Đề án Khai thác nước dưới đất xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng công suất 120m3/ngày

át pha 12,35, sét pha 26,6% và sét 3,4% tổng khối lượng tính theo chiều dày. Nước trong tầng Holocen thuộc loại không áp, chiều sâu mực nước tĩnh trung bình 6 - 8m. Số liệu bơm nước thí nghiệm tại lỗ khoan G4a của Dự án Khu đô thị Bắc Thăng Long Vân Trì trong lớp cát, sạn ở độ sâu 10 - 20m cho lưu lượng 4,4l/s tương ứng mực nước hạ thấp 2,32m. Tỷ lưu lượng 1,913l/ms. Hệ số dẫn nước 376m2/ngày. Đất đá tương đối giàu nước. Các số liệu phân tích thành phần hóa học nước, chủ yếu phân tích đơn giản, cho độ pH 7,3 - 8,5. Hàm lượng Na+ + K+ từ 2,7 - 3,45 đến 73,83mg/l, hàm lượng Ca+ 23,65 - 116,23mg/l, Mg++ 5,83 - 31,62mg/l. Hàm lượng HCO3- 140,35mg/l - 506,47mg/l, Cl- 5,3 - 19,5 mg/l, SO4-2 6,16 - 26,8mg/l. Độ khoáng hóa thường là 0,33 - 0,486g/l. Kiểu nước chủ yếu là bicacbonat canxi - magiê (chiếm 75% số lượng mẫu phân tích), số ít còn lại là bicacbonat canxi - natri hay bicacbonat natri - canxi. Nước trong, không mùi. Màu theo thang coban 5 - 10o. Tổng độ cứng 1,66 - 8,2mge/l. Hàm lượng SiO2 từ 24 - 26 đến 49mg/l. Tổng lượng sắt vào khoảng 2,5 - 6,4mg/l. Trong nước không chứa các vi nguyên tố độc hại. Hàm lượng (tính bằng mg/l) Mn 0,0042, Al 0,7 - 0,96, As 0,0019, Hg 0,00028, Fenol 0,00032, florua 0,056 và xyanua 0,0029. Môi trường nước chưa bị ô nhiễm. Hàm lượng ôxy hòa tan 5,9, BDO5 1,3 và COD 3,2mg/l. Hàm lượng NH4+ 0,35, NO2- 0,018, NO3- 0,38 và PO4-3 0,85mg/l. Chất lượng nước tốt, đạt tiêu chuẩn vệ sinh. Nhân dân địa phương ở xóm Bãi và thôn Sáp Mai và ven sông (ngoài đê) hiện đang khai thác hàng chục giếng sâu 22 - 25m lấy nước sinh hoạt và tưới cây trồng. Động thái biến đổi theo mùa và dao động đồng pha với mực nước sông Hồng, chứng tỏ nước ngầm có quan hệ thủy lực chặt chẽ với nước sông. Vào mùa khô, nước thoát ra sông theo phương dòng chảy bắc - nam với gradien thủy lực vào khoảng 0,0005 - 0,00075. Nhưng vào mùa mưa lũ, hầu như toàn bộ tầng nước bị chìm ngập. Nước sông bổ cập cho nước ngầm, thậm chí không thể xác định được ranh giới bề mặt giữa nước ngầm và nước sông. Tầng này chỉ có ý nghĩa cung cấp nước quy mô nhỏ cho sinh hoạt nông thôn. Không có triển vọng khai thác nước tập trung với quy mô lớn. 1.2 Tầng chứa nước lỗ hổng, áp lực yếu trầm tích Pleixtocen trên (qp2) Tầng có diện phân bố rộng trong vùng. Theo tài liệu địa tầng và tài liệu hút nước thí nghiệm của các lỗ khoan lân cận nêu trong bảng 1: Bảng 1.1 Sơ lược địa tầng của một số lỗ khoan thu thập. STT LK Ch/sâu, m c/dày, m STT LK Ch/sâu, m c/dày, m Mái đáy Mái đáy 1 G1 19,93 70 27,5 9 G10a 34,8 55 20,2 2 G2 18,96 70 24,6 10 G12 29,5 - - 3 G4 37,8 - - 11 G16 31,8 68 36,2 4 G4a 38 - - 12 QT1a 31,8 70 38,2 5 G6 37,7 51,5 13,8 13 QT2a 38,4 - - 6 G8 34,2 52,5 18,3 14 QT3a 33,4 54 20,6 7 G9 23,8 58,8 35 15 QT4a 33,7 49 15,3 8 G10 30,4 54,4 24 16 QT5a 32 52,5 20,5 Thành phần thạch học chủ yếu là cát, cát pha một số nơi có lẫn sạn sỏi tướng lòng sông. Chiều sâu thế nằm nóc lớp thay đổi từ 12,3 đến 36,5m. Chiều sâu thế nằm đáy tầng từ 30,5 đến 45m. Tầng có chiều dày thay đổi từ 2 đến 18,4m trung bình 11,35m. Chiều sâu thế nằm mực nước trong trạng thái tự nhiên thay đổi từ 1,6 đến 2,52m, do ảnh hưởng khai thác nước dưới đất tầng qp1 bên dưới nên đã dẫn đến hạ thấp mực nước trong tầng qp2 làm cho chiều sâu mực nước của tầng ngày càng sâu thêm. Động thái mực nước của tầng chứa nước thay đổi theo mùa. Mùa mưa mực nước dâng cao, mùa khô mực nước hạ thấp. Tầng thuộc loại tương đối giàu nước, các lỗ khoan có tỉ lưu lượng thay đổi từ 0,54 l/sm đến 1,17 l/sm, đất đá có tính thấm trung bình, độ dẫn nước toàn vùng thay đổi từ 112 đến 370 m2/ng. Hệ số thấm thay đổi từ 4,6 đến 35,2 m/ng. Hình 1.2 Trích một phần mặt cắt địa chất thủy văn vùng Hà Nội tuyến Hải Bối – Gia Lâm Nước lưu thông trong tầng chứa nước Holocen là nước nhạt, mềm đến cứng vừa kiểu bicarbonat canxi - magie. M0,396 Tầng có quan hệ thuỷ lực khá chặt chẽ với các tầng chứa nước kề liền. Nguồn cung cấp chủ yếu là nước mưa, nước mặt, nước tầng trên và nguồn thoát ra sông hồ, ngấm xuống tầng dưới. 1.3 Tầng chứa nước lỗ hổng, áp lực trầm tích Pleixtocen dưới - giữa (qp1) Tầng phân bố trên toàn diện tích nghiên cứu, là tầng chứa nước sản phẩm có ý nghĩa cung cấp nước cho dân cư đô thị. Qua thu thập tài liệu đã có trong vùng, kết hợp với tài liệu khoan G1, G2 cho thấy tầng có đặc tính phân bố như sau: Bảng 1.2 Một số thông số ĐCTV của lỗ khoan thu thập STT LK Ch/sâu, m f, mm Ống lọc, m t bơm, h Ht, m S, m Lưu lượng Q q, l/sm l/s m3/h 1 G1 55 219 40,2-52 192 4,9 1,6 14,336 7 2 G2 60 273 32-60 241 5,18 2,45 18,52 7 3 G6 62 219 38-52 120 7,16 4,14 12,52 45 4 G8 62 219 34-52 240 6,7 3,12 14,52 52 5 G9 65 219 35-55 120 4,11 4,11 12,67 45,6 6 QT5a 55 110 40-50 145 6,62 1,57 8,36 30 Tầng có chiều dày thay đổi từ 15 đến 35m. Thành phần đất đá gồm cát, cuội, sỏi tướng lòng sông. Chiều sâu thế nằm nóc lớp thay đổi từ 28 đến 50,5m. Chiều sâu thế nằm đáy lớp thường sâu trên 60,5 đến 70m. Đồ thị quan trắc động thái mực nước của các cặp lỗ khoan P59a,b; P12a,b cho thấy giữa tầng chứa nước qp và tầng chứa nước qh có mối quan hệ khá chặt thể hiện ở tính đồng pha của đồ thị mực nước. Động thái mực nước của tầng thay đổi theo mùa, giao động mực nước trong năm từ 1 đến 1,2m. Tài liệu quan trắc động thái mực nước nhiều năm cho thấy mực nước của tầng sâu dần theo thời gian và phụ thuộc nhiều vào động thái khai thác của các nhà máy nước trong vùng. Nước dưới đất vận động theo hướng từ bắc và đông bắc tới khu vực Hạ Đình. Nhận định trên được thể hiện rõ trên bản đồ thuỷ đẳng áp tháng 8 năm 2002 và trên lát cắt địa chất thuỷ văn. Tỷ lưu lượng thay đổi từ 5,6 đến 11,2l/sm. Tầng thuộc loại giầu nước. Độ dẫn nước thay đổi từ 800 đến 1.300 m2/ng. Hệ số truyền áp a = 3 x 104 m2/ng. Nước có thành phần chủ yếu là bicarbonat clorur- calci magne. Nước nhạt, mềm. Công thức Kurlov có dạng: M0,349 Nguồn cung cấp chủ yếu cho lớp là nước mưa, nước tưới, nước sông, hồ và nước các tầng trên ngấm xuống, thoát chủ yếu bằng thấm xuyên và khai thác nước phục vụ dân sinh, một phần thoát ra sông và bay hơi. 1.4 Lớp thấm nước yếu Pleixtocen - Holocen Diện phân bố của lớp không liên tục theo diện. Về mặt khối lượng, chúng bao gồm các thành tạo sét, sét pha, sét bột của hệ tầng Vĩnh Phúc (amQ12 vp) có màu loang lổ đặc trưng và phần dưới của trầm tích hệ tầng Hải Hưng (abQ11-2hh) có màu xám, xám đen. Trong khu vực thăm dò, lớp có chiều dày trung bình 17,75m. Tài liệu đổ nước nhanh trong lỗ khoan thuộc báo cáo lập bản đồ ĐCTV - ĐCCT tỉ lệ 1/50.000 vùng Hà Nội cho thấy lớp có tính chất thấm rất yếu, gần như cách nước. Giá trị hệ số thấm thay đổi từ 0,0036 đến 0,065m/ng, trung bình 0,023m/ng. 1.5 Lớp thấm nước yếu không liên tục Pleixtocen giữa trên Trên lát cắt, lớp này nằm ngăn cách giữa tầng chứa nước qp2 và tầng chứa nước qp1. Thành phần của lớp gồm sét, sét bột, sét pha. Chiều dày của lớp không liên tục, nhiều nơi vắng mặt hoàn toàn. Về mặt bản chất, chúng là các thấu kính thấm nước yếu.II. HIỆN TRẠNG KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT VÀ CÁC NGUỒN NHIỄM BẨN TRONG KHU VỰC 2.1 Vị trí giếng khai thác Giếng khoan khai thác nước của Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng thuộc Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên giống gia súc Hà Nội phục vụ cho hoạt động chăn nuôi bò sữa, vệ sinh chuồng trại và nước sinh hoạt cho các công nhân viên trong công ty. Công ty có 2 giếng khoan, hiện tại một giếng đang khai thác, phục vụ cho hầu hết các nhu cầu dung nước của Xí nghiệp, một giếng hiện nay mới đi vào khai thác. Vị trí giếng khai thác số 1: X:2330218 Y: 0597468 Vị trí giếng khai thác số 2: X:2330160 Y:0597537 Hình 2.1 Bản đồ hiện trạng khai thác nước dưới đất thành phố Hà Nội (Nguồn: Cục quản lý tài nguyên nước) 2.2 Cấu trúc giếng khai thác * Cấu trúc giếng khai thác số 1: Giếng khoan số 1 có độ sâu là 70 mét với kết cấu như sau: + Từ mặt đất +0,5 đến -30,0m: ống vách f 168mm dài 30,5m. + Từ -30,0m đến -53,0m: ống khai thác f 114mm dài 23,0m. + Từ -53,0m đến -65,0m: ống lọc f 114mm dài 12,0m. + Từ -65,0m đến -70,0m: ống lắng f 114mm dài 6,0m. Tất cả ống chống, ống lọc là loại thép đen dày 4mm, nối cứng với nhau bằng các mối hàn. Xung quanh phần công tác của giếng khoan được đổ lớp sỏi lọc đường kính sỏi 3 - 8mm. Từ mặt đất đến 30m được trám cách ly bằng sét, một mét trên mặt đất được đổ bê tông Mac200. Máy bơm khai thác nước trong giếng khoan: Máy bơm hãng Pentax – Italy công suất 7m3/h. * Cấu trúc giếng khai thác số 2: Giếng khoan số 2 có độ sâu là 60 mét với kết cấu như sau: + Từ mặt đất +0,5 đến -30,0m: ống vách f 168mm dài 30,5m. + Từ -30,0m đến -53,0m: ống khai thác f 114mm dài 23,0m. + Từ -53,0m đến -65,0m: ống lọc f 114mm dài 12,0m. + Từ -65,0m đến -70,0m: ống lắng f 114mm dài 6,0m. Tất cả ống chống, ống lọc là loại thép đen dày 4mm, nối cứng với nhau bằng các mối hàn. Xung quanh phần công tác của giếng khoan được đổ lớp sỏi lọc đường kính sỏi 3 - 8mm. Từ mặt đất đến 30m được trám cách ly bằng sét, một mét trên mặt đất được đổ bê tông Mac200. Máy bơm khai thác nước trong giếng khoan: Máy bơm hãng Pentax – Italy công suất 7m3/h. 2.3 Lưu lượng và thời gian khai thác khai thác Công ty TNHH MTV giống gia súc Hà Nội được chuyển đổi từ doanh nghiệp nhà nước, giếng khai thác nước của cơ sở đã có từ những năm mới bắt đầu thành lập doanh nghiệp nhà nước 1960. Từ lúc bắt đầu khai thác đến nay, cơ sở không có đồng hồ đo lưu lượng khai thác. Song, dựa vào báo cáo tình hình kinh tế từng quý của Xí nghiệp, về số lượng công nhân, số lượng đàn bò, bê những năm gần đây, chúng tôi có thể ước lượng lưu lượng nước khai thác từ năm 2005 đến nay như trong bảng 3.1 dưới đây. Bảng 3.1 Lưu lượng khai thác của giếng khoan Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng Năm 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Tháng I 2570 2480 3150 2810 2760 3100 II 2610 2530 3020 2980 2860 3010 III 2640 2790 3090 3180 3070 3170 IV 2750 3020 3150 3230 3150 3210 V 2870 3140 3210 3360 2970 3350 VI 3010 3050 3050 3350 3140 3430 VII 3250 3170 3210 3420 3260 VIII 3130 3250 3350 3320 3380 IX 2970 3210 3430 3010 3140 X 2510 3180 3120 2830 2980 XI 2650 2850 3100 2980 2960 XII 2720 2910 2960 2750 2850 Tổng 33680 35580 37840 37220 36520 19270* Nhận xét: Qua bảng số liệu về tình hình sử dụng nước qua các năm từ 2005 đến 6 tháng đầu năm 2010 có thể thấy được rằng, lưu lượng sử dụng nước có biến đổi theo từng năm và từng tháng trong năm, các tháng mùa hè có xu hướng sử dụng nhiều nước hơn. Tuy nhiên, lượng nước sử dụng theo từng tháng vẫn không vượt mức sử dụng nước tối đa của Xí nghiệp là 3600m3/tháng. Riêng năm 2010 thì số liệu chúng tôi đưa ra dựa vào báo cáo kinh tế Quý 1 (6 tháng đầu năm 2010). Để thấy rõ hơn lượng khai thác nước biến đổi theo từng thời kỳ chúng ta có thể nhìn vào biểu đồ hình 3.1 dưới đây. Hình 3.1 Lưu lượng nước khai từ năm 2005 đến nay III. DỰ BÁO MỰC NƯỚC HẠ THẤP VÀ TÁC ĐỘNG MÔI TRƯỜNG 3.1 Tính dự báo mực nước hạ thấp do công trình dự kiến khai thác gây ra cho các công trình đang khai thác xung quanh Theo tài liệu địa chất thủy văn của khu vực khai thác và kết hợp với tài liệu đo đạc tại hiện trường thì các thông số địa chất thuỷ văn được xác định như sau: (đúng cho cả 2 giếng khoan, do 2 giếng khoan gần nhau nên cấu tạo địa chất, thủy văn, mực nước tĩnh, mực nước động tương đương nhau, đồng thời lưu lượng khai thác Q0 của từng giếng là tương đương nhau=75m3/ngày. Do đó, có thể tính cho cả hai giếng với các thông số tính toán là tương đương cho cả 2 giếng) Độ dẫn nước Km = 300m2/ng; Bề dầy trung bình tầng chứa nước m = 14,35m Hệ số thấm K = 20,9m/ng; a* = 3.106m2/ngày. Tỷ lưu lượng lỗ khoan đạt tới q= 1,95 - 7,7 l/sm. Tại khu vực nghiên cứu có cấu trúc địa chất thuỷ văn đơn giản, điều kiện hình thành trữ lượng rõ ràng, cấu trúc tầng chứa nước được mô hình hoá thành dạng tầng chứa nước áp lực, vô hạn, có mái và đáy cách ly. Mực nước hiện tại là mực nước trong miền động thái tự nhiên. Tầng chứa nước khai thác là tầng chứa nước vô hạn áp lực yếu có mái và đáy cách nước, vì vậy chúng tôi chọn công thức sau để tính toán trị số hạ thấp mực nước trong lỗ khoan khai thác : Trị số hạ thấp S0 trong giếng khoan được xác định theo công thức:  - Q0 : Lưu lượng khai thác của giếng (m3/ngày) Q0 = 60m3/ngày - Km : Hệ số dẫn nước (m3/ngày) km= 300 m3/ngày - a* : Hệ số truyền áp (m2/ngày) a* = 3.106 m2/ngày - t : Thời