Nghiên cứu ảnh hưởng của phát triển đô thị đến mức nước ngầm tỉnh bình dương và đề xuất các giải pháp bảo vệ, sử dụng hợp lý

BỘ CÔNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LÊ THỊ TRÂM

NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA PHÁT
TRIỂN ĐƠ THỊ ĐẾN MỰC NƢỚC NGẦM
TỈNH BÌNH DƢƠNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI
PHÁP BẢO VỆ, SỬ DỤNG HỢP LÝ

Chuyên ngành: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
Mã chuyên ngành: 60.85.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2019


Cơng trình đƣợc hồn thành tại Trƣờng Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí
Minh.
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Lƣơng Văn Việt

………………………..

Ngƣời phản biện 1: ………………………………………………………………….
Ngƣời phản biện 2: ……………………………………………….………………….
Luận văn thạc s đƣợc bảo vệ tại Hội đồng ch m bảo vệ Luận văn thạc s Trƣờng
Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh ngày

tháng

năm 2019.

Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc s gồm:
1. ……………….………

- Chủ tịch Hội đồng

2. ………………………

- Phản biện 1

3. ....................................

- Phản biện 2

4. ………………………

- Ủy viên

5. ………………………..

- Thƣ ký

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

VIỆN TRƢỞNG VIỆN KHCN&QLMT


BỘ CƠNG THƢƠNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lê Thị Trâm

MSHV: 16004041

Ngày, tháng, năm sinh: 01/11/1993

Nơi sinh: Quảng Bình

Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trƣờng

Mã chuyên ngành: 60850101

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu ảnh hƣởng của phát triển đô thị đến mực nƣớc ngầm tỉnh Bình Dƣơng
và đề xu t các giải pháp bảo vệ, sử dụng hợp lý
NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Nội dung 1: Phân loại ảnh viễn thám và đánh giá biến động sử đ t trong giai đoạn
2011-2018.
Nội dung 2: Tạo lƣới CN theo các mốc thời gian, với CN là một tham số liên quan
đến khả năng bổ cập nƣớc ngầm của đ t.
Nội dung 3: Xác định xu thế của mực nƣớc ngầm tại các trạm quan trắc.
Nội dung 4: Thống kê CN theo vùng đệm của các giếng với các bán kính định trƣớc
Nội dung 5: Phân tích mối quan hệ của sự thay đổi CN với xu thế mực nƣớc ngầm.

Nội dung 6: Đề xu t các giải pháp bảo vệ, sử dụng hợp lý nguồn nƣớc ngầm.
II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 26/12/2018
III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2019
IV. NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Lƣơng Văn Việt
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 20 …
NGƢỜI HƢỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

VIỆN TRƢỞNG VIỆN KHCN&QLMT


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Thầy Lƣơng Văn Việt đã tận tình hƣớng dẫn, động viên và tạo mọi điều kiện tốt
nh t cho tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn Thạc s này.
Quý Thầy Cô giảng dạy lớp cao học– CHQLMT6A Quản lý Tài ngun và Mơi
trƣờng - khóa 2016- 2018, đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt những kiến
thức, kinh nghiệm hết sức q báo cho tơi, đồng thời gửi lời chúc thành cơng đến
tồn thể các anh chị và các bạn lớp cao học khóa 2016- 2018.
Xin chân thành cám ơn ban lãnh đạo Viện Khoa học Công nghệ và Quản lý môi
trƣờng, trƣờng Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, Phịng Quản lý
Sau đại học đã quan tâm và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hồn thành đề tài này.
Sau cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, ngƣời thân và bạn bè
đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên tơi trong q trình thực hiện đề tài.

i


TĨM TẮT LUẬN VĂN

Bình Dƣơng thuộc miền Đơng Nam Bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía
Nam, là một trong những tỉnh có tốc độ tăng trƣởng kinh tế cao, phát triển cơng
nghiệp năng động của cả nƣớc
Q trình đơ thị hóa dẫn tới bê tơng hóa bề mặt, thu hẹp diện tích bổ sung nƣớc
từ nguồn nƣớc mƣa, nƣớc mặt cho nƣớc dƣới đ t. Cộng thêm là sự phát triển
mạnh mẽ của các cơng trình cao tầng với các lỗ khoan sâu cũng góp một phần
khơng nhỏ vào sự gia tăng ô nhiễm, suy giảm ch t lƣợng và nguồn nƣớc ngầm.
Từ những thực tế trên, việc nghiên cứu một cách tổng thể về hiện trạng nƣớc
dƣới đ t tỉnh Bình Dƣơng để từ đó có thể đƣa ra những biện pháp khai thác và
quản lý hiệu quả hơn, bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đ t, đảm bảo sức khỏe cho
ngƣời dân là việc c p bách và cần thiết.
Mục đích của bài này là nghiên cứu về tác động của đơ thị hóa đến mực nƣớc
ngầm tỉnh Bình Dƣơng từ năm 2011 tới năm 2018. Phƣơng pháp đƣợc sử dụng
trong nghiên cứu là phân tích mối quan hệ giữa mực nƣớc ngầm với mức độ đơ
thị hóa khu vực qua chỉ số CN. Số liệu sử dụng đ t đƣợc phân tích từ ảnh
Landsat. Kết quả nghiên cứu cho th y ở các giếng có mức độ đơ thị hóa cao mực
nƣớc ngầm của một số phân tầng trong tầng Plistocen và pliocen suy giảm đáng
kể.
Từ khóa: Đơ thị hóa, thay đổi sử dụng đất, mực nước ngầm

