XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHAI THÁC THẤM LÀ GIẢI PHÁP TỐT ĐỂ BỔ SUNG NHÂN TẠO CHO NƯỚC DƯỚI ĐẤT

LTS. Nước dưới đất ở hầu hết các vùng đô thị ở nước ta đã và đang bị suy thoái nghiêm trọng: nhiễm bẩn, nhiễm mặn và cạn kiệt. Để góp phần đảm bảo phát triển các đô thị một cách bền vững, cần có chiến lược và đề án cụ thể bảo vệ nguồn tài nguyên nước dưới đất. Thủ tướng Chính phủ và Bộ Tài nguyên môi trường đã phê duyệt dự án “ Bảo vệ nước dưới đất ở các đô thị lớn” để thực hiện trong giai đoạn 2013-2018. Nay đề án cơ bản đã hoàn thành, ở 9 đô thị, đã đề suất ra một loạt các giải pháp kỹ thuật bảo vệ sẽ từng bước khắc phục tình trạng suy thoái tài nguyên nước dưới đất.

Khái quát.

Khai thác nước dưới đất vùng ven sông, hồ thường cho lưu lượng lớn, đôi khi rất lớn do được nước sông, hồ cung cấp thấm trực tiếp. Trong một số điều kiện lượng cung cấp đó rất lớn. Công trình khai thác như vậy là công trình khai thác thấm. Đó là một dạng bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất, được áp dụng rộng dãi trong khai thác nước dưới đất ở nhiều nước trên thế giới.

Tại Đức, tính đến năm 2003 khoảng 16% nước ăn uống của Đức được lấy từ các công trình thấm. Do các nguồn nước mặt bị ô nhiễm, lượng nước khai thác từ sông phục vụ ăn uống giảm xuống còn 1%. Tại thành phố Berlin nước sinh hoạt từ các công trình khai thác thấm và các hình thức bổ sung nhân tạo khác chiếm 75% tổng nhu cầu. Trên toàn nước Đức có trên 300 công trình khai thác thấm.

Ở Hungary, các công trình khai thác thấm c cung cấp phần lớn cho nhu cầu ăn uống sinh hoạt. Phần thượng lưu của thành phố Budapest là đảo Szentendre cấu tạo bởi cát, sạn, sỏi là môi trường tốt để xây dựng các công trình khai thác thấm ven sông. Ở đó đã xây dựng các lỗ khoan khai thác có ống lọc nằm ngang, mỗi lỗ khoan có công suất 10-20 nghìn m3/ng. Tổng công suất của bãi giếng 600.000m3/ngày, nhưng hiện tại chỉ khai thác 50% công suất, cung cấp 60% nhu cầu nước sinh hoạt của thành phố Budapest.

Ngày nay, các công trình nghiên cứu khai thác thấm ở các nước tiên tiến trên thế giới như Mỹ, Canada, Ân Độ… tập trung vào các vấn đề liên quan đến chất lượng nước như các mầm bệnh nguy hiểm, các hợp chất hữu cơ nguy hại có mặt trong nguồn nước thấm vào công trình khai thác, khả năng ngăn chặn, khử loại các chất ô nhiễm, các quá trình tương tác hóa lý sinh trong đới thấm lọc…

Ở nước ta, hiện nay cũng được áp dụng rất nhiều các công trình khai thác thấm ở các vùng ven sông như Lâm Thao, Bãi Bằng tỉnh Phú Thọ, thành phố Tuyên Quang, thị xã Phúc Yên tỉnh Vĩnh Phúc, thành phố Bắc Ninh, thị xã Quảng Ngãi, thành phố Quy Nhơn…Ở thành phố Hà Nội, các nhà máy nước Bắc Thăng Long, Gia Lâm, Cáo Đỉnh, Yên Phụ, Đồn Thủy, Lương Yên, Nam Dư…, nhờ áp dụng phương pháp này mà mỗi bãi giếng khai thác được từ 40.000 m3 đến 100.000 m3/ng nước mỗi ngày, tổng cộng đạt sấp xỉ 400.000 m3/ng chiếm khoảng 2/3 sản lượng nước của Công ty Kinh doanh nước sạch cung cấp cho thành phố Hà Nội.

Tuy nhiên, các công trình khai thác thấm ven sông Hồng hiện nay chưa hoàn toàn hợp lý, vẫn có thể điều chỉnh và áp dụng các giải pháp nâng cao hơn nữa trữ lượng khai thác NDĐ, mà không tác động đáng kể đến môi trường.

Quy hoạch bố trí công trình khai thác thấm nước dưới đất ven sông Hồng

Công trình khai thác thấm có hiệu quả cao ở các vùng có cấu trúc hở, nước sông cung cấp trực tiếp hoặc thông qua các cửa sổ địa chất thủy văn cho tầng chứa nước khai thác. Dọc theo sông Hồng tồn tại hệ thống cửa sổ địa chất thủy văn từ đỉnh đồng bằng đến khoảng hết địa phận nội thành của thành phố Hà Nội, các công trình khai thác thấm cần được bố trí ở vùng ngoài đê, dạng đường thẳng song song với mép nước sông Hồng, càng gần mép nước sông càng có lưu lượng lớn, có thể bố trí công trình khai thác cả ở các cồn nổi giữa sông Hồng như bãi Đa Độ, bãi Tứ Liêm, Bãi Giữa… sẽ cho lưu lượng lớn hơn.

Tính ưu việt của các công trình khai thác thấm ven sông Hồng được tổng hợp như sau:

Tổng hợp so sánh các phương án khai thác nước dưới đất

So sánh 9 chỉ tiêu ở bảng trên cho thấy 7 chỉ tiêu đầu là ưu điểm cho các bãi giếng ven sông, đáng kể nhất là trữ lượng cuốn theo, công suất giếng vùng ven sông lớn hơn vùng xa sông từ 3 đến 5 lần, khoảng cách giữa các giếng khoan giảm từ 2 đến 4 lần. Hai chỉ tiêu so sánh sau cùng cho thấy yếu điểm của bãi giếng khai thác ven sông. Vùng ven sông Hồng, sông Đuống hiện nay tồn tại các cửa sổ địa chất thuỷ văn, mức độ tự bảo vệ rất kém nên rất nhạy cảm với sự ô nhiễm, nếu như nước sông và vùng bãi ven sông không được bảo vệ. Giải pháp cho vấn đề này là phải bảo vệ dòng sông khỏi bị ô nhiễm, bảo vệ vùng bãi bồi ven sông theo phương châm: “Hướng quy hoạch Thủ đô nhìn dưới góc độ địa chất là không nên phát triển các khu dân cư ở các bãi bồi ngoài đê. Cần di chuyển toàn bộ dân vào khu vực trong đê, biến nơi đây thành các khu phòng hộ vệ sinh và xây dựng các công trình khai thác nước dưới đất”.

Theo các ý tưởng trên, đề nghị được cải tạo các bãi giếng hiện có vùng ven sông như : Bắc Thăng Long, Gia Lâm, Cáo đỉnh, Yên Phụ, Lượng Yên, Nam Dư… theo hướng đẩy các giếng khai thác ra phía mép nước sông, xây dựng các bãi giếng khai thác thấm mới vùng ven sông ở cả 2 bờ, kể cả các cồn nổi.

Theo các kết quả tính toán, việc xây dựng các công trình khai thác thấm riêng vùng ven sông Hồng có thể làm tăng công xuất khai thác lên xấp xỉ 6 lần so với hiện nay đủ để đáp ứng nhu cầu nước của Thủ Đô vào năm 2050.

Bảo vệ giếng khoan. Các giếng khoan khai thác nước dưới đất vùng ven sông Hồng sẽ gặp những bất lợi như bị ngập về mùa lũ, dễ bị phá hủy do hoạt động của sông… Để giếng khoan không bị ngập về mùa lũ, cần nâng ống chống trên mặt đất cao hơn độ cao có thể ngập lụt..

Ngoài ra, cần nghiên cứu giải pháp bảo vệ công trình khai thác như tính ổn định của các bãi bồi, tính ổn định của bờ sông… , nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc khai thác nước dưới đất đến môi trường như sụt lún mặt đất, ảnh hưởng đến hệ thống đê điều, nghiên cứu bảo vệ nguồn nước sông Hồng, bảo vệ các dải ven sông và bãi bồi khỏi bị nhiễm bẩn…

Thay lời kết. Xây dựng các công trình khai thác thấm là một trong các giải pháp bổ sung nhân tạo cho nước dưới đất một cách hữu hiệu nhất, nước mặt được đưa xuống một cách tự nhiên mà không nhờ bất kỳ công trình khoan-khai đào nào, có thể áp dụng ở nhiều đô thị ở nước ta. Bên cạnh các thuận tiện như số lượng giếng khai thác ít nhưng có công suất lớn, chất lượng nước rất tốt so với nước sông, khoảng cách giữa các giếng nhỏ, thuận tiện cho việc quản lý và xây dựng mạng lưới truyền dẫn. Tuy nhiên để xây dựng các công trình khai thác, ngoài việc thăm dò đánh giá trữ lượng, cần nghiên cứu các vấn đề về điều kiện thủy động lực của dòng chảy, tính ổn định của vùng ven bờ sông, các điều kiện an toàn cho giếng khoan nhất là vào các mùa lũ. Người viết bài này hy vọng giải pháp này sẽ đóng vai trò đáng kể để bảo vệ cho nước dưới đất các đô thị khỏi bị cạn kiệt.

(PGS.TS. Nguyễn Văn Đản)