Luận văn thạc sĩ khoa học môi trường nghiên cứu đề xuất các biện pháp khai thác sử dụng bền vững tài nguyên nước dưới đất khu vực phía nam thành phố hà nội cũ

Luận văn thạc sĩ phân tích và đề xuất biện pháp khai thác bền vững tài nguyên nước dưới đất tại khu vực phía Nam thành phố Hà Nội.

• Tác giả: Vũ Thu Hiền
• Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Thắng
• Trường học: Trường Đại học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trường
• Đề tài: Biện Pháp Khai Thác Và Sử Dụng Bền Vững Tài Nguyên Nước Dưới Đất Tại Phía Nam Hà Nội
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ
• CÁC TỪ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. Chương 1: GIỚI THIỆU VÙNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ TIỀM NĂNG, KHẢ NĂNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG VÙNG NGHIÊN CỨU
• 1.1. Điều kiện tự nhiên
• 1.1.1. Đặc điểm tự nhiên
• 1.1.1.1. Vị trí địa lý
• 1.1.1.2. Địa hình, địa mạo
• 1.1.1.3. Đặc điểm khí hậu
• 1.1.2. Đặc điểm thủy văn và Địa chất thủy văn
• 1.1.2.1. Đặc điểm thủy văn
• 1.1.2.2. Đặc điểm Địa chất thủy văn
• 1.2. Đặc điểm dân cư — Kinh tế xã hội
• 1.2.1. Đặc điểm dân cư
• 1.2.2. Kinh tế xã hội
• 1.3. Khai thác sử dụng nước dưới đất
• 1.4. Đánh giá tiềm năng, khả năng khai thác nước dưới đất
• 1.4.1. Phương pháp đánh giá
• 1.4.1.1. Đặc trưng của tài nguyên nước dưới đất
• 1.4.1.2. Các nguyên tắc khi đánh giá tài nguyên nước dưới đất
• 1.4.1.3. Các phương pháp đánh giá tài nguyên nước dưới đất
• 1.4.2. Kết quả đánh giá
• 1.4.2.1. Tiềm năng nguồn nước
• 1.4.2.2. Khả năng và mức độ khai thác tại các khu vực trong vùng nghiên cứu
• 1.5. Kết luận của chương 1
• 2. Chương 2: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT KHU VỰC NGHIÊN CỨU. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH VISUAL MODFLOW ĐỂ ĐÁNH GIÁ, DỰ BÁO ẢNH HƯỞNG CỦA KHAI THÁC SỬ DỤNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT ĐẾN BIẾN ĐỔI MỰC NƯỚC
• 2.1. Phân tích đánh giá hiện trạng chất lượng nước dưới đất khu vực phía Nam thành phố Hà Nội (cũ)
• 2.1.1. Quy luật phân bố NH4+
• 2.1.2. Quy luật phân bố Arsenic (As)
• 2.2. Ứng dụng mô hình Visual Modflow để đánh giá, dự báo ảnh hưởng của khai thác sử dụng nước dưới đất đến biến đổi mực nước
• 2.2.1. Giới thiệu mô hình, bài toán và phạm vi ứng dụng
• 2.2.1.1. Giới thiệu mô hình
• 2.2.1.2. Bài toán và phạm vi ứng dụng
• 2.2.2. Ứng dụng mô hình để đánh giá sự biến đổi mực nước ngầm khu vực phía Nam thành phố Hà Nội (cũ)
• 2.2.2.1. Phân lưới sai phân hữu hạn
• 2.2.2.2. Mô phỏng các điều kiện Địa chất thuỷ văn
• 2.2.2.3. Tài liệu cho đầu vào mô hình
• 2.2.2.4. Kết quả xây dựng và giải bài toán chỉnh lý mô hình
• 2.2.3. Nghiên cứu tính toán biến đổi mực nước ngầm theo các phương án khai thác
• 2.2.3.1. Nhu cầu sử dụng nước khu vực phía Nam Hà Nội
• 2.2.3.2. Các phương án khai thác nước dưới đất
• 2.2.3.3. Ứng dụng mô hình tính toán cho các phương án
• 2.2.3.4. Đề xuất phương án khai thác hợp lý nước dưới đất tầng chứa nước Pleistocen khu vực Nam Hà Nội
• 2.3. Kết luận của chương 2
• 3. Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐỊNH HƯỚNG, GIẢI PHÁP KHAI THÁC, SỬ DỤNG BỀN VỮNG NƯỚC DƯỚI ĐẤT TRONG KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phân tích các tồn tại trong khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất trong khu vực nghiên cứu. Xác định các vấn đề bức xúc cần đặt ra giải quyết
• 3.1.1. Các tồn tại trong khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất trong khu vực nghiên cứu
• 3.1.1.1. Các tồn tại trong khai thác nước dưới đất tập trung quy mô lớn
• 3.1.1.2. Các tồn tại trong khai thác nước dưới đất quy mô nhỏ, đơn lẻ và cấp nước nông thôn (LK kiểu UNICEF)
• 3.1.2. Xác định các vấn đề bức xúc cần giải quyết trong khai thác, sử dụng, bảo vệ tài nguyên nước dưới đất
• 3.2. Phân tích, xác định các mục tiêu đối với các vấn đề bức xúc cần giải quyết
• 3.2.1. Các mục tiêu trong các chiến lược quốc gia
• 3.2.1.1. Chiến lược Quốc gia về tài nguyên nước đến năm 2020
• 3.2.1.2. Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2010 và định hướng đến năm 2020
• 3.2.2. Đề xuất mục tiêu cho vùng nghiên cứu
• 3.3. Phân tích xác định các định hướng và đề xuất giải pháp khai thác, sử dụng bền vững nước dưới đất vùng nghiên cứu
• 3.3.1. Cơ sở đề xuất các định hướng
• 3.3.2. Định hướng khai thác sử dụng bền vững, bảo vệ nước dưới đất
• 3.3.3. Đề xuất các giải pháp
• 3.3.3.1. Giải pháp về khai thác, sử dụng
• 3.3.3.2. Giải pháp về bảo vệ chất lượng nước
• 3.4. Kết luận của chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu và đánh giá tiềm năng tài nguyên nước dưới đất

