Đăng ngày: (23/12/2014 12:07:56)

Nghiên cứu động học nước ngầm bằng kỹ thuật thủy văn đồng vị phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước khu vực đồng bằng Nam Bộ

Là một vùng kinh tế xã hội quan trọng bậc nhất của cả nước, việc đánh giá ngày càng đầy đủ về tài nguyên nước ngầm là hết sức quan trọng cho công cuộc xây dựng và phát triển khu vực và đất nước. Để đánh giá được trữ lượng nước ngầm khu vực với độ tin cậy cao hơn, cần phải có thêm những cơ sở khoa học trong đó số liệu về tuổi của nước ngầm là không thể thiếu. Kết quả nghiên cứu thu được về phân bố tuổi của nước ngầm, hướng và tốc độ vận động của nước trong các tầng chứa nước hiện hữu; Cơ sở khoa học về nguồn gốc thành tạo nước ngầm khu vực đồng bằng Nam bộ, về khả năng được bổ cấp của một số tầng nước ngầm có ý nghĩa kinh tế cũng như về miền bổ cấp, miền thoát của các tầng nước ngầm này là những thông tin khoa học hết sức có ý nghĩa đối với các cơ quan hữu quan để nâng cao hơn nữa hiệu quả quản lý nguồn tài nguyên nước ngầm và môi trường nước góp phần đảm bảo an ninh nguồn nước tại khu vực. Các cơ quan hữu quan thuộc lĩnh vực Tài nguyên và Môi trường là các cơ quan trực tiếp sử dụng kết

Động học nước ngầm là một trong những thông tin rất quan trọng trong nghiên cứu, quản lý và bảo vệ nguồn tài nguyên nước ngầm. Các thông số động học của tầng chứa rất quan trọng để đánh giá tiềm năng của nguồn nước ngầm và các vấn đề liên quan (trữ lượng động, ô nhiễm nước ngầm…) và cũng rất cần thiết để quản lý, khai thác bền vững nguồn nước ngầm.

Với một khu vực, một vùng hay một quốc gia, việc đánh giá trữ lượng của hệ thống nước dưới đất là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Do ngày càng thiếu hụt lượng cung từ các nguồn nước mặt, việc đánh giá lượng có thể khai thác từ nước ngầm dựa trên các thông tin chính xác về trữ lượng nước ngầm trong các tầng chứa có ý nghĩa đặc biệt quan trọng.

Để đánh giá đúng về trữ lượng nước ngầm, ngoài việc hiểu rõ về nguồn gốc thành tạo của nước trong các tầng chứa nhất thiết phải có hiểu biết về đặc trưng động học của tầng chứa đó. Trong các thông số động học, tuổi của nước ngầm là thông số đặc biệt cơ bản: Tuổi của nước hỗ trợ xác định nguồn gốc thành tạo nước ngầm; tuổi của nước là thông tin tin cậy nhất để xác định hướng vận động, tốc độ vận động của nước ngầm trong các tầng chứa và một số thông số động học khác như độ rỗng hiệu dụng, độ dẫn nước… có thể được tính toán dựa trên phân bố tuổi của nước trong tầng chứa; tuổi của nước là một trong những thông tin cơ bản khi đánh giá bổ cấp cho nước ngầm (miền bổ cấp, nguồn bổ cấp) cũng như xác định miền thoát của tầng chứa. Với vai trò như vậy và trong khi tuổi nước ngầm không thể xác định chính xác bằng các phương pháp địa chất thủy văn truyền thống thì việc xác định tuổi, phân bố tuổi của nước trong các tầng nước ngầm bằng kỹ thuật thích hợp có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn. Các đồng vị môi trường trong nước ngầm hiện là công cụ tin cậy nhất đang được cộng đồng khoa học thế giới áp dụng ngày càng hữu hiệu và rộng rãi trong việc xác định tuổi của nước ngầm.

Tại đồng bằng Nam bộ, vấn đề về nguồn gốc thành tạo của nước dưới đất vẫn còn chưa được giải quyết triệt để. Cho đến nay vẫn còn hai quan điểm chính, khác biệt về nguồn gốc hình thành của nước dưới đất khu vực dựa trên các nghiên cứu bằng các phương pháp khác nhau. Các nghiên cứu về cổ địa lý cho thấy nước dưới đất ở đồng bằng này có nguồn gốc trôn vùi, không có nguồn bổ cấp hiện đại. Kết quả nghiên cứu bằng kỹ thuật đồng vị lại cho thấy khả năng có bổ cấp hiện đại của hệ thống nước ngầm ở đồng bằng này. Mặt khác, các nghiên cứu về quá trình hình thành đồng bằng Nam bộ cho thấy sự phức tạp trong việc thành tạo cấu trúc địa chất thủy văn khu vực. Do vậy, làm rõ vấn đề nguồn gốc hình thành nước ngầm là rất quan trọng để có thể khai thác sử dụng tài nguyên nước dưới đất phục vụ phát triển bền vững trên toàn khu vực. Đây là một trong những vấn đề còn tồn tại trong nghiên cứu địa chất thủy văn ở đồng bằng Nam bộ.

Từ 1986, TT hạt nhân TP.HCM đã áp dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị trong các nghiên cứu nước ngầm tại đồng bằng Nam bộ. Đã có một số số liệu về tuổi của nước ngầm các tầng chứa khác nhau được xác định bằng đồng vị C-14. Tuy nhiên, do các số liệu này còn hạn chế về số lượng; một số khu vực còn chưa có số liệu do tuổi của nước vượt quá giới hạn xác định của đồng vị C-14 hoặc chưa thể xác định được do tính chất hóa học của nước ngầm, do kỹ thuật phân tích C-14 hiện có tại Việt Nam không đủ để phân tích hàm lượng rất nhỏ của đồng vị này trong nước ngầm ở các khu vực đó. Vì thế mặc dù đã có kết quả sơ bộ về phân bố tuổi của nước ngầm ở đồng bằng Nam bộ nhưng chưa đủ để có thể đưa ra kết luận cuối cùng. Mặt khác, việc khai thác nước ngầm thời gian qua đã làm thay đổi động thái tự nhiên của hệ thống nước ngầm ở đồng bằng Nam bộ nên động học các tầng chứa cũng đã có những thay đổi.

Lý do cần thiết thực hiện đề tài:

Việc xác định tuổi của nước ngầm bằng các đồng vị phóng xạ môi trường ở đồng bằng Nam bộ cũng đã được áp dụng. Cho tới nay một số kết quả nghiên cứu nước ngầm bằng các đồng vị môi trường tại khu vực đồng bằng Nam bộ đã được giới địa chất thủy văn sử dụng trong việc phân chia lại hệ thống nước dưới đất khu vực. Tuy nhiên, do những hạn chế về số lượng các giếng quan trắc cũng như hạn chế về mặt kỹ thuật của các đồng vị môi trường đang được áp dụng tại Việt Nam (triti, carbon 14) nên đến nay vẫn chưa có được những số liệu về tuổi đủ bao quát đối với hệ thống nước dưới đất ở khu vực này. Thực tế nghiên cứu còn cho thấy việc chỉ áp dụng các đồng vị triti (cho nước trẻ) và carbon 14 là chưa đủ để xác định tuổi của nước ngầm do tại một số vùng, tuổi của nước vượt quá giới hạn áp dụng của kỹ thuật C-14, và do vậy, cần thiết phải đưa vào áp dụng đồng vị khác, phù hợp với thực tế nghiên cứu. 

Trong các tầng nước ngầm hiện hữu ở đồng bằng Nam bộ, hiện được phân thành 8 tầng chứa nước thay vì 5 tầng như trước đây, thì các tầng nước ngầm sâu là các tầng Plioxen và tầng Mioxen hiện còn rất hạn chế về số liệu, kết quả nghiên cứu. Đề tài này sẽ tập trung nghiên cứu tuổi của nước trong các tầng Plioxen. Sau đó, tầng Mioxen sẽ được nghiên cứu trong các đề tài tiếp theo hoặc kéo dài của đề tài này.

Thực tế ứng dụng kỹ thuật đồng vị môi trường nghiên cứu nước ngầm khu vực phía Nam cho thấy cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có là chưa đủ để giải quyết các vấn đề địa chất thủy văn, đề tài này được đề xuất như là một cơ sở để đề xuất một chương trình hợp tác kỹ thuật với Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế trong lĩnh vực thủy văn đồng vị nhằm tăng cường trang thiết bị ngày càng phù hợp với thực tế.

Mặt khác, nước ngầm sâu là một trong những nơi còn lưu giữ được những biến đổi về môi trường từ lúc nước ngầm được hình thành tới ngày nay nên đề tài cũng nhằm khảo sát khả năng nghiên cứu biến đổi khí hậu tại vùng đồng bằng Nam bộ bằng các đồng vị môi trường torng nước ngầm.    

Cơ sở để thực hiện nhiệm vụ đề xuất là cơ sở vật chất kỹ thuật hiện có về thủy văn đồng vị tại Trung tâm Hạt nhân TP. Hồ Chí Minh; Các giếng khoan quan nghiên cứu thuộc Mạng Quan trắc quốc gia, các địa phương tại khu vực đồng bằng Nam bộ; Và đặc biệt là sự trợ giúp kỹ thuật để áp dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị mới, phù hợp thực tế hơn của Cơ quan Năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA).

Ngoài việc góp phần giải quyết một số vấn đề địa chất thủy văn còn tồn tại, việc thực hiện nhiệm vụ này còn nhằm nghiên cứu áp dụng một số kỹ thuật đồng vị môi trường mới đáp ứng yêu cầu thực tế tại khu vực nghiên cứu. Đồng thời đóng góp vào việc thực hiện Chương trình hợp tác vùng Châu Á-Thái Bình Dương về ứng dụng kỹ thuật đồng vị môi trường đánh giá bổ cập và động học nước ngầm ở khu vực phía Nam Việt Nam.

Mục tiêu:

Bổ sung và xây dựng bộ số liệu về thành phần đồng vị môi trường, tuổi của nước ngầm trên cơ sở các giếng khoan thuộc mạng quan trắc quốc gia về động thái nước dưới đất và phân tầng địa chất thủy văn mới ở khu vực đồng bằng Nam bộ.

Cung cấp cơ sở khoa học để có thể hiểu rõ hơn về nguồn gốc thành tạo, cơ chế bổ cấp và đặc trưng động học của nước ngầm góp phần đánh giá đầy đủ hơn về tiềm năng của hệ thống nước dưới đất khu vực Nam bộ.

Góp phần cải thiện công tác quản lý và bảo vệ tài nguyên nước ngầm; phục vụ nghiên cứu địa chất thủy văn; Nghiên cứu, đánh giá tác động các nguồn nước do biến đổi khí hậu tại khu vực đồng bằng Nam bộ.

Củng cố và tăng cường năng lực nghiên cứu triển khai của các cơ sở ứng dụng kỹ thuật thủy văn đồng vị trong quản lý, bảo vệ tài nguyên nước tại Việt Nam; đào tạo đội ngũ cán bộ cho lĩnh vực chuyên môn theo hướng nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ; tiếp nhận và đưa vào ứng dụng những kỹ thuật thủy văn đồng vị mới.

Sản phẩm:

Cơ sở dữ liệu đồng vị môi trường (đồng vị bền, đồng vị phóng xạ tự nhiên trong nước) các tầng nước ngầm toàn khu vực đồng bằng Nam.

Số liệu, bản đồ và thông tin thu được về:

  • Tuổi của nước ngầm xác định bằng đồng vị phóng xạ tự nhiên truyền thống (tritium, C-14) và một số đồng vị môi trường thích hợp khác (CFCs, He-4, Kr-81).
  • Phân bố tuổi của nước ngầm, hướng và tốc độ vận động của nước trong các tầng chứa nước hiện hữu;
  • Cơ sở khoa học về nguồn gốc thành tạo nước ngầm khu vực đồng bằng Nam bộ, về khả năng được bổ cấp của một số tầng nước ngầm có ý nghĩa kinh tế cũng như về miền bổ cấp, miền thoát của các tầng nước ngầm này.

Số liệu đồng vị trong nước mưa tại 03 điểm quan trắc trong khu vực nghiên cứu làm cơ sở để xây dựng mạng quan trắc đồng vị trong nước khí tượng cho nghiên cứu tác động biến đổi khí hậu tại khu vực đồng bằng Nam bộ.

Thông tin chủ nhiệm:

KS. Nguyễn Kiên Chính

Email: nkienchinh@gmail.com

Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm Hạt nhân TP. Hồ Chí Minh

Đối Tác