Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Nước là nguồn tài nguyên thiết yếu duy trì sự sống và phục vụ các hoạt động phát triển kinh tế - xã hội. Trong bối cảnh gia tăng dân số đô thị và tốc độ đô thị hóa diễn ra nhanh chóng, nguồn nước mặt tại nhiều khu vực đang bị suy giảm lưu lượng và ô nhiễm nghiêm trọng, khiến nguồn nước dưới đất (nước ngầm) trở thành nguồn cấp nước sinh hoạt chủ đạo. Trên phạm vi toàn cầu, tỷ lệ khai thác nước ngầm chiếm khoảng 20% tổng lượng nước khai thác, cung cấp một nửa lượng nước uống và 38% nước tưới tiêu. Tại Việt Nam, tỷ lệ sử dụng nước sinh hoạt gồm 70% nước mặt và 30% nước ngầm. Thống kê của Viện Sức khỏe nghề nghiệp và Môi trường (Bộ Y tế) năm 2013 ghi nhận khoảng 17,2 triệu người (tương đương 21,5% dân số) sử dụng nguồn nước sinh hoạt từ giếng khoan chưa qua xử lý; tổng lượng nước ngầm khai thác toàn quốc tính đến năm 2014 đạt 1,85 tỷ m³/năm. Tại thành phố Hà Nội, tổng lưu lượng nước ngầm khai thác cung cấp cho đô thị ước tính khoảng 1,5 triệu m³/ngày (tương đương khoảng 300 triệu m³/năm qua hệ thống cấp nước tập trung), làm mực nước ngầm tầng Pleistoxen hạ thấp liên tục với tốc độ trung bình 0,6 m/năm.

Thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ là đô thị cửa ngõ phía Tây thủ đô Hà Nội, nằm trong chuỗi đô thị Sơn Tây - Hòa Lạc - Miếu Môn, có tuyến Quốc lộ 6A và đường Hồ Chí Minh chạy qua. Nơi đây tập trung mật độ dân cư cao gồm cư dân bản địa, cán bộ công nhân viên, lực lượng vũ trang và lượng lớn học sinh, sinh viên các trường đại học, cao đẳng. Toàn bộ nhu cầu nước ăn uống, sinh hoạt của người dân tại thị trấn Xuân Mai phụ thuộc chủ yếu vào nguồn nước ngầm khai thác qua hệ thống giếng đào và giếng khoan. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây tại khu vực này chủ yếu khảo sát cục bộ chất lượng nước sinh hoạt mà chưa đánh giá tổng thể mối quan hệ tương hỗ giữa động thái mực nước ngầm, các yếu tố khí tượng và chất lượng nước. Xuất phát từ thực tế đó, đề tài khóa luận "Biến động mực nước và chất lượng nước ngầm tại Xuân Mai - Chương Mỹ - Hà Nội" được tác giả Phan Anh Vũ thực hiện nhằm cung cấp luận cứ khoa học và thực tiễn cho công tác quản lý bền vững nguồn tài nguyên nước dưới đất tại địa phương.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định cụ thể như sau:

  1. Mục tiêu chung: Góp phần cung cấp thông tin khoa học về chất lượng nước và sự thay đổi mực nước dưới đất, phục vụ công tác khai thác, sử dụng và xử lý nước tại khu vực thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội.
  2. Mục tiêu cụ thể:
  • Đánh giá sự biến động của mực nước ngầm theo không gian và thời gian tại khu vực nghiên cứu.
  • Đánh giá hiện trạng chất lượng nước ngầm thông qua các chỉ tiêu hóa lý tại các điểm đại diện.
  • Đề xuất các nhóm giải pháp quản lý và kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng bền vững nguồn nước ngầm tại khu vực nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tài nguyên nước ngầm và các yếu tố tự nhiên, nhân tạo chi phối đến mực nước và chất lượng nước ngầm tại khu vực thị trấn Xuân Mai.
  • Phạm vi không gian: Nghiên cứu được triển khai trên địa bàn thị trấn Xuân Mai, huyện Chương Mỹ, thành phố Hà Nội. Mạng lưới quan trắc mực nước gồm 4 vị trí đo đại diện (khu vực Núi Luốt, Cổng phụ Trường Đại học Lâm nghiệp, khu Tân Xuân và khu Chiến Thắng). Mạng lưới đánh giá chất lượng nước gồm 11 điểm lấy mẫu đại diện cho các khu vực dân cư và hoạt động kinh tế đặc trưng (Tân Mai, Hạt kiểm lâm, Chiến Thắng, Tiên Trượng, Núi Luốt, Cổng phụ...).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài tiến hành khảo sát thực địa, quan trắc mực nước và thu thập mẫu nước trong giai đoạn từ tháng 5 năm 2020 đến tháng 7 năm 2020.
  • Phạm vi nội dung: Tập trung phân tích các thông số chất lượng nước đặc trưng gồm pH, tổng chất rắn hòa tan (TDS), độ cứng tổng số, amoni ($NH_4^+$), nitrit ($NO_2^-$), nitrat ($NO_3^-$), clorua ($Cl^-$), asen ($As$), sắt ($Fe$) và mangan ($Mn$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Về cơ sở lý luận và pháp lý, nghiên cứu căn cứ vào Điều 2 Luật Tài nguyên nước số 17/2012/QH13, xác định nước dưới đất là dạng nước tồn tại trong các tầng chứa nước dưới đất thông qua các lỗ hổng, khe nứt và hang động karst. Về mặt địa chất thủy văn, nước ngầm được phân loại thành nước ngầm tầng mặt (không có tầng chắn cách ly bên trên, mực nước biến đổi mạnh theo nước mặt và lượng mưa, nguy cơ ô nhiễm cao) và nước ngầm tầng sâu (nằm giữa các tầng cách nước, phân chia thành vùng thu nhận, vùng chuyển tải và vùng khai thác có áp). Nghiên cứu xác lập cơ chế biến đổi nước ngầm dựa trên 5 đặc điểm nền tảng: tương tác trực tiếp với môi trường đất đá; sự phân dị thành phần hóa học theo các tầng nham thạch; tác động không đồng đều của điều kiện khí hậu mặt đất; sự phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất tầng sâu; và ảnh hưởng chi phối của các vi sinh vật yếm khí trong điều kiện yếm khí thiếu oxy.

Hệ thống tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật quốc gia được sử dụng làm thước đo đánh giá gồm:

  • QCVN 09:2015/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
  • QCVN 01:2018/BYT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt của Bộ Y tế.

Về phương pháp nghiên cứu, đề tài kết hợp phương pháp điều tra ngoại nghiệp, kế thừa số liệu thứ cấp và phân tích thực nghiệm trong phòng thí nghiệm:

  • Phương pháp kế thừa tài liệu: Thu thập số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thị trấn Xuân Mai; dữ liệu khí tượng từ trạm khí tượng Kim Bôi (Hòa Bình, 2015) và trạm khí tượng Núi Luốt thuộc Trường Đại học Lâm nghiệp để phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ và lượng mưa. Kế thừa các công trình nghiên cứu của Joshua Dean, Kazama, Nguyễn Đình Tiến và Phạm Đình Chuy (2007), Nguyễn Đình Toàn và Nguyễn Công Hảo, Nguyễn Văn Sơn (2009), Nguyễn Thị Thành, Nguyễn Thị Thủy và luận văn thạc sĩ của Đỗ Thị Kim Phúc (2019).
  • Phương pháp quan trắc mực nước ngầm: Sử dụng thiết bị đo mực nước chuyên dụng Rugget Water Level Tape 200. Thiết bị hoạt động theo nguyên lý thả cuộn dây đo có gắn đầu cảm biến xuống giếng khoan/giếng đào cho đến khi phát tín hiệu âm thanh (tiếng beep) khi tiếp xúc mặt nước, giá trị độ sâu mực nước tính bằng khoảng cách từ miệng giếng/mặt đất đến điểm cảm biến. Chu kỳ đo cố định 10 ngày/lần từ ngày 13/5/2020 đến ngày 02/7/2020, kết hợp quan trắc liên tục các ngày sau mưa lớn (ngày thứ 1, thứ 2, thứ 3 sau mưa) nhằm theo dõi độ trễ thấm của nước mưa vào tầng chứa nước.
  • Phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu: Định vị tọa độ 11 điểm lấy mẫu bằng máy GPS cầm tay. Mẫu nước được lấy theo đúng nguyên tắc không làm xáo trộn tầng nước, sử dụng chai chuyên dụng 500 ml và 1500 ml đã được súc rửa sạch, niêm phong kín bằng băng dính, bảo quản lạnh trong thùng xốp và chuyển về phòng thí nghiệm của Trung tâm thực hành Khoa Quản lý Tài nguyên Rừng & Môi trường.
  • Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm: Tuân thủ nghiêm ngặt các Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Phương pháp chuẩn xét nghiệm nước và nước thải (SMEWW):
Thông số phân tích Phương pháp và Tiêu chuẩn áp dụng Thiết bị / Hóa chất sử dụng
pH TCVN 6492:2011 (ISO 10523:2008) Máy đo pH điện cực hiện trường
Tổng chất rắn hòa tan (TDS) SMEWW 2540.C:2012 Phương pháp khối lượng sấy khô ở 180°C
Độ cứng tổng số SMEWW 2340.C Phương pháp chuẩn độ EDTA
Amoni ($NH_4^+$ tính theo N) TCVN 6179-1:1996 Phương pháp trắc phổ thao tác bằng tay
Clorua ($Cl^-$) TCVN 6194:1996 Phương pháp chuẩn độ bạc nitrat ($AgNO_3$)
Nitrit ($NO_2^-$ tính theo N) TCVN 6178:1996 (ISO 6777:1984) / SMEWW 4500-$NO_2^-$ Thuốc thử Griss, so màu ở bước sóng 520 nm
Nitrat ($NO_3^-$ tính theo N) Phương pháp trắc phổ so màu Phản ứng với axit đisunfofenic, đo ở bước sóng 410 nm
Asen ($As$) TCVN 6626:2000 (ISO 11969:1996) Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS - kỹ thuật hydrua)
Mangan ($Mn$) TCVN 6002:1995 (ISO 6333:1986) Phương pháp trắc quang dùng fomaldoxim
Sắt tổng số ($Fe$) TCVN 6177:1996 (ISO 6332:1988) Phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-phenantrolin

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương này khái quát cơ sở lý luận về tài nguyên nước dưới đất, chu kỳ hình thành và các quy luật thủy địa chất. Tác giả phân tích các nguồn phát sinh ô nhiễm nước ngầm từ hoạt động tự nhiên (thời tiết, ngập lụt) và nhân tạo (hóa chất bảo vệ thực vật, phân bón nông nghiệp, chất độc chiến tranh tồn lưu, bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt và y tế chưa đạt chuẩn). Phân tích tổng hợp số liệu quan trắc quốc gia giai đoạn 2010 - 2015 chỉ ra hiện tượng ô nhiễm chất hữu cơ, vi sinh và kim loại nặng tại đồng bằng Bắc Bộ, trong đó 60% mẫu có chứa mangan, amoni lên tới 23,3 mg/l và 15% mẫu vượt ngưỡng asen. Về mặt thực tiễn, tác giả tổng hợp tình hình khai thác nước ngầm tại các đô thị lớn ở Việt Nam (Hà Nội, TP.HCM, Cà Mau, Hải Phòng) với tốc độ tụt giảm mực nước báo động. Chương này cũng phân tích tổng quan các công trình nghiên cứu trên thế giới (Joshua Dean về tương tác thảm thực vật - nước ngầm; Kazama về biến đổi khí hậu tác động đến nước ngầm ven biển) và tại Việt Nam (Nguyễn Đình Tiến về đầm phá Thừa Thiên Huế; Nguyễn Đình Toàn về đo carota địa vật lý tại Nhà Bè; các đề tài nghiên cứu của Nguyễn Văn Sơn, Nguyễn Thị Thành, Nguyễn Thị Thủy tại thị trấn Xuân Mai).

