Nội dung

TS. Ph¹m Ngäc H¶i – TS. Ph¹m ViÖt Hßa Kü ThuËt Khai th¸c n−íc ngÇm Nhμ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp TS. Ph¹m Ngäc H¶i – TS. Ph¹m ViÖt Hßa Kü ThuËt Khai th¸c n−íc ngÇm Nhμ xuÊt b¶n n«ng nghiÖp Hμ néi 2004 Ch−¬ng 1 Kh¸i qu¸t vÒ n−íc ngÇm 1.1. Vai trß cña n−íc ngÇm trong ®êi sèng vµ ph¸t triÓn kinh tÕ N−íc lu«n lu«n gi÷ mét vai trß mang tÝnh sèng cßn trong lÞch sö ph¸t triÓn loµi ng−êi vµ ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi cña mçi quèc gia. Trong thêi ®¹i hiÖn nay do bïng næ vÒ d©n sè, do c¸c ngµnh kinh tÕ cña c¸c n−íc trªn thÕ giíi thi nhau ph¸t triÓn nh− vò b·o, chÊt l−îng cuéc sèng cña con ng−êi ngµy mét n©ng cao v× thÕ yªu cÇu vÒ n−íc ngµy mét lín, c¸c nguån n−íc ®−îc khai th¸c vµ sö dông ngµy cµng nhiÒu. Nh×n chung trªn tr¸i ®Êt cã 3 nguån n−íc chÝnh: N−íc m−a, n−íc mÆt, n−íc ngÇm. ë mäi n¬i trªn tr¸i ®Êt l−îng n−íc m−a cung cÊp hµng n¨m ®Òu cã h¹n, mÆt kh¸c m−a l¹i ph©n phèi kh«ng ®Òu theo c¶ kh«ng gian lÉn thêi gian. Nh÷ng vïng m−a nhiÒu l−îng m−a n¨m b×nh qu©n còng chØ ®¹t 2000 ÷ 2500mm, nh÷ng vïng m−a Ýt chØ ®¹t 400 ÷ 500mm, cã nh÷ng vïng kh«ng hÒ cã m−a. ë nh÷ng n¬i cã m−a l−îng m−a còng ph©n phèi kh«ng ®Òu trong n¨m, nhiÒu thêi gian kÐo dµi kh«ng cã m−a. ë nh÷ng vïng cã c¸c n−íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn, thËm chÝ n−íc m−a còng bÞ « nhiÔm mét c¸ch nÆng nÒ, ®«i khi xuÊt hiÖn nh÷ng trËn m−a acid hoÆc m−a bïn... ChÝnh v× vËy, nguån n−íc m−a tõ l©u ®· kh«ng thÓ ®¸p øng ®Çy ®ñ yªu cÇu vÒ n−íc cña con ng−êi. Nguån n−íc mÆt trªn tr¸i ®Êt còng ®−îc khai th¸c vµ sö dông mét c¸ch qu¸ møc nªn ngµy cµng bÞ hao hôt vÒ khèi l−îng, suy gi¶m vÒ chÊt l−îng, cã nhiÒu n¬i trªn thÕ giíi nguån n−íc mÆt kh«ng cã hoÆc rÊt khan hiÕm kh«ng ®ñ ®Ó sö dông, ë nhiÒu n¬i l−îng m−a hµng n¨m nhá h¬n l−îng bèc h¬i nªn n−íc mÆt hÇu nh− kh«ng cã nh− c¸c vïng sa m¹c hoÆc c¸c n−íc ë Trung Phi, Nam ¸... Víi nh÷ng lý do trªn, nguån n−íc ngÇm tr−íc m¾t còng nh− l©u dµi ®ãng mét vai trß rÊt quan träng ®Ó bæ sung nguån n−íc cho nh©n lo¹i, viÖc khai th¸c vµ sö dông n−íc ngÇm lµ mét yªu cÇu tÊt yÕu vµ ngµy cµng lín. ë mét sè n−íc trªn thÕ giíi tõ l©u yªu cÇu khai th¸c sö dông n−íc ngÇm ®· rÊt lín ®Æc biÖt sö dông n−íc ngÇm vµo môc ®Ých sinh ho¹t vµ ch¨n nu«i. §an m¹ch lµ n−íc sö dông hoµn toµn n−íc ngÇm ®Ó ®¸p øng yªu cÇu sinh ho¹t, mét sè n−íc kh¸c tû lÖ sö dông n−íc ngÇm ®Ó ®¸p øng yªu cÇu sinh ho¹t còng rÊt cao cã thÓ lÊy mét sè n−íc ®iÓn h×nh: BØ Tû lÖ n−íc ngÇm sö dông cho sinh ho¹t chiÕm lµ : 90% PhÇn Lan Hµ Lan : : 85 ÷ 90% 75% Thuþ §iÓn §øc Ixraen : : : 85 ÷ 90% 75% 95% 3 Trªn toµn thÕ giíi n−íc ngÇm ®· ®−îc khai th¸c ®Ó ®¸p øng 50% yªu cÇu n−íc cho sinh ho¹t cña nh©n lo¹i. Ngoµi môc ®Ých khai th¸c n−íc ngÇm cho sinh ho¹t, n−íc ngÇm cßn ®−îc khai th¸c phôc vô cho c«ng nghiÖp, trång trät, ch¨n nu«i vµ c¸c ngµnh kinh tÕ kh¸c. N«ng nghiÖp: nhiÒu n−íc trªn thÕ giíi ®· sö dông n−íc ngÇm ®Ó t−íi cho c¸c diÖn tÝch trång trät: DiÖn tÝch canh t¸c ®−îc t−íi b»ng n−íc ngÇm cña mét sè n−íc nh− sau: - Brazin cã 22.000 ha - Angiªri cã 80.000 ha - Hy L¹p cã 30.000 ha - Nga, Trung Quèc, Mü cã 15% l−îng n−íc t−íi lµ n−íc ngÇm. N−íc ngÇm còng ®−îc khai th¸c dÓ ®¸p øng cho yªu cÇu cho c«ng nghiÖp vµ ch¨n nu«i ë hÇu hÕt c¸c n−íc trªn thÕ giíi. C¸c n−íc lín nh− Nga, Mü, Trung Quèc, Ên §é, Australia, Ai CËp, Nam Phi ®Òu khai th¸c vµ sö dông n−íc ngÇm víi qui m« rÊt lín vµ cßn ®ang tiÕp tôc ®−îc më réng trong t−¬ng lai ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ngµy mét cao cña kinh tÕ d©n sinh. ë ViÖt Nam, tuy lµ mét n−íc nhiÖt ®íi m−a nhiÒu, nguån n−íc mÆt t−¬ng ®èi phong phó nh−ng yªu cÇu khai th¸c n−íc ngÇm còng rÊt lín. Tõ ®Çu thÕ kû 20, chóng ta ®· b¾t ®Çu khai th¸c n−íc ngÇm ®Ó phôc vô cho sinh ho¹t vµ c«ng nghiÖp ë c¸c thµnh phè lín nh−: Hµ Néi, H¶i Phßng, Nam ®Þnh, Vinh, HuÕ, Thµnh phè Hå ChÝ Minh... ë n«ng th«n, c¸c hé gia ®×nh tõ l©u ®· sö dông giÕng khoan, giÕng ®µo ®Ó khai th¸c n−íc ngÇm dïng cho sinh ho¹t. Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ë n−íc ta tèc ®é ph¸t triÓn kinh tÕ vµ ®« thÞ ho¸ rÊt cao, hµng lo¹t c¸c thµnh phè lín, thÞ x·, thÞ trÊn míi ®−îc mäc lªn, hµng lo¹t khu d©n c−, khu chÕ xuÊt ®· h×nh thµnh vµ ®i vµo ho¹t ®éng, c¸c vïng kinh tÕ míi ë miÒn nói phÝa B¾c, cao nguyªn vµ ven biÓn ®−îc thiÕt lËp. DiÖn tÝch trång trät trong n«ng nghiÖp t¨ng nhanh, c©y trång ®−îc ®a d¹ng ho¸. Yªu cÇu vÒ cÊp n−íc nãi chung rÊt lín, yªu cÇu khai th¸c sö dông n−íc ngÇm ®Æc biÖt ë nh÷ng khu vùc khan hiÕm n−íc mÆt l¹i cµng lín vµ cÊp thiÕt. Riªng ë Hµ Néi: nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kû tr−íc chØ cã 3 nhµ m¸y n−íc, nh−ng tíi cuèi nh÷ng n¨m 90 ®· cã tíi 15 nhµ m¸y n−íc cì lín, mçi ngµy khai th¸c 385.244 m3 n−íc cÊp cho néi thµnh. Theo kÕ ho¹ch ®Õn n¨m 2010 ph¶i khai th¸c ®−îc 700.000m3 trong mét ngµy ®ªm, −íc tÝnh ®Õn n¨m 2010 cã 1,2 ÷1,5 tû m3 n−íc ngÇm ®−îc khai th¸c trong mét n¨m ®Ó cung cÊp cho c¸c yªu cÇu cña néi thµnh. HiÖn t¹i còng nh− trong t−¬ng lai, viÖc khai th¸c n−íc ngÇm ®Ó ®¸p øng yªu cÇu ph¸t triÓn kinh tÕ x· héi ë ViÖt Nam lµ rÊt lín. Tuy nhiªn ®Ó cã thÓ khai th¸c vµ sö dông n−íc ngÇm mét c¸ch bÒn v÷ng, chóng ta cÇn n¾m v÷ng mét sè ®Æc ®iÓm sau ®©y trong vÊn ®Ò khai th¸c vµ sö dông n−íc ngÇm: −u ®iÓm - N−íc ngÇm ph©n bè kh¾p n¬i, nguån n−íc t−¬ng ®èi æn ®Þnh. - N−íc ngÇm th−êng ®−îc khai th¸c vµ sö dông t¹i chç, ®−êng dÉn n−íc ng¾n tæn thÊt n−íc trong qu¸ tr×nh dÉn n−íc Ýt. - L−u l−îng khai th¸c n−íc ngÇm nhá nªn qui m« x©y dùng c«ng tr×nh kh«ng lín, phï hîp víi nguån vèn ®Þa ph−¬ng vµ cña c¸c hé n«ng d©n cÇn khai th¸c vµ sö dông n−íc ngÇm. 4 - ChÊt l−îng n−íc ngÇm tèt h¬n n−íc mÆt nªn xö lý Ýt phøc t¹p. - ë nh÷ng vïng tròng vµ lÇy thôt, khai th¸c n−íc ngÇm dÔ dµng, Ýt tèn kÐm ngoµi ra cßn cã thÓ h¹ thÊp mùc n−íc ngÇm ®Ó c¶i t¹o ®Êt. Nh−îc ®iÓm: - L−u l−îng nhá, kh¶ n¨ng cÊp n−íc nhá nªn c«ng tr×nh n»m ph©n t¸n. - N−íc ngÇm cã ®é kho¸ng ho¸ cao, nhiÖt ®é n−íc ngÇm th−êng kh«ng phï hîp víi yªu cÇu dïng n−íc nªn ph¶i xö lý n−íc tr−íc khi sö dông - §ßi hái n¨ng l−îng ®Ó b¬m hót ®Ó khai th¸c n−íc ngÇm. - NÕu n−íc ngÇm n»m qu¸ s©u c«ng tr×nh khai th¸c sÏ phøc t¹p dÉn ®Õn gi¸ thµnh khai th¸c n−íc sÏ cao. - ViÖc khai th¸c n−íc ngÇm kh«ng hîp lý sÏ dÉn ®Õn « nhiÔm m«i tr−êng, lµm mÊt c©n b»ng sinh th¸i tù nhiªn. ë c¸c vïng