ii


ABSTRACT
Binh Duong belongs to the Southeast region, located in the southern key
economic region, is one of the provinces with high economic growth and
dynamic industrial development of the whole country.
The process of urbanization leads to surface concrete, narrowing the additional
area of water from rainwater, surface water for underground water. In addition,
the strong development of high-rise buildings with deep bores also contributed

significantly to the increase in pollution, deterioration of quality and
groundwater. From the above facts, the overall study of the groundwater
situation in Binh Duong province from which can give more effective measures
to exploit and manage, protect underground water resources, ensure Health
protection for the people is urgent and necessary.
The purpose of this paper is to study the impact of urbanization on the
groundwater level in Binh Duong province from 2011 to 2018. The method used
in the study is to analyze the relationship between the groundwater level and the
level. urbanize the region through the CN index. Land use data are analyzed
from Landsat image. The research results show that in the wells with high level
of urbanization, the underground water level of some strata in the Plistocene and
pliocene aquifers has decreased significantly.
Keywords: Urbanization, land use change, groundwater level

iii


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong đề tài này là hoàn
toàn trung thực.
Tơi xin cam đoan rằng các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đã đƣợc chỉ rõ
nguồn gốc.
Học viên

Lê Thị Trâm

iv


MỤC LỤC

MỤC LỤC ............................................................................................................. v
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................. vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................... viii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................ix
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
1. Đặt v n đề ........................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu.........................................................................................2
2.1 Mục tiêu chung................................................................................................2
2.2 Mục tiêu cụ thể ................................................................................................2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .....................................................................2
3.1 Đối tƣợng nghiên cứu: .....................................................................................2
3.2 Giới hạn của luận văn ......................................................................................2
3.2.1 Giới hạn về phạm vi nghiên cứu ...................................................................2
3.2.2 Giới hạn về thời gian ....................................................................................2
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................2
4.1 Tiếp cận ............................................................................................................2
4.1.1 Quan điểm tiếp cận .......................................................................................2
4.1.2 Tiếp cận hệ thống ..........................................................................................3
4.1.3 Tiếp cận khoa học hiện đại ...........................................................................3
4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu..................................................................................4
5. Ý ngh a khoa học và ý ngh a thực tiễn đề tài ....................................................4
5.1 Ý ngh a khoa học .............................................................................................4
5.2 Ý ngh a thực tiễn .............................................................................................4
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN .................................................................................. 5
1.1 Cơ sở khoa học .................................................................................................5
1.1.1 Nƣớc dƣới đ t ...............................................................................................5
1.2 Tổng quan tài liệu ............................................................................................7
1.2.1 Một số nghiên cứu của tác giả ngoài nƣớc ...................................................7
1.2.2 Một số nghiên cứu của các tác giả trong nƣớc ...........................................10
1.3 Giới thiệu sơ lƣợc về địa bàn nghiên cứu ......................................................12

1.3.1 Vị trí địa lý ..................................................................................................12
1.3.2 Điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên .............................................14
1.3.3 Đặc điểm dân cƣ, kinh tế - xã hội ...............................................................16
1.3.4 Đặc điểm địa ch t thủy văn.........................................................................18
1.3.5 Đơ thị hóa tỉnh Bình Dƣơng giai đoạn 2000 - 2018 ...................................21
v


CHƢƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 24
2.1 Nội dung nghiên cứu ......................................................................................24
2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................25
2.2.1 Phƣơng pháp phân loại ảnh viễn thám........................................................25
2.2.2 Phƣơng pháp xác định hệ số th m CN của SCS .........................................34
2.2.3 Phƣơng pháp GIS-RS và sử dụng phần mềm Hec-GeoHMS .....................36
2.2.4 Phƣơng pháp kiểm định phi tham số Mann-Kendall và xu thế Sen ...........38
2.2.5 Phƣơng pháp thống kê ................................................................................41
CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 43
3.1 Biến động sử dụng đ t trong giai đoạn2011-2018 .........................................43
3.2 Kết quả xác định CN ......................................................................................49
3.3 Kết quả thống kê CN theo các đơn vị hành chính .........................................50
3.4 Kết quả thống kê CN theo vùng đệm của các giếng......................................52
3.5 Kết quả xác định xu thế mực nƣớc ngầm theo kiểm định phi tham số MannKendall và xu thế Sen ....................................................................................60
3.5.1 Mực nƣớc mùa mƣa ....................................................................................60
3.5.2 Chênh lệch mực nƣớc mùa mƣa và mùa khơ .............................................63
3.6 Phân tích sự thay đổi mực nƣớc ngầm ...........................................................66
3.6.1 Ảnh hƣớng của CN đến tính ch t xu thế mực nƣớc mùa mƣa .................66
3.6.2 Ảnh hƣớng của CN đến h ......................................................................67
3.7 Đề xu t giải pháp bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn nƣớc ngầm tỉnh Bình
Dƣơng.............................................................................................................70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 75

1. Kết luận ............................................................................................................75
2. Kiến nghị .........................................................................................................76
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 77
PHỤ LỤC ............................................................................................................ 79
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG CỦA HỌC VIÊN ................................................... 82

vi


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Bản đồ hành chính tỉnh Bình Dƣơng ....................................................14
Hình 2.1 Sơ đồ phân loại ảnh ..............................................................................27
Hình 2.2 Mô tả sự phân loại theo phƣơng pháp MLC ........................................30
Hình 3.1 Tổ hợp kênh 6-5-4 của ảnh LC08_125052_20181031 .........................44
Hình 3.2 Kết quả phân loại sử dụng đ t từ ảnh LT05_125052_20110129 .........46
Hình 3.3 Kết quả phân loại sử dụng đ t từ ảnh LC08_125052_20181 ...............47
Hình 3.4 Lƣới CN năm 2011 ...............................................................................49
Hình 3.5 Lƣới CN năm 2018 ...............................................................................50
Hình 3.6 Vị trí các giếng quan trắc ......................................................................55
Hình 3.7 Mức tăng CN theo các vùng đệm với các bán kính 1 km, 3 km và 5 km
..............................................................................................................59

vii


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Dân số phân theo thành thị và nơng thơn tỉnh Bình Dƣơng giai đoạn
2000 – 2018 ........................................................................................22
Bảng 1.2 Tỉ lệ dân số thành thị cả nƣớc giai đoạn 2000 – 2018 .........................22

