Tổng quan nghiên cứu

Nước dưới đất là nguồn tài nguyên thiết yếu, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội và bảo vệ môi trường. Tại tỉnh Hải Dương, nằm trong vùng đồng bằng sông Hồng, tài nguyên nước dưới đất khá phong phú với nhiều tầng chứa nước như Holocen, Pleistocen, Neogen và các tầng chứa nước khe nứt-karst. Tuy nhiên, việc khai thác nước dưới đất đang chịu áp lực lớn do tăng dân số, phát triển công nghiệp, nông nghiệp và biến đổi khí hậu, dẫn đến hiện tượng suy thoái, cạn kiệt và ô nhiễm nguồn nước. Theo thống kê, tổng lưu lượng khai thác nước dưới đất tại Hải Dương ước tính khoảng 3.000 - 4.000 nghìn m³/ngày, trong khi trữ lượng tiềm năng của các tầng chứa nước chính như Pleistocen có thể lên đến hàng trăm nghìn m³/ngày.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xây dựng bộ tiêu chí khoa học để khoanh định vùng phải đăng ký khai thác nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Hải Dương, nhằm quản lý hiệu quả, bảo vệ nguồn nước và đảm bảo khai thác bền vững. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hai tầng chứa nước Holocen và Pleistocen, với dữ liệu thu thập từ các lỗ khoan, bản đồ địa chất thủy văn, khí tượng thủy văn và hiện trạng khai thác nước trong giai đoạn 2010-2015. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc cung cấp cơ sở khoa học cho các cơ quan quản lý tài nguyên nước trong việc lập kế hoạch, kiểm soát khai thác và bảo vệ môi trường nước dưới đất, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững của tỉnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình quản lý tài nguyên nước dưới đất, bao gồm:

  • Lý thuyết thủy văn tầng chứa nước: Phân tích đặc điểm địa chất thủy văn, cấu trúc tầng chứa nước, tính thấm, trữ lượng và chất lượng nước dưới đất.
  • Mô hình khoanh định vùng khai thác: Áp dụng các tiêu chí kỹ thuật và quản lý để phân vùng khai thác nước dưới đất, bao gồm vùng cấm khai thác, vùng hạn chế và vùng được phép khai thác.
  • Khái niệm về khai thác bền vững: Đảm bảo khai thác không vượt quá khả năng bổ cập tự nhiên, duy trì chất lượng nước và tránh các tác động tiêu cực như sụt lún, nhiễm mặn, ô nhiễm.

Các khái niệm chính được sử dụng gồm: tầng chứa nước Holocen và Pleistocen, tỷ số hạ thấp mực nước, lưu lượng khai thác, chất lượng nước (tổng khoáng hóa, hàm lượng kim loại nặng), vùng nước mặn và nước nhạt, cũng như các yếu tố ảnh hưởng như khí tượng thủy văn và hoạt động kinh tế xã hội.

Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng phương pháp tiếp cận thực tiễn, hệ thống và tổng hợp, kết hợp các phương pháp sau:

  • Thu thập dữ liệu: Tổng hợp số liệu địa chất thủy văn, khí tượng thủy văn, chất lượng nước, bản đồ phân bố tầng chứa nước, hiện trạng khai thác và xả thải nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Hải Dương.
  • Phân tích thống kê và xử lý dữ liệu: Sử dụng phần mềm chuyên môn như MapInfo, Aquifer Test để xử lý số liệu, lập bản đồ khoanh vùng và phân tích các thông số kỹ thuật.
  • Phân tích chính lý dữ liệu: Đánh giá hiện trạng khai thác, chất lượng nước, khả năng đáp ứng lưu lượng khai thác và nguy cơ ô nhiễm, suy thoái.
  • Khảo sát thực địa: Bổ sung thông tin thực tế qua khảo sát các công trình khai thác, lấy mẫu nước phân tích.
  • Phương pháp chuyên gia: Tham vấn ý kiến các nhà khoa học, chuyên gia trong lĩnh vực tài nguyên nước và môi trường.
  • Phương pháp bản đồ: Chồng ghép các bản đồ địa chất, thủy văn, hiện trạng khai thác để xác định vùng phải đăng ký khai thác.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hơn 40 công trình khai thác nước dưới đất với lưu lượng từ vài chục đến hàng nghìn m³/ngày, cùng các lỗ khoan khảo sát phân bố trên toàn tỉnh. Phương pháp chọn mẫu dựa trên tiêu chí đại diện cho các tầng chứa nước chính và vùng địa lý đặc trưng của tỉnh Hải Dương. Thời gian nghiên cứu tập trung vào giai đoạn 2010-2015, phù hợp với dữ liệu khí tượng thủy văn và hiện trạng khai thác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

  1. Phân bố và đặc điểm tầng chứa nước Holocen và Pleistocen: Tầng Holocen có chiều dày từ 2,2 đến 14,8 m, trữ lượng nước nghèo đến trung bình với tỷ lưu lượng 0,2 - 0,39 l/s/m. Tầng Pleistocen có chiều dày trung bình 14,25 m, trữ lượng giàu hơn, tỷ lưu lượng đạt 1,67 - 26 l/s/m, phù hợp khai thác quy mô vừa và lớn. Diện tích vùng nước nhạt trong tầng Pleistocen khoảng 210 km², vùng nước mặn khoảng 1.000 km².

