Nhảy đến nội dung

Tầng chứa nước áp lực - ý nghĩa thực tiễn của nó trong cung cấp nước và bảo vệ nước dưới đất

Nghe bài viết Play Pause
Cũng chính có những ưu điểm này nên từ trước tới nay, khi nghiên cứu các tầng chứa nước áp lực người ta thường quan tâm nhiều tới các thông số, chỉ số phản ánh trực tiếp tới trữ lượng của tầng chứa như: Lưu lượng khai thác, tỷ lưu lượng, hệ số thấm... mà ít quan tâm đến các tác dụng khác của các tầng chứa nước áp lực. Tuy nhiên trong thực tế các tầng chứa nước áp lực không chỉ có ý nghĩa trong cung cấp nước, mà còn có tác dụng như tấm lá chắn ngăn chặn các chất gây bẩn xâm nhập gây ô nhiễm các tầng chứa nước dưới đất. Để làm sáng tỏ vấn đề này, tác giả xin có một số trao đổi cùng bạn đọc như sau:



- Đặc điểm của tầng chứa nước áp lực:



 Tầng chứa nước áp lực là tầng đất, đá chứa nước mà tại đó áp suất thuỷ tĩnh của tầng chứa luôn luôn lớn hơn áp suất khí quyển.



Điều kiện để tồn tại các tầng chứa nước áp lực là phía trên của các tầng chứa nước này phải được phủ bởi các lớp đất đá không thấm nước hoặc thấm nước yếu phân bố liên tục và chiều dày đủ lớn. Các lớp không thấm nước hoặc thấm nước yếu trên thường là đất sét, á sét hoặc các lớp đá không có các khe nứt .... chúng đều có nguồn gốc tự nhiên, được hình thành, phát sinh, phát triển cùng với các quá trình địa chất.



Một trong những đặc điểm cơ bản của tầng chứa nước áp lực là tại tầng này luôn tồn tại một áp lực dư, ở điều kiện tự nhiên áp lực này có phương thẳng đứng và có chiều ngược với chiều tác dụng của trọng lực. Chính vì đặc điểm này nên khi ta khoan vào tầng chứa nước áp lực thì mực nước dưới đất dâng lên trong lỗ khoan cao hơn đỉnh của tầng chứa nước (tức là chiều sâu vị trí bắt gặp nước dưới đất khi khoan luôn ở sâu hơn mực nước ổn định trong lỗ khoan khi đã hoàn thành).



Nguyên nhân tạo ra áp lực dư này chính là do có sự chênh lệch áp suất giữa tầng chứa nước và áp suất khí quyển, còn  áp suất của tầng chứa nước được hình thành là do áp lực đàn hồi của đất đá hoặc do có sự chênh lệch về độ cao giữa tầng chứa nước và miền cung cấp nước cho bản thân các tầng chứa nước và chúng tuân theo nguyên lý áp lực của bình thông nhau.



Trong thực tế giá trị tuyệt đối áp lực dư của các tầng chứa biến động rất lớn, trị số này có thể biến thiên từ một vài đến hàng chục Atmotphe (at). Trị số áp lực dư phụ thuộc vào cấu trúc địa chất, thành phần thạch học, chiều dày, chiều rộng, chiều sâu, thế nằm... của bản thân các tầng chứa nước cũng như các tầng cách nước (1 at = 10 m cột nước hay bằng 1 T/m2).



Đối với một tầng chứa nước áp lực bất kỳ, ta có thể tính được giá trị áp lực dư tuyệt đối khi có tài liệu quan trắc mực nước, tức là có kết quả đo mực nước xuất hiện và mực nước ổn định tại chính lỗ khoan hay công trình thu nước tại tầng chứa nước đó. Khi có các kết quả đo, giá trị áp lực dư tuyệt đối của tầng nước có áp được tính theo công thức:



R = Y . H  . Trong đó:



R: áp lực dư (at hoặc T/m2)



Y: Khối lượng thể tích của nước (T/m3). Khi tính toán lấy Y = 1 T/m3



H: Hiệu số khoảng cách giữa  chiều sâu mực nước xuất hiện và mực nước ổn định trong lỗ khoan (m).



- ý nghĩa thực tiễn của tầng chứa nước áp lực trong cung cấp nước và bảo vệ nước dưới đất:



Đối với Địa chất thuỷ văn cung cấp nước và bảo vệ nước dưới đất, việc nghiên cứu tầng chứa nước áp lực  có ý nghĩa cả về mặt kinh tế và trong bảo vệ  tài nguyên nước dưới đất. ý nghĩa đó được thể hiện ở các khía cạnh sau:



Trong tầng chứa nước áp lực luôn tồn tại một áp lực dư, áp lực dư này làm cho mực nước dưới đất dâng cao gần mặt đất cho phép chúng ta lấy mẫu nước, tiến hành các thí nghiệm và quan trắc động thái nước dưới đất một cách dễ dàng, thuận lợi hơn. Đối với các tầng chứa nước áp lực ở dưới sâu (có thể cách mặt đất vài trăm mét) nhờ áp lực dư nước dưới đất được dâng cao, cho phép giảm chiều dài, đường kính ống hút hoặc ống nâng nước (đối với bơm chìm), cho phép giảm công suất sử dụng điện của máy bơm khai thác, góp phần giảm giá thành công trình.



Cũng chính nhờ có áp lực dư tại tầng chứa nước áp lực mà áp lực đẩy nổi của nước dưới đất luôn đủ lớn, không cho nước mặt thấm xuống, làm cho các chất gây ô nhiễm tan trong nước mặt không có cơ hội thâm nhập vào bản thân tầng chứa nước có áp đó cũng như các tầng đất đá chứa nước ở phía dưới.



- Phương hướng nghiên cứu tầng chứa nước áp lực trong thời gian tới:



Theo các tài liệu địa chất khu vực, hiện tại trên địa bàn tỉnh Phú Thọ có nhiều tầng chứa nước áp lực, các tầng chứa nước này phân bố ở nhiều độ sâu khác nhau, cả ở đồng bằng, trung du và miền núi. Qua nghiên cứu sơ bộ cho thấy đây là các tầng chứa nước có chất lượng tốt vừa có ý nghĩa trong lĩnh vực cung cấp nước vừa là tấm lá chắn để bảo vệ nước dưới đất.



Tuy nhiên, do việc chưa có quy hoạch để khai thác và bảo vệ, mặt khác do nhận thức chưa đầy đủ của nhân dân, cùng với việc quản lý không chặt chẽ của chính quyền địa phương đã để cho các tổ chức, cá nhân khoan khai thác nước dưới đất với mật độ dày, với chiều sâu lớn và không có các biện pháp kỹ thuật để bảo vệ (nhất là khu vực nông thôn). Hệ quả của những việc làm trên đã phá vỡ trạng thái tự nhiên của các tầng chứa nước tại các khu vực này, làm cho hiệu số giữa áp suất thuỷ quyển ngầm (áp suất trong lòng đất) và áp suất khí quyển giảm. Khi trị số áp lực tại các tầng chứa nước dưới đất cân bằng với áp suất ngoài khí quyển, dẫn đến áp lực đẩy nổi của nước tại tầng chứa bị suy giảm, các chất bẩn dễ dàng xâm nhập vào các tầng đất đá chứa nước, gây ô nhiễm các tầng chứa nước này.



Để khai thác các ưu điểm của các tầng chứa nước áp lực phục vụ cho các mục đích khác nhau cũng như trong việc bảo vệ trạng thái tự nhiên của các tầng chứa nước áp lực hiện có tại tỉnh Phú Thọ, chúng tôi đề nghị được đầu tư quy hoạch và nghiên cứu trong thời gian tới. 

Tác giả bài viết:  Trần Công Bút - PGĐ Sở TN và MT