Lợi ích của các công trình lưu giữ và phục hồi tầng chứa nước ngầm thông quan kỹ thuật chuyển và lưu giữ nước vào tầng chứa nước bằng các lỗ khoan hấp thu nước (ASR) là gì?

Trả lời:

Kết quả của các công trình ASR mang lại nhiều lợi ích về mặt kinh tế và xã hội, một số công trình nghiên cứu đánh giá hiệu quả kinh tế và xã hội của các công trình ASR đã được thực hiện như: Năm 2006, Pavlic và cộng sự nghiên cứu từ South Australia EPA (2004) và từ những nghiên cứu ở Texas đã nêu bật những lợi ích sau đối với ASR:

– ASR cho phép nguồn cung cấp nước liên tục trong thời gian hạn hán kéo dài và nguồn cung cấp nước giảm đáng kể;

– ASR ít bị gián đoạn hơn so với các dự án cung cấp nước thay thế như hồ chứa hay lưu vực thấm.

– ASR là nơi lưu trữ ổn định, với khả năng bay hơi giảm, do đó để lại nhiều nước hơn cho tiêu dùng và môi trường sống.

– Bằng cách bổ sung nước vào các tầng chứa nước (thông qua áp suất thủy lực tăng lên), nó có thể cải thiện tình trạng xâm nhập mặn, phục hồi mặt đất.

– Lưu trữ trong tầng nước ngầm giúp bảo vệ nguồn nước trước sự ô nhiễm từ các chất ô nhiễm. Ngoài ra, nó có khả năng cải thiện mầm bệnh và chất gây ô nhiễm và khử trùng tự nhiên trong quá trình lưu trữ.

– ASR cũng có thể được sử dụng ngược lại bằng cách xả nước vào sông nếu dòng chảy quá thấp để duy trì một hệ sinh thái lành mạnh (cá và động vật hoang dã), mặc dù chi phí có thể rất cao.

– Nó có thể giảm thiểu dòng chảy đỉnh trong các trận lũ.

Mô hình kỹ thuật chuyển và lưu giữa nước ngọt vào tầng chứa nước ngầm bằng ASR và ASTR

Việc xác định chi phí của công trình ASR đã được tính toán trong hai nghiên cứu so sánh giá thành trên mỗi m3 nước và lợi ích của việc lưu trữ nước mưa trong nhà kính (Zuurbier và cộng sự, 2012a) [46] bằng cách sử dụng một hệ thống đơn giản tại một địa điểm thích hợp (giá thành thấp, đã được chứng minh công nghệ) và một hệ thống theo cụm với thiết kế giếng được tối ưu hóa ở vị trí kém phù hợp hơn với năng suất thấp hơn (giá thành cao hơn, công nghệ đang phát triển). Các nghiên cứu cho thấy:

– Giá thành của nước lưu trữ trong tầng chứa nước là từ 0,20 Euro đến 0,70 Euro/m³ và thấp hơn nước uống (~1,20 Euro/m³) và nước được sản xuất thông qua quá trình khử muối cục bộ (thẩm thấu ngược, 0,60-1,00 Euro/m³);

– Chất lượng tốt hơn nước uống, nước mặt và nước lưu vực;

– Không có chi phí xử lý chất thải.

Chi phí 0,35 Euro/m3 nước được tính toán cho việc lưu trữ nước ngọt trên tầng chứa nước ở Zeeland, sử dụng công nghệ ‘Freshmaker’ (Vink và cộng sự, 2010) [47]. Điều này tiết kiệm chi phí hơn so với nước được cung cấp từ đường nước nông nghiệp địa phương của Evides (khoảng 0,60 Euro/m3).

+ Các công trình bổ cập nhân tạo được phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới, mang lại nhiều lợi ích cho xã hội. Cùng với các nghiên cứu về cấu trúc các công trình bổ cập, quy trình vận hành thì công tác quan trắc trong quá trình vận hành, thiết kế các công trình MAR nói chung và ASR nói riêng cũng được quan tâm và phát triển. Năm 2013, IAEA (Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế) [48] đã phát hành một hướng dẫn kỹ thuật (sử dụng đồng vị trong việc thiết kế và quan trắc các công trình bổ cập nhân tạo). Trong hướng dẫn kỹ thuật này đã nêu lên các ví dụ về quan trắc bằng đồng vị trong công trình ASR tại Damascus, Syria; tại công trình này nguồn nước suối được bổ cập vào tầng chứa nước bằng giếng hấp thụ nước, quá trình hấp thu, lan truyền được quan trắc bởi 4 lỗ khoan quan sát; Deuterium, oxy-18, tritium và clorua đã được sử dụng để quan trắc sự hòa trộn của nước bổ cập và nước ngầm trong tầng. Các mẫu phân tích đồng vị và mẫu hóa thường được lấy hàng tuần trong giai đoạn bổ cập và định kỳ nửa tháng đến hàng tháng trong thời gian lưu trữ.

Kết quả sử dụng đồng vị tại công trình ASR tại Damascus cho thấy: Ưu điểm của đồng vị bền cho các nghiên cứu bổ cập nhân tạo là các giá trị trong nước ngầm thường không đổi hoặc thay đổi trong một phạm vi giới hạn. Do đó, nếu giá trị đồng vị ổn định của nước ép khác với giá trị của nước ngầm, thì đồng vị ổn định có thể được sử dụng để xác định nguồn nước bổ cập đang di chuyển đến đâu và theo dõi tỷ lệ trộn nước bổ cập và nước dưới đất.

Trên cơ sở tổng hợp các mô hình bổ cập và lưu trữ nguồn nước trên thế giới cho thấy:

+ Đối với với các tầng chứa nước có áp, chiều sâu phân bố lớn thường áp dụng các mô hình ASR, ASTR: Các mô hình công nghệ này có ưu điểm là có thể tiến hành trọng tâm, trọng điểm trong 1 tầng chứa nước hoặc phạm vi nhỏ, không gian quỹ đất để triển khai thực tế nhỏ, chất lượng nguồn nước được lưu giữ trong tầng chứa nước được đảm bảo và ổn định. Tuy nhiên nhược điểm đòi hỏi phải nghiên cứu kỹ về điều kiện cấu trúc các tầng chứa nước lưu giữ và các đặc điểm của tầng chứa nước, công nghệ kỹ thuật đòi hỏi cao, chi phí thực hiện lớn.

+ Đối với các tầng chứa nước không áp, nằm nông thường áp dụng các mô hình bể thấm, giếng đào hoặc bổ cập bằng hào, rãnh: Các mô hình công nghệ này có ưu điểm khá đơn giản, dễ áp dụng và áp dụng trên phạm vi rộng lớn. Tuy nhiên nhược điểm là việc triển khai thực tế đòi hỏi phải có không gian quỹ đất lớn, chiếm nhiều diện tích, chất lượng nguồn nước lưu giữ khó kiểm soát.