  2. Hiện trạng khai thác nước dưới đất: Có khoảng 49 công trình khai thác tầng Holocen với lưu lượng từ vài chục đến hơn 500 m³/ngày, tổng lưu lượng khai thác ước tính 3.000 - 4.000 nghìn m³/ngày. Tầng Pleistocen có 44 công trình khai thác công suất lớn từ vài trăm đến hơn 2.500 m³/ngày. Tỷ số hạ thấp mực nước tại các công trình chủ yếu dưới 15 m, lớn nhất là 12,19 m, cho thấy khai thác hiện tại tương đối an toàn.

  3. Chất lượng nước: Nước tầng Holocen dễ bị nhiễm bẩn do lớp bảo vệ mỏng, tổng khoáng hóa dao động 0,6 - 3,0 g/l, không đảm bảo cho ăn uống trực tiếp. Nước tầng Pleistocen có chất lượng tốt hơn, tổng khoáng hóa 0,38 - 0,57 g/l, phù hợp cho sinh hoạt và sản xuất sau xử lý. Một số khu vực tầng Pleistocen bị nhiễm mặn, đặc biệt tại các huyện Tứ Kỳ, Gia Lộc, thành phố Hải Dương.

  4. Ảnh hưởng của hoạt động kinh tế xã hội và khí tượng thủy văn: Tăng trưởng công nghiệp, nông nghiệp và dân số làm tăng nhu cầu khai thác nước, gây áp lực lên nguồn nước dưới đất. Mực nước có xu hướng hạ thấp trong mùa khô do thiếu bổ cập nước mưa. Biến đổi khí hậu và hiện tượng xâm nhập mặn cũng làm giảm chất lượng và trữ lượng nước.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy tầng chứa nước Pleistocen là nguồn nước chủ lực của tỉnh với trữ lượng lớn và chất lượng tương đối ổn định, phù hợp khai thác quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, sự phân bố nước mặn và nước nhạt phức tạp đòi hỏi quản lý khai thác phải dựa trên phân vùng rõ ràng để tránh khai thác quá mức vùng nước nhạt và gây ô nhiễm tầng chứa nước. Tầng Holocen do trữ lượng nhỏ, dễ bị ô nhiễm nên chỉ phù hợp khai thác quy mô nhỏ lẻ.

So sánh với các nghiên cứu tại Hà Nội và các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ cho thấy tình trạng hạ thấp mực nước và suy thoái tầng chứa nước cũng diễn ra tương tự, nhưng mức độ khai thác và ô nhiễm tại Hải Dương còn ở mức kiểm soát được. Việc xây dựng bộ tiêu chí khoanh vùng đăng ký khai thác nước dưới đất dựa trên các tiêu chí kỹ thuật (mực nước, lưu lượng, chất lượng nước) và quản lý (vùng nước mặn, nguồn thải) là cần thiết để đảm bảo khai thác bền vững.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ diễn biến mực nước theo thời gian tại các lỗ khoan tiêu biểu, bản đồ phân bố vùng nước mặn - nhạt, bảng tổng hợp lưu lượng khai thác và tỷ số hạ thấp mực nước tại các công trình khai thác.

Đề xuất và khuyến nghị

  1. Xây dựng và áp dụng bộ tiêu chí khoanh định vùng phải đăng ký khai thác nước dưới đất: Sử dụng các tiêu chí kỹ thuật như mực nước, lưu lượng khai thác, chất lượng nước và các yếu tố môi trường để phân vùng rõ ràng. Thời gian thực hiện trong 1-2 năm, do Sở Tài nguyên và Môi trường chủ trì phối hợp với các đơn vị liên quan.

  2. Tăng cường quản lý và kiểm soát khai thác nước dưới đất: Thiết lập hệ thống giám sát mực nước, lưu lượng khai thác và chất lượng nước thường xuyên, xử lý nghiêm các trường hợp vi phạm quy định đăng ký khai thác. Thực hiện ngay và liên tục, do UBND tỉnh và các cấp chính quyền địa phương thực hiện.

  3. Phát triển các giải pháp kỹ thuật bảo vệ nguồn nước: Áp dụng công nghệ xử lý nước, hạn chế ô nhiễm từ các nguồn thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt; xây dựng các công trình bổ cập nước dưới đất. Thời gian 3-5 năm, phối hợp giữa ngành tài nguyên nước và các ngành liên quan.

