Kết quả nghiên cứu đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật đồng vị trong nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa dòng chảy sông hồng với các tầng chứa nước bở rời đoạn từ Sơn Tây đến Hưng Yên”

Friday, 30/12/2022, 00:00

       Đánh giá quan hệ thủy lực giữa dòng chảy sông Hồng và các tầng chứa nước bở rời từ khu vực Sơn Tây đến Hưng Yên là việc làm có ý nghĩa rất lớn đối với sự an toàn, an ninh nước sạch với cuộc sống của người dân hai bên bờ sông. Bởi đoạn sông Hồng từ Sơn Tây đến Hưng Yên được cho là nguồn cung cấp nước chính cho các tầng chứa nước ngầm vào mùa mưa nhưng vào mùa khô thì ngược lại, nước trong các tầng chứa nước dưới đất thoát ra sông, tức là dòng ngầm chảy ra sông tăng lên. Cho đến nay đã có một số công trình nghiên cứu về mối quan hệ thủy lực giữa nước sông Hồng và các tầng chứa nước Holocene cũng như Pleistocene khu vực Hà Nội bằng các kỹ thuật Địa chất thủy văn truyền thống. Tuy nhiên việc nghiên cứu vấn đề này chưa được thực hiện bằng các kỹ thuật tiên tiến hơn, ví dụ như kỹ thuật đồng vị. Chính vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật đồng vị trong nghiên cứu quan hệ thủy lực giữa dòng chảy sông Hồng với các tầng chứa nước bở rời đoạn từ Sơn Tây đến Hưng Yên” được xây dựng với mục tiêu đánh giá được quan hệ thủy lực giữa dòng chảy sông Hồng với các tầng chứa nước bở rời bằng kỹ thuật đồng vị trên cơ sở phương pháp luận ứng dụng kỹ thuật đồng vị trong đánh giá tài nguyên nước, góp phần thực hiện đề án hợp tác giữa Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam với Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế - IAEA về nghiên cứu ứng dụng Kỹ thuật hạt nhân và các kỹ thuật liên quan trong nghiên cứu các vấn đề môi trường.

       Mục tiêu đề tài là xây dựng cơ sở phương pháp luận ứng dụng kỹ thuật đồng vị bền δ²H và d¹⁸O trong đánh giá tài nguyên nước; thiết kế khu vực lấy mẫu và sử dụng các trang thiết bị phù hợp để phân tích mẫu. Để đánh giá được mối quan hệ thủy lực giữa dòng chảy sông Hồng với tầng chứa nước từ Sơn Tây đến Hưng Yên, nhóm nghiên cứu đã tiến hành thu gom mẫu tại các vị trí lỗ quan Q9 và Q9A, Q67 và Q67A, Q129, Q129a và Q129b đại diện cho tầng Holocene và Pleitocene tương ứng. Vị trí các lỗ khoan được lựa chọn có tính chất đặc trưng của loại địa chất thủy văn vùng nghiên cứu có thể, chứa thông tin của hai tầng nước chính Holocene và tầng Pleitocene trong khu vực khảo sát. Tần suất lấy mẫu là 2 lần mỗi tháng trong 12 tháng liên tục từ tháng 8/2020 đến hết tháng 7/2021. Cùng thời điểm lấy mẫu giếng khoan, mẫu nước sông Hồng và nước mưa cũng được tiến hành thu gom tại trạm thủy văn Sơn Tây, Long Biên và Hưng Yên. Các chỉ tiêu phân tích chính gồm thành phần đồng vị bền (δ²H và d¹⁸O) sử dụng thiết bị hệ phổ kế lazer LIWA-24D, các thành phần hóa học trong mẫu nước thực hiện trên Hệ sắc ký ion DX-600, các thông số hiện trường thực hiện trên máy đo pH / độ dẫn SevenMulti. Ngoài ra, các thông tin khí tượng cũng được thu thập liên tục theo từng ngày tại các trạm thủy văn Sơn Tây, Long Biên và Hưng Yên như lượng mưa, mực nước và lưu lượng dòng chảy sông Hồng. Các thông tin khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm, lượng nước bốc hơi trung bình theo tháng cũng được tổng hợp. Từ các kết quả phân tích mẫu, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được đường nước khí tượng và đường nước sông địa phương, là cơ sở khoa học để xác định nguồn gốc của nước dưới đất, đánh giá mối quan hệ thủy lực giữa nước mặt và nước dưới đất thông qua quá trình phân chia dòng ngầm chảy ra sông và thời gian vận chuyển trung bình của dòng ngầm chảy ra sông bằng kỹ thuật đồng vị. Những đánh giá này cũng tương tự như những công bố từ nhóm nghiên cứu sử dụng các phương pháp nghiên cứu khác như Triệu Đức Huy (2021), Nguyễn Minh Lân (2014), Eckhardt (2005)…

Hình ảnh hoạt động lấy mẫu tại hiện trường

       Sau quá trình thực hiện, đề tài đã thu được các kết quả chính như sau:

       Xây dựng thành công đường nước khí tượng địa phương là d²H = (8,01±0,14) x d¹⁸O + (12,65±1,28), R² = 0,98 và đường nước sông Hồng d²H = (5,13±0,25) x d¹⁸O – (13,03±2,48); R² = 0,86

       Kết quả tính toán cho thấy tầng chứa nước Holocen tại giếng Q9 bổ cấp vào dòng chảy của nước sông là 38% vào mùa mưa và 25% vào mùa khô; tầng chứa nước Pleistocen từ vị trí giếng Q9A bổ cấp cho nước sông 36% mùa mưa và 36% mùa khô. Trong khi đó, cả hai tầng chứa nước Holocene và pleistocene tại vị trí giếng Q67 và Q67a đều được bổ cấp bởi nước sông vào mùa mưa đạt 89% và mùa khô là 70%. Khu vực Hưng Yên có lớp sét Vĩnh Phúc dày là lớp cách nước cô lập tầng Holocene và Pleistocene cũng như với sông Hồng nên trong khu vực này sông Hồng chỉ quan hệ trực tiếp với tầng chứa nước Holocen.

       Thời gian vận chuyển trung bình của dòng ngầm chảy ra sông tại địa điểm Sơn Tây được ước tính là 151 ngày và tại Hưng Yênthời gian đó dài tới 166 ngày.Khoảng cách từ địa điểm lấy mẫu đến bờ sông Hồng tại trạm Sơn Tây là 1.650 m và khoảng cách đó tại trạm Hưng Yên là 1.080 m, do đó tốc độ dòng chảy của dòng cơ sở ở các vị trí tương ứng cao tới 10 m và 7,2 m một ngày.

Hình ảnh kết quả nghiên cứu xây dựng đường nước khí tượng địa phương và đường nước sông Hồng

       Như vậy, bằng việc khảo sát liên tục các giá trị hiện trường, thành phần hóa học cũng như giá trị đồng bền trên mẫu nước sông Hồng và nước mưa tại trạm thủy văn Sơn Tây, Long Biên và Hưng Yên cùng các giếng khoan giếng khoan từ thời điểm tháng 8/2020 đến tháng 7/2021, nhóm nghiên cứu đã có thể đánh giá về mối quan hệ thủy lực giữa nước sông Hồng với giếng khoan nghiên cứu. Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã được công bố trên 02 tạp chí quốc tế, 02 tạp chí trong nước, 02 báo cáo hội nghị khoa học trong nước và đào tạo 01 thạc sĩ.

TS. Võ Thị Anh – Trung tâm Kỹ thuật hạt nhân,

Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân

Bản in  

Gửi email