giá tài nguyên nước
Các nghiên cứu thủy văn dựa trên các khái niệm và các tiêu chuẩn thích hợp
đối với các đảo lớn, trên lục địa và thường được tiến hành ở các đảo nhỏ. Thường
thì sự thiếu kỹ năng của người dân địa phương và cần sự giúp đỡ ở bên ngoài bao
gồm các chuyên gia và thiết bị để tiến hành các nghiên cứu đánh giá tài nguyên
nước ở các đảo nhỏ, việc này thường vừa khó khăn vừa tốn kém.
Khó khăn của các đảo nhỏ là sử dụng các số liệu nghiên cứu thủy văn từ các
đảo lớn hoặc ở lục địa. Các đảo nhỏ có thể gồm các đảo riêng biệt, trong một số
trường hợp thuận lợi khu vực nghiên cứu tương đồng với tài ngun nước của đảo
khác thì có thể sử dụng các số liệu nghiên cứu này và có thể thực hiện các chương
trình quản lý và phát triển tài nguyên nước.


21

1.6. Tổng quan về các nghiên cứu địa chất ở đảo Trường Sa
Ở một số đảo nhỏ, tài nguyên nước đã được phát triển một cách kinh tế và
hiệu quả. Tuy nhiên, ở hầu hết các đảo nhỏ các dự án phát triển tài ngun nước
khơng đạt được mục đích của họ do công nghệ, thiết kế và vật liệu khơng phù
hợp với mơi trường, do văn hóa của người dân địa phương hoặc do chi phí hoạt
động và duy trì quá lớn. Ở các quốc gia đảo nhỏ thì tình trạng càng trầm trọng
thêm do thiếu người có khả năng, nguồn tài chính hạn hẹp và thực tế các phần
đất ở xa thường bị cơ lập.
Thơng thường rất khó sử dụng được những người tại địa phương để phát triển
tài nguyên nước. Trong nhiều trường hợp, các kỹ thuật viên có kinh nghiệm và các
chuyên gia phải tập trung giải quyết các vấn đề bảo vệ và quản lý tài nguyên nước.
Tuy có nhiều khó khăn so với nghiên cứu thủy văn trong đất liền, đảo Trường Sa
cũng đã được nghiên cứu từ thời Pháp, tuy nhiên không được nghiên cứu một cách
chi tiết về tài nguyên nước nhạt. Một số kết quả nghiên cứu đáng chú ý về đảo
Trường Sa nói riêng và quần đảo Trường Sa nói chung bao gồm:
Đỗ Tuyết và nnk, 1978, nghiên cứu địa mạo quần đảo Trường Sa.
Nguyễn Biểu, 1985, nghiên cứu đặc điểm địa chất quần đảo Trường Sa.
Trần Đức Thạnh, 1989, nghiên cứu địa chất và lịch sử địa chất quần đảo
Trường Sa.
Trần Văn Hoàng, 1992, nghiên cứu một số đặc điểm địa chất cơng trình và địa
chất thủy văn đảo Trường Sa.
Vũ Ngọc Quang, 1998, nghiên cứu một số đặc điểm tự nhiên và các điều kiện
hình thành quần đảo Trường Sa.
Phan Thị Kim Văn, 2012, nghiên cứu sự ảnh hưởng của nước biển dâng do
biến đổi khí hậu tồn cầu đối với quần đảo Trường Sa.


22

CHƯƠNG 2
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI TÀI NGUYÊN NƯỚC TRÊN ĐẢO
2.1. Vị trí địa lý
Đảo Trường Sa nằm trong phạm vi 80 38’30” vĩ độ Bắc, 1110 55’55” kinh độ
Đông là một phần của Biển Đông, nằm ở trung tâm thuộc quần đảo Trường Sa.

Hình 2.1. Cột mốc đảo Trường Sa, ảnh nguồn Nguyễn Hưng
Về đơn vị hành chính, khu vực Đảo Trường Sa thuộc xã Trường Sa, huyện
Trường Sa, tỉnh Khánh Hoà, hiện nay trên đảo Trường Sa đã có các cư dân và các
chiến sĩ làm việc và sinh sống.
Quần đảo Trường Sa ở về phía Đơng Nam nước ta từ vĩ độ 6030’  12000 Bắc;
kinh độ 111030’  117030’ Đơng, gồm khoảng 148 hịn đảo (trong đó có 23 đảo nổi),
đá, cồn san hơ và bãi san hô, nằm rải trên một vùng biển rộng từ Tây sang Đông
khoảng gần 350 hải lý, từ Bắc xuống Nam khoảng hơn 360 hải lý, chiếm một diện
tích biển khoảng từ 160.000  180.000 km2. Đảo gần đất liền nhất là đảo Trường Sa
cách vịnh Cam Ranh (Khánh Hoà) khoảng 250 hải lý, cách đảo gần đảo Hải Nam
(Trung Quốc) nhất cũng khoảng trên 600 hải lý và cách đảo Đài Loan khoảng 960
hải lý.


