CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về nước dưới đất 1. Khái niệm chung Nước dưới đất là một dạng tồn tại của nước trong các lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang Karst dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người (Vũ Minh Cát và cs, 2002). Theo độ sâu, có thể chia nước dưới đất thành hai dạng, nước dưới đất tầng mặt (tầng nông) và nước dưới đất tầng sâu.
Đặc điểm chung ở đây là khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa hình. Nước dưới đất tầng mặt thường không có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt. Loại nước dưới đất tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm.
Nước dưới đất tầng sâu thường nằm trong lớp đất đá xốp, được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp không thấm nước. Theo không gian phân bố, một lớp nước dưới đất tầng sâu thường có ba vùng chức năng đó là vùng thu nhận nước, vùng chuyển tải nước và vùng khai thác nước có áp lực. Khi xuống đến các tầng sâu, nước dưới đất có thể di chuyển được những khoảng cách dài hoặc được trữ lại trong một thời gian dài trước khi được khai thác hoặc có thể thẩm thấu vào sông suối hay đại dương. Chi tiết các tầng nước dưới đất (Nguồn: Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ) 12 1.
Hiện trạng nước dưới đất 1. Nước dưới đất trên thế giới Theo các chuyên gia, lượng nước dưới đất ngày càng cạn kiệt, một phần do sử dụng quá mức, một phần do nước ô nhiễm không thể sử dụng, điều này sẽ làm mở rộng khu vực khô cằn và bán khô cằn. Lượng nước trên toàn thế giới (Nguồn: Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ) Theo tính toán của các nhà địa chất Mỹ toàn trái đất có khoảng 1.357,5 triệu km3 nước, thì chỉ có 3% là nước nhạt (ngọt), phần còn lại (97%) là nước mặn trong các đại dương. Trong số 3% tổng nước ngọt trên trái đất thì có tới 77% nằm ở vùng đóng băng vĩnh cửu (các khối băng vùng bắc cực, nam cực), còn lại chỉ 1% nước chứa trong sông, hồ trên khắp các châu lục và 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở lại có thể khai thác sử dụng được, còn 11% nước dưới đất ở độ sâu từ 800m trở xuống không thể khai thác sử dụng trong điều kiện kỹ thuật hiện nay.
Các nước trên thế giới khai thác sử dụng nước dưới đất không đồng đều. Toàn thế giới, hàng năm khai thác khoảng 800 km3 (2.000,0 m3/ngày) từ nước dưới đất. Trong đó Châu Phi là 35 km3/năm (95.411 m3/ngày); Bắc và Trung Mỹ: 150 km3/năm (410.000 m3/ngày); Nam Mỹ: 25 km3/năm; Châu Á: 500 km3/năm; Châu Âu: 80 km3/năm; Châu Úc và Châu Đại Dương: 10 km3/năm. 13 Có 10 nước khai thác nước dưới đất lớn nhất (chiếm 74% trữ lượng nước dưới đất khai thác trên toàn thế giới) là Ấn Độ: 190 km3/năm; Mỹ: 115 km3/năm; Trung Quốc: 97 km3/năm; Pakistan: 55 km3/năm; Iran: 53 km3/năm; Mexico: 25 km3/năm; Arabia Saudi: 21 km3/năm; Nhật Bản: 13,2 km3/năm; Indonesia: 12,5 km3/năm và Nga: 11,6 km3/năm (Theo Exploitation and Utilization of Groundwater around the World.
Các quốc gia có lượng khai thác NDĐ hàng năm ước tính lớn nhất (2010) (Nguồn: Margat, J. van der Gun. Groundwater around the World. CRC Press/Balkema) Bản đồ do các nhà địa chất thủy văn Hà Lan thuộc tổ chức IAH thành lập năm 2006 gây cho ta những ấn tượng sâu sắc về số liệu đó trên toàn thế giới.
Chỉ số có giá trị < 20% cho biết lãnh thổ đó còn dồi dào nước dưới đất và có thể khai thác bền vững. Những nước có chỉ số 100% và lớn hơn nằm ở Trung cận Đông và Bắc Phi, nước dưới đất đang bị cạn kiệt dần. Những nước có chỉ số từ 20% đến 100% là những nước mà ở đấy việc khai thác nước dưới đất chỉ có thể bền vững nếu kiểm soát chặt chẽ việc khai thác nước và có kế hoạch bổ sung nhân tạo nước dưới đất. Việt Nam nằm trong những nước có chỉ số trung bình.
Bản đồ chỉ số nước dưới đất toàn cầu (Nguồn: Groundwater Resouces Sustainability Indicators. UNESCO IHP-VI Series on Groundwater No. 14) Tuy nhiên, những khu vực có tài nguyên nước dưới đất ổn định trên thế giới đang từng ngày thu nhỏ lại. Có 3 vấn đề chính ảnh hưởng đến việc sử dụng nước dưới đất: nước dưới đất cạn kiệt do sử dụng quá mức, do quy hoạch khai thác không đúng và do bị ngập úng, nước dưới đất bị nhiễm mặn do việc khai thác nước chưa hợp lý và việc sử dụng liên tục không có hiệu quả, và nước dưới đất bị ô nhiễm do các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và các hoạt động khác của con người gây ra.
Theo Liên hợp quốc, có tới 40% dân số thế giới hiện nay và khoảng 80 nước đang đứng trước vấn đề thiếu nước nghiêm trọng, đến năm 2025 sẽ có khoảng 2/3 dân số thế giới sống trong điều kiện căng thẳng do thiếu nước, đặc biệt là các nước thuộc châu Phi (theo Human Development Report 2006. Châu Á vốn là khu vực có tài nguyên nước vô cùng phong phú nhưng do sự tăng trưởng dân số và phát triển của kinh tế nên châu Á cũng sẽ trở thành châu lục thiếu nước trầm trọng trong những thập kỷ tới. Báo cáo nghiên cứu của các chuyên gia quốc tế về tài nguyên nước chỉ ra rằng, đến cuối thế kỷ XXI, phần lớn các nước ở khu vực châu Á sẽ phải đứng trước nguy cơ thiếu nước. 15 Một nghiên cứu trên Tạp chí Thiên nhiên công bố, một tầng chứa nước khỏe mạnh có các hệ sinh thái chống lại sự biến động theo mùa trong nguồn nước, mang lại sự ổn định cho các loài thực vật và động vật sống dựa vào nó.
Nhưng nếu bơm hút quá nhiều nước dưới đất, nước mặt bắt đầu thấm vào tầng ngậm nước phía dưới, rút cạn sinh khí từ nhiều môi trường sống của sông suối, tức là có từ 15 đến 21% các lưu vực sông đã bị ảnh hưởng bởi sự khai thác không kiểm soát của con người. Nếu việc khai thác nước dưới đất tiếp diễn mà không được kiểm soát thì ước tính trước năm 2050, khoảng 42 - 79 % lưu vực sông sẽ bị ảnh hưởng hoặc còn vượt qua ngưỡng này. Đây là một vấn đề đáng báo động, vì nước mặt và nước dưới đất có quan hệ mật thiết với nhau. Nếu việc bơm hút nước dới đất quá nhiều sẽ dẫn đến nhiều ảnh hưởng đối với các lưu vực sông.
Nước dưới đất ở Việt Nam Ngày nay, quản lý tài nguyên nước dưới đất vô cùng cấp bách đối với nước ta. Tổng trữ lượng tài nguyên nước dưới đất dự báo trên toàn lãnh thổ Việt Nam (chưa kể phần hải đảo) được đánh giá: nước nhạt vào khoảng 189,3 triệu m3/ngày đêm, tương đương khoảng 69 tỷ m3/năm, trong đó trữ lượng có thể khai thác khoảng 61,2 triệu m3/ngày đêm tương đương khoảng 22,3 tỷ m3/năm; nước mặn khoảng 61,4 triệu m3/ngày đêm (nước mặn), tương đương khoảng 22,4 triệu m3/ngày đêm (Theo kết quả Dự án Biên hội, thành lập bản đồ tài nguyên nước dưới đất tỷ lệ 1: 200. Tổng lưu lượng khai thác nước dưới đất (nước nhạt) trên toàn quốc hiện nay vào khoảng 10,5 triệu m3/ngày đêm, chiếm khoảng 17,2% trữ lượng nước nhạt có thể khai thác, tập trung tại các khu vực đô thị lớn (TP. Hà Nội, khoảng 1,78 triệu m3/ngày đêm, TP.
Hồ Chí Minh khoảng 519 nghìn m3/ngày đêm.) và các tỉnh vùng Đồng bằng Sông Cửu Long khoảng 1,45 triệu m3/ngày đêm. Tuy nhiên, tài nguyên nước dưới đất của nước ta vẫn nằm trong vùng an toàn nếu so sánh giữa tổng trữ lượng nước, tổng trữ lượng tài nguyên nước dưới đất dự báo và khối lượng nước dưới đất khai thác trong một năm. Trên thực tế nhiều năm gần đây, tại nhiều địa phương diễn ra tình trạng khai thác vượt quá trữ lượng của một số tầng chứa nước gây nên hạ thấp mực 16 nước. Ðây được xem như một trong những nguyên nhân gây sụt lún mặt đất và thiếu nước trầm trọng.
Ví dụ, trên toàn Đồng bằng Bắc Bộ, mực nước trong tầng chứa nước Pleistocen liên tục bị hạ thấp do khai thác nước. Kết quả dự báo tốc độ hạ thấp mực nước giai đoạn 2017 - 2022 tại một số khu vực phát triển kinh tế thuộc Hà Nội, Hưng Yên, Bắc Ninh, Nam Định khoảng 0,3- 0,5 m/năm. Tại Tây Nguyên, trong vòng hơn 10 năm qua, mực nước dưới đất đã giảm bình quân 3-5 m, có nơi giảm tới 6-8 m. Đặc biệt những năm gần đây, mùa khô hạn kéo dài làm cho tình trạng suy giảm nước dưới đất ngày càng nghiêm trọng.
Ngoài ra, tại khu vực Cà Mau, hiện đang có tốc độ lún trung bình khoảng từ 2 - 4 cm/năm, tình trạng này tiếp tục tăng theo thời gian. Nhiều địa phương chưa kiểm soát, giám sát được các hoạt động khai thác cũng như là sử dụng nước dưới đất, nhất là hiện có hàng trăm nghìn giếng khoan bị bỏ hoang không còn khai thác, nhưng không được tráng lấp, có thể gây ô nhiễm, nhiễm mặn giữa các tầng nước. Cho nên việc kiểm soát các nguồn gây ô nhiễm nước còn rất hạn chế… Những chất thải đó theo thời gian sẽ ngấm vào nguồn nước, tích tụ dần làm ô nhiễm nguồn nước dưới đất, ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất và sức khỏe người dân. Hiện nay phong trào đào giếng để khai thác nước dưới đất được thực hiện ở nhiều nơi nhất là ở vùng nông thôn bằng các phương tiện thủ công, còn sự khai thác bằng các phương tiện hiện đại cũng đã được tiến hành nhưng còn rất hạn chế chỉ ở các thành phố lớn để nhằm phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt ở các trung tâm công nghiệp và khu dân cư.
Nước dưới đất tại thành phố Buôn Ma Thuột Hiện nay, tình hình phát triển kinh tế - xã hội của TP. Buôn Ma Thuột cho thấy dân số tăng rất nhanh, kinh tế phát triển mạnh mẽ dẫn đến nhu cầu về nước sinh hoạt và phục sản xuất cũng ngày càng tăng, trung bình từ 32.000m3 nước mỗi ngày và tầng nước khai thác ở đây chủ yếu thuộc các tầng chứa nước bazan. Biên độ dao động của mực nước giữa mùa mưa và khô rất lớn và giữa các năm thì đến 500mm, chiểm khoảng 25% tổng lượng mưa. Giai đoạn 2000- 2020 các tần chứa nước giảm đến trên 4m, điều đó cho thấy khai thác quá mức cho phép, nếu lâu dài sẽ dấn đến tài nguyên nước dưới đất cạn kiệt vào tương 17 lai xa.