Quản lý tài nguyên thiên nhiên là việc quản lý các nguồn lực tự nhiên như đất,nước, thực vật, động vật và tập trung chủ yếu về các tác động đến chất lượng cuộc sống cho cả thế hệ hiện tại và tương lai. Quản lý tài nguyên thiên nhiên đưa ra các kế hoạch, các phương hướng chiến lược cụ thể, các biện pháp quy hoạch và cùng với đó là các chế tài phù hợp, nghiêm khắc nhằm giúp cho công việc khai thác và sử dụng và tái tạo tài nguyên thiên nhiên một cách hợp lý, đúng đắn để mang lại lợi ích tối ưu cho đất nước và toàn cầu, song song đó phải hạn chế tối đa mức độ ô nhiễm tới môi trường trong việc sử dụng tài nguyên. Quản lý tài nguyên thiên nhiên còn tập trung đặc biệt vào sự hiểu biết các tài nguyên mang tính khoa học và kỹ thuật, sinh thái học và khả năng hỗ trợ sự sống của các tài nguyên đó
Thành phần và tính chất của nước ngầm
Khái niệm nước ngầm (nước dưới đất)
Nước ngầm là nguồn nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá như cặn, sạn, cát và bột kết, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người Nước ngầm được chia thành hai loại: nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu Nước ngầm tầng mặt di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp và thường không có lớp ngăn cách với bề mặt, dẫn đến sự biến đổi lớn về thành phần và mực nước, dễ bị ô nhiễm Ngược lại, nước ngầm tầng sâu nằm trong lớp đất đá xốp được ngăn cách bởi các lớp không thấm nước, thường có ba vùng chức năng khác nhau.
- Vùng khai thác nước có áp.
Khoảng cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước có thể lên đến vài trăm km, với các lỗ khoan nước tại vùng khai thác thường có áp lực Nguồn nước ngầm này có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định Ở những khu vực phát triển đá cacbonat, nước ngầm caxtơ thường di chuyển qua các khe nút caxtơ Ngoài ra, trong các dải cồn cát ven biển, thường xuất hiện các thần kính nước ngọt nằm trên mực nước biển.
Nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong chu trình thủy văn, xâm nhập vào các hệ đất đá từ bề mặt hoặc nguồn nước mặt Trong suốt thời gian dài, nước ngầm đã được coi là một nguồn tài nguyên quý giá.
Nguồn nước sạch là yếu tố quan trọng cho sinh hoạt và ăn uống Tuy nhiên, thực tế cho thấy nguồn nước này thường có nồng độ các nguyên tố như Fe, Mn, H2S vượt mức tiêu chuẩn cho nước uống Do đó, nước ngầm cần được xử lý kỹ lưỡng trước khi được phân phối để đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
Bảng 1.1 Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước dưới đất
TT Thông số Đơn vị Giá trị giới hạn
3 Tổng chất rắn hòa tan (TDS) mg/l 1500
4 Độ cứng tổng số (tính theo CaCO3) mg/l 500
5 Amôni (NH4 + tính theo N) mg/l 1
6 Nitrit (NO - 2 tính theo N) mg/l 1
7 Nitrat (NO - 3 tính theo N) mg/l 15
29 Tổng hoạt độ phóng xạ α Bq/I 0,1
30 Tổng hoạt độ phóng xạ β Bq/I 1
CFU/100 ml Không phát hiện thấyNguồn: Bộ Tài nguyên và môi trường, 2015.
Một số đặc điểm và cấu trúc của nước ngầm
1.1.2.1 Đặc điểm Đặc tính chung về thành phần, tính chất của nước ngầm là nước có độ đục thấp, nhiệt độ và các thành phần hóa học ít thay đổi, nước không có oxy hóa trong môi trường khép kín là chủ yếu, thành phần của nước có thể thay đổi đột ngột với sự thay đổi độ đục và ô nhiễm khác nhau Những thay đổi này liên quan đến sự thay đổi lưu lượng của lớp nước sinh ra do nước mưa
Thành phần và tính chất của nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc, cấu trúc địa tầng và độ sâu của lớp nước Nước ngầm thường không chứa rong, tảo, nhưng có thể bị ô nhiễm bởi các tạp chất hòa tan do điều kiện địa tầng và các quá trình phong hóa Ở những khu vực có điều kiện phong hóa tốt và lượng mưa nhiều, nước ngầm dễ bị ô nhiễm bởi các chất khoáng hòa tan và hữu cơ Đặc điểm địa chất của khu vực ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của nước ngầm, vì nước luôn tiếp xúc với đất đá, tạo ra sự cân bằng hóa học Mặc dù vậy, nước ngầm thường có độ đục thấp, nhiệt độ và thành phần hóa học ít thay đổi theo thời gian, và thường chứa rất ít vi khuẩn, trừ khi bị ảnh hưởng bởi nước bề mặt.
Nước ngầm thường thiếu oxi hòa tan nhưng lại chứa hàm lượng CO2 cao Ngoài ra, nước ngầm còn có sự hiện diện của sắt với mức độ biến đổi, từ vài mg/l đến các mức cao hơn.
Nồng độ sắt trong nước ăn uống sinh hoạt vượt quá 100 mg/l, vượt xa tiêu chuẩn cho phép là 0,3 mg/l cho nước sinh hoạt và 0,5 mg/l cho khu vực đô thị, do đó cần xử lý trước khi sử dụng Thêm vào đó, pH của nước thường thấp, có nơi giảm đến 3 – 4 do hàm lượng CO2 cao, gây khó khăn cho việc xử lý nước.
Các đặc tính của nước ngầm:
Nhiệt độ của nước ngầm tương đối ổn định.
Độ đục thường thay đổi theo mùa.
Độ màu: Thường thì không có màu, độ màu gây ra do chứa các chất của acid humic.
Độ khoáng hoá thường không thay đổi.
Sắt và mangan thường có mặt với các hàm lượng khác nhau.
CO2 thường xâm thực với hàm lượng lớn.
Ôxi hoà tan thường không có.
H2S thỉnh thoảng có mặt trong nước ngầm.
NH4 + thường có mặt trong nước ngầm.
Nitrat, Silic có hàm lượng đôi khi cao.
Ít bị ảnh hưởng bởi các chất vô cơ và hữu cơ.
Clo có thể bị ảnh hưởng hoặc không bị ảnh hưởng tuỳ theo khu vực.