duyªn h¶i nÕu khai th¸c n−íc ngÇm qu¸ møc, mùc n−íc ngÇm h¹ thÊp, n−íc mÆn tõ biÓn sÏ x©m nhËp lµm « nhiÔm nguån n−íc ngÇm. Tãm l¹i: Vai trß cña n−íc ngÇm ngµy cµng quan träng trong ph¸t triÓn Kinh tÕ - X· héi cña mçi quèc gia, v× thÕ cÇn cã kÕ ho¹ch khai th¸c, sö dông n−íc ngÇm mét c¸ch hîp lý ®Ó cã thÓ ph¸t triÓn nguån n−íc nãi chung vµ ph¸t triÓn nguån n−íc ngÇm nãi riªng mét c¸ch bÒn v÷ng. 1.2. Sù h×nh thµnh n−íc ngÇm Cã nhiÒu gi¶ thuyÕt vÒ sù h×nh thµnh n−íc ngÇm tõ xa x−a. Gi¶ thuyÕt ®Çu tiªn cho lµ: N−íc m−a thÈm lËu xuèng c¸c tÇng ®Êt ®¸ t¹o thµnh nh÷ng khu vùc chøa n−íc trong lßng ®Êt, Gi¶ thiÕt nµy ®−îc ®−a ra vµo thÕ kû I tr−íc c«ng nguyªn. Sau ®ã gi¶ thuyÕt ban ®Çu d−êng nh− bÞ l·ng quªn cho ®Õn tËn thÕ kû thø XVII gi¶ thuyÕt nµy l¹i ®−îc nh¾c tíi nh− mét gi¶ thuyÕt hîp lý nhÊt håi bÊy giê. M·i ®Õn 1877 nhµ ®Þa chÊt häc ng−êi §øc tªn lµ O.Ph«n - Gher¬ b¸c bá luËn ®Ò trªn vµ ®−a ra gi¶ thuyÕt míi lµ do sù “ng−ng tô” n−íc trong ®Êt. «ng kh¼ng r»ng sù h×nh thµnh n−íc ngÇm trong ®Êt c¬ b¶n kh«ng chØ lµ do thÈm lËu n−íc m−a mµ cßn do qu¸ tr×nh xuyªn s©u kh«ng khÝ vµ h¬i n−íc vµo kÏ rçng líp vá tr¸i ®Êt vµ h¬i n−íc bÞ ng−ng tô khi hÊp thu l¹nh t¹o thµnh nh÷ng vïng chøa n−íc ngÇm trong lßng ®Êt. Sù bµn c·i vÒ gi¶ thuyÕt nµy diÔn ra rÊt s«i næi, nhiÒu ý kiÕn ph¶n ®èi luËn ®iÓm trªn vµ kh«ng c«ng nhËn v× nã ch−a lý gi¶i ®−îc chän vÑn vµ toµn diÖn c¸c vÊn ®Ò, ®−¬ng nhiªn luËn ®iÓm ban ®Çu l¹i ®−îc b¶o vÖ, mÆc dÇu b¶n th©n nã ch−a gi¶i thÝch râ nguån gèc ph¸t sinh n−íc ngÇm. M·i sau nµy, vµo ®Çu thÕ kû XX nhµ b¸c häc ng−êi Nga A.Φ.Rebegeb trªn c¬ së nghiªn cøu thÝ nghiÖm ®· chøng minh vµ gi¶i thÝch qu¸ tr×nh h×nh thµnh n−íc ngÇm kh¸c víi Ph«n - Gher¬ ë chç tÝnh xuyªn s©u cña kh«ng khÝ ®−îc «ng gi¶i thÝch lµ do qu¸ tr×nh chªnh lÖch ®é ®µn håi h¬i n−íc tån t¹i trong c¸c tÇng ®Êt t¹o ra. H¬i n−íc chuyÓn vÞ tõ vïng cã ®é ®µn håi cao (ë nhiÖt ®é cao) xuèng vïng cã ®é ®µn håi thÊp (ë nhiÖt ®é thÊp). ¤ng nhÊn m¹nh chØ do hiÖn t−îng ng−ng tô h¬i n−íc ch−a ®ñ gi¶i thÝch mäi hiÖn t−îng trong qu¸ tr×nh h×nh thµnh n−íc ngÇm mµ ph¶i kÕt hîp chÆt chÏ víi luËn ®iÓm ban ®Çu. V× vËy, n−íc ngÇm cã nguån gèc cung cÊp mét phÇn lµ do n−íc m−a ngÊm xuèng ®Êt, mÆt kh¸c do ng−ng tô h¬i n−íc tõ tÇng s©u trong lßng ®Êt hoµ quyÖn víi nhau mµ h×nh thµnh n−íc ngÇm. Nãi kh¸c ®i nguån cung cÊp cho n−íc ngÇm chñ yÕu do n−íc m−a vµ h¬i n−íc mµ ®éng th¸i cña chóng th«ng qua sù tuÇn hoµn n−íc trong tù nhiªn: N−íc trªn mÆt ®Êt, mÆt 5 biÓn, s«ng ngßi, hå ao, kªnh m−¬ng bèc h¬i n−íc lªn bÇu khÝ quyÓn. ë ®©y chóng tô l¹i thµnh nh÷ng líp m©y dµy ®Æc vµ ng−ng tô l¹i r¬i xuèng mÆt ®Êt d−íi d¹ng m−a. Mét bé phËn n−íc m−a ch¶y ra s«ng biÓn, bé phËn kh¸c bèc h¬i lªn bÇu khÝ quyÓn, mét bé phËn thÈm lËu s©u vµo ®Êt ®¸ d−íi d¹ng dßng thÊm vµ h¬i n−íc xuyªn s©u bæ sung cho n−íc ngÇm. L−îng n−íc trong khÝ quyÓn kho¶ng 13.000 km3 Bèc h¬i vμo c¸c lôc ®Þa 40.000 Km3/n¨m M−a r¬i xuèng c¸c lôc ®Þa 110.000 Km3/n¨m M−a r¬i xuèng c¸c ®¹i d−¬ng 410.000 Km3/n¨m Bèc h¬i tõ c¸c lôc ®Þa 70.000 Km3/n¨m Bèc h¬i tõ c¸c ®¹i d−¬ng 450.000 Km3/n¨m N−íc thÊm 12.000 Km3/n¨m C¸c ®¹i d−¬ng chiÕm 70% diÖn tÝch tr¸i ®Êt, chøa 1.350.000.000 km3 n−íc Ph©n bè n−íc cña c¸c lôc ®Þa C¸c s«ng: 40.000 km3 Hå n−íc ngät: 90.000 km3 Tæng céng n−íc mÆt: 235.000 km3 §é Èm cña ®Êt: 65.000 km3 N−íc ngÇm ë ®é s©u d−íi 800m: 4.000.000 km3 N−íc ngÇm ë ®é s©u trªn 800m: 4.300.000 km3 Tæng céng: 8.600.000 km3 B¨ng ë c¸c cùc: 29.000.000 km3 Tæng céng n−íc trªn tr¸i ®Êt kho¶ng 1.390.000.000 km3 Trong ®ã: 97,2% trªn c¸c §¹i d−¬ng 2,2% trªn c¸c cùc 0,8% trªn c¸c lôc ®Þa H×nh 1.1- HÖ tuÇn hoµn cña n−íc trong tù nhiªn 6 Nh− vËy, ngoµi n−íc m−a ra nh©n tè h×nh thµnh n−íc ngÇm ph¶i kÓ ®Õn h¬i n−íc chuyÓn vÞ vÒ phÝa cã sù ®µn håi thÊp cã nghÜa lµ n¬i cã nhiÖt ®é thÊp. Nh− chóng ta ®· biÕt mïa hÌ d−íi mÆt ®Êt l¹nh h¬n trªn mÆt ®Êt vµ kh«ng khÝ ®em theo h¬i n−íc b·o hoµ thÊm s©u vµo líp vá tr¸i ®Êt. T¹i ®©y h¬i n−íc cã trong kh«ng khÝ d−íi ®Êt bÞ ng−ng tô thµnh n−íc råi cung cÊp vµo tÇng tr÷ n−íc. Bëi vËy, ta cã thÓ ®i tíi kÕt luËn: Sù h×nh thµnh n−íc ngÇm chñ yÕu lµ do n−íc m−a ngÊm xuèng ®Êt vµ h¬i n−íc trong kh«ng khÝ thÊm vµo trong ®Êt vµ ®−îc ng−ng tô trong lßng ®Êt. Vïng h×nh thµnh