Bảng 2.1 Ma trận phân loại sai số .......................................................................32
Bảng 2.2 Bảng phân loại sai số............................................................................33
Bảng 2.3 Tiêu chuẩn phân loại các nhóm độ ẩm thời kỳ trƣớc ...........................35
Bảng 2.4 Giá trị của CN ứng với điều kiện ẩm trung bình (nhóm ACM II) .......35
Bảng 2.5 Giá trị của Zcrit ứng với số bậc tự do là 7 .............................................41
Bảng 3.1 Biến động diện tích đ t đơ thị ..............................................................48
Bảng 3.2 Giá trị của CN tính trung bình theo các đơn vị hành chính .................51
Bảng 3.3 Danh sách các giếng quan trắc .............................................................53
Bảng 3.4 Giá trị của CN tính trung bình theo các vùng đệm của giếng ..............56
Bảng 3.5 Kết quả kiểm định Mann – Kendall và xu thế mực nƣớc mùa mƣa ....61
Bảng 3.6 Kết quả kiểm định Mann – Kendall và xu thế Sen của h tại các trạm
quan trắc giai đoạn 1980 – 2018 ..........................................................64
Bảng 3. 7 Giá trị trung bình của CN theo tính ch t của xu thế mực nƣớc mùa
mƣa .....................................................................................................67
Bảng 3. 8 Hệ số tƣơng quan giữa CN và h .....................................................68
Bảng 3. 9 Giá trị trung bình của CN theo tính ch t của xu thế h ...................68

viii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CCC

Cụm công nghiệp

CN

Curve Number -Tham số thể hiện khả năng th m

ENVI

ENviroment for Visualizing Images -Phần mềm xử lý ảnh

GIS

Geographic Information Systems- Hệ thống thông tin địa lý

HEC

Hydological

HEC

Hydological Engineering Center- Trung tâm Kỹ thuật Thủy
văn

KT-XH

Kinh tế - Xã hội

MLC

Maximum Likelihood Classifier – Phƣơng pháp phân loại
có giám định

NIR

Near Infrared - Cận hồng ngoại

SCS

Soil Conservation Service- Phƣơng pháp tính th m

S-L

Soil Landuse- thổ nhƣỡng – sử dụng đât

SWIR

Short Wave Infrared - Kênh phổ hồng ngoại sóng ngắn

TN&MT

Tài nguyên và Môi trƣờng

TP

Thành phố

VIS

Visible – Kênh thị phổ

ix


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Việt Nam đƣợc đánh giá là quốc gia có nguồn tài nguyên nƣớc khá phong phú.
Trong đó, tài ngun nƣớc ngầm là nguồn khống sản đặc biệt chiếm ƣu thế và

cũng là đối tƣợng đang đƣợc sử dụng phục vụ nhu cầu c p cho dân sinh; trồng
trọt, nuôi thủy hải sản và du lịch - dịch vụ.
Bình Dƣơng thuộc miền Đơng Nam Bộ, nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía
Nam, là một trong những tỉnh có tốc độ tăng trƣởng kinh tế cao, phát triển cơng
nghiệp năng động của cả nƣớc. Bình Dƣơng hiện có 28 KCN với tổng diện tích
9073 ha và 8 CCN với tổng diện tích 600 ha. Các khu, CCN này đã phát huy
hiệu quả, góp phần thu hút đầu tƣ và tăng trƣởng kinh tế của tỉnh. Với quá trình
phát triển cơng nghiệp, đơ thị hóa và sự gia tăng dân số diễn ra nhanh trong thời
gian qua dẫn tới nhu cầu dùng nƣớc không ngừng tăng cao, gây sức ép lên
nguồn tài ngun nƣớc.
Q trình đơ thị hóa dẫn tới bê tơng hóa bề mặt, thu hẹp diện tích bổ sung nƣớc
từ nguồn nƣớc mƣa, nƣớc mặt cho nƣớc dƣới đ t. Cộng thêm là sự phát triển
mạnh mẽ của các cơng trình cao tầng với các lỗ khoan sâu cũng góp một phần
khơng nhỏ vào sự gia tăng ô nhiễm, suy giảm ch t lƣợng và nguồn nƣớc ngầm.
Khai thác nguồn nƣớc ngầm để phục vụ phát triển các đô thị là việc làm c p
thiết. Tuy vậy, sự phát triển quá nhanh của các đô thị cùng với sự khai thác tùy
tiện đang nảy sinh nhiều nguy cơ tác động x u đến nguồn tài nguyên nƣớc dƣới
đ t.
Từ những thực tế trên, việc nghiên cứu một cách tổng thể về hiện trạng nƣớc
dƣới đ t tỉnh Bình Dƣơng để từ đó có thể đƣa ra những biện pháp khai thác và
quản lý hiệu quả hơn, bảo vệ tài nguyên nƣớc dƣới đ t, đảm bảo sức khỏe cho
ngƣời dân là việc c p bách và cần thiết. Để góp phần vào điều này tác giả đã
chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của phát triển đô thị đến mực nước
1


ngầm tỉnh Bình Dương và đề xuất các giải pháp bảo vệ, sử dụng hợp lý” làm
luận văn tốt nghiệp.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1 Mục tiêu chung

