Nước thấm thềm sông - Giải pháp nguồn nước cho xã đảo Minh Châu, Ba Vì Hà Nội

Bài viết "Nước thấm thềm sông – Giải pháp nguồn nước cho xã đảo Minh Châu, Ba Vì Hà Nội" giới thiệu cơ sở khoa học để xác định vị trí xây dựng giếng RBF và tính toán lưu lượng khai thác.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nước thấm thềm sông - Giải pháp nguồn nước cho xã đảo Minh Châu, Ba Vì Hà Nội TẠP CHÍ KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN Bài báo khoa học Nước thấm thềm sông – Giải pháp nguồn nước cho xã đảo Minh Châu, Ba Vì Hà Nội Đoàn Thu Hà1*, Nguyễn Trung Hiếu1, Hoàng Văn Duy2 1 Trường Đại học Thủy lợi; thuha_ctn@tlu.edu.vn; trunghieu.ma@hotmail.com 2 Viện Khoa học Tài nguyên nước; duyhoangdctv@gmail.com *Tác giả liên hệ: thuha_ctn@tlu.edu.vn; Tel.: +84–948172299 Ban Biên tập nhận bài: 4/3/2023; Ngày phản biện xong: 6/5/2023; Ngày đăng bài: 25/6/2023 Tóm tắt: Xã đảo Minh Châu, huyện Ba Vì, TP Hà Nội hiện chưa có hệ thống cấp nước tập trung, người dân đang sử dụng nguồn nước dưới đất chất lượng kém khai thác từ các giếng khoan gia đình. Các giải pháp cấp nước đã nghiên cứu đều không khả thi do chi phí khai thác nước lớn và yêu cầu xây dựng phức tạp. Giải pháp khai thác nước thấm từ sông (RBF) đã được đề xuất và nghiên cứu cho xã đảo Minh Châu. Kết quả cho thấy giải pháp RBF là giải pháp nguồn nước hợp lý. Phương pháp mô hình dòng chảy (Modflow) được sử dụng để mô phỏng tính toán lưu lượng nước thấm, cho thấy sử dụng giếng RBF có thể khai thác với lưu lượng trên 500 m3/ngày cho một giếng thấm. Bài báo giới thiệu cơ sở khoa học để xác định vị trí xây dựng giếng RBF và tính toán lưu lượng khai thác. Từ khóa: RBF; Nước dưới đất; Nước thấm từ sông; Lưu lượng nước thấm; Modflow. 1. Đặt vấn đề Xã Minh Châu thuộc huyện Ba Vì, cách trung tâm huyện 2 km, là xã duy nhất của Thành phố Hà Nội được gọi là xã đảo, nằm ở bãi giữa Sông Hồng. Toàn xã nằm trên con bãi rộng gần 3 km, dài 11 km. Xã có diện tích tự nhiên là 547,3 ha. Dân số gần 7000 người. Hiện nay xã Minh Châu chưa có hệ thống cấp nước sinh hoạt tập trung. Người dân hiện đang sử dụng nước hai nguồn nước chính là nước giếng khoan hộ gia đình và nước mưa. Một số hộ ven sông Hồng sử dụng máy bơm chìm bơm nước trực tiếp từ sông Hồng. Kết quả phân tích chất lượng nước ngầm từ một số giếng khoan hộ gia đình trên đảo cho thấy nước ngầm khai thác trực tiếp tại xã đảo có hàm lượng sắt, asen và ammoni cao. Cần thiết phải xây dựng hệ thống cấp nước tập trung cấp nước cho sinh hoạt và sản xuất cho xã đảo Minh Châu. Phương án cấp nước cho xã đảo Minh Châu gần đây đã được đề xuất với dự án dẫn nước từ thị trấn Tây Đằng bằng đường ống ngầm qua sông Hồng, tuy nhiên giải pháp chưa được thực hiện vì yêu cầu kinh phí cao và pháp lý phức tạp. Việc xây dựng công trình thu nước trực tiếp từ nguồn nước mặt sông Hồng để cấp nước cho xã đảo cũng không phải là giải pháp khả thi với yêu cầu chi phí xây dựng lớn. Chi phí xử lý nước mặt cao với chất lượng nước sông Hồng ở khu vực có độ đục cao và hàm lượng chất ô nhiễm lớn. Công nghệ khai thác nước thấm từ sông (RBF - Riverbank filtration) đã được sử dụng phổ biến ở Châu Âu từ gần 100 năm, như Thụy Sỹ có gần 80% nước uống được lấy từ các giếng RBF, 50% ở Pháp, 48% ở Hà Lan, 40 % ở Hungary, và 16% ở Đức [1]. Ở Đức, các giếng RBF cung cấp 75% lượng nước sử dụng cho thành phố Berlin [2]. RBF cũng đã được áp dụng gần nửa thế kỷ ở Mỹ, như ở bang Ohio, Kentucky, Indiana, Illinois [3]. Các quốc gia khác như Ấn Độ [4], ở Hàn Quốc và Trung Quốc [5] cũng đã áp dụng giải pháp RBF trong khai thác nguồn nước. Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 750, 13-23; doi:10.36335/VNJHM.2023(750).13-23 http://tapchikttv.vn/ Tạp chí Khí tượng Thủy văn 2023, 750, 13-23; doi:10.36335/VNJHM.2023(750).13-23 14 Ở Việt Nam, hiện nay cũng có một số công trình khai thác nước dưới đất được xây dựng ở ven sông cho lưu lượng khai thác lớn nhờ nguồn bổ cập nước mặt từ sông như: ở Lâm Thao tỉnh Phú Thọ, thị xã Phúc Yên, thành phố Tuyên Quang,… Tại Hà Nội, các nhà máy nước có bãi giếng xây dựng ven sông Hồng cho lưu lượng khai thác nước lớn như ở nhà máy nước Yên Phụ, Đồn Thủy, Gia Lâm, Lương Yên,… [6]. Nhiều nghiên cứu về khai thác nước thấm từ sông đã được thực hiện bởi các chuyên gia [4, 7, 8], chứng minh hiệu quả việc sử dụng tầng thấm lọc ven sông, cho phép khai thác một lượng nước thấm từ sông lớn, chất lượng nước được đánh giá tốt, ổn định, nhờ tầng thấm lọc ven sông. Hiện nay chưa có các nghiên cứu đánh giá hiệu quả, tiềm năng và khả năng áp dụng công nghệ RBF phục vụ cấp nước ở Việt Nam. Tuy nhiên có một số nghiên cứu về đánh giá khả năng khai thác nước dưới đất vùng thành phố Hà Nội có đề cập đến việc xây dựng các giếng khai thác ở ven sông Hồng cho khả năng khai thác lượng nước lớn nhờ việc bổ cập nước thấm từ sông [9–10], đặc biệt đối với những vùng có các cửa sổ địa chất thủy văn giữa các tầng chứa nước. Khai thác nước thấm ven sông cho tốc độ hạ thấp mực nước nhỏ hơn so với khai thác xa sông với khả năng lún nền đất nhỏ hơn [10]. Các nhà nghiên cứu cũng đã phân tích quan hệ thủy lực giữa nước dưới đất trong các trầm tích đệ tứ với nước sông Hồng ở Đồng bằng Bắc Bộ, đã phân tích về các dạng cửa sổ địa chất thủy văn và 4 kiểu quan hệ thủy lực giữa nước sông và nước dưới đất [11–12] và giải pháp đề xuất nhằm nâng cao trữ lượng khai thác nước dưới đất ở Đồng bằng Bắc Bộ, vùng ven sông Hồng cũng đã được thực hiện [13]. Trong nghiên cứu điều tra đánh giá tài nguyên nước vùng Thủ Đô [14], tác giả cũng đề cập đến khả năng khai thác nước vùng Hà Nội, có sự bổ cập nước mặt từ sông Hồng. Mối liên hệ thủy lực giữa mực nước sông và các giếng khai thác nước ngầm khu vực gần sông tại một số vùng ở Hà Nội cũng đã được thực hiện trong nghiên cứu mô hình vận chuyển vật chất trong tầng chứa nước áp dụng cho khu vực phía Nam thành phố Hà Nội và quan hệ thủy lực giữa sông Hồng và nước dưới đất khu vực bãi giếng Nam Dư, Hà Nội [15–17]. Trong phạm vi bài báo này, tác giả tập trung nghiên cứu khả năng khai thác nước thấm từ sông phục vụ cấp nước cho xã đảo Minh Châu, Ba Vì, Hà Nội, điểm nóng về cấp nước hiện nay của thành phố Hà Nội. Phương pháp mô hình dòng chảy (Modflow) được sử dụng để mô phỏng tính toán lưu lượng nước thấm. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Đ ...