n−íc ngÇm cã thÓ lµ vïng di chuyÓn chËm cña n−íc trong c¸c kÏ rçng cña ®Êt, trong c¸c vÕt r¹n nøt cña nham th¹ch hoÆc trong c¸c hang, ®éng ®−îc t¹o ra trong c¸c tÇng nham th¹ch r¾n ch¾c, t¹o thµnh dßng ch¶y ngÇm trong lßng ®Êt. 1.3. ChÕ ®é n−íc ngÇm vµ ph©n bè n−íc ngÇm theo chiÒu s©u 1.3.1. ChÕ ®é n−íc ngÇm N−íc ngÇm lµ mét thµnh phÇn trong chu tr×nh tuÇn hoµn cña n−íc trong tù nhiªn: N−íc trong khÝ quyÓn tån t¹i d−íi d¹ng h¬i n−íc hay giät m−a m−a r¬i xuèng ®Êt mét phÇn t¹o thµnh dßng ch¶y mÆt mét phÇn bèc h¬i trë l¹i bÇu khÝ quyÓn cßn l¹i sÏ thÊm vµo trong lßng ®Êt ®Ó bæ sung cho n−íc ngÇm. Bªn c¹nh ®ã h¬i n−íc tõ trong khÝ quyÓn còng ®−îc thÊm s©u vµo lßng ®Êt do hiÖn t−îng chªnh lÖch vÒ nhiÖt ®é vµ ¸p lùc ®µn håi cïng víi l−îng n−íc tõ s«ng, biÓn, hå, ao ngÊm xuèng cung cÊp cho nguån n−íc ngÇm. Trong mïa kh« h¹n Ýt m−a, n−íc ngÇm mét phÇn cung cÊp cho tÇng ®Êt vµ sÏ ®−îc bèc h¬i qua mÆt ®Êt lªn tÇng khÝ quyÓn, mét phÇn l¹i cung cÊp n−íc cho ao, hå, s«ng, biÓn vµ còng ®−îc bèc h¬i lªn bÇu khÝ quyÓn th«ng qua hiÖn t−îng bèc h¬i mÆt n−íc. Sù tuÇn hoµn cña n−íc trong tù nhiªn lµ mét chu tr×nh khÐp kÝn. Ph©n lo¹i c¸c tÇng ®Þa chÊt thuû v¨n Dùa vµo tÝnh chøa n−íc vµ tÝnh tho¸t n−íc cña c¸c tÇng ®Þa chÊt cã thÓ chia thµnh 4 lo¹i tÇng ®Þa chÊt thuû v¨n: 1. TÇng ngËm n−íc vµ vËn chuyÓn n−íc TÇng ngËm n−íc vµ vËn chuyÓn n−íc lµ mét hÖ ®Êt ®¸ cã kh¶ n¨ng tr÷ n−íc tèt cho phÐp n−íc vËn chuyÓn ®−îc trong hÖ ®Êt ®¸ ®ã , nh− c¸c tÇng c¸t, c¸t sái 2. TÇng ngËm n−íc Ýt vµ vËn chuyÓn n−íc kÐm TÇng ngËm n−íc Ýt vµ vËn chuyÓn n−íc kÐm lµ mét hÖ ®Êt ®¸ cã kh¶ n¨ng chøa n−íc nh−ng vËn chuyÓn n−íc kÐm nh− ®Êt sÐt pha c¸t, ®Êt sÐt pha cuéi sái. 3. TÇng ngËm n−íc nh−ng kh«ng vËn chuyÓn n−íc TÇng ngËm n−íc nh−ng kh«ng vËn chuyÓn n−íc lµ mét hÖ ®Êt ®¸ cã lç rçng lín, c¸c lç rçng kh«ng th«ng nhau vµ kh«ng cho n−íc vËn chuyÓn qua nh− c¸c tói n−íc trong c¸c hang ®¸, c¸c khe nøt cña nham th¹ch cã chøa n−íc hoÆc c¸c bé phËn tr÷ n−íc ®−îc bao bäc bëi tÇng ®¸t sÐt. 7 4. TÇng kh«ng ngËm n−íc vµ kh«ng vËn chuyÓn n−íc Lµ c¸c tÇng ®Þa chÊt r¾n ch¾c kh«ng chøa n−íc nh− c¸c