Tóm tắt
Nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất
trên cơ sở lý thuyết của Toth (1995) dựa vào tuổi của các mẫu nước dưới đất kết
hợp với đặc điểm địa chất, thành phần thạch học và cấu trúc địa chất thủy văn. Tuổi
hay thời gian lưu nước dưới đất phụ thuộc vào chiều sâu, thế nằm, đặc điểm thủy
lực, tính chất chứa, nhả nước của tầng chứa nước. Tuổi nước dưới đất được xác
định bằng kỹ thuật đồng vị đồng vị phóng xạ triti (3H), các thông số địa chất thủy
văn lỗ khoan được quan trắc bằng thực nghiệm ngay tại hiện trường. Trong nghiên
cứu này, vùng nghiên cứu được lựa chọn là vùng đồng bằng ven biển thuộc huyện
Gio Linh, tỉnh Quảng Trị. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bổ cấp trung bình
cho tầng chứa nước Holocen trên khu vực nghiên cứu là 126 mm/năm với khoảng
dao động từ 79 mm/năm đến 229 mm/năm. Kết quả tính toán lượng bổ cập sẽ góp
phần vào việc xác định nguồn hình thành trữ lượng động tự nhiên của tầng chứa
nước trong khu vực.
11 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 381 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Ứng dụng kỹ thuật đồng vị xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất tại vùng Gio Linh, Quảng Trị, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 33
ỨNG DỤNG KỸ THUẬT ĐỒNG VỊ XÁC ĐỊNH LƯỢNG
BỔ CẬP CHO NƯỚC DƯỚI ĐẤT TẠI VÙNG GIO LINH,
QUẢNG TRỊ
Trần Thành Lê, Phạm Quý Nhân
Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội
Tóm tắt
Nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định lượng bổ cập cho nước dưới đất
trên cơ sở lý thuyết của Toth (1995) dựa vào tuổi của các mẫu nước dưới đất kết
hợp với đặc điểm địa chất, thành phần thạch học và cấu trúc địa chất thủy văn. Tuổi
hay thời gian lưu nước dưới đất phụ thuộc vào chiều sâu, thế nằm, đặc điểm thủy
lực, tính chất chứa, nhả nước của tầng chứa nước. Tuổi nước dưới đất được xác
định bằng kỹ thuật đồng vị đồng vị phóng xạ triti (3H), các thông số địa chất thủy
văn lỗ khoan được quan trắc bằng thực nghiệm ngay tại hiện trường. Trong nghiên
cứu này, vùng nghiên cứu được lựa chọn là vùng đồng bằng ven biển thuộc huyện
Gio Linh, tỉnh Quảng Trị. Kết quả nghiên cứu cho thấy lượng bổ cấp trung bình
cho tầng chứa nước Holocen trên khu vực nghiên cứu là 126 mm/năm với khoảng
dao động từ 79 mm/năm đến 229 mm/năm. Kết quả tính toán lượng bổ cập sẽ góp
phần vào việc xác định nguồn hình thành trữ lượng động tự nhiên của tầng chứa
nước trong khu vực.
Từ khóa: Kỹ thuật đồng vị, bổ cập, nước dưới đất, trữ lượng động.
Application of isotope technique to estimate groundwater recharge amount in
Gio Linh, Quang Tri
Abstract
This study applied the groundwater recharge estimation method based on
Thoth’s theory that uses groundwater sample age, geological characteristics,
lithologic components, and hydrogeological structure as parameters. Age or storage
time of groundwater depends on the depth, geological structure, hydraulic
characteristic, storativity and dischargeability of the aquifer. The age of
groundwater is estimated by Isotope technique using 3H isotope; hydraulic
parameters of the borehole are determined by fi eld tests. This study focused
on groundwater of Gio Linh coastal area plain, Quang Tri province. The
results showed that the average amount of groundwater recharge to Holocen
aquifer is 126 mm/year, ranging from 79 to 229 mm/year. The groundwater
recharge estimation contributes to the determination of the dynamic groundwater
storage origin in this area.
Keywords: isotope techniques, investigation, water resources, recharge,
groundwater.
1. Tổng quan ứng dụng kỹ thuật
đồng vị trong điều tra đánh giá tài
nguyên nước dưới đất
Kỹ thuật đồng vị được coi là tiên tiến
và cũng chỉ mới được áp dụng trong vài
thập niên gần đây. Tính toán bổ cập nước
đã được giải quyết thành công (IAEA,
1983) bằng sử dụng đồng vị tự nhiên của
nước như oxy 18 (18O) hoặc deuterium
(2H), hoặc tritium (T) làm chỉ thị vì chúng
là thành phần của phân tử nước có tính
“bảo thủ” (conservative) tức là điều kiện
môi trường rất ít ảnh hưởng đến thành
phần của chúng trong suốt quá trình thấm
(De Vries and Von Hoyer, 1988; Allison
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201734
vcs, 1994; Clark I. D. and Fritz P., 1997;
Russell and Minor, 2002; Thomas and
Albright, 2003; Zhu et al., 2003; Subyani
A. M, 2004). Nước mưa không chỉ dừng
lại ở bổ cấp nước cho nước ngầm, mà
thông qua bổ cấp hoặc trực tiếp hoặc gián
tiếp nó tạo ra các quá trình biến đổi hóa
lý, hóa học, sinh hóa,v.v... tạo nên các
cân bằng vật chất mới, các dị thường hóa
học, đặc biệt là có tiềm năng tăng cườ ng
các vấn đề ô nhiễm cho tầng chứa nước
được bổ cấp. Áp dụng kỹ thuật đồng
vị để xác định nguyên nhân và cơ chế
nhiễm mặn nước trong tầng chứa nước
ngầm đã được nhiều nhà nghiên cứu
quan tâm giải quyết như G. Conrad và
J. Ch. Fonte ( 1970) ở vùng nghiên cứu
tây bắc Sahara; Gat (1975): Vùng duyên
hải Israel; Payne và nnk (1979) nghiên
cứu cơ chế nhiễm mặn nước ngầm vùng
thung lũng Mexicali (Mexico). Kỹ thuật
đồng vị trong nghiên cứu bài toán thấm
của nước mưa xuống nước ngầm, cơ chế
xâm nhập mặn, thấm mất nước qua thân
và vai đập các công trình thủy công,... đã
được triển khai thành công ở nước ngoài
và trở thành một phương pháp nghiên
cứu hiệu quả để định lượng mức nước
bổ cấp của nước mưa cho các tầng nước
ngầm; xác định tuổi từ đó biết rõ cơ chế
xâm nhập mặn, nguồn gốc xâm nhập
mặn; định lượng nước thấm mất nước
của lòng hồ, thân, vai đập các công trình
thủy công
Ở Việt Nam kỹ thuật đồng vị đã
được áp dụng để xác định tuổi, nguồn
gốc nước dưới đất, nước khoáng, nước
nóng vùng đồng bằng Bắc Bộ (Bùi Học,
Nguyễn Thượng Hùng, Vũ Ngọc Kỷ,
1985 - 1986). Mộ t số kế t luậ n đượ c rú t
ra là : (i) nước ngầm ở đồng bằng Bắc
Bộ có tuổi từ hàng trăm đến hàng nghìn
năm nguồn gốc ngấm, (ii) tốc độ vận
động theo hướng Tây Bắc- Đông Nam
là 9 - 10 m/năm, (iii) nước ngầm ở đồng
bằng Nam Bộ có tuổi từ hàng nghìn đến
hàng vạn năm, nguồn gốc chôn vùi, (iiii)
tốc độ vận động 1-2 m/năm. Việc đánh
giá tiềm năng nước nóng, nước khoáng
khu vực miền Trung đã đưa ra kết luận
nguyên nhân nhiễm mặn nước dưới đất
ở khu vực ven biển này là do hòa tan
muối khoáng từ đất.
Võ Tiến Tài (1990) nghiên cứu cơ
chế nhiễm mặn NDĐ khu vực Nam Bộ
sử dụng kỹ thuật đồng vịđã kết luận:
(1) - NDĐ nhiễm mặn do rửa lũa. (2) -
Hòa trộn với nước biển và một phần do
bay hơi. Nguyễn Kiên Chính (2000) đã
nghiên cứu khả năng bổ cập từ các sông
lớn đồng bằng Nam Bộ kết luận nước
ngầm tầng QI- III vùng Cù Lao Long
Phước, thành phố Hồ Chí Minh nhiễm
mặn do hòa trộn với nước biển hiện đại.
Với khu vực đồng bằng Nam Bộ, nghiên
cứu của Nguyễn Kiên Chính đã đưa ra
kết luận: (i) Nước ngầm tầng QI-III bị
nhiễm mặn do hòa trộn với nước biển
và do hòa tan muối khoáng, (ii) tầng
N2b nước ngầm nhiễm mặn chỉ do hoà
trộn với nước biển, (iii ) Số liệu về tuổi
cho thấy sự hiện diện của nước biển cổ
bị chôn vùi trong tầng chứa từ Pliocen,
(iiii) phân bố các tầng nước mặn theo cơ
chế nhiễm mặn.
Đặng Đức Nhận và nnk (2007,
2013), nghiên cứu về thành phần đồng
vị nước mưa và nước mặt sông Hồngqua
đó xác định: (i) hoạt độ 3H trong nước
mưa tại trạm Hà Nội (3,58 ± 1,51) TU,
trong nước từ sông Hồng là (4,14 ±
1,45) TU; (ii) mối quan hệ giữa δ2H
và δ18O sông Hồng khu vực Hà Nội là
δ2H = 7.65 * δ18O + 7.02 (R2 = 0,79).
Qua đó làm cơ sở cho việc tính toán tuổi
nước mưa và mối quan hệ giữa nước
mưa, nước mặt với nước dưới đất thông
qua kết quả quan trắc cơ sở này.
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 35
Như vậy, có thể thấy việc xác định
tuổi nước dưới đất thông qua đồng vị
phóng xạ đã được nghiên cứu và triển
khai.Việc nghiên cứu ứng dụng đồng vị
phóng xạ trong điều tra xác định tuổi là
cần thiết.Đặc biệt việc xây dựng được
quy trình điều tra đánh giá giá trị bổ cập
thông qua việc xác định tuổi ngày càng
cần thiết.
2. Giới thiệu khu vực nghiên cứu
Vùng nghiên cứu là đồng bằng
ven biển ở Huyện Gio Linh có diện tích
khoảng 200 km2, được giới hạn bởi dòng
sông Bến Hải ở phía bắc, sông Thạch Hãn
ở phía nam, các dải núi và đồi có độ cao
50 - 145 m ở phía tây và Biển Đông ở phía
đông (hình 1). Địa hình vùng đồng bằng
nghiên cứu tương đối thoải với độ cao
trung bình 0,4 ÷ 4,7 m so với mực nước
biển ngoại trừ các đụn cát trắng có độ cao
10,5 ÷ 22,3 m dọc bờ biển đóng vai trò
như những bức tường tự nhiên chắn sóng
biển tràn vào đất liền bên trong. Về mùa
khô, nước mặn theo dòng sông xâm nhập
sâu vào đất liền tới 30 km ở sông Bến
Hải và 35 km ở sông Thạch Hãn. Trong
vùng nghiên cứu, nguồn nước chủ yếu
cấp cho sinh hoạt là bãi gồm 11 giếng ở
thị trấn Gio Linh khoan lấy nước trong
tầng chứa nước Pleistocene với tổng
lượng khai thác khoảng 13.500 m3/ngày,
7442 giếng đào và 6384 giếng khoan
nông trong tầng chứa nước Holocene
nằm rải rác trong vùng nghiên cứu với
tổng lượng khai thác khoảng 15.900 m3/
ngày (Nguyễn Thanh Sơn, 2009).
Vùng nghiên cứu có đặc điểm khí hậu
nhiệt đới gió mùa với 2 mùa rõ rệt: mùa
khô kéo dài từ tháng I - VII và mùa mưa
từ tháng VIII - XII. Theo tài liệu quan trắc
từ năm 1976 – 2011 của trạm Đông Hà,
lượng mưa trung bình vùng nghiên cứu là
2288 mm/năm, trong đó tổng lượng mưa
các tháng mùa mưa là 1831 mm.
Hình 1: Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu
Theo các kết quả của các dự án đo
vẽ bản đồ địa chất, thăm dò tìm kiếm
nước dưới đất trước đây (Nguyễn Văn
Thể, 1984; Nguyễn Văn Long, 1986; và
Khổng Văn Bê, 2003), trong vùng nghiên
cứu có mặt 2 nhóm thành tạo đá gốc, đó
là các thành tạo có tuổi Paleozoi (O
3
-S
1
,
D
1-2
, D
2-3
, và P
2
) lộ ra ở các núi, đồi cao
ở phía tây vùng nghiên cứu và thành tạo
gắn kết yếu có tuổi Miocene muộn ( 31N )
nằm ẩn dưới bề mặt đồng bằng ở phía
đông (Hình 2b); phủ bất chỉnh hợp trực
tiếp trên bề mặt san bằng của các thành
tạo đá gốc này là các trầm tích Đệ tứ bở
rời Pleistocene và Holocene tạo nên bề
mặt đồng bằng và các đụn cát ven biển
như hiện nay. Ngoài ra còn lộ ra các khối
basalt olivine tuổi Holocene sớm ( 12Qβ ) có
phần trên và dưới thường bị phong hóa
thành sét mềm dẻo xốp màu nâu đỏ, còn
phần giữa vẫn rắn chắc nguyên khối lộ ra
ở các đồi thấp phía tây và bắc liền kề với
đồng bằng.
Qua kết quả hút nước thí nghiệm
của các đề án (Khổng Văn Bê, 2003;
Nguyễn Trường Giang, 1995; Nguyễn
Văn Long, 1986) cho thấy các kết quả
thông số địa chất thủy văn tầng chứa
nước Holocen: hệ số thấm K = 1,9 -
4,58m/ng, trung bình 3,14 m/ng, hệ số
nhả nước trọng lực (μ) 0,01-0,5, độ lỗ
rỗng (n) 0,34 - 0,41, trung bình 0,37.
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201736
Hình 2: Bản đồ địa chất và cột địa tầng khu vực nghiên cứu
3. Phương pháp xá c đị nh giá trị
cung cấp thấm của nước mưa cho nước
dưới đất bằ ng đồ ng vị phóng xạ Triti
3.1 Cơ sở lý thuyết
Lượng bổ cập của nước mưa cho
nước dưới đất được xác định trên cơ sở
tuổi hay còn được gọi là thời gian lưu
trung bình của nước trong tầng chứa
nước. Thờ i gian lưu trung bì nh củ a nướ c
trong tầ ng chứa nước nông, ví dụ như
trong tầng Holocen được xác định trên
cơ sở hoạ t độ của triti trong nướ c.
Tritium (3H) là đồng vị phóng xạ có
nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo, nhưng
các quan trắc hoạt độ 3H trong nước
mưa ở Việt Nam trong hai thập kỷ gần
đây cho thấy nguồn 3H nhân tạo gần như
đã không còn mà chỉ còn nguồn tự nhiên
(Đặng Đức Nhận et al., 2013). Trong tự
nhiên 3H được tạo ra từ phản ứng hạt
nhân giữa nitơ-14 và nơtron trong vũ trụ
(phản ứng 1) (Kresic, 2007).
14N + n → 12C + 3H (1)
Triti phân rã phóng xạ theo phương
trình (2) với chu kỳ bán hủy T
1/2
= 12,43
năm.
1
3H →
2
3He+ β- (2)
Hoạ t độ triti thường được đo bằng
hai phương phá p: (i) đo trự c tiế p hoạt
độ phóng xạ β- bằ ng phương phá p đếm
nhấp nháy lỏng sau khi là m già u bằng
điệ n phân, (ii) đo giántiếpnồng độ 3H
trong mẫu bằ ng phương phá p triti-heli
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 37
(3H-3He, phương trình 2) sử dụng khối
phổ kế. Trong định tuổi nước dưới đất,
phương pháp 3H-3He có độ chính xác
cao hơn phương pháp đo trực tiếp phóng
xạ β- vì phương pháp 3H-3He không cần
quan tâm đến hoạt độ của 3H trước khi
xâm nhập vào tầng bão hòa nước.
Nồng độ 3He sinh ra từ phân rã 3H
trong mẫu nước được xác định bằng
biểu thức (3) (Toth, 1995):
( ) ( )( )3 14 4 44 021 10 1. trit . tot tot atm . eq atmHe . He R R He R β= ⋅ ⋅ − + − (3)
Trong đó:
3He
trit
: là nồng độ 3He có nguồ n gố c
từ phân rã 3H (đơn vị cm3 STP/g H
2
O)
4He
tot
: nồng độ 4He đo được trong
mẫu nước (đơn vị cm3 STP/ g H
2
O)
R
tot
: Tỷ số giữa nồng độ 3He/ 4He
trong mẫu nước
R
atm
: Tỷ số giữa nồng độ 3He/ 4He
trong khí quyển (1.384x10-5).
4He
eq
: nồng độ 4He của không khí
trong nước ở trạng thái cân bằng (đơn vị
cm3 STP/ g H
2
O)
β: là hệ số mấ t cân bằ ng giữ a 3H
và 3He
Heli-3 và heli-4 là các đồng vị bền
nên nồng độ của chúng trong mẫu nước
được xác định bằng phương pháp khối
phổ kế sau khi tách hai khí này bằng
phương pháp hút chân không mẫu và
thu khí vào các bẫy được làm lạnh.
Tuổi nước dưới đất được tính như sau:
3
1 2
3
1
2
/ . trit
_
T Heln
ln H
τ ⎛ ⎞= +⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠
(4)
Giá trị cung cấp thấm của nước
mưa cho nước dưới đất được xác định
trên cơ sở tuổi và các thông số chiều sâu
lỗ khoan, mực nước trong lỗ khoantheo
công thức của Toth [8] như sau:
CD ( EL WT )W n
A
− −≥ (5)
Trong đó : W: giá trị cung cấ p thấ m
(mm/năm)
CD: Chiề u sâu lỗ khoan, vị trí lấ y
mẫ u đồ ng vị (m)
EL: Cao độ miệ ng lỗ khoan (m)
WT: Cao độ mự c nướ c lỗ khoan (m)
A: Tuổ i củ a nướ c trong lỗ khoan.
n: độ lỗ rỗ ng đấ t đá (%), đượ c tí nh
theo cá c tà i liệ u phân tí ch thà nh phầ n hạ t.
3.2. Phương pháp lấy mẫu, xử lý
mẫu và phân tích mẫu
Các mẫu nước trong khu vựcGio Linh
được lấy từ tầng Holocen và các giếng
khoan, giếng đào hộ gia đình để phân tích
xác định hoạt độphóng xạ của 3H theo các
đợt lấy mẫu của năm 2017. Sơ đồ vị trí lấy
mẫu được trình bày trên hình 3.
Dụng cụ lấy mẫu gồm: GPS định vị
vị trí lấy mẫu; máy đo nhanh hiện trường
các thông số EC, Eh, T0C, pH, DO; bơm
chìm lấy mẫu; chai nhựa HDPE; sổ ghi
chép thông tin địa tầng cấu trúc giếng;
Etiket ghi nhãn dán nhãn.Lấy mẫu: mẫu
được lấy lên từ giếng khoan, phải đảm
bảo không có nước lắng động (hay nói
cách khác nước là của tầng chứa nước)
được quan trắc đến khi nhiệt độ, pH, Ec
ổn định thì tiến hành lấy mẫu.
Dung tích mẫu được lấy là 500 ml,
mẫu được đựng trong chai nhựa HDPE
nắp đậy kín tránh trao đổi đồng vị với
ẩm không khí.
Mẫu đưa về phòng thí nghiệm được
xử lý lọc qua phin lọc lỗ 0,45 μm, việc
lọc mẫu trước khi cho vào lọ là rất quan
trọng vì chỉ phân tích thành phần tan trong
nước, phần keo hoặc các hạt lơ lửng phải
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201738
loại bỏ, chúng không phải là thành phần
của nước. Hơn nữa, các hạt lơ lửng có thể
là các tâm hấp thụ kim loại nặng hoặc là
các hạt khoáng chất, khi axit hóa chúng
sẽ tan vào dung dịch làm cho thành phần
hóa học của mẫu bị thay đổi.
Phân tích mẫu: Mẫu được đo hoạt
độ 3H bằngmáy đếm nhấp nháy lỏng,
LSC (Liquid Scintillation Counter).Việc
đếm nhấp nháy lỏng chính là đểđịnh
lượng hoạt độ các đồng vị phát bức xạ
beta (β) như Triti (3H). Ngưỡng phát
hiện của phương pháp là ±0,15TU. Độ
chính xác của phép phân tích được kiểm
soát bằng cách đo mẫu nước “chết”, tức
là mẫu không có triti.
Hình 3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu phân tích hàm lượng 3H trong tầng chứa nước Holocen
khu vực Gio Linh
3.3. Kết quả
Bảng 2 trình bày các kết quả phân
tích xác định hoạt độ triti trong các
mẫu nước nghiên cứu. Theo đó, hàm
lượng (3H) trong nước ngầm tầng chứa
Holocen dao động từ 0,2 đến 2,5 TU
bằng phương pháp nhấp nháy lỏng LSC,
được so sánh với hoạt độ phóng xạ nước
mưa của trạm Hà Nội (3,27 ± 1,41) TU
2007-2013 (Đặng Đức Nhận và nnk).
Bảng 2. Hàm lượng 3H trong các lỗ khoan của TCN Holocen
TT
Tên giếng lấy
mẫu
Độ sâu giếng,
CD (m)
Hà m lượ ng T (TU) Sai số ±
Hà m lượ ng
He
1 NDĐ 01 5,1 2,65 0,12 3,570
2 NDĐ08 11,6 0,82 0,16 1,481
3 NDĐ09 13,4 1,57 0,21 25,109
4 NDĐ12 5,7 2,53 0,22 0,722
5 NDĐ13 20,7 0,21 0,20 17,375
6 NDĐ17 10,1 1,27 0,22 5,094
7 NDĐ19 11,2 0,82 0,21 3,154
8 NDĐ20 8,1 1,99 0,11 4,013
9 NDĐ22 7,3 1,37 0,19 0,868
10 NDĐ23 22,5 0,32 0,20 11,551
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 39
Kết quả đề tài mã số TNMT 2016.02.20, 2017
Kết quả tính toán xác định giá trị cung cấp thấm tầng Holocen trong khu vực
được thể hiện ở bảng 3. Trong đó giá trị cung cấp thấm trung bình khu vực Gio
Linh, Quảng Trị là 126,49 mm/năm, lớn nhất là 229,67 mm/năm.
Bảng 3. Kết quả tính tuổi và lượng bổ cập nước ngầm tại khu vực nghiên cứu
TT
Tên
giếng
Độ sâu,
CD (m)
Cao độ mực
nước tĩnh,
WT (m)
Cao độ
miệng giếng,
EL (m)
Độ lỗ
hổng đất
đá, n (%)
Tuổi, A
(năm)
Giá trị cung cấp
thấm (W)
(mm/năm)
1 NDĐ 01 5.1 1.174 2,856 0,39 15.3 94.59
2 NDĐ08 11.6 1.970 3,467 0,39 18.5 186.72
3 NDĐ09 5.7 1.713 2,854 0,41 4.1 229.67
4 NDĐ12 13.4 1.554 2,157 0,38 50.8 78.92
5 NDĐ13 20.7 1.727 3.807 0,35 79.4 86.55
6 NDĐ17 10.1 1.345 2.915 0,36 28.9 121.01
7 NDĐ19 11.2 1.692 3.762 0,38 28.3 112.04
8 NDĐ20 8.1 1.347 2.907 0,42 19.8 135.42
9 NDĐ22 7.3 1.364 2.914 0,38 8.8 113.45
10 NDĐ23 22.5 1.992 2792 0,41 64.8 106.53
Giá trị max 79.4 229.67
Giá trị min 4.1 78.92
Giá trị trung bình 31.87 126.49
3.4. Thảo luận
Từ tài liệu cột địa tầng lỗ khoan
cũng như bơm hút nước thí nghiệm cho
thấy phần giữa của các thành tạo Đệ tứ
rất không đồng nhất về mặt thạch học
cũng như hệ số thấm (Hình 2).Kết quả
phân tích đồng vị AMS các mẫu đất
lấy trong trầm tích đáy biển nông ở Bắc
Trung Bộ cũng chỉ ra rằng có sự xáo
trộn trật tự trầm tích vào cuối Holocene
– đầu Pleistocene (Dương Quốc Hùng,
2012). Ngoài ra, dựa trên các kết quả đo
vẽ địa vật lý, phân tích mẫu thạch học
và nhịp trầm tích, nhiều nhà nghiên cứu
cũng chỉ ra rằng các đồng bằng ven biển
Bắc Trung Bộ đã trải qua 6 chu kỳ trầm
tích tương ứng với 3 thời kỳ biển tiến
– biển thoái (La Thế Phúc, 2002). Như
vậy, với các vị trí khác nhau lượng bổ
cập nước mưa là khác nhau phụ thuộc
vào thành phần thạch học, hệ số thấm
của đất đá. Qua nghiên cứu đánh giá
được tốc độ bổ cập theo phương thẳng
đứng là 0,3m/năm. Việc nghiên cứu bổ
cập theo phương ngang trong nghiên
cứu này chưa đề cập tới. Dưới đây là mô
hình khái niệm về bổ cập và hướng vận
động của nước dưới đất khu vực đồng
bằng Gio Linh, Quảng Trị. Mô hình này
cho thấy, hướng vận động từ Tây Bắc
xuống đông nam, mô hình dạng Pitton
cho thấy tuổi nước dưới đất tỷ lệ thuận
với chiều sâu tầng chứa nước (Hình 4
và Hình 5).
Hình 4. Sơ đồ mô phỏng dòng chảy ngầm
TCN qp tại Gio Linh
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 201740
Hinh 5. Mặt cắt khối 3D địa tầng địa chất thủy văn toàn vùng nghiên cứu
Hình 6. Bản đồ đẳng mực nước TCN qh khu vực nghiên cứu
- Theo kết quả nghiên cứu của Trần
Thành Lê (2017), lượng bổ cấp tính
theo hoạt độ triti có phù hợp với các kết
quả nghiên cứu bằng các phương pháp
truyền thống. Cụ thể, theo tính toán Kết
quả thí nghiệm đổ nước hố đào trên toàn
khu vực Gio Linh (Vũ Thanh Tâm và
Trần Thành Lê, 2014) thì lượng bổ cập
tính trung bình đối với khu vực trầm tích
có nguồn gốc gió biển trung bình 204,76
mm/năm, đối với khu vực trầm tích là
sét, sét pha lượng bổ cập trung bình 7,48
mm/năm, đối với khu vực đất đá bazan
phong hóa lượng bộ cập trung bình
Nghiên cứu
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 17 - năm 2017 41
Hình 7. Biểu đồ phân bố tuổi theo độ sâu của nước dưới đất tại Gio Linh, 2017 với tốc
độ là 0,3 m/năm
Hình 8. Đồ thị quan hệ mực nước TCN qh với nước mưa trạm Cửa Việt 2012-2015
4. Kết luận
Bằng việc sử dụng kỹ thuật đồng
vị phóng xạ kết hợp với kết quả khảo
sát, quan trắc thực địa, nghiên cứu này
đã tính toán được giá trị bổ cập tự nhiên
cho tầng chứa nước Holocen khu vực
Gio Linh, Quảng Trị. Tổng giá trị bổ
cập cho tầng chứa nước Holocen khu
vực nghiên cứu trung bình là 126 mm/
năm chiếm 11% tổng lượng mưa, trong
đó nơi bổ cập nhỏ nhất là 78 mm, nơi
bổ cập lớn nhất 229 mm/năm và có xu
hướng tăng dần ra phía biển. Tại khu
vực gần biển, nước ngầm tầng Holocen
có tuổi trẻ hơn phần trong lục địa.
Để kiểm chứng kết quả thu được
từ phương pháp đồng vị cần tiến hành
thêm một số thí nghiệm thấm truyền
thống khác như đổ nước hố đào(double
ring), tốc độ thấm (seepage) để so sánh.
12,59 mm/năm. Như vậy, trung bình
toàn khu vực theo this nghiệm thấm đổ
nước hố đào là 106,12 mm/năm so với
kết quả tính theo đồng vị bền là 126,49
mm/năm là tương đối tốt.
- Qua kết quả quan trắc mực nước
với mưa TCN qh cho thấy, mối quan hệ
khá chặ