Nước ngầm là chất lỏng tiếp xúc trực tiếp với đất và nham thạch, thường tồn tại dưới dạng màng mỏng bao quanh các hạt đất, đá và trong các ống mao dẫn nhỏ Thời gian tiếp xúc dài giúp nước ngầm hòa tan các chất trong đất và nham thạch, do đó, thành phần hóa học của nó chủ yếu phụ thuộc vào các tầng đất, nham thạch mà nó đi qua Các loại đất và nham thạch trên bề mặt Trái Đất được phân chia thành nhiều tầng lớp với thành phần hóa học khác nhau, và giữa các tầng này thường có lớp không thấm nước, dẫn đến việc nước ngầm cũng được chia thành các tầng lớp với đặc điểm hóa học riêng biệt Bên cạnh đó, ảnh hưởng của khí hậu đối với nước ngầm là không đồng đều, tạo ra sự đa dạng trong các đặc tính của nguồn nước này.
Nước ngầm ở tầng trên cùng gần mặt đất chịu ảnh hưởng mạnh mẽ từ khí hậu, với các khí hòa tan được đưa vào từ nước mưa, sông và hồ Thành phần hóa học của nước ngầm trong tầng này phụ thuộc nhiều vào thành phần hóa học của nước mặt, vì vậy nó cũng bị tác động đáng kể bởi các yếu tố khí hậu.
Nước ngầm ở tầng sâu thường ít bị ảnh hưởng bởi khí hậu, và thành phần hóa học của nó chủ yếu phụ thuộc vào thành phần hóa học của tầng nham thạch chứa nước Ngoài ra, tính chất vật lý của các tầng nham thạch cũng ảnh hưởng đến thành phần của nước ngầm Ở các tầng sâu khác nhau, nhiệt độ và áp suất của nham thạch cũng khác nhau, dẫn đến sự khác biệt về nhiệt độ và áp suất của nước trong các tầng này.
Nước ngầm ở các tầng sâu có áp suất lên đến hàng ngàn N/m² và nhiệt độ có thể vượt quá 373 K Một đặc điểm quan trọng là nước ngầm ít bị ảnh hưởng bởi sinh vật nhưng lại chịu tác động lớn từ vi sinh vật Tại các tầng sâu, do thiếu oxy và ánh sáng, vi sinh vật yếm khí phát triển mạnh mẽ, ảnh hưởng đến thành phần hóa học của nước ngầm Do đó, nước ngầm ở đây chứa nhiều chất có nguồn gốc vi sinh vật.
1.1.2.2 Cấu trúc của một tầng nước ngầm
Cấu trúc của một tầng nước ngầm được chia ra thành các tầng như sau:
- Bề mặt trên gọi là mực nước ngầm hay gương nước ngầm.
Bề mặt dưới, nơi tiếp xúc với tầng đất đá, được gọi là đáy nước ngầm Chiều dày của tầng nước ngầm được xác định là khoảng cách thẳng đứng giữa mực nước ngầm và đáy nước ngầm.
- Tầng thông khí hay nước tầng trên là tầng đất đá vụn bở không chứa nước thường xuyên, nằm bên trên tầng nước ngầm.
- Viền mao dẫn: là lớp nước mao dẫn phát triển ngay trên mặt nước ngầm.
- Tầng không thấm: là tầng đất đá không thấm nước.
Sự hình thành nước ngầm và các loại nước ngầm
Nước trên bề mặt đất, ao, hồ, sông, biển khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời sẽ bốc hơi thành hơi nước Khi hơi nước gặp lạnh, nó sẽ ngưng tụ thành giọt nước và rơi xuống thành mưa Nước mưa sau khi rơi xuống mặt đất sẽ một phần chảy vào sông, ao, hồ, một phần bốc hơi trở lại qua mặt đất và lá cây, và một phần ngấm xuống đất, tích tụ thành nước ngầm Quá trình hình thành nước ngầm diễn ra qua nhiều giai đoạn, chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như bức xạ, trọng lực, sức hút phân tử và lực mao dẫn.
Nước ngầm hình thành từ quá trình nước bề mặt thẩm thấu xuống đất, nhưng không thể đi qua tầng đá mẹ, dẫn đến việc nước tập trung trên bề mặt Hình dạng của nước ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa chất Khi nước tập trung đủ, nó bắt đầu di chuyển và kết nối với các khoang, túi nước khác, tạo thành các mạch nước ngầm lớn nhỏ Sự hình thành nước ngầm chịu ảnh hưởng bởi lượng nước thẩm thấu, lượng mưa và khả năng trữ nước của đất.
Tuỳ theo vị trí mà ta có thể chia nước ra làm 3 loại:
Tầng nước ngấm là lớp nước nằm trên cùng, không có lớp đất không thấm nước phía trên, và có đặc điểm thay đổi nhanh chóng theo thời tiết Khi có mưa nhiều, mực nước trong tầng này sẽ tăng cao, trong khi nắng lâu sẽ khiến mực nước giảm xuống Đối với ao giếng của người dân, nếu chỉ đào đến tầng nước ngấm, vào mùa khô thường sẽ cạn kiệt nước Tầng nước ngầm này hình thành từ nước mưa thấm xuống từ bề mặt đất và sau đó được thoát ra sông, hồ.
Nước ứ là hiện tượng xảy ra khi có một tầng đất khó thấm nước nằm trên tầng thấm, khiến nước mưa không thể thấm kịp Khi đó, nước tạm thời ứ lại trên tầng đất này, tạo thành nước ứ Dần dần, một phần nước ứ sẽ thấm xuống dưới, một phần khác sẽ bốc hơi, dẫn đến lượng nước ứ giảm dần hoặc mất hẳn Nước trong tầng này hoàn toàn tách biệt với nước mặt đất và hầu như không có sự giao lưu với môi trường xung quanh.
Nước giữa tầng là loại nước nằm trong các tầng thấm nước, được bao quanh bởi hai tầng không thấm, thường là đất sét Với vị trí sâu và được bảo vệ bởi các lớp đất sét, lượng nước giữa tầng không bị ảnh hưởng nhiều bởi sự thay đổi theo mùa, đồng thời chất lượng nước cũng rất tốt.
Tầm quan trọng của nước ngầm
Nước ngầm là nguồn tài nguyên quý giá cho nước uống, nông nghiệp và công nghiệp, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì hệ sinh thái thực vật và động vật hoang dã Hơn 50% dòng chảy của các con suối trong hệ thống sông xuất phát từ nước ngầm.
Từ thời cổ đại, nước từ lòng đất đã được sử dụng cho thủy lợi và chăn nuôi, với những phương pháp đơn giản để thu hút nước mưa và khai thác nước ngầm Nước ngầm chiếm khoảng hai phần ba lượng nước ngọt trên thế giới, trở thành nguồn nước ngọt quan trọng và đáng tin cậy Khoảng 1% lượng nước trên trái đất là nước ngầm, tương đương với một lớp dày năm mươi lăm trên bề mặt trái đất, cho thấy vai trò thiết yếu của nước ngầm trong việc cung cấp nước sạch.
Nguồn nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước uống cho người dân, nông nghiệp và ngành công nghiệp Khoảng 80% nước uống ở các khu vực như Trung Đông, Châu Âu, Nga và Bắc Mỹ đến từ nguồn nước ngầm.
Con người sử dụng nước ngầm phục vụ cho các mục đích sau:
Cho sinh hoạt như: ăn, uống, tắm giặt, …
Cho nông nghiệp: tưới hoa màu, cây ăn quả, các cây có giá trị kinh tế cao.
Mở rộng các hoạt động sản xuất công nghiệp.
Nước ngầm có chất lượng tốt không chỉ được sử dụng trong sinh hoạt mà còn có khả năng chữa bệnh Việc sử dụng nước ngầm giúp giảm thiểu nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến nguồn nước mặt ô nhiễm, như bệnh đường ruột, bệnh phụ khoa và bệnh ngoài da.
Việc sử dụng nước ngầm giúp con người giảm bớt sức lao động trong việc lấy nước từ xa, tiết kiệm chi phí cho việc mua nước, và tiết kiệm thời gian, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.
Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước ngầm
pH
Giá trị pH là yếu tố quan trọng trong việc xác định chất lượng nước về mặt hóa học Nó ảnh hưởng đến tốc độ phát triển và sự sinh trưởng của sinh vật trong môi trường nước Sự thay đổi pH có thể làm thay đổi thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan hoặc kết tủa, cũng như tác động đến các phản ứng hóa học và sinh học pH được định nghĩa bằng công thức: pH = -lg [H+].
Khi pH =7 nước có tính trung tính
Khi pH 7 nước có tính kiềm ( Trịnh Xuân Lai, 2003)
Độ cứng
Độ cứng là chỉ số thể hiện hàm lượng ion hóa trị 2, chủ yếu là ion Ca2+ và Mg2+, trong nước Độ cứng cao gây tiêu hao nhiều xà phòng khi giặt giũ, đồng thời làm đóng cặn trong ống dẫn của nồi hơi, giảm khả năng trao đổi nhiệt và tăng tính ăn mòn do nồng độ ion H+ tăng lên Độ cứng được chia thành ba loại.
Độ cứng toàn phần của nước thể hiện tổng hàm lượng ion Ca 2+ và Mg 2+ Trong khi đó, độ cứng tạm thời liên quan đến hàm lượng các muối của ion HCO3 - và CO3 2- kết hợp với Ca 2+.
+ Độ cứng vĩnh cữu là hàm lượng các muối của ion Cl - , SO4 2-, HSO4 - với Ca 2+ và Mg 2+
Clorua (Cl - )
Cl- là ion chính trong nước thiên nhiên, biểu thị độ mặn và thường có mặt nhiều nhất ở nước biển và các mỏ muối Trong nước ngọt và nước ngầm, hàm lượng Cl- dao động từ 20 mg/L đến 800 mg/L Mặc dù Cl- rất có ích cho cơ thể, nhưng khi ở hàm lượng cao, nó có thể gây ra các vấn đề sức khỏe như suy thận và tăng nguy cơ cao huyết áp.
Hàm lượng đạm Nitrat (N-NO 3 )
Nitrat, dạng oxy hóa cao nhất trong chu trình nito, thường xuất hiện với nồng độ đáng kể ở giai đoạn cuối của quá trình oxy hóa sinh học (Nguyễn Khắc Cường, 2002) Ngoài ra, nitrat trong các thủy vực còn là sản phẩm của quá trình nitrat hóa hoặc được cung cấp từ nước mưa trong các cơn dông.
Trong thủy vực, sự hiện diện của đạm dưới dạng N-NO3 - cho thấy quá trình oxy hóa đã hoàn tất, tuy nhiên, nitrat chỉ tồn tại ổn định trong điều kiện hiếu khí Khi chuyển sang môi trường yếm khí, N-NO3 - sẽ bị khử thành nito tự do, làm giảm sự phát triển của tảo và thực vật thủy sinh Mặc dù vậy, nồng độ nitrat cao trong nước có thể gây độc hại cho con người, vì chúng có thể chuyển hóa thành nitrit trong hệ tiêu hóa, kết hợp với hồng cầu và tạo ra chất không vận chuyển oxy, dẫn đến bệnh xanh xao thiếu máu (Đặng Kim Chi, 2001).
Hàm lượng Sunfat (SO 4 2- )
Sulfat là một chỉ số quan trọng trong việc xác định mức độ ô nhiễm phèn của nguồn nước Nồng độ sulfat cao có thể dẫn đến vị chát trong nước, gây ra bệnh tiêu chảy và làm tăng khả năng xâm thực đối với các công trình xây dựng Hơn nữa, sulfat còn kết hợp với ion Ca2+ để hình thành cặn cứng, bám trên bề mặt của các thiết bị trao đổi nhiệt.
Sắt (Fe)
Sắt là kim loại phong phú tạo nên vỏ trái đất Sắt hiện diện ở hầu hết các nguồn nước thiên nhiên:
Sự hiện diện của ion sắt trong nước có thể gây ra hiện tượng đục và màu sắc không mong muốn, do quá trình chuyển đổi từ Fe 2+ sang Fe 3+ tạo ra màu nâu đỏ Điều này không chỉ ảnh hưởng đến độ cứng của nước mà còn tạo điều kiện cho sự phát triển của một số vi khuẩn gây thoái rửa trong hệ thống phân phối nước Hàm lượng sắt trong nước thường xuất phát từ việc hòa tan trong nước ngầm dưới dạng Fe 2+ hoặc từ nước thải công nghiệp.
Sắt thường xuất hiện trong nước ngầm dưới dạng muối hòa tan hoặc phức chất, được hình thành từ việc hòa tan các khoáng chất trong đá hoặc do ô nhiễm từ nước thải bề mặt.
Nước có hàm lượng sắt cao (trên 0.3 mg/l) gây khó khăn trong việc sử dụng cho sinh hoạt Sắt trong nước làm cho nước trở nên đục, có màu vàng và chứa nhiều cặn, tạo điều kiện cho sự phát triển của các loại vi khuẩn ưa sắt.
Ecoli
E.coli được xem là một chỉ tiêu đánh giá sự nhiễm bẩn của nguồn nước và đánh giá hiệu quả của việc khử trùng Khi dùng nước có nhiễm khuẩn E.coli, nó gây cho người một số bệnh như: tả, lỵ, thương hàn, tiêu chảy…,nặng có thể gây tử vong.Những hạt chất lơ lững, gây ra độ đục trong nước thường có bề mặt hấp phụ các kim loại độc, các vi sinh vật gây bệnh Chính những hạt này cản trở quá trình diệt trùng của chất diệt trùng khi cần sử lý nước ăn.
Hiện trạng khai thác nước ngầm
Khai thác và sử dụng nước dưới đất trên thế giới
Nước ngầm là nguồn tài nguyên quý giá nhất toàn cầu, với lượng khai thác khoảng 982 km³ mỗi năm So với nước mặt, nước dưới đất có chất lượng vượt trội hơn, giúp giảm chi phí xây dựng công trình và dẫn nước từ xa Chính vì vậy, từ xa xưa, nước ngầm đã được khai thác rộng rãi để phục vụ nhu cầu sinh hoạt và sản xuất.
Tính đến đầu những năm 1990 toàn thế giới đã khai thác được 760 tỷ m 3 nước dưới đất chiếm tỷ lệ 21% so với số lượng khai thác sử dụng nước mặt.
Khoảng 70% nước ngầm toàn cầu được sử dụng cho nông nghiệp, trong khi 38% diện tích đất trên thế giới được tưới tiêu bằng nguồn nước này.
Bảng 1.2 15 quốc gia có số lượng khai thác nước ngầm hàng năm ước tính lớn nhất (2010)
Dân số năm 2010 (Tính bằng nghìn) Ước tính nước ngầm khai thác năm 2010 (km 3 /năm)
Khai thác cho thủy lợi (%)
Khai thác cho sinh hoạt (%)
Khai thác cho công nghiệp (%) Ấn Độ
Khu vực Trung Đông, nơi nguồn nước mặt khan hiếm, đã khai thác tối đa nguồn nước ngầm để đáp ứng nhu cầu sử dụng Tỷ lệ sử dụng nước ngầm tại đây rất cao, với Kuwait chiếm tới 88%, Ả Rập Xê Út 85,3%, Tiểu Vương Quốc Ả Rập 79% và Israel 70%.
Nhiều nước Nam Á có tỷ lệ khai thác nước ngầm (NDĐ) cao so với nước mặt, trong đó Bangladesh chiếm trên 70%, Pakistan 36,5% và Ấn Độ 34,5% Trong lĩnh vực tưới tiêu cho nông nghiệp, Bangladesh, Ấn Độ và Pakistan cũng sử dụng nước ngầm nhiều, với tỷ lệ diện tích tưới bằng NDĐ vượt quá 40% so với diện tích được tưới bằng nước mặt.
Trên toàn cầu, việc phối hợp khai thác và sử dụng nước mặt cùng với nước dưới đất (NDĐ) diễn ra chặt chẽ theo quy luật của kinh tế thị trường, dẫn đến tỷ lệ khai thác NDĐ đạt hiệu quả cao.
Khai thác và sử dụng nước dưới đất tại Việt Nam
1.5.2.1 Hiện trạng khai thác nước dưới đất
Việt Nam sở hữu nguồn nước ngầm phong phú cả về trữ lượng lẫn chất lượng Nước ngầm hình thành trong các lỗ hổng và khe nứt của đất đá, được tạo ra trong quá trình trầm tích hoặc do sự thẩm thấu từ nước mặt và nước mưa Nguồn nước này có thể nằm ở độ sâu từ vài mét đến hàng trăm mét dưới mặt đất.
Việt Nam hiện có 708 đô thị, bao gồm 5 thành phố trực thuộc Trung ương, 86 thành phố và thị xã thuộc tỉnh, cùng 617 thị trấn, phục vụ cho 21,59 triệu người, chiếm 26,3% dân số cả nước Hệ thống cấp nước đô thị bao gồm hơn 240 nhà máy, với tổng công suất thiết kế đạt 3,42 triệu m3/ngày Trong số đó, 92 nhà máy sử dụng nguồn nước mặt với công suất khoảng 1,95 triệu m3/ngày, và 148 nhà máy khai thác nguồn nước dưới đất với công suất khoảng 1,47 triệu m3/ngày.
Nhiều địa phương như Hà Nội, Hà Tây, Hưng Yên và Vĩnh Phúc hoàn toàn phụ thuộc vào nguồn nước dưới đất cho sinh hoạt, trong khi các tỉnh như Hải Phòng, Hà Nam và Thái Bình khai thác 100% từ nguồn nước mặt Một số nơi kết hợp cả hai nguồn nước Hiện tại, các nhà máy cấp nước cung cấp khoảng 150 lít nước sạch/người/ngày cho dân đô thị, nhưng do hạ tầng lạc hậu và thiếu đồng bộ, nhiều khu vực chỉ đạt khoảng 40-50 lít/người/ngày, với tỷ lệ thất thoát nước sạch lên tới 40%.
Tại Hà Nội, tổng lượng nước dưới đất được khai thác đạt 1.700.000m3/ngày đêm, trong đó 760.000m3/ngày đêm từ các bãi giếng lớn Khu vực phía Nam sông Hồng khai thác 700.000m3/ngày đêm Hiện có hơn 100.000 giếng khoan kiểu UNICEF do các hộ gia đình sử dụng, cùng với hơn 200 giếng khoan do công ty nước sạch thành phố quản lý và 500 giếng khoan phục vụ các trạm cấp nước sạch nông thôn.
Tại miền núi phía Bắc, các đô thị phụ thuộc vào nguồn nước từ các tầng cacbonat, có mối liên hệ chặt chẽ với nước mặt và yếu tố khí tượng Tuy nhiên, các hoạt động công nghiệp đang gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước này Đặc biệt, tại các thành phố như Lạng Sơn và Thái Nguyên, hệ thống giếng khoan ở khu vực sông đang phải đối mặt với nhiều thách thức.
Sông Kỳ Cùng và sông Cầu đang đối mặt với tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng Tại Quảng Ninh và Hải Phòng, nhiều giếng khoan bị nhiễm mặn nặng do việc khai thác quá mức trên cùng một địa tầng Trong nội thành Hải Phòng, nhiều giếng khoan không chỉ bị nhiễm mặn mà còn có mực nước giảm sâu từ 1-2 mét.