Khu vực phía Nam Hà Nội sở hữu nguồn tài nguyên nước dưới đất phong phú, tuy nhiên việc khai thác tài nguyên nước chưa được thực hiện một cách bền vững. Đặc điểm địa hình và khí hậu của khu vực này tạo điều kiện thuận lợi cho việc phát triển các hoạt động khai thác nước ngầm. Tuy nhiên, việc quản lý nước chưa hợp lý đã dẫn đến tình trạng hạ thấp mực nước ngầm, gây ảnh hưởng đến môi trường và chất lượng nước. Theo báo cáo, mực nước ngầm tại đây liên tục giảm trong khi tổng lượng nước khai thác chỉ chiếm một phần nhỏ so với trữ lượng có thể khai thác. Điều này cho thấy cần phải có một chiến lược phát triển bền vững nhằm bảo vệ và khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên này.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và xã hội

Khu vực nghiên cứu có vị trí địa lý thuận lợi, tiếp giáp với nhiều tỉnh thành khác, tạo điều kiện cho việc phát triển kinh tế và xã hội. Đặc điểm khí hậu tại đây ảnh hưởng lớn đến lượng nước ngầm, với mùa mưa và mùa khô rõ rệt. Đặc biệt, các hoạt động sinh hoạt và sản xuất tại khu vực này chủ yếu phụ thuộc vào nước ngầm. Việc sử dụng bền vững nguồn nước này là rất cần thiết để đảm bảo cung cấp nước cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất trong tương lai.

II. Phân tích hiện trạng chất lượng nước dưới đất

Chất lượng nước dưới đất tại khu vực phía Nam Hà Nội đang gặp nhiều vấn đề nghiêm trọng. Mô hình Visual Modflow đã được ứng dụng để đánh giá và dự báo tình trạng chất lượng nước. Kết quả cho thấy, các chỉ tiêu như pH, hàm lượng NH4 và BOD đều vượt mức cho phép, cho thấy sự ô nhiễm nguồn nước dưới đất. Việc bảo vệ nguồn nước cần được chú trọng hơn nữa, đặc biệt trong bối cảnh các hoạt động khai thác nước ngầm ngày càng gia tăng. Cần có các biện pháp mạnh mẽ để kiểm soát ô nhiễm và cải thiện chất lượng nước, nhằm đảm bảo sức khỏe cho cộng đồng và bảo vệ môi trường.

2.1. Ảnh hưởng của các hoạt động khai thác

Các hoạt động khai thác nước ngầm không hợp lý đã dẫn đến tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Các mẫu nước phân tích cho thấy hàm lượng chất ô nhiễm cao, đặc biệt là ở các khu vực gần các nhà máy và khu công nghiệp. Việc quản lý nước cần phải được thực hiện một cách nghiêm túc và đồng bộ để giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người.

III. Định hướng và giải pháp khai thác sử dụng bền vững nước dưới đất

Để khai thác và sử dụng bền vững nguồn nước dưới đất, cần phải xây dựng một chiến lược tổng thể. Các biện pháp cần thiết bao gồm việc quản lý nước hiệu quả, áp dụng các công nghệ tiên tiến trong khai thác nước và bảo vệ chất lượng nước. Đặc biệt, việc phối hợp giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng là rất quan trọng để đảm bảo sự bền vững của nguồn tài nguyên này. Cần thiết lập các chính sách cụ thể nhằm khuyến khích việc bảo vệ nguồn nước và phát triển các giải pháp khai thác hợp lý.

3.1. Các giải pháp cụ thể

Các giải pháp cụ thể bao gồm việc áp dụng công nghệ xử lý nước hiện đại, nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ tài nguyên nước và phát triển các chương trình giám sát chất lượng nước. Cần có các chính sách hỗ trợ cho việc đầu tư vào công nghệ và nghiên cứu để cải thiện tình trạng chất lượng nước dưới đất. Sự tham gia của cộng đồng trong việc giám sát và bảo vệ nguồn nước cũng cần được khuyến khích để đảm bảo tính bền vững trong khai thác và sử dụng tài nguyên nước.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Khu vực phía Nam thành phố Hà Nội cũ, bao gồm 8 quận nội thành và 2 huyện Thanh Trì, Từ Liêm với tổng diện tích tự nhiên khoảng 368 km², là trung tâm phát triển kinh tế, công nghiệp và đô thị hóa nhanh chóng. Quá trình gia tăng dân số vượt mức 1 triệu người tại khu vực này đã đẩy nhu cầu sử dụng nước sạch lên hơn 1.000.000 m³/ngày đêm trên toàn địa bàn. Nguồn nước cấp chủ yếu phụ thuộc vào tầng chứa nước Pleistocen, dẫn đến tình trạng khai thác vượt tải cục bộ. Hệ quả trực tiếp là sự hình thành các phễu hạ thấp mực nước sâu, kéo theo nguy cơ sụt lún công trình và suy thoái chất lượng nước nghiêm trọng.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm của đề tài tập trung vào việc đánh giá toàn diện tiềm năng trữ lượng, thực trạng ô nhiễm hóa học và biến động động thái mực nước dưới đất. Mục tiêu cụ thể là lượng hóa trữ lượng khai thác tiềm năng, phân tích quy luật lan truyền chất ô nhiễm amoni và asen, đồng thời ứng dụng công nghệ mô hình số để xây dựng kịch bản khai thác an toàn. Phạm vi thời gian nghiên cứu thu thập chuỗi số liệu thủy văn và quan trắc động thái giai đoạn 1993 - 2008, phục vụ dự báo đến năm 2020.

Ý nghĩa thực tiễn của nghiên cứu được thể hiện qua các chỉ số định lượng cụ thể: xác định tổng trữ lượng khai thác tiềm năng toàn vùng đạt 5.853.000 m³/ngày đêm, chỉ ra tỷ lệ 33,31% mẫu nước tầng Pleistocen vượt tiêu chuẩn amoni, và thiết lập công cụ dự báo mực nước cho 11 nhà máy nước tập trung với tổng công suất hơn 504.000 m³/ngày đêm. Kết quả này cung cấp cơ sở khoa học then chốt để các nhà hoạch định chính sách chuyển dịch cơ cấu cấp nước đô thị bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết dòng thấm thủy lực ngầm Darcy kết hợp phương trình vi phân đạo hàm riêng mô tả dòng chảy thế không ổn định trong môi trường xốp ba chiều không đồng nhất. Lý thuyết này cho phép mô tả chính xác sự chuyển động của nước dưới tác động của gradient thủy lực và tải trọng khai thác công nghiệp. Bên cạnh đó, luận văn áp dụng nguyên lý Quản lý tổng hợp tài nguyên nước và quan điểm phát triển bền vững, xem xét hệ thống nước mặt và nước ngầm như một thể thống nhất cân bằng động.

Ba khái niệm cốt lõi được định nghĩa và vận dụng xuyên suốt gồm:

1. Trữ lượng khai thác tiềm năng: tổng lượng nước có thể lấy ra từ các tầng chứa nước mà không gây cạn kiệt hay biến đổi chất lượng nước vượt ngưỡng cho phép.
2. Trữ lượng động tự nhiên: lượng nước được bổ cập thường xuyên từ nước mưa, nước mặt và dòng ngầm lân cận theo chu kỳ năm.
3. Trữ lượng cuốn theo: lượng nước mặt từ sông Hồng và sông Đuống thẩm thấu qua các lớp trầm tích vào tầng chứa nước dưới tác động của phễu hút nước nhân tạo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thực nghiệm được thu thập từ 21 công trình lỗ khoan quan trắc chuẩn quốc gia và thành phố, bao gồm 6 lỗ khoan thuộc tầng Holocen và 15 lỗ khoan thuộc tầng Pleistocen. Mẫu nước kiểm tra chất lượng được lấy từ 11 nhà máy nước lớn, 372 giếng khai thác công nghiệp đơn lẻ và hệ thống giếng khoan nông thôn. Phương pháp chọn mẫu phân tầng theo không gian địa chất thủy văn được áp dụng nhằm phản ánh đầy đủ đặc trưng thạch học từ vùng ven sông đến vùng lõi đô thị.

Phương pháp phân tích chủ đạo là mô hình hóa số trị 3D sử dụng bộ phần mềm Visual MODFLOW tích hợp các mô đun chuyên sâu. Phạm vi không gian mô hình bao phủ 368 km² với kích thước mắt lưới hữu hạn 71 cột x 118 hàng, phân giải đều ở mức 174m x 281m chia làm 5 lớp thủy địa chất. Lý do lựa chọn mô hình sai phân hữu hạn là khả năng mô phỏng phi tuyến các điều kiện biên thủy lực phức tạp, tương tác xuyên tầng giữa tầng chứa nước Holocen và Pleistocen, cùng chuỗi hiệu chỉnh liên tục qua 144 bước thời gian từ tháng 12/1996 đến tháng 12/2008.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, tổng trữ lượng khai thác tiềm năng của khu vực phía Nam Hà Nội đạt 5.853.000 m³/ngày đêm. Trong đó, tầng Pleistocen chiếm ưu thế tuyệt đối với 5.033.000 m³/ngày đêm (tương đương 86% tổng trữ lượng), trong khi tầng Holocen đạt 820.000 m³/ngày đêm (chiếm 14%). Đáng chú ý, lượng nước cuốn theo từ sông Hồng và sông Đuống đóng góp tới 4.400.000 m³/ngày đêm, đạt năng suất thẩm thấu trung bình 44.000 m³/ngày đêm trên mỗi kilomet chiều dài bờ sông.

Thứ hai, thực trạng khai thác thực tế năm 2008 phân bố qua ba nhóm chính với quy mô rất lớn: 11 nhà máy nước tập trung khai thác khoảng 504.000 m³/ngày đêm, 372 giếng công nghiệp đơn lẻ hút 133.400 m³/ngày đêm, và 338.141 giếng khoan nhỏ hộ gia đình kiểu UNICEF cùng 21.000 giếng khơi rút hơn 600.000 m³/ngày đêm. Tổng lưu lượng khai thác vượt mức 1.237.400 m³/ngày đêm đã làm hạ thấp mực nước động tầng Pleistocen xuống sâu từ 23m đến 32m ở khu vực trung tâm.

Thứ ba, ô nhiễm Amoni phân bố nghiêm trọng trên diện rộng ở cả hai tầng chứa nước. Tại tầng Holocen, nồng độ amoni trung bình đạt 5,49 mg/l, giá trị lớn nhất lên tới 36,0 mg/l, với 38,42% số mẫu vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép 5 mg/l theo quy chuẩn y tế. Tại tầng Pleistocen, nồng độ trung bình là 5,06 mg/l với 33,31% số mẫu vượt chuẩn; đặc biệt tại các nhà máy nước Pháp Vân, Tương Mai, Hạ Đình, nồng độ amoni nhiều năm duy trì trên 10 mg/l.

Thứ tư, nguy cơ ô nhiễm Asen diễn biến phức tạp với 54% mẫu tầng Holocen và 26% mẫu tầng Pleistocen vượt giới hạn 0,05 mg/l. Tỷ lệ mẫu vượt ngưỡng khuyến nghị 0,01 mg/l ở tầng Holocen lên tới 66% (cực đại 0,33 mg/l) và ở tầng Pleistocen là 48% (cực đại 0,24 mg/l), tập trung cao tại khu vực quận Hai Bà Trưng và huyện Thanh Trì.

Thảo luận kết quả

Cơ chế gây ô nhiễm amoni và asen bắt nguồn từ sự phân hủy các hợp chất hữu cơ trong lớp trầm tích bở rời hệ tầng Hải Hưng kết hợp với lượng lớn nước thải sinh hoạt chưa qua xử lý thấm xuống từ các sông Tô Lịch, sông Sét và hệ thống đầm hồ đô thị. Hiện tượng "cửa sổ địa chất thủy văn" tại những vị trí tầng chắn sét bị vắng mặt đã tạo điều kiện cho nước ô nhiễm từ tầng nông Holocen dịch chuyển thẳng xuống tầng khai thác Pleistocen dưới tác dụng của gradient thủy lực nhân tạo.

Dữ liệu nghiên cứu khi biểu diễn qua biểu đồ phân phối tần suất cho thấy nồng độ asen không tuân theo phân phối chuẩn, chứng minh sự dị thường cục bộ phụ thuộc vào môi trường khử giàu hữu cơ và khoáng vật sắt hydroxit. So sánh kết quả chạy mô hình Visual MODFLOW giữa 3 phương án quy hoạch cho thấy: nếu tiếp tục tăng công suất các nhà máy phía Nam lên 700.000 m³/ngày đêm mà không bổ cập nhân tạo, độ sâu phễu hạ thấp mực nước sẽ vượt ngưỡng an toàn kỹ thuật 40m vào năm 2020, làm gia tăng tốc độ lún sụt mặt đất từ 1,5 đến 3,2 cm/năm.

Đề xuất và khuyến nghị

Thứ nhất, tái cấu trúc mạng lưới khai thác nước dưới đất bằng cách cắt giảm công suất tại các nhà máy nước nằm trong vùng phễu lún sâu như Pháp Vân, Tương Mai và Hạ Đình xuống mức dưới 15.000 m³/ngày đêm cho mỗi nhà máy trước năm 2015. Đơn vị thực hiện chính là Sở Xây dựng và Công ty Trách nhiệm hữu hạn Một thành viên Nước sạch Hà Nội.

Thứ hai, chuyển đổi mạnh mẽ nguồn cấp sang nước mặt sông Đà và sông Đuống với mục tiêu nâng công suất cấp nước mặt đạt tối thiểu 500.000 m³/ngày đêm giai đoạn 2015 - 2020. Giải pháp này giúp thay thế dần 338.141 giếng khoan nhỏ lẻ tại khu vực nông thôn ngoại thành, giảm thiểu nguy cơ phơi nhiễm chất độc hại cho khoảng 1,5 triệu người dân.

Thứ ba, nâng cấp dây chuyền công nghệ xử lý nước tại 100% các nhà máy nước ngầm khu vực phía Nam, bắt buộc bổ sung công đoạn oxy hóa nâng cao kết hợp lọc vi sinh để triệt tiêu amoni vượt mức 10 mg/l và hấp phụ asen về dưới ngưỡng an toàn 0,01 mg/l. Thời gian hoàn thành chỉ tiêu kỹ thuật này là quý 4 năm 2016 do các đơn vị vận hành nhà máy chủ trì.

Thứ tư, khoanh vùng bảo vệ nghiêm ngặt các dải bổ cập ven sông Hồng và sông Nhuệ, xử lý triệt để nước thải tại chỗ trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội và Sở Tài nguyên và Môi trường cần thiết lập hệ thống quan trắc tự động 24/7 đối với 21 vị trí lỗ khoan động thái, đồng thời ban hành quy chế đóng cửa giếng khoan tự phát không có giấy phép.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Thứ nhất, các cơ quan quản lý nhà nước như Cục Quản lý Tài nguyên Nước, Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội: ứng dụng các bản đồ phân vùng trữ lượng và hiện trạng ô nhiễm để xây dựng quy hoạch phân bổ tài nguyên nước, cấp phép khai thác và thiết lập hành lang bảo vệ nguồn nước ngầm.

Thứ hai, doanh nghiệp cấp nước đô thị và các đơn vị tư vấn thiết kế môi trường: sử dụng bộ thông số địa chất thủy văn chi tiết cùng các kịch bản mô hình Visual MODFLOW để tính toán vị trí đặt giếng khoan, tối ưu hóa lưu lượng bơm và thiết kế công nghệ khử amoni, asen chuyên biệt.

Thứ three, các nhà khoa học, giảng viên và nghiên cứu sinh chuyên ngành Địa chất Thủy văn, Kỹ thuật Tài nguyên Nước và Khoa học Môi trường: tham khảo phương pháp luận kết hợp giữa điều tra thực địa, phân tích thống kê thủy văn và mô phỏng số trị sai phân hữu hạn đa lớp.

Thứ tư, sinh viên và học viên cao học khối ngành kỹ thuật hạ tầng và quản lý môi trường: sử dụng luận văn làm tài liệu học tập chuẩn mực về cấu trúc đề tài nghiên cứu ứng dụng, kỹ năng xử lý chuỗi số liệu quan trắc dài hạn và phương pháp trình bày luận cứ học thuật logic.

Câu hỏi thường gặp

Nồng độ Amoni tại các nhà máy nước ngầm phía Nam Hà Nội cao do nguyên nhân nào?

Nguyên nhân chính do tầng chứa nước tiếp xúc với các lớp bùn sét giàu vật chất hữu cơ cổ trầm tích hệ tầng Hải Hưng, kết hợp với hiện tượng thấm xuyên từ nước thải sinh hoạt chưa xử lý qua các cửa sổ địa chất thủy văn. Tại nhà máy Pháp Vân và Tương Mai, nồng độ amoni thường xuyên ghi nhận trên 10 mg/l, vượt xa giới hạn cho phép.

Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất khu vực Nam Hà Nội là bao nhiêu?

Tổng trữ lượng khai thác tiềm năng của vùng đạt khoảng 5.853.000 m³/ngày đêm. Trong đó, tầng chứa nước Pleistocen đóng vai trò chủ đạo với 5.033.000 m³/ngày đêm, tầng Holocen cung cấp 820.000 m³/ngày đêm, cùng với nguồn bổ cập lôi cuốn từ sông Hồng đạt xấp xỉ 44.000 m³/ngày đêm trên mỗi kilomet đường bờ.

Mô hình Visual MODFLOW đóng vai trò gì trong việc giải quyết bài toán của luận văn?

Visual MODFLOW giúp số hóa cấu trúc địa chất thủy văn 5 lớp trên diện tích 368 km², chia lưới 71 cột x 118 hàng. Công cụ này tính toán chính xác trường áp lực mực nước qua 144 bước thời gian, từ đó dự báo chính xác độ sâu phễu hạ thấp mực nước khi thay đổi các kịch bản khai thác đến năm 2020.

Tình trạng ô nhiễm Asen trong nước ngầm khu vực nghiên cứu có đáng báo động không?

Tình trạng ô nhiễm asen ở mức đáng báo động với 54% mẫu tầng Holocen và 26% mẫu tầng Pleistocen vượt ngưỡng 0,05 mg/l. Nồng độ cực đại đo được lên tới 0,33 mg/l ở tầng nông và 0,24 mg/l ở tầng sâu, xuất phát từ quá trình hòa tan khoáng vật sắt tự nhiên trong điều kiện yếm khí.

Luận văn đề xuất phương án khai thác nước nào tối ưu nhất cho khu vực Nam Hà Nội?

Phương án tối ưu là giảm dần lưu lượng khai thác tại các giếng trung tâm nội thành xuống dưới 15.000 m³/ngày đêm mỗi trạm, chuyển dịch nhu cầu sang nguồn nước mặt sông Đà quy mô 500.000 m³/ngày đêm, đồng thời kiểm soát nghiêm ngặt 338.141 giếng khoan hộ gia đình để khôi phục áp lực vỉa.

Kết luận

• Đã lượng hóa chính xác tổng trữ lượng khai thác tiềm năng nước dưới đất phía Nam Hà Nội đạt 5.853.000 m³/ngày đêm, trong đó tầng Pleistocen chiếm 86%.
• Đã phát hiện và cảnh báo tình trạng ô nhiễm amoni và asen diện rộng với hơn 33% mẫu tầng Pleistocen vượt tiêu chuẩn cho phép, đặc biệt tại các nhà máy nước lớn phía Nam.
• Đã ứng dụng thành công mô hình Visual MODFLOW 5 lớp trên lưới 71 x 118 để mô phỏng chính xác động thái hạ thấp mực nước và dự báo các kịch bản đến năm 2020.
• Đã đề xuất 4 nhóm giải pháp công nghệ và quản lý đồng bộ, trọng tâm là giảm tải khai thác nước ngầm và thay thế bằng nguồn nước mặt sông Đà công suất 500.000 m³/ngày đêm.
• Đã cung cấp cơ sở dữ liệu địa chất thủy văn hoàn chỉnh, hỗ trợ đắc lực cho quy hoạch tài nguyên nước Thủ đô giai đoạn 2015 - 2020 và tầm nhìn 2030.

Đóng góp lớn nhất của công trình là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa phương pháp điều tra thực địa với công cụ mô hình hóa hiện đại nhằm đưa ra lời giải khoa học cho bài toán cân bằng nước đô thị. Lộ trình tiếp theo đòi hỏi các cơ quan chức năng hoàn thành việc đóng cửa các giếng khoan ô nhiễm trước năm 2018 và mở rộng mạng lưới cấp nước sạch tập trung trước năm 2020. Các nhà quản lý, kỹ sư môi trường và chuyên gia quy hoạch hãy ứng dụng ngay các kết quả mô phỏng từ luận văn này vào việc xây dựng chiến lược phát triển tài nguyên nước bền vững cho tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 - GIỚI THIỆU VUNG NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ TIEM NĂNG, KHẢ NĂNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI DAT TRONG VUNG NGHIÊN CỨU 1. Điều kiện tự nhiên 1. Đặc điểm tự nhiên 1. Vị trí địa lý Hà Nội nằm ở đồng bằng Bắc bộ, tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc; phía Nam Hà Nội giáp Hà Nam và Hoà Bình; phía Đông giáp các tỉnh Bắc Giang, Bac Ninh va Hưng Yên; phía Tây giáp tỉnh Hoà Bình va Phú Thọ.

Hà Nội nằm ở phía hữu ngạn sông Đà và hai bên sông Hồng, vị trí và địa thế thuận lợi cho một trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá, khoa học và đầu mối giao thông quan trọng của Việt Nam. Khu vực nghiên cứu của Luận văn là toàn bộ phan phía Nam sông Hong của Thi đô Hà Nội (cũ) bao gỗm 8 quận nội thành (Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đống Đa, Hai Ba Trưng, Hoàng Mai, Thanh Xuân, Tây Hồ, Cau Giấy) và 2 huyện ngoại thành la Thanh Trì và Từ Liêm (xem hình 1. Địa hình, địa mạo Địa hình ở khu vực nghiên cứu chủ yếu là đồng bằng bồi tích sông gồm các trầm tích hạt mịn như sét, cát bột, sét pha, cát pha, cát. Địa hình thuận tiện cho việc trồng lúa nước, trồng rau mau và nuôi trồng thuy sản.

Địa hình khu vực nghiên cứu bao gồm 2 đạng: a/ Dạng địa hình trong đê : Chiếm khoảng 85%, địa hình bằng phẳng, có độ cao trung bình từ +4,1 m đến +5,9 m b/ Địa hình ngoài đê : Địa hình khá bằng phẳng nhưng có xu hướng nghiêng theo chiều dòng chảy, cốt cao từ +6,8m, phía thượng lưu đến+10,4m. Đặc điểm khí hậu ‘Vang nghiên cứu nằm trong miễn kh bậu nhitđới giỏ ma hàng năm chia hai mùa rõ rộ: mda nông âm mưa nhiễu thường bất dẫu từ tháng S k thức vo thẳng 10; và mùa khổ bất đẫ ừ tháng 11 nêm trướ đến thing 4 năm sau, Lượng mưa hàng năm nhỏ nht là 101%, mm năm 2000, lớn nhất là 22547 mơ năm 2001 trang bình 1550 mm: Lượng bổc hơi hàng nêm nh nhà 629 mm năm, 1995 đến 1069,2 mm năm 1998 mụnbì 933 mm, Nhìn chung lượng mưa hàng năm lớn hơn lượng bic hơi.Các ng chứa nước ở Hà Nội thường năm ng (luộc đội ao đội nước mãnh ii. Mục nước dưới đt dao động theo mùa, mùa mưa dâng lên mùa khô hạ xuống bị ảnh hưởng rất rồ của đặc diễm kh hậu của vũng: Độ Âm Không khí rong hin hàng năm đại hơ 0.3214 độ âm cao nhất đại 9916 độ âm thắp in các thẳng đạ 4.7% cổ ngây abit nhất đại 22% Nhiệ độ ung ln in 386, “+, nhệ độ thấp nhất dt 7. Bi bid đu lượng moc, bắc hi Xu vực Hã Nội 3.

Đặc điễm thay văn và Địa chất thủy vẫn 113. Đặc điền thấy van Khu we nghiên cứu cô nhiễu sông hỗ chay qua nh sông Hing, sống Nhu sông Dây, HỖ Tây ngoài ra côn of ắt nhiều sông hồ lớn nhỏ nằm rả rắc tong khu ‘we. Các sông và bồ nấy cô quan hệ tương đối cht hề với NDB đặc biệt là sống Hồng Đây là nguôn bổ song chủ yếu và cũng là miễn thoái của NDB, nghiên cứu mỗi quan hệ nly giúp sing tô ngiẫn hinh thành NDĐ cũng như mỗi quan hệ giữa nước một về NDD thành phổ Hà Nội * Sông ting: ‘Song Hing chiy qua Hã Nội là sự hợp lưu củ 3 đồng sng l sông Đà, sông Ls, sông Tháo, ngoài ra cồn chịu sự điều it của hồ Hơi Binh, Sông Hồng chiy vàn "Hà Nội từ xã Thượng Cát, huyện Từ Liêm đến xã Vạn Phúc, huyện Thanh Tả, di khoảng 30km. Chiu rộng của sông thay đổi từ 480m đến 440m (Trạm Hà Nội, Lưu lượng nước lớn nhất năm 1996 do được 14700mŸS,tổc dộ lớ nhất 208m Lượng chấ lơ ing lớn nhất 15200Kq/s (1472001).

Mục nước lớn nhất và thoi kỳ 1 13 2m (18182002), mực nước thập nhất 2.1m vào 12722008 , mục nước tung Bình sả thời kỹ $470 (1990-2008), Mục nước tụng bình năm 2008 18 482m lớn hho so với cũng kỹ năm trước (kết quả quan tốc tại din quan mắc PSD tôi kỳ 1993 - 2008, xem hông 1), Độ chin mực nước tôngHồng thuậc Khu vực nghiên sửa ta cổng Thuy Phương (PSH2) và tại Long Bin (PSH3) khoảng Im năm 2008, (hin L3) Về chit lượng. tước sông cỏ độ pH 7.4, ee hỉiê nhiễn bản khác đâu ở mức cho pháp mẫu lấy a điểm PSE), “Bảng LI. Mục nước sng Hing tai điểm PSH2 tồi 8 1993 - 300%, m 9g | am | 480 |4/9|A8.| 5991 679 [tonlagt| 729 |em| se [sat | ae Mi | 399 | 355 |a|a80| an | 707 | 950 iowa] 129 [eas] sát [ast sp woot | sas | 42s [ems] 510 | sie [ots] 9uo| aor [782] a [a eae von | aa0 | 400 [aos|asi| set [77 [oo Em vw | 356 331 [ass| sia] son | 717 [906 [am | 292 [wor] 0a [| sas 20 | 10 | as [a2] aae] sar | ons [9 [ase] sas [ous eso [ann | 9 ono | ah | 45 [as] arr] «ts | 78 [am from] 529 [490] 429 [399] 7 ons | 37 | 376 [398] 406] «77 | sos | ro [rau] 739 ii dows | ani | sa [55] ann] 50 | sao [ane [70>] 61s [xao sat [ast | at 0S | úy | 39 |s39)334 as | sao | 134 [797] oon [aw 41s | 10) sat Bone | 98 | a1 [a7 [an] 30 | 495 [70 [ows] 430 [sas] sae [ae | am aoa | 35 | 27% [ase] 20] aor | sao sa [725] sae |sss| sat [2m] a aon | 390 | 375 [207 ame] 3m | sa [nas [ras] 67s [497] ome [296 | ox aa_[ saz | sav [rar] aa] sao | 650 [ane [ane] ma [sar] ae [aon] 5a7 _Ngn ương im Quan mắc tà đự bảo Tange nước Tình L3. Đ dị dao động mực nước sống Ming Khu vực dng haw (PSH2) và mang hau PSH) cũng nghễn ci * Sông Nhuệ: Là cải lư của sông Hg mực nước và ưu lượng phụthộc chủ yu vào ông "Hồng thông qua cổng Thuy Phương Sông rộng trung bình là I5-20m, nhỏ nhất là 13m sầu Noi) lớn nhất là eu Hà Đông 34m, ChiỀu iy lớp nước rong ông mù Khô tang bình Lế my, lớn nhấ là 3,46m.

Lư lượng đông nhỏ nhất mùa khổ là 4. Chiễu đây lớp bản công xa thượng hư càng diy (cầu Noi 049m; clu Hà Đông 0. Thành phẫn bàn chủ yê là bt, 8 tẩm của lớp bản tứ.012 ming (edu Hà Đông) đến 00149 ming (cầu Nod. Mỗi quan hộ thay lự giữa sông Nhu và nuốc dưới đt khác bản so với sông ‘ng KẾ qu hút nước th ngiệm chim LK SNI ở Cầu Noi Cổ Nhuễ Từ Liên Hà Nội cho thấy nuộc dưới đắtkhông có mỗi quan hệực ấp với nước sông Nhuệ mà hi xây la Min tượng " Mưa dust làng" Sự cng cấy của Sing Nhuệ cho ng chứa nước «ing hiện trợng thầm xuyên gu lớp ngăn cic với Ấp lực thắm ong sống không dội Nước sông nhại ku bicarbonat can “Công thúc Kivloy cỏ dang AC0icL, Mae sa NAM ắc = 1,96 mgl; NH = 0.0 mại; BOD, = 5 mại.

VỀ phương diện vi sinh sống Nhuệ him coliform 200 con 100 ml coi = 0/9) ml Fen = 0,12 x 10m — 006 mg/l. So với it chun chit lượng nước mật các ch teu đa nguyễn tổ, v nguyên tổ, nhiễm bản vi sinh đều nhỏ hơn giới han ch php. * Hỗ dâm HH Nội có bàng tim hồ lớn nhỏ: hồ như hỗ Tây, bổ By Mẫu, bổ Hoàn Kiểm, hồ Thuyễn Quang, hỗ Văn Chương, Giáng Võ, hỗ Thủ Lệ và hiền hỗ nhỏ khác những nạy bồ đã bị lắp nhiễu vĩ đồ tị hoá Hồ Tay có iện ch mặt nước khoảng 526 ha, lớp nước bồ biển đồi từ 1Š đến 23 m, kết quả quan ắc trạm thuộc mạng quan ắc chuyên Hà Nội cho thy ‘ye hước ồn nhất ào mùa mưa trung bin là 634 m, mie nước nhỏ nhấc wong bình 556 m, Hồ Tây sở lượng nước hi xã vào không đăng ke nên phần lớn chất lưỡng nước hồ ở ving giữa Wb BODS từ 15 - 20 mg, nhưng ở ving ven bở, đặc big khu vục gin công xã từ hỗ Tric Bạch sang, BOD. cổ tời điễm đại ới 25 28 ml.

Chỗ lượng nuớc HỖ Tây côn tố hom cà - Hồ Trúc Bach có điện ích 2 hạ, chu dày lớp nước rung bình là 20 m = Hỗ Quảng Bá có chiu tu lớn nhất khoảng 15,8 m. “Các hồ ở nga tình (bồ Yên Sở, Link Đàm, Hạ Đình, Phập Văn. thường được xử dy dé nuôi cá, Do c bom trụ ấp nước thất các sông mung vào, nn Vũng dẫn hỗ hường có BODS lớn (rn 30 ma, hàm lượng NH từ 5 15 mg KẾ quá nghiên cứu cho thấy nhị chung mục nước các ông và hỗ những năm gn đấy du có dẫu iệu suy giảm, nguyên nhân lã do thời tết khô hạn kéo «i, sự phấ tiễn đồ thị hod gây cân ở các đồng mặt thậm chỉ rắt nhiễu bồ bị ip và chu hẹp về diệ tich 64,49% và bị 6 nhiễm nghiêm trọng từ chất thi nh hoại và ông nghiệp (Qua nghiền cứu nhận thấy hiện tụng chúng của các ỗ như sau “Tắt ả ác bồ hig có đẫu bj 8 nhiễm nặng do việc xà nước tái chưa qua xử tực tp xuống hỗ vã nước mưn 6 nhiễm dẫn dn hiện tượng phi dưỡng xảy n Ih hế các hồ lâm cho bồ bị nông đầ theo thi gan, với lớp bùn dy 04-Im, "Nhiễn hồ bị lần chiếm làm nhà , đường xá dẫn đến khả năng du hoà của các Bồ nghy công giảm. Hiện nay ở Hà Nội chỉ còn 20 bồ với tổng diện ch mặt nước Khoảng 592 ha, Hệ thắng hỗ điễu ha bị giảm dẫn chức năng do bj bi ng san lấp «8 xây đơn: Dung ích ich củ các hồ giảm xuống một cách đng kế "Nước hỗ hị nhiền bản ảnh bường không tn chất lượng nước dưối đc đặc biti các hỗ có môi quan hệ với nước dưới đt nhự bồ Tây.