Chương II: Mục tiêu – Đối tượng – Phạm vi – Nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương II tập trung hệ thống hóa mục tiêu, đối tượng, phạm vi thời gian và không gian nghiên cứu. Tác giả mô tả chi tiết phương pháp lập lưới quan trắc thực địa, xác lập tọa độ các điểm đo mực nước gồm Mũi khoan Cổng phụ Trường Đại học Lâm nghiệp (Điểm 11: N 20°54'33", E 105°34'39"), Mũi khoan Núi Luốt (Điểm 12: N 20°54'57", E 105°34'26"), Giếng khơi khu Tân Xuân (Điểm 10: N 20°54'27.78") và Giếng khơi khu Chiến Thắng (Điểm 3: N 20°53'8.00"). Chương này trình bày chi tiết quy trình lấy mẫu nước tại 11 vị trí hành chính, kỹ thuật bảo quản mẫu lạnh và quy trình phân tích định lượng 10 chỉ tiêu hóa lý theo quy chuẩn TCVN và SMEWW tại phòng thí nghiệm chuyên ngành.

Chương III: Điều kiện tự nhiên - Kinh tế - Xã hội khu vực nghiên cứu

Chương III trình bày bức tranh tổng thể về khu vực nghiên cứu:

  • Vị trí địa lý và hành chính: Thị trấn Xuân Mai có diện tích tự nhiên 1051,88 ha, cách trung tâm Hà Nội 36 km về phía Tây; giáp xã Đông Yên (huyện Quốc Oai) ở phía Bắc, giáp xã Thủy Xuân Tiên (huyện Chương Mỹ) ở phía Đông và phía Nam, giáp xã Hòa Sơn (huyện Lương Sơn, tỉnh Hòa Bình) ở phía Tây. Quy mô dân số tính đến thời điểm khảo sát là 5.148 hộ với 27.312 nhân khẩu (theo thống kê năm 2019 là 4.860 hộ và 21.110 nhân khẩu) phân bố tại 9 khu dân cư. Trên địa bàn có 34 cơ quan, đơn vị, trường học và 105 doanh nghiệp hoạt động.
  • Địa hình và thổ nhưỡng: Mang đặc trưng bán sơn địa chuyển tiếp, đồi núi thấp xen kẽ các thung lũng lòng chảo nhỏ. Đất đai gồm 52,59 ha đất phù sa (chiếm 5%) ven sông Bùi và sông Tích; phần lớn diện tích còn lại là đất feralit nâu vàng phát triển trên đá mẹ foocfiarit. Tại khu vực Núi Luốt và Núi Voi, đất có tỷ lệ sét vật lý cao (57,57%), cát vật lý 43,42%, pH $H_2O$ đạt 5,9; pH $KCl$ đạt 5,1; dung tích hấp phụ bazơ 58,48%, hàm lượng mùn 5,65%. Đặc biệt, hiện tượng kết von chiếm từ 60% đến 70% cùng sự xuất hiện của đá ong lộ thiên phản ánh quá trình tích lũy sắt rất mạnh mẽ.
  • Khí hậu và thủy văn: Khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa nóng ẩm mưa nhiều (tháng 4 - 10) chiếm 91% lượng mưa cả năm và mùa lạnh khô ít mưa (tháng 11 - 3 năm sau). Lượng mưa trung bình năm đạt 1.839 mm, nhiệt độ trung bình năm là 23,1°C (nhiệt độ tối cao 38,5°C vào tháng 6 - 7, tối thấp 8,5°C vào tháng 1), độ ẩm trung bình 84,25%. Mạng lưới thủy văn phụ thuộc vào hệ thống sông Bùi, sông Tích và các kênh mương nội đồng.
  • Phân tích các tiểu vùng đặc trưng: Khu Xuân Hà (vùng trũng thấp nhất, thường ngập lụt từ tháng 4 đến tháng 8, tập trung nghĩa trang, làng nghề mộc mỹ nghệ, cơ khí, chăn nuôi chưa có biogas); khu Tân Xuân (750 hộ, 2.400 nhân khẩu, kinh tế dịch vụ và hưu trí ổn định); khu Núi Luốt (hệ sinh thái rừng chịu áp lực lớn từ chăn thả gia súc, khai thác củi gỗ và lấn chiếm đất đai).