TP.HCM khai thác khoảng 600.000 m³ nước mỗi ngày, tương đương 200 triệu m³ mỗi năm Các tỉnh ven biển miền Tây Nam Bộ như Kiên Giang, Trà Vinh, Bến Tre và Long An đang phải phụ thuộc vào nguồn nước ngầm do nguồn nước ngọt từ sông rạch, ao hồ không đủ đáp ứng nhu cầu sinh hoạt và sản xuất Khoảng 80% dân số tại bốn tỉnh Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu và Cà Mau sử dụng nước ngầm hàng ngày Tại Trà Vinh, có khoảng 41.512 giếng khoan, trong khi hơn 90% người dân ở TP Cà Mau đã khoan và sử dụng nước ngầm Việc khai thác nước ngầm quá mức đã dẫn đến tình trạng sụt giảm tầng nước ngầm từ 12 đến 15m, khiến Trà Vinh gần hơn với mực nước biển khoảng 2-2,5m.
1.5.2.2 Phương pháp khai thác a Hiện trạng khai thác nước ngầm bằng giếng khoan
Giếng khoan là phương pháp phổ biến để khai thác nước ngầm hiện nay, thường được thực hiện bằng công nghệ khoan xoay Quá trình khoan sử dụng dung dịch đất sét, đất bùn hoặc ống chống Cấu trúc của giếng khoan bao gồm bốn bộ phận chính.
+ Miệng giếng: Thường kết hợp bố trí vị trí đặt máy bơm nước.
Thân giếng, hay còn gọi là ống vách, được làm từ ống thép hoặc ống nhựa PVC, có chức năng ngăn ngừa nước nhiễm bẩn và chống sạt lở cho giếng Chiều dài của ống vách sẽ thay đổi tùy thuộc vào độ sâu của giếng.
Bộ phận thu nước, hay còn gọi là ống lọc nước, được kết nối với ống vách có nhiều khe và lỗ lưới để thu nước hiệu quả Thiết bị này được lắp đặt tại tầng trữ nước của giếng, với chiều dài ống lọc tùy thuộc vào độ dày của tầng nước và nhu cầu khai thác nước.
+ Ống lắng: Bố trí dưới ống lọc nước Dùng để lắng cặn cát và chịu lực khi thổi súc rửa giếng Chiều dài ống lắng khoảng 1,0 ÷ 1,5 m.
Kỹ thuật khoan giếng hiện nay đang sử dụng gồm 3 bước chính sau:
Khi khoan hố giếng, cần chọn vị trí dựa trên điều kiện địa chất thủy văn, xác định chiều sâu và đường kính khoan (thông thường từ 55 đến 120 m và đường kính 114 mm) Phương pháp khoan cũng phải được lựa chọn phù hợp Lưu ý rằng giếng cần cách nguồn ô nhiễm tối thiểu 10 m Nếu sau khi khoan không thể lắp giếng, cần lấp hố khoan bằng đất, cát từ hố khoan hoặc bằng đất sét, đất bùn để ngăn chặn nước bẩn từ bề mặt và các tầng ngậm nước kém chất lượng.
Sau khi hoàn tất việc khoan, bước tiếp theo là lắp ống giếng Để đảm bảo giếng không bị ô nhiễm từ bề mặt đất và các tầng nước không sử dụng, cần thực hiện cách ly bằng cách chèn lớp đất sét có độ sâu tối thiểu 3 m xung quanh ống vách giếng, và lớp đất sét rộng 0,5 m quanh miệng giếng.
Bước 3 trong quá trình khai thác nước ngầm là bơm súc rửa giếng nhiều lần cho đến khi nước đạt tiêu chuẩn trong, không màu, không mùi và không có vị lạ Nếu phát hiện nước nhiễm sắt, cần sử dụng bể lọc phèn để xử lý trước khi sử dụng Đối với việc bơm nước từ giếng khoan, các hộ dân thường sử dụng máy bơm ly tâm trục ngang có công suất từ 1,5 KW trở lên hoặc các loại bơm thả chìm chuyên dụng như bơm hỏa tiễn giếng khoan.
Giếng đào là công trình khai thác nước ngầm từ mạch nông với tầng trữ nước mỏng, chịu ảnh hưởng lớn từ điều kiện khí tượng như mưa, nhiệt độ và bốc hơi Cấu trúc của giếng đào bao gồm các phần chính: miệng giếng, thân giếng, bộ phận nước vào và đáy giếng.
+ Miệng giếng: Thường dùng gầu để tời nước, sách nước hoặc đặt bơm lắt tay hay máy bơm điện để bơm nước.
Thân giếng được làm từ các vật liệu như ống bê tông xi măng, ống đất nung, ống gạch nung hoặc đá ong, với đường kính thường dao động từ 1,0 đến 1,4 mét Độ sâu tối thiểu của thân giếng phải đạt ít nhất 16 mét tính từ mặt đất.
18 TÁC ĐỘNG CỦA HOẠT ĐỘNG KHAI THÁC NƯỚC NGẦM 18 2.1 Hiện tượng sụt lún mặt đất
Hiện tượng suy giảm lưu lượng và mực nước trong các lỗ khoan khai thác
Suy giảm chất lượng và mực nước đang trở thành vấn đề phức tạp, với nguyên nhân chính là sự gia tăng số lượng lỗ khoan khai thác không được bố trí hợp lý và thiếu quản lý lưu lượng Hiện tượng này dẫn đến việc hạ thấp mực nước tại các lỗ khoan đang hoạt động Ngoài ra, sự suy giảm còn do các yếu tố khác như ống lọc bị tắc, hiện tượng ôxít sắt, và sự sét hoá vách lỗ khoan.
Hiện tượng suy giảm chất lượng nước ngầm do khai thác không đúng cách đang ngày càng gia tăng, dẫn đến giảm cả chất và lượng nước Việc khai thác nước ngầm từ tầng Pleistocen đã làm thay đổi thành phần hóa học của nước, khi nước từ tầng trên thấm vào tầng chứa nước này Ở một số khu vực, việc khai thác nước đã kéo theo nước từ tầng chứa có hàm lượng khoáng hóa cao, gây ra tình trạng nhiễm mặn trong các lỗ khoan.
Hạ thấp mực nước do việc khai thác nước ngầm tạo ra phễu hạ thấp xung quanh khu vực khai thác Khi lượng nước khai thác tăng lên, mực nước mặt sẽ hạ thấp nhiều hơn, và thời gian khai thác kéo dài sẽ làm phạm vi hạ thấp mực nước rộng hơn Điều này dẫn đến nguy cơ nhiễm mặn trong tầng chứa nước; nếu khai thác nước ngầm quá mức gần các vùng biển mặn, nước ngầm có thể bị nhiễm mặn do sự thâm nhập của nước mặn xung quanh, gây ô nhiễm cho nguồn nước.