- Nghiên cứu ảnh hƣởng của sự thay đổi sử dụng đ t do q trình đơ thị hóa đến
mực nƣớc ngầm tỉnh Bình Dƣơng từ đó đề xu t ra các giải pháp bảo vệ và sử
dụng hợp lý.
2.2 Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá ảnh hƣởng của sự gia tăng diện tích mặt không th m do phát triển đô
thị và khu công nghiệp đến sự thay đổi mực nƣớc ngầm.
- Đề xu t các giải pháp bảo vệ, sử dụng hợp lý nguồn ngầm.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1 Đối tƣợng nghiên cứu:
- Mực nƣớc dƣới đ t và sự thay đổi sử dụng đ t do quá trình đơ thị hóa.
3.2 Giới hạn của luận văn
3.2.1 Giới hạn về phạm vi nghiên cứu
Luận văn đƣợc triển khai trên các tầng có khai thác nƣớc ngầm trên địa bàn tỉnh
Bình Dƣơng.
3.2.2 Giới hạn về thời gian
Mực nƣớc ngầm của tỉnh Bình Dƣơng vào mùa mƣa và mùa khơ từ năm 2011
đến năm 2018
4. Cách tiếp cận và phƣơng pháp nghiên cứu
4.1 Tiếp cận
4.1.1 Quan điểm tiếp cận

2


Quan điểm phát triển bền vững tài nguyên nƣớc: Đối với tài nguyên nƣớc vùng
nghiên cứu, việc quy hoạch khai thác và sử dụng, đề xu t các giải pháp bảo vệ
phải đƣợc tiến hành cách cụ thể, hợp lý nhằm phục vụ cơng cuộc phát triển KTXH, tránh tình trạng suy thối tài ngun và ơ nhiễm mơi trƣờng, đặc biệt là khu
vực nơng thơn ven biển.Tính bền vững trong việc khai thác và sử dụng tài
nguyên nƣớc ngầm đƣợc thể hiện ở cả hai mặt cơ bản, đó là bền vững về ch t
lƣợng: đƣợc đảm bảo khi đáp ứng nhu cầu c p nƣớc cho mục đích sử dụng,

đồng thời phải đảm bảo các hoạt động KT-XH không đem đến tác động x u,
không gia tăng ch t ô nhiễm trong nƣớc và bền vững về lƣợng: q trình khai
thác, sử dụng phải có sự giám sát và hoạch cụ thể, tránh hiện tƣợng gây sự giảm,
m t cân bằng nguồn nƣớc
4.1.2 Tiếp cận hệ thống
Quá trình thực hiện luận văn đƣợc tiếp cận hệ thống theo các bƣớc sau:
Tiếp cận và tổng quan đánh giá các hệ thống thông tin giám sát và quản lý môi
trƣờng.
Tiếp cận các nguồn dữ liệu trong khu vực nghiên cứu bằng cách thu thập, tổng
hợp, xử lý và chuẩn hoá dữ liệu từ nguồn dữ liệu lịch sử, từ các cơ sở dữ liệu
trong nƣớc và quốc tế, từ các đề tài, nhiệm vụ nghiên cứu đã tiến hành trong khu
vực.
Tiếp cận lý thuyết và các kỹ thuật viễn thám tối ƣu hoá các thuật toán liên quan
từ dữ liệu viễn thám có kết hợp số liệu quan trắc thu thập đƣợc.
Tiếp cận các công cụ và phần mềm tiên tiến để phục vụ cơng việc tính tốn, khai
thác dữ liệu một cách chính xác và tối ƣu.
Tiếp cận phƣơng pháp lập bản đồ số trên hệ thống GIS làm cơ sở chuyển giao
kết quả cho các nhà quản lý, nhà hoạch định chính sách.
4.1.3 Tiếp cận khoa học hiện đại
3


Đối tƣợng nghiên cứu, khu vực nghiên cứu đƣợc xem xét trên khía cạnh các tác
động tƣơng tác tổng hợp, đa ngành. Phạm vi không gian và thời gian đƣợc xem
xét trong quá trình vận động liên tục (quá khứ, hiện tại).
Tóm lại, các hƣớng tiếp cận trên là các phƣơng pháp tiếp cận chủ yếu dùng
trong thực hiện luận văn; trong từng nội dung và từng công việc cụ thể, luận văn
sẽ vận dụng một cách linh hoạt các phƣơng pháp tiếp cận khác nhau để đảm bảo
mục tiêu và sản phẩm của luận văn.
4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu

-

Phƣơng pháp phân loại ảnh viễn thám

-

Phƣơng pháp xác định hệ số th m CN của SCS

-

Phƣơng pháp GIS-RS và sử dụng phần mềm Hec-GeoHMS

-

Phƣơng pháp kiểm định phi tham số Mann-Kendall và xu thế Sen

-

Phƣơng pháp thống kê

5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn đề tài
5.1 Ý nghĩa khoa học
Đề tài góp phần trong việc nghiên cứu hiện trạng mực nƣớc dƣới đ t thay đổi
qua các năm, mối quan hệ giữa mực nƣớc ngầm và sự phát triển đô thị.
5.2 Ý nghĩa thực tiễn
Kết quả của đề tài là cơ sở khoa học đáng tin cậy để đề xu t các giải pháp bảo vệ
và sử dụng hợp lý tài nguyên nƣớc dƣới đ t cho khu vực.