Chương IV: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương IV là phần cốt lõi của khóa luận, phản ánh kết quả đo đạc thực nghiệm mực nước ngầm tại 4 điểm trong thời gian từ 13/5/2020 đến 02/7/2020:

  • Biến động mực nước tại Núi Luốt: Điểm khoan nằm độc lập trong rừng, xa khu dân cư và không chịu ảnh hưởng từ bơm hút sinh hoạt. Mực nước dao động từ 12,68 m đến 13,18 m; biên độ chênh lệch cực đại - cực tiểu $\Delta H = 0,50$ m (tương ứng biến động 104%). Mực nước có xu hướng tăng lên sau các trận mưa, tuy nhiên phản ứng có độ trễ rõ rệt từ 2 đến 3 ngày do nước mưa cần thời gian thấm qua tầng thảm mục và lớp đất dày.
  • Biến động mực nước tại Cổng phụ Trường Đại học Lâm nghiệp: Mũi khoan chịu tác động trực tiếp của cả yếu tố thời tiết và hoạt động khai thác phục vụ sinh viên, cư dân lân cận. Mực nước dao động mạnh từ 1,41 m đến 2,70 m; biên độ biến động $\Delta H = 1,29$ m (tương ứng 192%). Mực nước đo được đạt mức sâu 2,70 m vào giữa tháng 5 nhưng giảm xuống mức 1,41 m vào đầu tháng 7. Nguyên nhân được xác định là vào tháng 7, học sinh và sinh viên bước vào kỳ nghỉ và đi thực tập ngoại khóa, làm giảm mạnh nhu cầu dùng nước, dẫn đến lượng khai thác sụt giảm và mực nước ngầm phục hồi dâng cao (khoảng cách từ mặt đất đến mực nước rút ngắn).
  • Biến động mực nước tại khu Tân Xuân: Giếng khơi chịu tác động hỗn hợp, mực nước dao động từ 2,60 m đến 3,37 m; biên độ chênh lệch $\Delta H = 0,77$ m (tương ứng 130%).
  • Biến động mực nước tại khu Chiến Thắng: Giếng khơi sinh hoạt có mực nước dao động từ 1,42 m đến 2,71 m; biên độ chênh lệch $\Delta H = 1,29$ m (tương ứng 191%).
  • Đánh giá chất lượng nước và giải pháp: Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm được đối chiếu theo QCVN 09:2015/BTNMT và QCVN 01:2018/BYT, chỉ rõ đặc tính nước tại các điểm lấy mẫu, hàm lượng các ion dinh dưỡng và kim loại nặng (Fe, Mn do nền địa chất feralit kết von). Trên cơ sở đó, tác giả đề xuất 5 nhóm giải pháp: giải pháp quản lý nhà nước; giải pháp quy hoạch phát triển bền vững thị trấn; giải pháp kinh tế - xã hội; công tác giáo dục truyền thông môi trường; và giải pháp kỹ thuật công nghệ xử lý nước ngầm quy mô hộ gia đình và cơ sở kinh doanh dịch vụ.

Chương V: Kết luận – Tồn tại – Khuyến nghị

Chương cuối cùng tổng kết các quy luật phân bố mực nước ngầm theo thời gian (chu kỳ mùa, lượng mưa) và không gian (vùng đồi núi cao, vùng dân cư tập trung, vùng đồng bằng trũng); đánh giá mức độ an toàn của nguồn nước; thừa nhận các hạn chế về thời gian nghiên cứu và nguồn lực quan trắc; từ đó đưa ra các kiến nghị đối với chính quyền địa phương trong việc bảo vệ hành lang tầng chứa nước và triển khai các hệ thống cấp nước tập trung hợp vệ sinh.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã thu thập và xác lập chuỗi số liệu thực nghiệm về động thái mực nước ngầm tại thị trấn Xuân Mai trong giai đoạn tháng 5 đến tháng 7 năm 2020:

Điểm quan trắc Loại công trình Mực nước sâu nhất (m) Mực nước nông nhất (m) Chênh lệch cực đại $\Delta H$ (m) Tỷ lệ biến động (%H) Đặc điểm và yếu tố chi phối chính
Núi Luốt (Điểm 12) Mũi khoan nghiên cứu 13,18 12,68 0,50 104% Xa khu dân cư, không bị khai thác sinh hoạt; chi phối bởi lượng mưa và thảm phủ thực vật, có độ trễ thấm 2-3 ngày.
Cổng phụ ĐH Lâm nghiệp (Điểm 11) Mũi khoan khai thác 2,70 1,41 1,29 192% Cấp nước sinh hoạt cho sinh viên và dân cư lân cận; chi phối mạnh bởi nhu cầu bơm hút (tháng 7 sinh viên nghỉ thực tập, lượng hút giảm).
Khu Tân Xuân (Điểm 10) Giếng khơi dân sinh 3,37 2,60 0,77 130% Nằm trong khu dân cư có mức sống ổn định; chịu ảnh hưởng kết hợp của khí tượng và khai thác quy mô gia đình.
Khu Chiến Thắng (Điểm 3) Giếng khơi dân sinh 2,71 1,42 1,29 191% Giếng khơi cạn nhanh theo thời tiết nắng hạn và phục hồi mạnh khi có các đợt mưa tập trung.

Khi so sánh với chuỗi dữ liệu cùng kỳ năm 2019 của tác giả Đỗ Thị Kim Phúc, nghiên cứu ghi nhận tính quy luật và sự ổn định tương đối về động thái mực nước ngầm qua các năm:

  • Tại Núi Luốt: Mực nước các tháng 5, 6, 7 năm 2019 lần lượt là 12,8 m; 12,8 m; 13,2 m; tương đồng với năm 2020 (12,85 m; 12,76 m; 13,18 m).
  • Tại Cổng phụ: Mực nước các tháng 5, 6, 7 năm 2019 lần lượt là 2,70 m; 2,25 m; 1,39 m; tương đồng với năm 2020 (2,70 m; 2,34 m; 1,41 m).
  • Tại khu Tân Xuân: Mực nước năm 2019 là 3,35 m; 3,02 m; 2,59 m; sát với kết quả năm 2020 (3,37 m; 3,12 m; 2,60 m).

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn:

  • Khắc phục khoảng trống của các công trình đi trước tại địa bàn Xuân Mai (nghiên cứu của Nguyễn Văn Sơn năm 2009 chỉ khảo sát chất lượng nước mà chưa gắn với động thái mực nước; nghiên cứu của Nguyễn Thị Thành chỉ giới hạn ở phạm vi ảnh hưởng của rừng; nghiên cứu của Nguyễn Thị Thủy chỉ tập trung vào khu Tân Xuân). Đề tài này đã liên kết đồng thời biến động thủy lực theo không gian, thời gian với các chỉ tiêu hóa lý nguồn nước.
  • Xác định rõ vai trò điều hòa của thảm phủ thực vật rừng Núi Luốt trong việc giảm thiểu dòng chảy mặt, tăng cường trữ ẩm và duy trì ổn định mực nước ngầm tầng nông.
  • Đề xuất các giải pháp kỹ thuật cụ thể: Thiết kế sơ đồ công nghệ xử lý nước ngầm cho hộ gia đình (sử dụng giàn mưa oxy hóa sắt và mangan, bể lắng cát, bể lọc đa tầng chứa cát thạch anh, than hoạt tính và sỏi đỡ) và sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp cho cơ sở sản xuất kinh doanh dịch vụ quy mô vừa.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận chỉ rõ những tồn tại và hạn chế khách quan trong quá trình thực hiện:

  • Phạm vi thời gian nghiên cứu tương đối ngắn, chỉ tập trung trong 3 tháng (từ tháng 5 đến tháng 7 năm 2020). Giai đoạn này chỉ phản ánh được giai đoạn chuyển tiếp từ đầu mùa mưa sang giữa mùa mưa, chưa bao quát được toàn bộ chu kỳ thủy văn cả năm, đặc biệt là giai đoạn kiệt sâu nhất trong mùa khô (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau).
  • Mạng lưới quan trắc mực nước còn thưa thớt với 4 điểm đo cố định, chưa đủ mật độ để xây dựng bản đồ đẳng mực nước chính xác cao cho toàn bộ diện tích 1051,88 ha của thị trấn.
  • Chưa khảo sát chuyên sâu về trữ lượng động tự nhiên và trữ lượng khai thác an toàn của các tầng chứa nước dưới sâu bằng phương pháp thăm dò địa vật lý chuyên dụng.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất:

  • Thiết lập hệ thống quan trắc tự động liên tục đối với mực nước và nhiệt độ nước dưới đất theo chu kỳ nhiều năm nhằm đánh giá chính xác tác động của biến đổi khí hậu.
  • Mở rộng phạm vi phân tích sang các hợp chất hữu cơ độc hại, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật tại các vùng chuyên canh lúa và ô nhiễm vi sinh vật tại các khu vực nhạy cảm (khu vực nghĩa trang và các cơ sở tiểu thủ công nghiệp tại khu Xuân Hà).
  • Nghiên cứu mô hình toán thủy địa chất mô phỏng dòng thấm để dự báo nguy cơ sụt lún và cạn kiệt tầng chứa nước phục vụ quy hoạch đô thị Xuân Mai trong tương lai.

Giá trị tham khảo

Công trình khóa luận là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên, học viên cao học các ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Môi trường, Địa chất Thủy văn tại Trường Đại học Lâm nghiệp và các cơ sở đào tạo chuyên ngành tài nguyên nước.
  • Cán bộ quản lý môi trường tại Ủy ban nhân dân thị trấn Xuân Mai và Phòng Tài nguyên và Môi trường huyện Chương Mỹ trong việc lập quy hoạch tài nguyên nước, quản lý cấp phép khai thác giếng khoan dân sinh.
  • Các nhà nghiên cứu đang thực hiện đề tài về động thái nước dưới đất tại các khu vực bán sơn địa miền Bắc Việt Nam có điều kiện thổ nhưỡng feralit tương đồng.

Các nội dung có giá trị tham khảo chuyên môn cao bao gồm:

  • Quy trình chuẩn trong điều tra ngoại nghiệp, cách thức vận hành thiết bị đo mực nước Rugget Water Level Tape 200 và phương pháp quan trắc độ trễ mực nước sau các trận mưa lớn.
  • Bảng danh mục phương pháp phân tích phòng thí nghiệm chuẩn hóa theo các tiêu chuẩn TCVN và SMEWW tương ứng với từng chỉ tiêu hóa lý.
  • Bộ số liệu thực địa chi tiết về mực nước ngầm và các đặc trưng lý hóa thổ nhưỡng của khu vực Núi Luốt (đặc điểm tích tụ sắt kết von và đá ong).

Câu hỏi thường gặp

1. Mực nước ngầm tại khu vực Núi Luốt có quy luật biến động như thế nào và chịu chi phối bởi yếu tố nào? Mực nước ngầm tại khu vực Núi Luốt (Điểm 12) nằm ở độ sâu từ 12,68 m đến 13,18 m, có biên độ chênh lệch cực đại là 0,50 m (tương đương 104%). Điểm đo này nằm xa khu dân cư, không có hoạt động bơm hút nước sinh hoạt nên động thái mực nước chỉ chịu tác động thuần túy của các yếu tố tự nhiên (nhiệt độ, lượng mưa và thảm phủ thực vật). Sau các trận mưa, mực nước không dâng lên ngay lập tức mà có độ trễ từ 2 đến 3 ngày do lượng nước mưa cần thời gian thẩm thấu qua lớp thảm mục và các tầng đất feralit dày.