Nước ở tầng chứa nước có thể bị ô nhiễm do sự xâm nhập của nước bẩn từ các nguồn khác, cũng như từ các tầng chứa nước ô nhiễm lân cận Điều này xảy ra qua các lỗ khoan không được xử lý và trám lấp đúng quy trình kỹ thuật, dẫn đến nguy cơ ô nhiễm nghiêm trọng cho nguồn nước khai thác.
Hệ thống cung cấp nước tập trung hiện nay không đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng nước sạch cho sản xuất và sinh hoạt, dẫn đến việc khoan giếng khai thác nước ngầm trở nên phổ biến Việc này diễn ra mà không có sự quản lý chặt chẽ từ các cơ quan chức năng, gây ra nguy cơ suy thoái chất lượng và trữ lượng nước ngầm.
Làm thấp mực nước ngầm
Khai thác nước ngầm không có quy hoạch dẫn đến cạn kiệt nguồn nước, làm giảm mực nước ngầm trong khu vực và ảnh hưởng tiêu cực đến các công trình khai thác nước.
Khi một công trình khai thác nước ngầm hoạt động, ảnh hưởng của nó nhanh chóng lan rộng, tác động đến các công trình lân cận, làm hạ thấp mực nước, từ đó tăng chi phí và giảm hiệu suất khai thác Khoảng cách gần giữa các công trình càng làm mực nước hạ thấp nhiều hơn, gây ra hiện tượng sụt lún Sự hạ thấp mực nước dẫn đến sụt lún các lớp đất đá trong tầng chứa nước, do mất đi lực đẩy Ascimet, tạo ra lỗ hổng lớn Hiện tượng này không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn đe dọa tính mạng con người.
Biến đổi chất lượng nước
Nước bẩn xâm nhập và làm biến đổi chất lượng nước, trong đó nước ngầm thường ít bị ô nhiễm hơn so với nước mặt Tuy nhiên, ở những vùng có lớp phủ mỏng hoặc thấm lớn, nước mặt dễ dàng thấm xuống và gây ô nhiễm tầng chứa nước Ngoài ra, tại các lỗ khoan có kết cấu cách ly kém, nước bẩn có thể xâm nhập vào tầng chứa nước, làm gia tăng tình trạng ô nhiễm Quá trình khai thác nước cũng làm hạ thấp mực nước, tăng độ dốc thủy lực của dòng thấm, từ đó thúc đẩy quá trình ô nhiễm Việc khắc phục nước ngầm đã bị ô nhiễm rất khó khăn, tốn kém và đòi hỏi thời gian dài để xử lý.
Theo nghiên cứu của Lenny H E Winkel và cộng sự (2010), trong số 16,6 triệu người sống ở đồng bằng sông Hồng, có 11 triệu người không có nước sạch và phải sử dụng nước ngầm từ giếng khoan Khảo sát cho thấy 65% giếng khoan vượt tiêu chuẩn WHO về chất lượng nước uống, đặc biệt là chỉ tiêu As và 32 thông số hóa học khác Tình trạng khai thác nước ngầm không kiểm soát đang làm ô nhiễm nguồn nước tại khu vực này, đòi hỏi các cơ quan quản lý nhà nước cần có giải pháp hiệu quả để hạn chế việc khai thác nước ngầm.
CHƯƠNG 3: ĐỊNH GIÁ CHI PHÍ THIỆT HẠI MÔI TRƯỜNG CỦA VIỆC KHAI THÁC
Các khía cạnh kinh tế của nước ngầm
Nước ngầm đang đối mặt với hai vấn đề chính: khai thác quá mức dẫn đến sự khan hiếm và ô nhiễm do hoạt động công nghiệp cùng con người, làm giảm chất lượng nước Những vấn đề này đã tạo ra một thực trạng đáng lo ngại rằng nước ngọt trở thành một nguồn tài nguyên khan hiếm.
Nước vừa tạo ra lợi nhuận vừa phát sinh chi phí do phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng và cung cấp Khi lượng nước tiêu thụ tăng, lợi nhuận ban đầu có thể cao nhưng sẽ giảm dần khi lượng nước sử dụng giảm Chi phí nước cũng gia tăng theo tỷ lệ tiêu dùng, cho thấy rằng việc tiêu thụ nhiều nước dẫn đến việc khai thác tài nguyên nước nhiều hơn, đồng thời phát sinh chi phí cho thăm dò, khai thác và đầu tư cơ sở hạ tầng mà không thể dự đoán được mức độ khai thác trong tương lai (Lehmann, 2016; Yihdego và Drury, 2016; Yihdego và Paffard, 2016).
Tiêu dùng nước là một loại tiêu dùng đặc biệt, phục vụ cho nhiều đối tượng như cây cối, động vật, con người, và các ngành nông nghiệp, công nghiệp Khác với hàng hóa thông thường, phần lớn nguồn nước tiêu hao không qua kênh tiêu dùng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, và nước có khả năng tái tạo sau một thời gian nhất định Lượng cầu về nước rất khó đánh giá vì phụ thuộc vào số lượng đối tượng sử dụng, địa điểm, thời gian và chất lượng Ví dụ, con người cần lượng nước ít nhưng yêu cầu chất lượng cao, trong khi cây trồng cần lượng nước khác nhau tùy thuộc vào loại cây Một số khu vực có nguồn nước mặt sẵn có, trong khi những nơi khác phải khai thác nguồn nước ngầm bằng máy móc Nhu cầu về nước cũng thay đổi theo mùa vụ.
Nước là hàng hóa có nguồn cung khó xác định do phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nguồn nước mặt và nước ngầm, trong đó nguồn nước mặt chủ yếu bị ảnh hưởng bởi khí hậu, một yếu tố thay đổi khó dự đoán Nguồn nước còn bị tác động bởi nhu cầu sử dụng từ các ngành công nghiệp, giá trị sử dụng như tưới tiêu hay nước uống, và chất lượng nước Những đặc điểm này cho thấy nước là hàng hóa dễ sử dụng nhưng khó kiểm soát và định giá Dù có nhiều chức năng và giá trị kinh tế - xã hội quan trọng, nước không hoàn toàn được coi là tài nguyên truyền thống trên thị trường Khi nước được giao dịch như hàng hóa thương mại, việc xác định giá cả trở nên phức tạp do liên quan đến các yếu tố lịch sử, văn hóa - xã hội và thể chế Mặc dù nước có thể bị chiếm đoạt hoặc chia sẻ, nhưng nó vẫn có khả năng tái tạo, khiến cho việc phân loại nước vào thị phần hàng hóa trở nên khó khăn.