4

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 Cơ sở khoa học
1.1.1 Nước dưới đất
1.1.1.1 Khái niệm
Luật Tài nguyên nƣớc Việt Nam (2012, điều 2) định ngh a: Nƣớc dƣới đ t là
nƣớc tồn tại trong các tầng chứa nƣớc dƣới mặt đ t. Nƣớc dƣới đ t chứa trong
các lỗ hổng, khe nứt, hang động ngầm kích thƣớc khác nhau, tồn tại ở ba trạng
thái rắn, lỏng, khí và có thể chuyển đổi từ trạng thái này sang trạng thái kia.
Nƣớc dƣới đ t là loại tài nguyên ngầm đƣợc con ngƣời khai thác vào loại sớm
nh t và lâu dài nh t. Tuy nhiên nhiều bí ẩn liên quan đến loại tài nguyên này vẫn
còn là câu đố đối với nhân loại. Theo A.M. Opsinhicôp, thuỷ quyển ngầm phân
bố tới độ sâu 12-16km, là độ sâu phân bố nhiệt độ tới hạn của nƣớc (375 450oC), cịn theo F.A.Macarenco, V.I.Lianco nó phải đạt tới độ sâu 70 – 100km.
Các kết quả đánh giá trữ lƣợng nƣớc dƣới đ t, do vậy, r t khác nhau. Tuy nhiên,
phần nƣớc ngầm nằm sâu có động thái biến đổi chậm, thành phần hóa học phức
tạp, khai thác khó khăn, nên hiện ít có giá trị khai thác. Nƣớc dƣới đ t phân bố
trên diện rộng và có ý ngh a đặc biệt quan trọng đối với hệ thực vật và hệ sinh
vật đ t, bởi đa phần các cá thể này không thể tự vận động đi tìm nƣớc đƣợc nhƣ
con ngƣời và động vật khác. Nƣớc dƣới đ t là nguồn cung c p, duy trì sự tồn tại
của các thuỷ vực mặt trong thời kỳ khơng mƣa kéo dài. Nhiều nơi, trong q
trình thăm dị tìm kiếm nguồn nƣớc đã phát hiện ra những nguồn khống sản
q hiếm khác có vai trị thay đổi nền kinh tế của cả một địa phƣơng, một quốc
gia, nhƣ sự tìm ra dầu và khí đốt ở Brunây.
1.1.1.2 Chế độ nước dưới đất
Mức biến động chế độ nƣớc dƣới đ t phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Điều kiện khí hậu miền c p và miền phân bố;
5


- Mức độ và khả năng lƣu thông với nƣớc mặt;

- Khả năng th m nƣớc, chứa nƣớc, giữ nƣớc, c p nƣớc, biến đổi ch t lƣợng
nƣớc của tầng đ t đá.
Yếu tố nguồn c p bao gồm cƣờng độ c p nƣớc, thời gian c p nƣớc và ch t lƣợng
nƣớc c p. Đối với nƣớc c p là mƣa, yếu tố này phụ thuộc vào điều kiện khí hậu,
địa hình, thảm phủ thực vật, kích thƣớc miền c p và tác động của con ngƣời.
Đối với nguồn c p là nƣớc của thuỷ vực khác, yếu tố nguồn c p bao gồm đặc
điểm ch t lƣợng nƣớc nguồn và mối quan hệ thuỷ lực giữa hai thuỷ vực, kích
thƣớc miền quan hệ. Nhìn chung các tầng nƣớc nằm càng sâu càng khó có khả
năng trao đổi nƣớc tích cực, nên lƣợng nƣớc biến đổi chậm và khả năng tái tạo
hạn chế. Càng xuống sâu nhiệt độ đ t càng cao, do đó nƣớc dƣới đ t có thể có
nhiệt độ cao. Mức nhiệt độ phụ thuộc vào độ sâu, miền chuyển qua và thời gian
chuyển dịch. Những dao động mực nƣớc do mƣa, gây biến động trữ lƣợng, diễn
ra rộng khắp và có tính quy luật nh t định, phản ánh tính biến động có chu kì
theo mùa và nhiều năm của tài nguyên, nhƣng diễn biến chậm, lệch pha về thời
gian và nhỏ hơn về biên độ so với chế độ nƣớc mặt. Những dao động mực nƣớc
gắn với biến động cung cầu b t thƣờng thƣờng diễn ra trong phạm vi hẹp hơn và
mang tính địa phƣơng. Ví dụ nhƣ: Trong vùng nƣớc ngầm bị khai thác nhân tạo
bằng giếng, gƣơng nƣớc ngầm có thể bị hạ th p trên một diện rộng và có dạng
hình phễu. Trong các tầng nƣớc ngầm lƣu thơng trực tiếp với nƣớc sông, khi
mực nƣớc sông lên cao hơn mực nƣớc ngầm, sẽ xảy ra quá trình điều tiết bờ,
trong đó nƣớc sơng xâm nhập mạnh vào tầng ngầm, làm thay đổi độ dốc mặt
nƣớc, hƣớng chảy, làm tăng trữ lƣợng nƣớc ngầm, đồng thời làm giảm cƣờng
su t lũ lên và cao trình đỉnh lũ trong sơng. Khi mực nƣớc sông giảm, lƣợng
nƣớc điều tiết đƣợc c p trả lại sơng, làm tăng dịng chảy sơng. Những vùng bờ
đã bị bê tơng hố sẽ m t khả năng điều tiết dòng chảy theo cơ chế này. Nhiệt độ
nƣớc dƣới đ t chịu tác động của điều kiện khí hậu miền cung c p và phân bố.
Nhƣ đã biết, dao động nhiệt độ ngày đêm của đ t đá không truyền quá độ sâu 12m, theo mùa không truyền quá độ sâu 8 - 10m và theo năm không truyền quá
6

độ sâu 15 - 30m. Dƣới đó là đới nhiệt độ tăng dần theo độ sâu. Do đó nƣớc dƣới
đ t có chế độ nhiệt phân hố rõ nét, có thể đƣợc dùng làm cơ sở cho nghiên cứu
nguồn gốc của nó. Theo nhiệt độ nƣớc dƣới đ t đƣợc chia thành sáu loại: lạnh <
30oC; m 30 – 35oC; nóng 35 – 50oC; r t nóng 50 – 70oC; q nóng 70 - 100oC;
nƣớc sơi > 100oC. Chế độ khống của nƣớc dƣới đ t biến đổi khơng có quy luật
rõ rệt. Độ khoáng hoá của nƣớc chịu ảnh hƣởng trực tiếp của nguồn c p, môi
trƣờng chứa và đặc điểm q trình tiêu hao. Thơng thƣờng nƣớc dƣới đ t có độ
khống hố cao hơn nƣớc mƣa và nƣớc mặt. Do vậy vùng mặt đ t thuận lợi cho
bốc hơi nƣớc dƣới đ t tự nhiên sẽ có nguy cơ bị mặn hoá cao. Nhiều nhà nghiên
cứu cho rằng nƣớc trong các lớp trầm tích mặn dần theo độ sâu, gần tầng mặt
nƣớc nhiều sulfat, lớp trung gian nhiều muối bicacbonat, ở lớp sâu nh t nƣớc có
nồng độ clo cao hơn.
1.2 Tổng quan tài liệu
1.2.1 Một số nghiên cứu của tác giả ngồi nước
Nhiều cơng trình nghiên cứu nƣớc dƣới đ t đƣợc thực hiện ở nhiều Quốc gia
trên Thế giới, ở một số quốc gia thiếu nguồn nƣớc mặt thì nƣớc ngầm là nguồn
cung c p quan trọng.
- Đề tài “Tác động của đơ thị hóa đối với trữ lƣợng và ch t lƣợng nƣớc ngầm ở
Zahedan, Đông Nam Iran” của Khazaei, Esmaeil & Mackay, Rae & Warner,
James [1] đã nghiên cứu các tác động của phát triển đô thị đến ch t lƣợng và trữ
lƣợng nƣớc ngầm trong tầng chứa nƣớc Zahedan, là nguồn cung c p nƣớc duy
nh t cho thành phố Zahedan, Iran. Cuộc điều tra dựa trên việc thu thập dữ liệu
có sẵn, đƣợc bổ sung bởi các cuộc khảo sát thực địa và trong phịng thí nghiệm.
Mực nƣớc ngầm trong 40 giếng đƣợc đo vào tháng 12 năm 2000. Ngoài ra, 102
mẫu nƣớc đƣợc l y trong hai giai đoạn trong tháng 11 và tháng 12 năm 2000.
Dữ liệu mực nƣớc cho th y đã có sự suy giảm chung kể từ năm 1977. Mức độ
suy giảm này đã đạt khoảng 20 m ở một số nơi. Tuy nhiên, trong một khu vực so
với cùng thời gian, kết quả cho th y có sự gia tăng mực nƣớc khoảng 3m. Điều
7

này xảy ra là kết quả của điều kiện địa ch t thủy văn địa phƣơng của tầng trũng
nông và vật liệu th m tƣơng đối th p xuống dòng chảy của khu vực này làm hạn
chế dòng nƣớc ngầm chảy về phía đơng bắc của tầng chứa nƣớc. Tác động nặng
nề của q trình đơ thị hóa đến ch t lƣợng nƣớc ngầm đƣợc thể hiện thông qua
lƣợng nitrat cao (lên tới 295 mg/N) và giá trị phốt pho cao (khoảng 0,1 mg /P).
Nhìn chung, sự phát triển đơ thị khơng có kế hoạch ở Zahedan đã làm suy giảm
đáng kể tài nguyên nƣớc của khu vực và các hành động quan trọng nhƣ nâng c p
hệ thống xử lý nƣớc thải, định vị các nguồn cung c p nƣớc khác và quản lý nƣớc
ngầm nghiêm ngặt sẽ cần thiết để giải quyết các v n đề phát sinh…
- Đề tài “Đánh giá so sánh của ch t lƣợng nƣớc ngầm trong khu vực nông thôn
và đô thị của Nigeria” của A.M. Taiwo, A.T. Towolawi, A.A. Olanigan, O.O.
Olujimi and T.A. Arowolo [2] để đánh giá tính phù hợp của ch t lƣợng nƣớc cho
tiêu dùng tại khu vực cả nông thôn và thành thị ở Nigeria.
Khu vực nghiên cứu thuộc phía Tây của Nigeria là khu vực mang đặc trƣng cửa
miền Tây Nam Nigeria. Nƣớc ngầm đƣợc l y mẫu từ các giếng ở nông thôn
trong mùa mƣa và mùa khơ năm 2011. Trong đó có 8 mẫu nƣớc ngầm đƣợc thu
thập trong khu vực đơ thị và có 15 mẫu đƣợc l y mẫu ở các vùng nông thôn và
mỗi mùa.
Kết quả nghiên cứu cho th y ch t lƣợng nƣớc ngầm ở đô thị và nông thôn tại
khu vực nghiên cứu là khác nhau. Kết quả phân tích cho th y ch t lƣợng nƣớc
ngầm của giếng ở nơng thơn ít bị ơ nhiễm so với nƣớc ngầm ở đô thị. Nguyên
nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc ngầm chủ yếu gồm: ch t hữu cơ, ch t thải dầu cọ
đ t và sử dụng đ t đai thiếu hợp lý.
- Về phƣơng pháp nghiên cứu, trong đánh giá xu thế, do dữ liệu khí tƣợng thủy
văn thƣờng khơng có phân phối chuẩn (Hossenin Tabari và cộng sự, 2011) [3],
nên các phƣơng pháp kiểm định phi tham số thƣờng tỏ ra phù hợp trong các
nghiên cứu dạng này. Một số phƣơng pháp thƣờng sử dụng bao gồm: kiểm định
Mann Kendall (Mann 1945, Kendall 1975) [4] đƣợc đánh giá là công cụ tốt,
8