23

Hình 2.2. Sơ đồ vị trí quần đảo Trường Sa, nguồn internet
Quần đảo Trường Sa khơng có đất trồng trọt và khơng có dân bản địa, có
khoảng hai mươi đảo. Các nguồn lợi thiên nhiên gồm: cá, phân chim và tiềm năng
dầu mỏ, khí đốt chưa được xác định. Ngồi nghề cá, các hoạt động kinh tế khác bị
kiềm chế do tranh chấp chủ quyền. Do nằm gần khu vực lịng chảo trầm tích chứa
nhiều dầu mỏ và khí đốt, quần đảo Trường Sa có tiềm năng lớn về dầu khí. Hiện địa
chất vùng biển này vẫn chưa được khảo sát nhiều và chưa có các số liệu đánh giá
đáng tin cậy về tiềm năng dầu khí và các loại khoáng sản khác. Các khảo sát khác

nhằm phục vụ kinh tế và thương mại cịn ít được thực hiện.
2.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo
Về mặt hình thái, đảo Trường Sa gồm 2 phần: phần đảo nổi và phần đảo chìm.
Phần đảo nổi có hình tam giác, chiều dài cạnh dài của đảo đạt 750 m, chiều rộng
(đường cao của tam giác) đạt tới 370 m. Phần mặt đảo dài 675 m, rộng 340 m. Hình
thái của đảo nằm theo hướng ĐB - TN, phần đảo nổi có diện tích khoảng 110.000
m2. Bề mặt của đảo nổi nhìn chung là bằng phẳng, chỗ thấp nhất khoảng 2,8  3,0 m
rất thuận lợi cho tích trữ nước nhạt. Sườn bờ đảo (giữa phần đảo nổi và đảo chìm)


24

thường xun chịu tác động của sóng, dịng chảy..., độ dốc trung bình 10  15, một
vài nơi có vách dốc 45  50. Chiều rộng của sườn bờ này thay đổi từ 5  25 m.
Phần chìm nơng dưới mặt nước, còn gọi là hành lang đảo. Hành lang đảo có
hình dáng gần giống phần đảo nổi và có chiều rộng khơng đều nhau. Ở phía Đơng,
Đơng Nam và Nam của đảo, vành đai có chiều rộng trung bình khoảng 200 m, có
chỗ chỉ rộng 140 m. Vào thời gian triều rút thấp nhất, vành đai ở phía này ln bị
chìm khơng nổi lên mặt nước. Trong khi đó ở phía Đơng Bắc vịng sang Bắc và
vịng sang Tây, Tây - Tây Nam, vành đai san hơ chìm này rộng hơn và vào thời gian
triều thấp đôi nơi lộ ra trên mặt nước.

Hình 2.3. Đảo Trường Sa, nguồn internet
Bề mặt của phần đảo chìm, nhìn chung thoải dần xuống độ sâu 3  10 m và ở
ngoài của vành đai dốc nhanh xuống 80  100 m, sau đó dốc đứng đổ xuống đáy đại
dương, tạo ra vách đứng sâu 900  1000 m. Trên bề mặt của vành đai thường có
những rãnh hẹp theo chiều song song hoặc thẳng góc với đường bờ, càng ra rìa
ngồi của vành đai các rãnh thường thẳng góc với đường mép nước của vành đai đổ
ra sườn dốc đứng với kích thước rãnh rộng 1  2 m, sâu 4  5 m hoặc hơn nữa tạo ra
một hệ thống rãnh ngầm kỳ ảo xuống biển sâu. Các rãnh này là con đường chủ yếu

đưa các vật liệu bị xói lở xuống biển sâu dưới tác động của dòng chảy. Từ bản đồ
địa hình và mặt cắt địa hình phần ngập nước của đảo Trường Sa ta thấy: