Hiện nay các nghiên cứu trên thế giới và trong nước đã xác định có 4 kiểu quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất. Trong đó có một số nghiên cứu đã đề cập đến mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất các đoạn riêng biệt từ Sơn Tây, Đan Phượng đến Hưng Yên. Các nghiên cứu đã sơ bộ chỉ ra rằng vùng ven sông Hồng có 3 kiểu quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất, do vậy có các điều kiện thuận lợi cho việc khai thác nước lớn. Khi khai thác trong vùng này, mực nước dưới đất hạ thấp xuống dưới mực nước sông, nước mặt sẽ thấm xuyên qua các lớp đất đá bổ sung đáng kể cho công trình khai thác. Thực chất đó là một dạng bổ sung nhân tạo đơn giản, tiện lợi vì một mặt lợi dụng được các nguồn nước trên mặt sẵn có mà không cần phải xây dựng các bồn chứa nhân tạo chứa nước thấm, mặt khác các công trình khai thác thường cho lưu lượng lớn với chất lượng tốt.
Tuy nhiên việc nghiên cứu mối quan hệ này thường gặp rất nhiều khó khăn cả về thực tiễn và kĩ thuât. Khó khăn do nước ngầm và nước mặt rất khác nhau về thời gian tương tác khi có sự thay đổi của hệ thống. Nước mặt thường có thời gian tương tác với biến động của hệ thống khoảng vài giờ đến vài ngày trong khi nước ngầm thì từ hàng tuần đến hàng tháng, năm, hay có khi không chịu sự tác động. Sự khác biệt này đã dẫn đến việc mô hình mô phỏng thường xây dựng cho từng hệ thống riêng biệt. Chỉ gần đây, với sự tiến bộ của máy tính hiện đại đã mở ra cơ hội cho các nhà khoa học trên thế giới để nghiên cứu mô phỏng làm rõ mối liên hệ này.
Trong những năm gần đây, khi Hà Nội mở rộng, tốc độ đô thị hoá nhanh, dân cư ngày càng đông đúc, các nhà máy, xí nghiệp, khu công nghiệp được xây mới nhiều thì nhu cầu dùng nước cũng vì thế tăng lên nhanh chóng. Theo một số tính toán mới đây của các nhà khoa học thì Hà Nội sẽ trở thành một siêu đô thị với lượng dân lên tới 9,2 triệu dân vào năm 2030. Thử làm một phép tính đơn giản cứ mỗi người trong một ngày sử dụng 200 lít nước thì lượng nước cần để cấp đến năm 2030 sẽ là gần 2 triệu m3/ngày. Đây mới chỉ là lượng nước cấp cho sinh hoạt, chưa tính cho phát triển các ngành nghề hoặc công nghiệp, dịch vụ phụ trợ…
Hiện nay, nước cung cấp cho Hà Nội gồm khoảng 800.000m3/ng nước được khai thác từ nước dưới đất tại các nhà máy lớn (không kể khai thác đơn lẻ, khai thác khu vực nông thôn) và khoảng 200.000m3/ngày lấy từ nước sông Đà. Vấn đề đặt ra và cần phải nghiên cứu mối quan hệ giữa nước sông Hồng và nước dưới đất, xác định được các kiểu quan hệ và mặt cắt điển hình từ đó xây dựng sơ đồ khai thác hợp lý để xác định khả năng đáp ứng của nước dưới đất. Theo cách tiếp cận này thì việc xác định trữ lượng khai thác nước dưới đất dọc theo đoạn sông Hồng chảy từ Sơn Tây đến Hưng Yên có ý nghĩa rất quan trọng. Quan trọng cho việc định hướng chiến lược khai thác tài nguyên nước cung cấp cho Thành phố Hà Nội và các đô thị vệ tinh; quan trọng trong việc phục vụ công tác kiểm kê, quản lý tài nguyên nước lưu vực sông đoạn chảy qua Hà Nội cũng như hỗ trợ công tác cấp phép, khai thác hợp lý và hiệu quả tài nguyên nước dưới đất của thủ đô Hà Nội trong tương lai.
Để giải quyết các vấn đề trên, trong quá trình thực hiện đề tài, tập thể tác giả đã sử dụng các phương thức tiếp cận từ truyền thống đến hiện đại bao gồm:
– Phương pháp tiếp cận tổng hợp: Trên cơ sở phân tích ưu, nhược điểm và điều kiện áp dụng của các nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam về quan hệ thủy lực giữa nước sông và nước dưới đất từ đó lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp có xem xét đến điều kiện áp dụng ở vùng ven sông Hồng từ thị xã Sơn Tây đến Hưng Yên.
– Tiếp cận điều kiện khai thác sử dụng bền vững tài nguyên nước dưới đất: Là cách tiếp cận có xem xét đến khả năng khai thác, sử dụng tài nguyên nước dưới đát vùng thủ đô Hà Nội và các vùng lân cận khu vực nghiên cứu.
– Tiếp cận công nghệ mới: áp dụng tổ hợp các công cụ hiện đại để giải quyết các vấn đề đặt ra như phương pháp mô hình toán kết hợp áp dụng 2 mô hình nước mặt và nước dưới đất đang được áp dụng phổ biến hiện nay là Mike 11 và Visual Modflow.