đƣợc sử dụng rộng rãi cho việc xác định xu thế thay đổi; kiểm định Pettitt
(1979) [5] hoặc phân tích cụm liên tục (sequential cluster analysis) đƣợc sử dụng
để xác định các điểm bắt đầu sự thay đổi xu hƣớng (change-points) trong chuỗi
dữ liệu thời gian.
Ngoài ra các nghiên cứu còn áp dụng phƣơng pháp của Sen (1968) [6] để ƣớc
lƣợng độ dốc của đƣờng xu thế (Sen’s Slope). Bên cạnh đó, việc xác định vùng
chứa và sự biến động về diện tích của nó có ý ngh a quan trọng trong việc đánh
giá mối tƣơng quan giữa biến động diện tích và xu thế biến động mực nƣớc cực
đoan.
Với các tiến bộ khoa học công nghệ hiện nay, việc sử dụng ảnh viễn thám và hệ
thống thông tin địa lý kết hợp với dữ liệu điều tra thực địa sẽ giúp các nhà
nghiên cứu dễ dàng phân loại và thống kê sự biến động diện tích các vùng chứa.
Nghiên cứu của M. S. Sultana và cộng sự. (2009) [7] và M. S. Mahmub và cộng
sự (2011) [8] sử dụng các kỹ thuật GIS và RS để phân tích sự biến động theo
không gian và thời gian các vùng đ t ngập nƣớc tại thành phố Dhaka,
Bangladesh. Các bản đồ vùng ngập qua các thời điểm đƣợc thành lập. Các
nghiên cứu chỉ ra rằng sự đơ thị hóa, sự l p đầy và l n chiếm của các cơng trình
xây dựng là nguyên nhân chính dẫn đến sự thu hẹp diện tích các khu vực đ t
ngập nƣớc tại thành phố này. Kết quả dẫn đến các mối nguy cho hệ thống thốt
nƣớc, tình trạng ngập úng của thành phố.
Ngồi ra, theo nghiên cứu năm 2002 của Ủy ban năng lƣợng ngun tử
Bangladesh và Trung tâm Mơ hình hóa Nƣớc mặt tại khu vực đ t ngập nƣớc
Ashulia, các hoạt động san l p nền và phát triển đ t đô thị sẽ làm gia tăng mực
nƣớc, kéo theo ảnh hƣởng đến v n đề tiêu thoát nƣớc trong khu vực và tăng lƣu
lƣợng dịng chảy trên sơng (M. S. Mahmub và cộng sự., 2011)” [8], [9].
Với tầm quan trọng của nƣớc dƣới đ t, các quốc gia trên thế giới ngày càng
quan tâm hơn về việc quản lý hoạt động khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên
nƣớc dƣới đ t.

9


1.2.2 Một số nghiên cứu của các tác giả trong nước
Tài nguyên nƣớc ngày càng cạn kiệt và trở nên c p bách đối với các quốc gia
trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng. Trong những năm gần đây việc
sử dụng tài nguyên nƣớc không hợp lý đã gây nên những v n đề nghiêm trọng
nhƣ ô nhiễm nƣớc, cạn kiệt nguồn nƣớc, khả năng cung ứng nƣớc khó khăn.
Chính vì thế đã có nhiều cơng trình nghiên cứu liên quan nhằm quản lý, sử dụng
hợp lý tài nguyên nƣớc, đặc biệt là nƣớc dƣới đ t. Nƣớc dƣới đ t đƣợc xem là
tài sản của các quốc gia trên thế giới và Việt Nam.
Các cơng trình nghiên cứu cho th y việc quản lý lƣu vực nƣớc có vai trị r t lớn
trong việc tái tạo và phục hồi nƣớc dƣới đ t về trữ lƣợng lẫn ch t lƣợng. Ở Việt
Nam đã và đang có những cơng trình nghiên cứu liên quan đến nƣớc dƣới đ t,
nhƣng một số cơng trình chỉ dừng lại ở việc đánh giá ch t lƣợng nƣớc và một số
công trình liên quan đến đánh giá mực nƣớc, nhằm phục vụ cho mục đích khai
thác và sử dụng.
- Trong một số các cơng trình nghiên cứu của tác giả Lƣơng Văn Việt nhƣ:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của sự phát triển đô thị đến lượng mưa vượt thấm trên
lưu vực sông Thị Tính” [10], “Ứng dụng mơ hình tốn mơ phỏng ngập lụt hạ lưu
sơng Thị Tính theo một số kịch bản biến đổi khí hậu về nước biển dâng” [11],
“Nghiên cứu ảnh hưởng của thay đổi sử dụng đất đến lượng mưa bổ cập cho
nước ngầm trên địa bàn thị xã Thuận An” [12] đã sử dụng phƣơng pháp nghiên
cứu là mơ hình tính tổn th t SCS và dữ liệu sử dụng đ t đƣợc phân tích từ ảnh
Landsat. Theo tài liệu [10], kết quả nghiên cứu cho th y có sự gia tăng đáng kể
của lƣợng mƣa vƣợt th m. Từ năm 1989 đến năm 2014, lƣợng mƣa vƣợt th m
đã tăng trung bình trên tồn lƣu vực là 12,9%. Theo quy hoạch đến năm 2020,
lƣợng mƣa vƣợt th m là khá cao, điều này sẽ gây những khó khăn cho thốt
nƣớc đơ thị.