tÇng ®¸ gèc liÒn khèi NÕu dùa theo sù s¾p xÕp t−¬ng ®èi gi÷a c¸c tÇng ®Þa chÊt kh«ng thÊm vµ c¸c tÇng tr÷ n−íc ®ång thêi dùa vµo cao ®é cña ®−êng ¸p lùc n−íc ngÇm so víi tÇng kh«ng thÊm n−íc cã thÓ chia tÇng tr÷ n−íc lµm 2 lo¹i: TÇng tr÷ n−íc cã ¸p TÇng tr÷ n−íc kh«ng ¸p §−êng thñy ¸p Vïng cung cÊp n−íc ngÇm MÆt ®Êt tù nhiªn Dß ng ch¶ y Mùc n−íc ngÇm kh«ng ¸p cã ¸p TÇng kh«ng thÊm n−íc GiÕng phun (Artesian) H×nh 1.2 - C¸c tÇng ®Þa chÊt thuû v¨n - TÇng tr÷ n−íc cã ¸p biÕn thµnh tÇng tr÷ n−íc kh«ng ¸p khi ®−êng ¸p lùc h¹ thÊp h¬n tÇng kh«ng thÊm phÝa trªn cña tÇng tr÷ n−íc. - N−íc ngÇm treo (tói n−íc ngÇm) lµ lo¹i n−íc ngÇm tån t¹i ë d¹ng c¸c tói n−íc n»m trong c¸c tÇng ®Þa chÊt ®−îc bao bäc bëi c¸c tÇng ®Þa chÊt kh«ng thÊm n−íc. BÒ mÆt ®Êt TÇng kh«ng thÊm Tói n−íc ngÇm H×nh 1.3 - N−íc ngÇm treo 8 Trªn quan ®iÓm n−íc d−íi ®Êt ng−êi ta cßn ph©n c¸c tÇng ®Þa chÊt thuû v¨n theo l−îng n−íc chøa trong ®Êt: 1. TÇng rÔ c©y 2 TÇng trung gian (tÇng ®Öm) 3 TÇng mao dÉn TÇng canh t¸c TÇng ho¹t ®éng cña bé rÔ c©y TÇng mao dÉn 1 Mùc n−íc ngÇm 4 TÇng b·o hßa 5 TÇng kh«ng thÊm TÇng b·o hßa TÇng tho¸ng khÝ ch−a b·o hßa BÒ mÆt ®Êt H×nh 1.4 - C¸c tÇng chøa n−íc trong ®Êt TÇng rÔ c©y lµ tÇng ho¹t ®éng tËp trung cña bé rÔ hót n−íc cung cÊp cho c©y trång. Nguån n−íc cung cÊp chñ yÕu do m−a ngÊm xuèng vµ lîi dông ®−îc mét phÇn n−íc ngÇm cung cÊp do n−íc ngÇm n»m cao n−íc ngÇm do mao qu¶n leo lªn. Tuy nhiªn ë tÇng nµy do tiÕp xóc víi mÆt ®Êt l−îng bèc tho¸t n−íc t−¬ng ®èi lín. Trong ®ã l−îng bèc h¬i phô thuéc chñ yÕu vµo c¸c nh©n tè khÝ hËu vµ vÞ trÝ mùc n−íc ngÇm. 2. TÇng trung gian TÇng trung gian lµ tÇng nèi tiÕp gi÷a tÇng rÔ c©y vµ tÇng n−íc mao qu¶n. Khi n−íc ngÇm n»m n«ng th× tÇng nµy cã kh¶ n¨ng cÊp n−íc cho tÇng rÔ c©y vµ cã l−îng bèc tho¸t h¬i ®¸ng kÓ. NÕu n−íc ngÇm n»m s©u th× tÇng nµy cã kh¶ n¨ng cÊp n−íc kh«ng ®¸ng kÓ. V× vËy l−îng bèc tho¸t n−íc gÇn nh− b»ng 0, l−îng n−íc tån t¹i trong tÇng nµy rÊt nhá d−íi d¹ng h¬i n−íc ng−ng tô 3. TÇng mao dÉn TÇng mao dÉn lµ tÇng chuyÓn ho¸ n−íc ngÇm thµnh n−íc mao qu¶n treo vµ mao qu¶n leo cÊp n−íc cho tÇng trung gian