  4. Tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng và doanh nghiệp: Vận động người dân, doanh nghiệp thực hiện đăng ký khai thác, tuân thủ quy định pháp luật về tài nguyên nước, bảo vệ môi trường nước dưới đất. Thực hiện liên tục, do các cơ quan quản lý và tổ chức xã hội đảm nhiệm.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

  1. Cơ quan quản lý tài nguyên nước và môi trường: Sở Tài nguyên và Môi trường, UBND các cấp có thể sử dụng kết quả để xây dựng chính sách, quy hoạch khai thác và bảo vệ nguồn nước dưới đất.

  2. Các nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành khoa học môi trường, địa chất thủy văn: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, dữ liệu thực địa và phân tích chuyên sâu về tầng chứa nước tại vùng đồng bằng Bắc Bộ.

  3. Doanh nghiệp khai thác và sử dụng nước dưới đất: Áp dụng bộ tiêu chí khoanh vùng để đăng ký khai thác hợp pháp, đảm bảo khai thác bền vững và tuân thủ quy định pháp luật.

  4. Cộng đồng dân cư và tổ chức xã hội: Nâng cao nhận thức về bảo vệ nguồn nước, tham gia giám sát và báo cáo các hành vi khai thác trái phép, góp phần bảo vệ môi trường sống.

Câu hỏi thường gặp

  1. Tại sao cần phải đăng ký khai thác nước dưới đất?
    Việc đăng ký giúp cơ quan quản lý kiểm soát lưu lượng khai thác, tránh khai thác quá mức gây suy thoái nguồn nước, bảo vệ chất lượng và trữ lượng nước dưới đất. Ví dụ, tại Hải Dương, việc đăng ký giúp phân vùng khai thác hợp lý, giảm thiểu ô nhiễm và cạn kiệt.

  2. Bộ tiêu chí khoanh định vùng khai thác gồm những yếu tố nào?
    Bao gồm các tiêu chí kỹ thuật như mực nước, lưu lượng khai thác, chất lượng nước (tổng khoáng hóa, kim loại nặng), vùng nước mặn - nhạt, cùng các yếu tố quản lý như nguồn thải, khu công nghiệp. Các tiêu chí này giúp phân vùng rõ ràng để quản lý hiệu quả.

  3. Tầng chứa nước nào là nguồn nước chủ lực tại Hải Dương?
    Tầng chứa nước Pleistocen là nguồn nước chủ lực với trữ lượng lớn và chất lượng nước tốt, phù hợp khai thác quy mô công nghiệp. Tầng Holocen có trữ lượng nhỏ hơn và dễ bị ô nhiễm, chỉ phù hợp khai thác nhỏ lẻ.

  4. Hiện trạng khai thác nước dưới đất tại Hải Dương như thế nào?
    Có khoảng 49 công trình khai thác tầng Holocen và 44 công trình khai thác tầng Pleistocen với lưu lượng từ vài chục đến vài nghìn m³/ngày. Mực nước hạ thấp chủ yếu dưới 15 m, cho thấy khai thác hiện tại tương đối an toàn nhưng cần kiểm soát chặt chẽ.

  5. Làm thế nào để bảo vệ nguồn nước dưới đất khỏi ô nhiễm?
    Cần kiểm soát nguồn thải công nghiệp, nông nghiệp và sinh hoạt, áp dụng công nghệ xử lý nước, xây dựng vùng đệm bảo vệ tầng chứa nước, đồng thời nâng cao nhận thức cộng đồng và thực thi pháp luật nghiêm ngặt. Ví dụ, việc hạn chế xả thải chưa qua xử lý vào nguồn nước đã giúp giảm ô nhiễm cục bộ tại một số khu vực.

Kết luận

  • Luận văn đã xây dựng thành công bộ tiêu chí khoa học để khoanh định vùng phải đăng ký khai thác nước dưới đất trên địa bàn tỉnh Hải Dương, dựa trên các tiêu chí kỹ thuật và quản lý phù hợp với đặc điểm địa chất thủy văn và hiện trạng khai thác.
  • Tầng chứa nước Pleistocen được xác định là nguồn nước chủ lực với trữ lượng lớn và chất lượng tốt, trong khi tầng Holocen phù hợp khai thác quy mô nhỏ lẻ.
  • Hiện trạng khai thác nước dưới đất tại Hải Dương tương đối an toàn nhưng có xu hướng hạ thấp mực nước và nguy cơ ô nhiễm cần được kiểm soát chặt chẽ.
  • Các đề xuất về quản lý, kiểm soát khai thác, bảo vệ môi trường và nâng cao nhận thức cộng đồng được xây dựng nhằm đảm bảo khai thác bền vững nguồn nước dưới đất.
  • Tiếp theo, cần triển khai áp dụng bộ tiêu chí vào thực tiễn quản lý, đồng thời mở rộng nghiên cứu cập nhật dữ liệu để điều chỉnh, hoàn thiện chính sách khai thác nước dưới đất tại Hải Dương và các vùng tương tự.

Quý độc giả và các cơ quan quản lý được khuyến khích tham khảo và áp dụng kết quả nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên nước dưới đất, góp phần phát triển kinh tế xã hội bền vững.