10


- Ngoài ra trong bài báo “The impact of the decline in area of the storage areas
on water level at downstream of the Sai Gon Dong Nai river system” của Lƣơng
Văn Việt và cộng sự [9] đã sử dụng kiểm định Mann-Kendall và phân tích xu
thế Sen nhằm xác định xu thế của mực nƣớc ngầm. Phƣơng pháp này so sánh độ
lớn tƣơng đối của các phần tử của chuỗi chứ khơng xét chính giá trị của các
phần tử. Điều này giúp tránh đƣợc xu thế giả tạo do một vài giá trị b t thƣờng
gây ra nếu sử dụng phƣơng pháp tính tốn xu thế tuyến tính bằng bình phƣơng
tối thiểu thông thƣờng. Một ƣu điểm nữa của phƣơng pháp này là không cần
quan tâm việc tập mẫu tuân theo luật phân bố nào. Kết quả nghiên cứu cho th y
có mối tƣơng quan chặt chẽ giữa mực nƣớc điển hình và diện tích khu vực lƣu
trữ theo thời gian, đặc biệt là tại các trạm gần khu vực lƣu trữ. Góp phần làm rõ
nguyên nhân của sự gia tăng b t thƣờng ở mực nƣớc cao nh t tại hạ lƣu khu vực
nghiên cứu.
Tại Bình Dƣơng nói riêng, các nghiên cứu về nƣớc dƣới đ t liên tục đƣợc thực
hiện cho đến nay, một số cơng trình điển hình nhƣ:
Liên đồn Địa ch t thuỷ văn-Địa ch t cơng trình Miền Nam, 2008 – Báo cáo
thuyết minh dự án Điều tra, quy hoạch khai thác và xây dựng cơ sở dữ liệu phục
vụ quản lý tài nguyên nƣớc dƣới đ t tỉnh Bình Dƣơng tỷ lệ bản đồ 1:50.000.
[13]
Viện Địa lý tài nguyên Thành phố Hồ Chí Minh, 2009 – Điều tra, đánh giá ch t
lƣợng nƣớc dƣới đ t một số khu vực có nguy cơ ơ nhiễm do hoạt động sản xu t
công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Dƣơng và đề xu t biện pháp quản lý ch t
lƣợng nƣớc [14].
Sở Tài nguyên và Môi trƣờng tỉnh Bình Dƣơng, 2010 – Điều tra hiện trạng các
giếng khai thác nƣớc dƣới đ t tỉnh Bình Dƣơng [15] .

11

Sở Tài ngun và Mơi trƣờng tỉnh Bình Dƣơng, 2011. Đề án “Xây dựng vùng
c m, tạm thời c m và hạn chế khai thác nƣớc dƣới đ t phía Nam tỉnh Bình
Dƣơng” [16].
Trung tâm Quan trắc TN&MT tỉnh Bình Dƣơng, 2011- Đề án “Đánh giá ch t
lƣợng nƣớc dƣới đ t các khu vực có d u hiệu bị ô nhiễm do hoạt động sản xu t
công nghiệp trên địa bàn tỉnh Bình Dƣơng” [17].
Viện Quy hoạch Xây dựng Miền Nam (2015), Đồ án quy hoạch đô thị - Sở XD
Bình Dƣơng “Quy hoạch cao độ nền và thốt mặt đơ thị Bình Dƣơng đến năm
2030 tầm nhìn đến năm 2050”.
1.3

Giới thiệu sơ lƣợc về địa bàn nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý
Bình Dƣơng là một tỉnh thuộc miền Đơng Nam Bộ, nằm về phía Bắc của Thành
phố Hồ Chí Minh, là một trong 7 tỉnh thuộc Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam.
Đây là một trong những khu vực kinh tế năng động nh t cả nƣớc, nơi thu hút các
nhà đầu tƣ nƣớc ngoài với số lƣợng lớn và cũng là nơi tập trung sản xu t hàng
hố lớn với cơng nghệ hiện đại. Bình Dƣơng có 01 thành phố, 04 thị xã, 04
huyện với 41 phƣờng, 2 thị tr n, 48 xã. Tỉnh lỵ là thành phố Thủ Dầu Một –
trung tâm hành chính - kinh tế - văn hóa của tỉnh Bình Dƣơng, có tổng diện tích
tự nhiên là 269443 ha, chiếm 14.10% diện tích của khu vực miền Đông Nam bộ
và chiếm 0.83% diện tích cả nƣớc [18].
Bình Dƣơng đƣợc bao bọc bởi hai (02) con sơng lớn là sơng Sài Gịn ở phía Tây
và sơng Đồng Nai ở phía Đơng. Ngồi ra, cịn có sơng Bé và sơng Thị Tính chảy
qua. Có tọa độ địa lý là: v độ Bắc: 10o51' 46" - 11o30', kinh độ Đơng: 106o20'106o58' và có ranh giới hành chính nhƣ sau:
- Phía Đơng giáp tỉnh Đồng Nai;
- Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh;

12


- Phía Nam giáp thành phố Hồ Chí Minh;
- Phía Bắc giáp tỉnh Bình Phƣớc.

13