Nước dưới đất trong các thành tạo bở rời khu vực thung lũng Mường Thanh chủ yếu tồn tại trong lỗ rỗng của các trầm tích cát cuội sỏi của hai tấng chứa nước qh, qp thuộc các thành tạo Holocen (aQ21-2) và Pleistocen (aQ13, apQ13) hoặc trong các khe nứt của trầm tích lục nguyên, cacbonat ở dưới sâu. Hiện nay mới chỉ thực hiện một số hố khoan thử nghiệm, chưa đi vào khai thác cũng như đánh giá chi tiết trữ lượng và chất lượng của nguồn nước ngầm tại khu vực này. Bài báo trình bày kết quả sử dụng phần mềm Visual Modflow để tính toán các thành phần cân bằng và thành phần tham gia trữ lượng nước dưới đất trong các thành tạo bở rời khu vực thung lũng Mường Thanh. Bên cạnh đó bài báo cũng kiến nghị một số giải pháp khai thác bền vững nguồn nước này.
Mô hình khái niệm
Việc phân chia các lớp mô hình dựa trên cơ sở tài liệu thu thập, khảo sát thực địa và tài liệu của các lỗ khoan trong khu vực Mường Thanh, theo thứ tự từ trên xuống dưới khu vực được phân chia thành 03 lớp như sau:
- Lớp 1: Tầng chứa nước qh, thành phần gồm cát hạt vừa, hạt mịn xen kẹp sét pha, cát pha, màu xám, xám nâu, xám ghi, kết cấu chặt vừa, đôi chỗ có chứa tàn tích thực vật;
- Lớp 2: Lớp sét cách nước giữa TCN qh và TCN qp, thành phần gồm sét màu nâu đỏ, xám sáng, xám vàng, trạng thái dẻo cứng;
- Lớp 3: Tầng chứa nước qp, thành phần gồm cuội sỏi lẫn cát màu xám, xám sáng, kết cấu chặt. Cuội có độ lựa chọn và mài tròn tốt, thành phần chủ yếu là thạch anh.
Hình 1. Mô hình khái niệm các tầng chứa nước khu vực Mường Thanh
Kết quả đánh giá trữ lượng nước dưới đất bằng mô hình Modflow
Sau khi xây dựng mô hình, tiến hành kiểm tra, chỉnh lý mô hình, kết quả mực nước và trữ lượng nước dưới đất khu vực Mường Thanh như trong Hình 2
Hình 2. Mực nước dưới đất các tầng chứa nước qh (a) và qp (b)
Trữ lượng động tự nhiên của nước dưới đất trong trầm tích Đệ tứ khu vực Mường Thanh được hình thành bởi tác động của các nguồn cung cấp như lượng mưa ngấm, lượng cung cấp của sông Nậm Rốm. Các thành phần cân bằng và thành phần tham gia trữ lượng nước dưới đất được tính toán bằng phần mềm Visual Modflow trên mô đun BUDGET trong thời gian chỉnh lý mô hình. Theo tính toán, tổng trữ lượng nước dưới đất nước dưới đất trong các thành tạo bở rời khu vực thung lũng mường thanh vào khoảng 25.154 m3/ngày. Nguồn gốc hình thành nên trữ lượng này và biến đổi của chúng theo mùa như sau:
- Phần nước tích chứa từ trong tầng chứa nước khu vực nghiên cứu (storage):
Tại thời điểm mùa khô, phần nước tích chứa được hình thành do sự dâng cao mực nước của trong tầng chứa nước là 6.734 m3/ngày, chiếm 21,7% lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng của vùng. Lượng nước tĩnh bị xâm phạm do khai thác, bốc hơi hay thoát ra sông tính toán trong mô hình là khoảng 3.297 m3/ngày,chiếm khoảng 10,7% lượng nước tham gia vào nguồn hình thành trữ lượng của vùng. Tại thời điểm mùa mưa, phần nước tích chứa được hình thành do sự dâng cao mực nước của trong tầng chứa nước là 6.814 m3/ngày, chiếm 27,7% lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng của vùng. Lượng nước tĩnh bị xâm phạm do khai thác, bốc hơi hay thoát ra sông tính toán trong mô hình là khoảng 2.527 m3/ngày, chiếm khoảng 10% lượng nước tham gia vào nguồn hình thành trữ lượng của vùng.