gian khai thác tính, 27 năm ( 104 ngày) - r0 : Bán kính giếng khai thác (m), r01 = 0.084m; * Đối với giếng khoan khai thác số 1: G1 Thay số vào tính được trị số hạ thấp mực nước tại giếng khoan: S0 = 0.48m Mực nước cho phép Scp được tính như sau: Trong đó: : Mái tầng chứa nước 1/2 mực áp lực là: 24,73 - 4,8 = 19,93m Chiều dầy trung bình tầng chứa nước, tính đến hết lỗ khoan tại Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng (tính đến đáy lỗ khoan) là m Như vậy, Scp = 19,93+4,78 = 24,71m * Đối với giếng khoan khai thác số 2: G2 Trị số mực nước hạ thấp tại giếng khoan S0 = 0.48m Mực nước cho phép được tính theo công thức sau: Trong đó DH: Mái tầng chứa nước của giếng số 2, DH = 23,75 – 4,79 = 18,96m Chiều dầy trung bình tầng chứa nước, tính đến hết lỗ khoan tại Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng (tính đến đáy lỗ khoan) là m Như vậy, Scp = 18,95 + 4,78 = 23,74m Việc khai thác nước với lưu luợng 60m3/ngày/giếng của Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng hiện tại và trong tương lai không ảnh hưởng đáng kể tới trữ lượng của tầng chứa nước qp2. Bảng 3.1 Kết quả dự báo khai thác nước sau 27 năm STT Số hiệu lỗ khoan Lưu lượng khai thác m3/ngày Mực nước tĩnh (m) Mực nước động (m) Mực nước tĩnh sau 27 năm (m) Mực nước động sau 27 năm (m) Mực nước cho phép Scp (m) 1 G1 60 4,8 6,7 5,28 7,18 24,71 2 G2 60 4,79 6,5 5,27 7,16 23,74 Nh­ vËy, cho thÊy tÇng chøa n­íc kh¸ giµu ®ñ kh¶ n¨ng cung cÊp cho môc ®Ých sö dông. 3.2 Đánh giá khả năng nhiễm bẩn và xác định đới phòng hộ vệ sinh Từ khi bắt đầu khai thác, tại giếng khoan khai thác chúng tôi xây dựng đới phòng hộ vệ sinh cẩn thận, xung quanh giếng và mặt sân của Xí nghiệp được đổ một lớp bê tông Mác200 để tránh sự ngấm chất bẩn xuống nước dưới đất gây nhiễm bẩn. Do có sự nhận thức cao về bảo vệ môi trường, nên từ cán bộ cao nhất cho đến những người công nhân trực tiếp sản xuất đều rất có ý thức bảo vệ môi trường chung, vì vậy khả năng nhiễm bẩn dến tầng chứa nước dưới đất là hầu như không có, hơn nữa đới phòng hộ vệ sinh cũng được xây dựng ngay sau khi xây dựng giếng khoan nên chất bẩn không có khả năng xâm nhập được xuống nước dưới đất từ công trình khai thác nước của Xí nghiệp. 3.3. Đánh giá tác động của các giếng khoan khai thác tới môi trường xung quanh Hiện tại: Từ khi bắt đầu khai thác đến nay cũng đã gần 5 năm nhưng chúng tôi chưa thấy hiện tượng gây sụt lún, hay rạn nứt mặt đất các công trình xung quanh tại khu vực khai thác cũng như ảnh hưởng đến các vùng lân cận. Lưu lượng và chế độ khai thác chúng tôi vẫn duy trì bình thường và cam kết khai thác theo đúng lưu lượng đăng ký. Dự báo trong tương lai: Với lưu lượng khai thác như hiện nay, cùng với những kết quả tính toán, dự báo về mực nước hạ thấp và quy định về mực nước hạ thấp cho phép, và những biện pháp bảo vệ môi trường của Xí nghiệp như hiện nay thì công trình khai thác nước ngầm của Xí nghiệp được đánh giá là khó có thể gây ảnh hưởng tới môi trường xung quanh. IV.THIẾT KẾ CÔNG TRÌNH KHAI THÁC NƯỚC DƯỚI ĐẤT 4.1. Yêu cầu về nước và chế độ dùng nước Xí nghiệp bắt đầu khai thác nước dưới đất từ những năm 1960. Các số liệu đo đạc từ trước đến nay là hầu như không có. Tuy nhiên, dựa vào tình hình hoạt động của Xí nghiệp trong những năm gần đây cho thấy: Xí nghiệp chăn nuôi bò Bãi Vàng khai thác nước với lưu lượng khá ổn định không biến động lớn và lưu lượng khai thác trung bình vẫn nhỏ hơn 120m3/ngày tương đương với lượng nước là 3600m3/tháng. Sơ bộ chúng tôi quan trắc lưu lượng nước từ năm 2005- 6 tháng đầu năm 2010. Cụ thể được trình bày trong bảng 4.1 dưới đây. Bảng 4.1 Diễn biến lượng nước khai thác giai đoạn từ 2005 đến nay. STT Năm lượng nước cả năm Đơn vị 1 2005 33680 m3/năm 2 2006 35580 m3/năm 3 2007 37840 m3/năm 4 2008 37220 m3/năm 5 2009 36520 m3/năm 6 6 tháng đầu năm 2010 19270 m3/năm Dựa vào bảng 4.1 có thể thấy được rằng lưu lượng nước khai thác khá ổn định theo các năm. Cụ thể diễn biến mực nước được thể hiện rõ trên sơ đồ hình 4.1 dưới đây. Hình 4.1 Biểu diễn lượng nước khai thác nước theo các năm 4. 2. Lựa chọn tầng chứa nước và sơ đồ hệ thống khai thác nước Dựa vào các thông số địa chất thủy văn của các tầng chứa nước dưới đất trong khu vực, chúng tôi xác định lựa chọn tầng chứa nước Pleistocen làm tầng sản phẩm để khai thác nước cho xí nghiệp. Để đáp ứng cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của Xí nghiệp, chúng tôi đã tính toán và xác định các thông số của giếng khoan khai thác nước như sau. * Mặt cắt địa chất giếng khoan + Từ mặt đất đến 2m: Đất lấp mùn thực vật, phù sa cổ. Đất có thành phần cơ giới trung bình, giàu limang, có cấu tạo viên đến hạt. Đất có màu nâu xám đến xám trắng. + Từ 2 - 28m: đất thuộc tầng trầm tích Holocen (qh). Đất có thành phần cơ giới gồm các hạt sét, sét pha màu vàng loang lỗ nửa cứng đến cứng. + Từ 28 - 33,3m: là lớp sét cách nước. Thành phần cơ giới nặng chủ yếu là các hạt sét, sét pha. Có màu nâu xám đến xám đen. + Từ 33,3 - 47m: Đất thuộc trầm tích pleixtocen trên (qp2). Thành phần thạch học chủ yếu là cát, cát pha có lẫn sạn sỏi tướng lòng sông. + Từ 47 - 47,5m: Lớp sét cách nước. Đây là một lớp cách nước mỏng, có thành phần thạch học chủ yếu là các hạt sét gắn kết với nhau kha chặt vì vậy tuy lớp đất có bề giày mỏng nhưng lại có thể ngăn cách sự di chuyển của nước từ tầng trên xuống dưới và ngược lại. + Từ 47,5 - 70m: Lớp đất thuộc tầng chứa nước lỗ hổng pleixtocen dưới – giữa. Thành phần thạch học gồm cát, cuội, sỏi tướng lòng sông. * Chiều sâu và kết cấu giếng Cấu trúc giếng khai thác số 1 (G1) Giếng khoan số 1 có độ sâu là 70 mét với kết cấu như sau: + Từ mặt đất +0,5 đến 30,0m: ống vách f 168mm dài 30,5m. + Từ 30,0m đến 53,0m: ống khai thác f 114mm dài 23,0m. + Từ 53,0m đến 65,0m: ống lọc f 114mm dài 12,0m. + Từ 65,0m đến 70,0m: ống lắng f 114mm dài 6,0m. Tất cả ống chống, ống lọc là loại thép đen dày 4mm, nối cứng với nhau bằng các mối hàn. Xung quanh phần công tác của giếng khoan được đổ lớp sỏi lọc đường kính sỏi 3 - 8mm. Từ mặt đất đến 30m được trám cách ly bằng sét, một mét trên mặt đất được đổ bê tông Mac200. Máy bơm khai thác nước trong giếng khoan: Máy bơm hãng Pentax – Italy công suất 7m3/h. Cấu trúc giếng khai thác số 2 (G2) Giếng khoan số 2 có độ sâu là 60 mét với kết cấu như sau: + Từ mặt đất +0,5 đến 30,0m: ống vách f 168mm dài 30,5m. + Từ 30,0m đến 53,0m: ống khai thác f 114mm dài 23,0m. + Từ 53,0m đến 65,0m: ống lọc f 114mm dài 12,0m. + Từ 65,0m đến 70,0m: ống lắng f 114mm dài 6,0m. Tất cả ống chống, ống lọc là loại thép đen dày 4mm, nối cứng với nhau bằng các mối hàn. Xung quanh phần công tác của giếng khoan được đổ lớp sỏi lọc đường kính sỏi 3 - 8mm. Từ mặt đất đến 30m được trám cách ly bằng sét, một mét trên mặt đất được đổ bê tông Mac200. Máy bơm khai thác nước trong giếng khoan: Máy bơm hãng Pentax – Italy công suất 7m3/h. 4. 3. Thiết kế công tác quan trắc động thái nước dưới đất Để đảm bảo phát triển bền vững nguồn tài nguyên nước dưới đất nói chung và đảm bảo nguồn nước phục vụ sản xuất và sinh hoạt của Xí nghiệp, chúng tôi đã thiết kế hệ thống quan trắc nước dưới đất cho giếng khoan như sau: Có hai phương pháp quan trắc nước dưới đất là phương pháp thủ công và phương pháp tự động. Phương pháp thủ công có ưu điểm là rẻ, nhưng nhược điểm là phải có người đo và cập nhật số liệu hàng tháng. Phương pháp tự động có ưu điểm là không phải tốn nhân công và thời gian cập nhật số liệu tùy vào người đặt chương trình. Ở đây, chúng tôi đưa ra phương pháp đo thủ công. Quan trắc nước dưới đất bao gồm những công việc và thời gian như sau: - Các thông số đo: + Đo mực nước tĩnh Ht (là mực nước ổn định trước khi bắt đầu khai thác) + Đo mực nước động Hđ (là mực nước sau thời gian khai thác đạt mức ổn định) + Lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu nước dưới đất - Thời gian đo + Vào mùa khô đo Ht và Hđ vào các ngày 6, 12, 18, 24 và 30 + Vào mùa mưa đo Ht và Hđ vào các ngày 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30. + Mẫu nước được lấy và phân tích 1 năm 02 lần. Kết quả đo phải được ghi chép cẩn thận vào sổ và tổng hợp 6 tháng 1 lần gửi về cơ quan cấp phép khai thác nước. V. LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC Vì nguồn nước ngầm chưa qua xử lý ở Hưng Yên nói chung và nguồn nước ở trạm cấp nước Xí nghiệp nói riêng có hàm lượng sắt cao và amôni cao hơn tiêu chuẩn cho phép nhiều lần được thể hiện ở bảng 5.1, nên ở đây Xí nghiệp lựa chọn mô hình xử lý nước: Giàn mưa – bể lắng – bể lọc xuôi – bể lọc ngược – bể chứa. Trước khi đưa nước vào mạng lưới cấp nước cho Xia nghiệp, hệ thống sẽ tự động châm một lượng Clo để khử trùng, đảm bảo nước cấp đạt tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y tế. Kết quả phân tích chất lượng nước sau xử lý được thể hiện ở bảng 5.2. Bảng 5.1 chất lượng nước ngầm trước khi xử lý STT ChØ tiªu §¬n vÞ KÕt qu¶ QCVN 09:2008/BTNMT M1-1 M2-1 1 pH 7,28 7,1 5,5 – 8,5 2 Độ cứng mgCaCO3/l 180 220 500 3 Tổng chất rắn mg/l 672 710 1500 4 NH4+ mgN/l 0,5 0.1 0,10 5 NO3- mgN/l 0,56 0,74 15 6 Cl- mg/l 12 13 250 7 SO42- mg/l 210 150 400 8 Fe mg/l 13,5 12,7 5 9 As mg/l 0,001 0,005 0,050 10 Pb mg/l <0,001 <0,001 0,01 11 F- mg/l 0,5 0,62 1,0 12 NO2- mgN/l 0,84 0,71 1,0 13 E.coli MPN/100ml 0 0 0 14 Tổng Coliform MPN/100ml 2 2 3 Bảng 5.2 Chất lượng nước sau khi xử lý STT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả QCVN 02:2009/BYT Cho phép M1-2 M2-2 1 pH - 7.35 7.9 6,0- 8,5 2 Màu sắc TCU 5 2 15 3 Mùi vị Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ Không có mùi vị lạ 4 Độ đục NTU 2 3 5 5 Độ cứng mgCaCO3/l 79,05 118,12 350 6 Amoni mg/l 0,21 0,1 3 7 Cl- mg/l 2.37 1.43 300 8 Fe mg/l 0,11 0,12 0,5 9 Clo dư mg/l 0,31 0,37 0,3-0,5 10 As mg/l 0,0008 0,0008 0,01 11 F - mg/l < 0,01 < 0,01 1,5 12 Chỉ số Pecmanganat mg/l 1,51 1,5 4 13 Tổng Colifom con/ 100ml 2 3 50 14 E.coli con/ 100ml 0 0 0 5.1.Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý nước Xí nghiệp hiện đang sử dụng 02 giếng khoan khai thác với 02 hệ thống xử lý riêng. Hệ thống 1 dùng cho giếng khoan khai thác số 1 đã được xây dựng từ khá lâu và không còn các tài liệu về hệ thống xử lý. Tuy nhiên, quy trình của G1 cũng giống với quy trình xử lý của G2. Giếng khai thác số 2 được xây dựng từ năm 2005 và cũng mới đi vào khai thác với lưu lượng khoảng 50 – 60m3/ngày. Hệ thống xử lý nước cấp của G2 được thể hiện theo sơ đồ hình 5.1 dưới đây. Giàn mưa Bể lọc xuôi Bể lọc ngược Bể lắng Bể chứa Giếng khai thác Hình 5.1 Sơ đồ công nghệ xử lý nước cấp 5.2. Thuyết minh qui trình công nghệ vận hành trạm xử lý nước. Có rất nhiều phương pháp để xử lý nước ngầm, tùy thuộc vào các yếu tố khác nhau như: nhu cầu cấp nước, tiêu chuẩn dùng nước, đặc điểm của nguồn nước ngầm, điều kiện kinh tế - xã hội...mà chúng ta có thể lựa chọn công nghệ xử lý cho phù hợp. Với đặc điểm về nguồn nước ngầm tại khu vực và việc xử lý nước nhằm mục đích cung cấp cho sản xuất và sinh hoạt của công nhân trong Xí nghiệp, vì vậy, Xí nghiệp đã lựa chọn công nghệ xử lý với quy trình xử lý như hình 5.1. Theo đó, công nghệ vận hành trạm xử lý nước bao gồm: * Giếng khai thác nước. Giếng khai thác là một giếng khoan với đường kính lỗ khoan là 168mm với chiều sâu là 70m. Nước lấy lên là nước ở tầng trầm tích Pleistocen nên chất lượng nước bị chi phối về đặc điểm thạch học, khả năng chứa nước..của tầng trầm tích này. Giếng bơm được lắp đặt một máy bơm nước hãng Pentax – Italy công suất 7m3/h. Thông thường, mỗi ngày máy bơm hoại động từ 6 – 8 tiếng, tương đương với lượng khai thác là 50 – 60m3/ngày. * Giàn mưa Giàn mưa với mục đích chủ yếu là để khử sắt có trong nước ngầm. Sắt trong nước ngầm thường tồn tại dưới dạng muối sắt (II) bicacbonat Fe(HCO3)2. Đây là một muối không bền, nó dẽ dàng bị thủy phân thành sắt (II) hiđroxyt theo phản ứng: Fe(HCO3)2 + 2 H2O ® Fe(OH)2 + 2H2CO3 Nếu trong nước có ôxi hòa tan, sắt (II) hiđroxyt sẽ bị ôxi hóa thành sắt (III) hiđroxyt theo phản ứng: Fe(HCO3)2 + O2 + 2H2O ® 4Fe(OH)3 Sắt (III) hiđroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể dễ dàng tách ra khỏi nước nhờ quá trình lắng lọc. * Bể lắng trọng lực - Bể lắng: gồm cát vàng, sỏi. Dài: 4.5m rộng: 2.3m Sâu: 2.4m Thành bể: 0.24m Bể lắng có chức năng giữ nước lại một thời gian sau khi được làm thoáng để quá trình thủy phân và ôxi hóa sắt diễn ra hoàn toàn. Đồng thời tách một phần cặn nặng trước khi nước chuyển sang bể lọc. Quá trình lắng phụ thuộc hoàn toàn vào trọng lực của các hạt cặn, vì vậy mà gọi đây là bể lắng trọng lực. *