Khoa học công nghệ về TN&MT: Sử dụng phần mềm Modflow đánh giá nước dưới đất

Khu công nghiệp (KCN) cảng biển Hòn La (Quảng Bình) là một trong những dự án phát triển kinh tế vùng ven biển Bắc Trung Bộ và là khu công nghiệp tổng hợp, đa ngành và cảng biển của tỉnh. KCN này thuộc địa phận các thôn Vĩnh Sơn, Minh Sơn, Thọ Sơn, Đông Hưng và 19/5 thuộc xã Quảng Đông, huyện Quảng Trạch. Để KCN có thể tồn tại và phát triển, vấn đề cung cấp nước cho những mục đích khác nhau là một trong những yếu tố không thể thiếu. Chính vì vậy, việc đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng dưới đất làm cơ sở cho việc đề xuất các biện pháp khai thác và bảo vệ nguồn nước trong khu vực có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất lớn.  

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và nguyên tắc “dạng tồn tại của nước dưới đất”, các nhà khoa học Nguyễn Văn Canh, Nguyễn Đình Tiến (Đại học Khoa học – Đại học Huế) đã chia vùng nghiên cứu thành 4 tầng chứa nước và một thành tạo địa chất rất nghèo nước đến cách nước.

Trên cơ sở các điều kiện địa chất thủy văn của KCN, các nhà khoa học đã áp dụng phần mềm Modflow để mô hình hóa quá trình thẩm định và đánh giá trữ lượng khai thác tiềm năng của nước dưới đất.

Để xây dựng mô hình tính toán, trên bình đồ vùng mô hình được phân chia thành mạng lưới ô vuông gồm 80 cột và 70 hàng, tổng cộng có 5.600 ô lưới, với kích thước mỗi ô lưới là 100×100 m.

Về tổng thể, các tầng chứa nước này có quan hệ với nhau chặt chẽ, tạo thành một thể địa chất chứa nước thống nhất phủ lên nền đá gốc cách nước (nằm ở độ sâu 40-60m). Trường thấm được mô phỏng gồm 4 lớp: Lớp thức nhất, vùng dọc ven biển và ở thôn Minh Sơn mô phỏng tầng chứa nước Holocen, vùng dọc chân núi phía Tây phân chia, vùng trung tâm và phía Tây mô phỏng tầng chứa nước Pleistocen và tầng chứa nước khe nứt – đứt gãy hệ tầng Đồng Trầu.

Lớp thứ hai, tại vùng thôn Vĩnh Sơn mô phỏng tầng trầm tích thấm nước rất kém. Còn ở các vùng khác tiếp tục mô phỏng các trầm tích lộ tại khu vực đó.

Lớp thứ ba tại vùng thôn Vĩnh Sơn bên dưới diện phân bố của tầng trầm tích, các nhà khoa học mổ phòng tầng chứa nước Pleistocen. Ở các vùng còn lại, mô phỏng tầng chứa nước khe nứt – đứt gãy hệ tầng Đồng Trầu.

Lớp thứ tư, toàn bộ vùng nghiên cứu được mô phỏng bởi tầng chứa nước khe nét – đứt gãy hệ thống Đồng Trầu.

Để giải bài toán thuận có khai thác, các nhà khoa học đã sơ đồ hóa toàn bộ các vùng có thể khai thác được của các tầng chứa nước thành một hệ thống bãi giếng khai thác bao gồm 962 lỗ khoan. Mỗi ô lưới được xem như một giếng khai thác, phân bố cách nhau 100m.

Phương pháp giải là phương pháp lặp. Ban đầu gắn lưu lượng cho từng giếng khai thác, sau đó chạy mô hình với thời gian khai thác 27 năm, cho ra kết quả mực nước trên toàn vùng và kiểm tra so sánh cao trình mực nước tính toàn khai thác với cao trình mực nước cho phép tại các lỗ khoan quan trắc mực nước. Nếu cao trình mực nước tính toán nằm dưới cao trình mực nước hạ thấp cho phép thì giảm lưu lượng khai thác tại các giếng lân cận lỗ khoan quan trắc mực nước và ngược lại.

Công việc trên lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi tại các lỗ quan trắc mực nước đều có cao trình mực nước tính toán khai thác gần và bằng với cao trình cho phép thì đảm bảo, tổng lưu lượng của tất cả các giếng khai thác chính là trữ lượng khai thác tiềm năng của nước dưới đất.

Từ các kết quả nghiên cứu, các nhà khoa học đã xác định được trữ lượng khai thác tiềm năng là 8.351,56 m3/ ngày đêm, trong đó nguồn nước hình thành chủ yếu là trữ lượng tĩnh là 2.475,89 m3/ ngày đêm, nước mưa thấm trên diện phân bố 872,64 m3/ ngày đêm, thấm xuyên từ hồ Đồng Mười Dưới và Trên là 955,92 m3/ ngày đêm. Phần còn lại được cung cấp bổ sung từ các vùng địa hình cao phía Tây là 4.047,11 m3/ ngày đêm.

Nguồn trữ lượng khai thác tiềm năng chủ yếu là bổ sung từ các vùng địa hình cao phía Tây, trữ lượng tĩnh, thấm xuyên từ hồ Đồng Mười Dưới và trên và cung cấp của nước mưa trên diện tích phân bố. Các lớp trầm tích của đới thông khí và lớp thổ nhưỡng là cát mịn, cho nên nước dưới đất trong vùng rất dễ bị nhiễm bẩn bởi các nhân tố trên mặt, đặc biệt là các nhân tố nhân tạo.

 

(Theo Monre.gov.vn)