- Giá trị cung cấp của nước mưa cho nước dưới đất (Recharge và ET):
Vào thời điểm mùa khô năm 2020, giá trị cung cấp của nước mưa cho nước dưới đất là 191 m3/ngày, chiếm 0,6 % lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng động của vùng. Trong khi đó, lượng nước ngầm bị bốc thoát hơi là 8.421 m3/ngày, tương đương khoảng 27,3% trữ lượng. Theo tính toán cho mùa khô năm 2017, giá trị cung cấp của nước mưa cho nước dưới đất là 5.417 m3/ngày, chiếm 21,6 % lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng động của vùng. Trong khi đó, lượng nước ngầm bị bốc thoát hơi là 3.598 m3/ngày, tương đương khoảng 12% trữ lượng.
- Giá trị cung cấp từ bên sườn chảy đến (constant head):
Vào thời điểm mùa khô năm 2020, giá trị cung cấp từ bên sườn cho nước dưới đất là 899 m3/ngày, chiếm hơn 2,9% lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng động của vùng. Lượng nước dưới đất thoát ra khỏi phạm vi khu vực Mường Thanh là 4.540 m3/ngày tương đương 15%. Trong thời gian mùa mưa, giá trị cung cấp từ bên sườn cho nước dưới đất là 875 m3/ngày, chiếm hơn 3% lượng nước tham gia vào sự hình thành nên trữ lượng động của vùng. Lượng nước dưới đất thoát ra khỏi phạm vi khu vực là 4.012 m3/ngày, tương đương 15,9%.
- Giá trị bổ cập của nước sông cho nước dưới đất (GHB):
Trong các tháng mùa khô, lượng nước từ các đoạn sông Nậm Rốm chảy vào tầng chứa nước dưới đất là 23.147 m3/ng, chiếm 74% lượng nước tham gia vào sự hình thành trữ lượng động của vùng. Trong khi lượng nước của tầng chứa nước thoát ra sông tính toán được là 1.435 m3/ngày, tương đương 5%. Trong các tháng mùa mưa, lượng nước từ các đoạn sông Nậm Rốm chảy vào tầng chứa nước dưới đất là 12.046 m3/ngày chiếm 50% lượng nước tham gia vào sự hình thành trữ lượng động của vùng. Trong khi lượng nước của tầng chứa nước thoát ra sông tính toán được là 2.472 m3/ngày, tương đương 10%.
Kết luận
Công trình thử nghiệm GTNM tại xã Mường Lạn thu được lưu lượng 31 l/s đủ để tưới tiêu cho 20 ha lúa với chi phí xây dựng thấp hơn so với các công trình lấy nước kiên cố truyền thống trong khu vực. Bên cạnh đó, các giải pháp công trình thu nước cho thấy các ưu điểm như sau:
- Các hạng mục công trình hầu như không làm biến đổi hiện trạng lòng suối, dòng chảy nên có thể coi giải pháp mang tính thân thiện với môi trường.
- Mô hình công nghệ của giải pháp rất đơn giản, hầu hết vật liệu cho xây dựng là vật liệu địa phương, quy trình vận hành đơn giản, phù hợp với trình độ của đồng bào miền núi.
LỜI CẢM ƠN
Bài báo dựa trên các số liệu thiết kế thi công mô hình thử nghiệm cấp nước sản xuất của Đề tài “Nghiên cứu đề xuất mô hình tích hợp các giải pháp thu gom, lưu giữ và khai thác các nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt và sản xuất cho các vùng khan hiếm nước tỉnh Điện Biên” mã số ĐTĐLCN.37/19 do Bộ Khoa học và Công nghệ quản lý, đơn vị chủ trì thực hiện là Viện Thủy công, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam. Các tác giả xin trân trọng cảm ơn.
Người viết tin: Nguyễn Huy Vượng