Định giá chi phí thiệt hại môi trường của việc khai thác nước ngầm
3.2.1 Định giá chi phí nước:
Theo Lehmann (2016), toàn bộ chi phí cho một đơn vị nước được thể hiện qua biểu đồ sau:
Tác động ngoại vi về môi trường
Tác động ngoại vi về kinh tế
Tổng chi phí Chi phí cơ hội Chi phí kinh tế
Chi phí đầu tư Chi phí cung cấp
Vận hành HT cấp nc
Rogers et al (2002) chỉ ra rằng chi phí cơ hội không chỉ đơn thuần là việc thiếu nước sử dụng ngay lập tức, mà còn liên quan đến việc khai thác hết nguồn nước dự trữ cho hiện tại Khi con người can thiệp và bổ sung nước ngầm bằng nhiều phương pháp, điều này có thể dẫn đến sự suy giảm chất lượng nước trong tương lai, ảnh hưởng tiêu cực đến người sử dụng khác.
Tác động ngoại vi về kinh tế liên quan đến chi phí môi trường, chẳng hạn như khi nguồn nước bị ô nhiễm, điều này sẽ hạn chế khả năng sử dụng nước cho các mục đích khác.
Phương pháp định giá phi thị trường bao gồm tác động ngoại vi về môi trường và kinh tế, cùng với chi phí cơ hội Phương pháp này được áp dụng khi chi phí cho hàng hoá và dịch vụ từ nước ngầm không phản ánh giá trị thực hoặc khi không có giá cả, nhưng vẫn cần xác định giá trị để hỗ trợ quyết định Các phương pháp này có thể được phân loại thành những phương pháp định lượng để đánh giá tác động ngoại vi về môi trường.
Phương pháp định giá phi thị trường dựa trên các lựa chọn quan sát được để suy ra giá trị tài nguyên thực tế, chủ yếu thông qua giá thị trường hoặc chi phí phát sinh Sử dụng thuyết giá hedon, phương pháp này xác định giá trị kinh tế của các hệ sinh thái liên quan đến nước dưới đất, dựa vào mức độ sẵn sàng trả tiền của người tiêu dùng khi giá trị không thể quan sát trực tiếp Một số ứng dụng của việc đánh giá nước ngầm bao gồm việc xác định lợi ích từ cải thiện chất lượng nước ngầm và chi phí toàn bộ liên quan đến sự suy thoái của nguồn nước này.
Việc áp dụng các phương pháp tiếp cận để ước lượng giá trị nước ngầm có thể tốn kém và đòi hỏi kỹ năng chuyên môn Mặc dù việc giải thích kết quả từ các khu vực khác nhau có thể mang lại cơ hội giá cả hợp lý cho các nghiên cứu định giá ban đầu, nhưng cần thận trọng với các tiện ích của chúng Để cung cấp các ước tính nhất quán, thực tế cần đáp ứng một số tình huống cụ thể (Pulido-Velazquez và cộng sự, 2013).
3.2.2 Định giá chi phí thiệt hại môi trường của việc khai thác nước ngầm
Kinh tế yêu cầu giá trị dịch vụ phải bằng hoặc cao hơn chi phí cung cấp Trong lĩnh vực cung cấp nước, lợi nhuận nên được hướng đến việc phục hồi bền vững, bao gồm chi phí vận hành tài chính và chi phí nâng cấp hạ tầng hiện có.
Theo nghiên cứu của Roger và cộng sự (2002), để đảm bảo sử dụng nước một cách hiệu quả và bền vững, cần thiết phải áp dụng mức thuế hợp lý Mức thuế này không chỉ phản ánh chi phí cung cấp nước, bao gồm hoạt động, quản lý và vốn, mà còn phải tính đến chi phí cơ hội, chi phí ngoại tệ và chi phí môi trường.
Việc khai thác nước ngầm đến mức cạn kiệt sẽ dẫn đến chi phí cơ hội khi không còn nguồn nước tái tạo cho tương lai Sự sử dụng nước không bền vững có thể tạo ra phí tổn bổ sung, do việc giảm chất lượng nước và ảnh hưởng tiêu cực đến nhu cầu sử dụng nước cho các mục đích khác.
Sự cạn kiệt và suy giảm mực nước ngầm ảnh hưởng nghiêm trọng đến kinh tế, dẫn đến chi phí khai thác nước ngầm tăng cao và giảm chất lượng cũng như khối lượng nước ngầm Điều này có thể gây ra những tác động tiêu cực đến các chức năng và chất lượng của nguồn nước ngầm.
Hiện nay, nhiều giếng khoan cá nhân trong lĩnh vực nông nghiệp không được kiểm soát, dẫn đến tình trạng giảm mực nước nghiêm trọng Điều này gây ra những tác động tiêu cực đến môi trường, đặc biệt là đối với các vùng đất ngập nước, dòng suối và sông ngòi, làm tăng khó khăn trong công tác quản lý nước ngầm.
Việc khai thác nước ngầm cho nông nghiệp, công nghiệp và sinh hoạt đang dẫn đến tình trạng sụt giảm mực nước ngầm, ảnh hưởng tiêu cực đến giá trị kinh tế của nguồn nước này Hệ quả là chi phí bơm nước tăng cao, khả năng tiếp cận nước ngầm cho các thế hệ tương lai bị giảm sút, đồng thời chất lượng nước ngầm cũng bị suy giảm.
Sự sụt giảm của mực nước ngầm làm gia tăng chi phí tìm kiếm nguồn nước, dẫn đến tình trạng khan hiếm nước cho cây trồng Điều này không chỉ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của cây, mà còn làm giảm năng suất và hiệu quả kinh tế trong nông nghiệp Hệ quả là nông nghiệp kém phát triển, gây ra tình trạng thiếu lương thực và gia tăng các vấn đề xã hội.
Thiếu nước trong sản xuất công nghiệp không chỉ làm giảm chất lượng và khối lượng sản phẩm mà còn tăng chi phí đầu tư cho việc khai thác nguồn nước Hệ quả là thị trường thiếu sản phẩm cung cấp, dẫn đến việc giá trị sản phẩm tăng cao.
