CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Đề tài “Nghiên cứu điều tra bổ sung thành lập loạt bản đồ địa chất thủy văn tỉnh Đồng Nai tỷ lệ 1/50.000 và quy hoạch quản lý khai thác, bảo vệ bền vững tài nguyên nước dưới đất”(2004) [1]: Trong nội dung thực hiện, đề tài đã xây dựng bản đồ độ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất trên cơ sở ứng dụng GIS và hệ thống DRASTIC (DI), sử dụng cho công tác quy hoạch và quản lý tài nguyên nước, phục vụ như một công cụ bảo vệ và quan trắc nước dưới đất. Kết quả tính toán chỉ ra rằng giá trị chỉ số DI thay đổi từ 43 - 167. Dựa vào giá trị DI phân chia lãnh thổ thành 5 vùng có độ nhạy cảm nhiễm bẩn của nước dưới đất khác nhau: - Vùng có độ nhạy cảm với nhiễm bẩn rất thấp, DI ≤ 80, có diện tích 171,3km2, chiếm khoảng 2,91% diện tích toàn tỉnh, thường gặp ở những núi cao ở Vĩnh Cửu, Tân Phú, Xuân Lộc,. - Vùng có độ nhạy cảm với nhiễm bẩn thấp, 80 < DI ≤ 110, có diện tích 1469,0km2, chiếm khoảng 24,92% diện tích toàn tỉnh, phân bố ở Vĩnh Cửu, Trị An, Tân Phú, tây nam Xuân Lộc, nam Long Thành,.
- Vùng có độ nhạy cảm với nhiễm bẩn trung bình, 110 < DI ≤ 130, có diện tích 1216,0km2, chiếm khoảng 20,63% diện tích toàn tỉnh, phân bố trên diện rộng ở Vĩnh Cửu, Trị An, Tp.Biên Hòa, Long Thành, Nhơn Trạch, một vài khoảnh nhỏ ở Tân Phú, Xuân Lộc,. - Vùng có độ nhạy cảm với nhiễm bẩn cao, 130 < DI ≤ 150, có diện tích 747,4km2, chiếm khoảng 12,68% diện tích toàn tỉnh, phân bố trên diện rộng ở Tân Phú, Long Thành, Trảng Bom, Xuân Lộc,. - Vùng có độ nhạy cảm với nhiễm bẩn rất cao, DI > 150, có tổng diện tích 1937,0km2, chiếm khoảng 32,85% diện tích toàn tỉnh, phân bố trên diện rộng ở Long Thành, Xuân Lộc, Tân Phú, Định Quán,. Đề tài “Đánh giá độ nhạy cảm nhiễm bẩn nước dưới đất ở thành phố Huế và vùng phụ cận” (2006) [2]: Đề tài thông qua ứng dụng GIS đã xác định được chỉ số DRASTIC (DC) cho tầng Pleistocen biến đổi từ 28 – 69, qua đó phân ra 3 vùng phản ánh độ nhạy cảm nhiễm bẩn khác nhau của nước dưới đất thành phố Huế và vùng phụ cận là: - Vùng có độ nhạy cảm nhiễm bẩn thấp (DC < 40): phân bố ở phía Tây Bắc (xã Hương Sơ) và phía Nam (thôn Dương Xuân Thượng 2 và 4, núi Ngự Bình, Tam Thai); - Vùng có độ nhạy cảm nhiễm bẩn trung bình (DC = 40 – 60): phân bố chủ yếu ở phần trung tâm, phía Bắc, Đông Bắc và các phường Đúc, Trường An, An Cựu; Nguyễn Thị Hồng Châm – MSHV: 11260542 ~7~ - Vùng có độ nhạy cảm nhiễm bẩn cao (DC > 60): phân bố chủ yếu ở các vùng Đông Nam và phía Tây (xã Hương Long, phường Kim Long).