2. Vì sao mực nước tại mũi khoan Cổng phụ Trường Đại học Lâm nghiệp lại biến động giảm mạnh vào đầu tháng 7 năm 2020? Mực nước tại mũi khoan Cổng phụ (Điểm 11) dao động từ 1,41 m đến 2,70 m, có biên độ chênh lệch lên tới 1,29 m (tương ứng 192%). Mũi khoan này là nguồn cấp nước sinh hoạt chính cho học sinh, sinh viên và cư dân xung quanh trường. Vào thời điểm đầu tháng 7, học sinh và sinh viên bước vào kỳ nghỉ và đi thực tập ngoại khóa, làm nhu cầu và cường độ khai thác nước ngầm giảm mạnh. Việc giảm lưu lượng bơm hút đã tạo điều kiện cho mực nước ngầm hồi phục dâng cao, rút ngắn khoảng cách đo từ mặt đất xuống mặt nước chỉ còn 1,41 m.

3. Khóa luận căn cứ vào những quy chuẩn và tiêu chuẩn kỹ thuật nào để đánh giá chất lượng nước? Tác giả sử dụng QCVN 09:2015/BTNMT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dưới đất) và QCVN 01:2018/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước sạch sử dụng cho mục đích sinh hoạt). Quy trình thử nghiệm tuân thủ các phương pháp chuẩn gồm: TCVN 6492:2011 (pH), TCVN 6179-1:1996 (Amoni), TCVN 6194:1996 (Clorua), TCVN 6178:1996 và SMEWW 4500-$NO_2^-$ (Nitrit), TCVN 6626:2000 (Asen), TCVN 6002:1995 (Mangan), TCVN 6177:1996 (Sắt), SMEWW 2340.C (Độ cứng) và SMEWW 2540.C:2012 (TDS).

4. Đặc điểm địa chất thổ nhưỡng tại Xuân Mai tác động như thế nào đến thành phần nước ngầm? Thổ nhưỡng khu vực chủ yếu là đất feralit nâu vàng phát triển trên đá mẹ foocfiarit, có thành phần cơ giới nặng (sét vật lý chiếm 57,57%). Quá trình phong hóa feralit diễn ra triệt để, tầng đất tích lũy sắt cao với hiện tượng kết von chiếm từ 60% đến 70% phẫu diện và có nhiều đá ong lộ thiên. Điều kiện địa chất giàu khoáng vật sắt này là nguyên nhân tự nhiên trực tiếp dẫn đến hàm lượng sắt và mangan hòa tan cao trong các tầng chứa nước ngầm tại địa phương.

5. Kết quả quan trắc năm 2020 có sự tương đồng như thế nào so với số liệu nghiên cứu năm 2019 của Đỗ Thị Kim Phúc? Số liệu đối chứng cùng kỳ cho thấy tính ổn định thủy văn cao giữa các năm. Tại Núi Luốt, mực nước các tháng 5, 6, 7 năm 2019 lần lượt là 12,8 m; 12,8 m; 13,2 m (năm 2020 tương ứng là 12,85 m; 12,76 m; 13,18 m). Tại Cổng phụ, số liệu năm 2019 là 2,70 m; 2,25 m; 1,39 m (năm 2020 là 2,70 m; 2,34 m; 1,41 m). Tại khu Tân Xuân, số liệu năm 2019 là 3,35 m; 3,02 m; 2,59 m (năm 2020 là 3,37 m; 3,12 m; 2,60 m). Biên độ biến động theo năm tại các vị trí khảo sát là không đáng kể.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phan Anh Vũ đã phản ánh hệ thống và chi tiết động thái biến động mực nước ngầm tại thị trấn Xuân Mai theo cả chiều thời gian và không gian, xác lập rõ nét mối tương quan giữa mực nước dưới đất với lượng mưa tự nhiên và cường độ khai thác sinh hoạt của con người. Kết quả nghiên cứu khẳng định vai trò điều hòa quan trọng của lớp phủ thực vật rừng đối với sự ổn định của tầng chứa nước, đồng thời ghi nhận tính kế thừa và ổn định cao của mực nước ngầm khi đối chiếu với chuỗi dữ liệu năm 2019. Công trình cung cấp hệ thống luận cứ khoa học thực nghiệm có giá trị, đóng góp thiết thực cho công tác hoạch định chính sách bảo vệ tài nguyên nước và triển khai các giải pháp kỹ thuật xử lý nước cấp bền vững tại địa phương.