vµ tÇng rÔ c©y. §©y lµ tÇng cã ý nghÜa quan träng vÒ sù c©n b»ng sinh th¸i gi÷a ®Êt, n−íc vµ c©y trång. Tuú theo tÝnh chÊt cña ®Êt, ®−êng kÝnh h¹t vµ ph©n bè cÊp h¹t cña tÇng ®Êt mµ chiÒu cao d©ng n−íc cña mao qu¶n kh¸c nhau vµ cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc: 9 hc = 2τ cos λ rγ Trong ®ã: hc: §é leo cao cña mao qu¶n tû lÖ víi søc c¨ng mÆt ngoµi cña chÊt láng vµ tØ lÖ nghÞch víi b¸n kÝnh kÏ rçng gi÷a c¸c h¹t ®Êt trong èng mao dÉn vµ dung träng chÊt láng τ: Søc c¨ng mÆt ngoµi cña chÊt láng r: B¸n kÝnh kÏ rçng λ: Gãc nghiªng bÒ mÆt chÊt láng vµ thµnh èng mao dÉn (gãc nghiªng gi÷a tiÕp tuyÕn vµ mÆt cong trong èng mao dÉn) γ: Dung träng cña chÊt láng hc 2γ H×nh 1.5 - HiÖn t−îng mao dÉn Theo Lohmen vµ A.Φ.Rebegeb ®é leo mao qu¶n trong c¸c mÉu ®Êt ®¸ nh− sau: B¶ng 1.2 - §é d©ng cao n−íc mao qu¶n cña mét sè lo¹i ®Êt ®¸ Lo¹i ®Êt ®¸ KÝch th−íc h¹t d (mm) §é leo hc (cm) hc giíi h¹n (cm) (1) (2) (3) (4) 5,00 ÷ 2,00 2,00 ÷ 1,00 1,00 ÷ 0,50 0,50 ÷ 0,20 0,20 ÷ 0,10 0,10 ÷ 0,05 2,5 6,5 13,5 24,6 42,8 105,5 5 ÷ 10 10 ÷ 15 15 ÷ 26 25 ÷ 35 35 ÷ 100 400 ÷ 500 150 ÷ 400 60 ÷ 70 Cuéi sái h¹t mÞn C¸t rÊt th« C¸t th« C¸t trung b×nh C¸t mÞn H¹t sÐt ThÞt pha sÐt Than bïn 4. TÇng b·o hoµ n−íc TÇng b·o hoµ lµ tÇng ®Êt, ®¸ cã n−íc chøa ®Çy trong c¸c khe kÏ rçng cña ®Êt ®¸. ChiÒu s©u cña tÇng b·o hoµ n−íc phô thuéc vµo l−îng n−íc chøa trong tÇng tr÷ n−íc, ngoµi ra cßn phô thuéc vµo nguån n−íc cung cÊp cho nøc ngÇm nh− mùc n−íc s«ng, hå, dßng ch¶y ngÇm, nãi c¸ch kh¸c phô thuéc c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c nguån n−íc kh¸c cung cÊp cho n−íc ngÇm. Vïng ®Êt b·o hoµ n−íc th−êng chÞu t¸c dông cña ¸p lùc cét n−íc chøa trong ®Êt. 5. TÇng kh«ng thÊm n−íc TÇng kh«ng thÊm n−íc lµ tÇng ®Þa tÇng kh«ng cho n−íc ngÇm di chuyÓn qua. Tuú vµo vÞ trÝ t−¬ng ®èi cña tÇng kh«ng thÊm víi ®−êng ¸p lùc vµ sè l−îng, ®é dµy cña tÇng kh«ng thÊm mµ tr¹ng th¸i n−íc ngÇm cã thÓ lµ kh«ng ¸p hoÆc cã ¸p. Th«ng th−êng, tÇng kh«ng thÊm ®¬n líp n»m phÝa d−íi tÇng tr÷ n−íc sÏ xuÊt hiÖn n−íc ngÇm kh«ng ¸p. TÇng kh«ng thÊm ®a líp sÏ xuÊt hiÖn n−íc ngÇm cã ¸p. 10