Từ kết quả nghiên cứu, đề tài đề xuất các biện pháp hạn chế nhiễm bẩn tầng nước dưới đất ở vùng có mức độ nhiễm bẩn cao bao gồm: hạn chế chất thải phát sinh ra bề mặt; bảo vệ môi trường bề mặt trong quá trình xây dựng; các công trình vệ sinh và nước thải dân sinh phải xem xét đến mực nước dưới đất và khả năng di chuyển của chất bẩn vào tầng nước dưới đất. Kết quả xây dựng bản đồ DRASTIC cho tầng Pleistocen ở Huế và vùng phụ cận được thể hiện trong hình 1.1: Bản đồ DRASTIC cho tầng Pleistocen ở Huế và vùng phụ cận [2] Đề tài “Nghiên cứu đặc điểm thủy địa hóa của thành phố Hồ Chí Minh phục vụ quy hoạch, quản lý tài nguyên nước và bảo vệ môi trường bền vững” do Sở Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM thực hiện (2007) [3]: Đề tài đã ứng dụng GIS trong công tác nghiên cứu đặc điểm thủy địa hóa Tp.HCM và sử dụng phương pháp DRASTIC xây dựng bản đồ phân vùng mức độ nhạy cảm tầng chứa nước Pleistocen; Xác định giá trị chỉ số DRASTIC thay đổi từ 64 – 187 và phân chia khu vực có các chỉ số DRASTIC khác nhau để phục vụ cho việc xem xét quy hoạch đô thị tại Tp.Hồ Chí Minh, đặc biệt là liên quan đến các bãi chôn lấp và các khu công nghiệp. Từ bản đồ này kết hợp với các thông tin về nguồn thải bẩn trên mặt đất có thể dự báo được nguy cơ xảy ra nhiễm bẩn cao cho môi trường chứa nước từng nơi cụ thể. Nguyễn Thị Hồng Châm – MSHV: 11260542 ~8~ - Vùng có khả năng nhiễm bẩn rất thấp (DI <80): Vùng này phân bố chủ yếu ở An Phú – Củ Chi, Cần Giờ, nam Bình Chánh và một phần phía tây Nhà Bè với diện tích 862 km2.
- Vùng có khả năng nhiễm bẩn thấp (80 ≤ DI ≤ 110): Vùng này phân bố ở Củ Chi, Hóc Môn, An Lạc, Bình Trị Đông, Tân Tạo – Bình Chánh, Bình Trưng, Bình Triệu – Thủ Đức và nam Nhà Bè và trung tâm thành phố với diện tích 489 km2. - Vùng có khả năng nhiễm bẩn trung bình (110 < DI ≤ 130): Vùng này phân bố rộng khắp từ An Nhơn Tây, Thái Mỹ, An Phú, Phú Hòa Đông – Củ Chi, Thới Tam Thôn, Xuân Thới Thượng – Hóc Môn đến trung tâm thành phố, tương ứng với diện tích 435km2. - Vùng có khả năng nhiễm bẩn cao (130 < DI ≤ 150): Vùng này phân bố ở trung tâm thành phố, Củ Chi và Nhà Bè, tương ứng với diện tích 176 km2. - Vùng có khả năng nhiễm bẩn rất cao (DI > 150): Vùng này phân bố ở Phú Hòa Đông – Củ Chi, Linh Xuân – Thủ Đức, Đông Hưng Thuận – quận 12 tương ứng với diện tích 73 km2.
Kết quả xây dựng bản đồ DRASTIC cho tầng Pleistocen ở Tp.HCM thể hiện trong hình 1.2: Bản đồ DRASTIC cho tầng Pleistocen ở Tp.HCM [3] Nguyễn Thị Hồng Châm – MSHV: 11260542 ~9~ Đề tài “ Tính toán xâm nhập mặn tầng Pliocen trên do ảnh hưởng của khai thác tại thành phố Hồ Chí Minh ” (2006) [4] Đề tài sử dụng mô hình dòng chảy NDĐ bằng phần mềm GMS 3.1 để xác định lượng nước mặn tham gia vào cân bằng NDĐ. Lượng khai thác nước tổng cộng của tầng Pliocen trên là 508. Số liệu được lấy tại 54 trạm quan trắc động thái NDĐ trong toàn vùng. Mô hình gồm 10 lớp với 5 lớp bán thấm và 5 lớp chứa nước.
Sau khi tính toán và chạy mô hình đến cuối thời gian tính toán (tháng 12/2030) thì cân bằng NDĐ chung cho cả tầng Pliocen trên đạt yêu cầu: lượng nước chảy vào qua các biên là 51.137 m3/ngày, thấm xuyên từ hai tầng nằm kề là 362.331 m3/ngày và từ chung quanh chảy đến là 64.540 m3/ngày; Lượng nước từ các thành phần kể trên bao gồm cả nước mặn và nước nhạt. Quá trình xâm nhập mặn đã diễn ra từ bên sườn và thấm xuyên từ tầng Pleistocen xuống với lượng nước mặn đã tham gia vào trữ lượng khai thác là 99.082 m3/ngày, chiếm tỉ lệ gần 19,5% tổng lượng khai thác. Độ tổng khoáng hóa có dấu hiệu tăng, đặc biệt là vùng ven các ranh mặn.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Đề tài “ Ước tính bổ cấp nước dưới đất khu vực bằng việc sử dụng dữ liệu thủy văn, ứng dụng cho lưu vực Hemet ở phía tây Riverside County, California ” (2009) [5]: Ước tính bổ cấp NDĐ khu vực bằng việc sử dụng dữ liệu thủy văn là một thành phần quan trọng trong việc xác định năng suất bền vững tài nguyên NDĐ ở các vùng khô hạn và bán khô hạn như miền nam California. Điều này đòi hỏi phải phát triển một dữ liệu về nước kết hợp các dữ liệu về điều kiện biên, đặc tính thành phần đất đá tầng chứa nước, mực NDĐ, và sản lượng NDĐ.
Phương pháp đơn giản, chi phí hiệu quả và dễ dàng để áp dụng; Sử dụng các phép đo mực nước NDĐ, dữ liệu khai thác NDĐ và thông tin sản lượng phân phối cụ thể để ước tính lượng bổ cấp NDĐ. Trong phương pháp này, ARCGIS 9,0 ứng dụng phân tích địa thống kê và không gian được sử dụng cho nội suy / ngoại suy và tạo lưới cho các khu vực cụ thể, độ cao nền, và dữ liệu thô NDĐ. Lượng bổ cấp NDĐ trung bình hàng năm cho lưu vực Hemet ở phía tây Riverside County, California, từ 1997 đến 2005 được ước tính khoảng 12,5 MCM, với thời gian mưa và mùa khô khác từ 14,9 MCM và 11,7 MCM tương ứng. Đề tài “Đánh giá chất lượng nước dưới đất ở Dải Gaza, Palestine bằng việc sử dụng bản đồ GIS” (2010) [6]: GIS được sử dụng để xây dựng các bản đồ chuyên đề về chất lượng NDĐ ở Dải Gaza như độ sâu mực nước, tổng chất rắn hòa tan, độ dẫn điện, nồng độ Cl-, F-, độ cứng, sắt, kẽm… Dữ liệu môi trường được tích hợp từ kết quả chương trình giám sát tám năm cho các anion lớn, cation và kim loại nặng.
Các tập dữ liệu ban đầu được số hóa từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 20.000; nghiên cứu sử dụng chủ yếu phần mềm AutoCAD và ArcGIS 9. Các bản đồ không gian xác định tổng thể về sự thay đổi không gian trong chất lượng NDĐ giúp tinh chỉnh thông tin về sử dụng đất, loại đất, điểm nóng về môi trường…Khoảng 85% dân số của Dải Gaza sử dụng nguồn NDĐ từ các giếng khai thác của thành phố nhưng kết quả nghiên cứu cho thấy tất cả các giếng có ít nhất Nguyễn Thị Hồng Châm – MSHV: 11260542 ~ 10 ~ một thông số vượt quá tiêu chuẩn của WHO và khoảng 90% số giếng có độ mặn vượt quá tiêu chuẩn của WHO là 250 mgCl/l. Các tầng chứa nước bị ảnh hưởng bởi sự xâm nhập mặn, nước thải, phân và nguồn gốc tự nhiên. Những bản đồ GIS này không chỉ thể hiện sự phân bố chất ô nhiễm trong NDĐ tại Dải Gaza mà còn minh họa sự cần thiết phải cải tiến phương pháp trong quản lý tài nguyên NDĐ.
Đề tài “Phân vùng tiềm năng nước dưới đất ở tiểu lưu vực Thirumanimuttar Tamilnadu, Ấn Độ bằng GIS và phương pháp viễn thám” (2011) [7]: Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định khu vực NDĐ tiềm năng tại tiểu lưu vực Thirumanimuttar Tamilnadu, Ấn Độ bằng cách tiếp cận tích hợp RS & GIS; Sử dụng ảnh Landsat TM 30 độ phân giải dữ liệu m và bản đồ địa hình để tạo ra các bản đồ chuyên đề như bản đồ địa chất, địa mạo, đặc trưng và mật độ đặc trưng, thoát nước, mật độ thoát nước và bản đồ độ dốc của khu vực nghiên cứu.