Chi phí thiệt hại môi trường từ việc khai thác nước ngầm thường khó xác định, bao gồm tổn hại đến hệ sinh thái dưới nước và sự cạn kiệt nguồn nước (Jasch, 2003) Những chi phí này liên quan đến giá trị không hữu dụng của hệ sinh thái, trong khi người sử dụng môi trường nước cần xem xét tất cả các giá trị tương ứng Giá trị hữu dụng của tài nguyên thể hiện tiềm năng sử dụng trong tương lai, trong khi giá trị không hữu dụng liên quan đến bảo tồn và duy trì môi trường.
Việc đánh giá chi phí suy thoái giúp đo lường và thể hiện dưới dạng phần trăm GDP của một quốc gia thông qua các chi phí cơ bản như chi phí khai thác nước ngầm, chi phí bệnh tật do chất lượng nước giảm, chi phí cho sản phẩm nông nghiệp và công nghiệp, chi phí phục hồi tài nguyên nước, cũng như chi phí phục hồi hệ sinh thái liên quan (Jac van der Gun và Annukka Lipponen, 2010).
3.2.3 Phương pháp định giá thiệt hại môi trường do khai thác nước ngầm ở một số quốc gia trên thế giới:
Phương pháp hạn chế, khắc phục hậu quả của việc khai thác nước ngầm
Khai thác nước ngầm gây suy giảm trữ lượng và thay đổi chế độ bổ cập nước, ảnh hưởng đến mực nước ngầm và chất lượng nước Những thay đổi này tác động tiêu cực đến con người, hệ sinh thái và môi trường, dẫn đến tình trạng nước ngầm bị sụt giảm.
Các biện pháp hạn chế là cần thiết cho kế hoạch phát triển nguồn lực nước ngầm, bao gồm việc thi hành luật pháp, hạn chế giếng mới, hiệu suất máy bơm, thời gian bơm, cây lâu năm và khoảng cách giếng khoan Việc đăng ký giếng cũng rất quan trọng Những biện pháp này yêu cầu một bộ máy nhà nước hiệu quả để thực thi pháp luật, đồng thời có thể liên quan đến kiện tụng Tuy nhiên, cần thúc đẩy việc áp dụng kỷ luật trong việc sử dụng tài nguyên nước ngầm để đảm bảo bền vững.
3.3.2 Biện pháp bổ sung nước ngầm nhân tạo:
Bổ sung nước nhân tạo là một biện pháp cuối cùng trong phát triển nước ngầm, nhằm thu hồi lượng nước đã bị khai thác quá mức và đảo ngược xu hướng giảm mực nước Quá trình này bao gồm việc đưa nước bề mặt vào tầng chứa nước ngầm thông qua các công trình khác nhau, như giếng khoan nạp hoặc thay đổi điều kiện tự nhiên để tăng cường xâm nhập Nước được chuyển động từ bề mặt đất xuống tầng nước ngầm, nơi có thể được lưu trữ cho các nhu cầu sử dụng trong tương lai Theo nghiên cứu của Amartya Kumar Bhattacharya, có nhiều phương pháp thực hiện bổ sung nước nhân tạo.
3.3.2.1 Phương pháp trực tiếp: a) Kỹ thuật lan truyền bề mặt: Các phương pháp được áp dụng rộng rãi nhất để nạp lại nhân tạo nước ngầm sử dụng các kỹ thuật khác nhau như tăng diện tích tiếp xúc và thời gian lưu của nước bề mặt với đất để lượng nước tối đa thâm nhập và tăng cường lượng nước ngầm được lưu trữ Khu vực có đất dốc nhẹ không có rãnh hoặc rãnh núi là địa hình phù hợp nhất cho kỹ thuật lan truyền nước bề mặt.
Kỹ thuật ngập lụt là phương pháp hiệu quả để nạp lại tầng nước ngầm ở những khu vực có địa chất thuỷ văn thuận lợi Bằng cách mở rộng lượng nước mặt dư thừa từ kênh rạch hoặc suối trên diện tích lớn trong một khoảng thời gian đủ lâu, kỹ thuật này giúp tái tạo nguồn nước ngầm Phương pháp này thích hợp cho địa hình có độ dốc từ 1 đến 3% và không có rãnh thoát nước.
Rãnh và kênh mương là những cấu trúc quan trọng trong các khu vực địa hình không đều, giúp tối đa hóa diện tích tiếp xúc với nước để nạp nước hiệu quả từ nguồn dòng hoặc kênh Kỹ thuật này yêu cầu ít công tác chuẩn bị đất hơn so với kỹ thuật lưu lượng nạp nước, đồng thời ít bị ảnh hưởng bởi sự lắng cặn.
Các bể chứa nạp nhân tạo được thiết kế bằng cách đào hoặc bao bọc bằng đê, thường được xây dựng song song với các kênh dòng chảy tạm thời Phương pháp này có diện tích tiếp xúc nước cao, dao động từ 75 – 90% tổng diện tích khu vực nạp nước Ngoài ra, hiệu quả sử dụng không gian được tối ưu hóa, cho phép điều chỉnh hình dạng của lưu vực phù hợp với điều kiện địa hình và không gian hiện có.
Hệ thống tưới bề mặt
Hệ thống tưới bề mặt được thiết kế để nâng cao sản lượng nông nghiệp bằng cách cung cấp nước cho cây trồng trong mùa gió mùa và ngoài mùa gió mùa Khi hệ thống thoát nước đảm bảo và nguồn nước bổ sung có sẵn, tưới bề mặt nên được ưu tiên hàng đầu vì nó không chỉ tưới tiêu hiệu quả mà còn giúp gia tăng tài nguyên nước ngầm.
Giếng phun là cấu trúc giống như ống giếng, được sử dụng để tăng lưu lượng nước ngầm bằng cách bơm nước bề mặt đã được xử lý dưới áp suất Việc này giúp bổ sung các tầng nước ngầm bị khai thác quá mức và hạn chế sự giảm mực nước Ngoài ra, giếng phun còn được áp dụng ở vùng ven biển để lưu trữ nước biển xâm nhập và ngăn ngừa tình trạng lún đất do khai thác nước ngầm quá mức.
Giếng kết nối là một loại giếng khoan đặc biệt, cho phép nước chảy tự nhiên giữa các tầng nước ngầm khác nhau mà không cần bơm Sự chênh lệch áp suất giữa các tầng ngậm nước cao hơn và thấp hơn tạo điều kiện cho nước từ tầng cao hơn nạp vào tầng thấp hơn.
Trục nạp nước là một công trình được sử dụng để nạp nước nhân tạo vào các lớp đất có khả năng thấm kém, nằm sâu dưới bề mặt đất Nó hoạt động tương tự như hố nạp nước nhưng có kích thước nhỏ hơn nhiều, giúp cải thiện nguồn nước ngầm hiệu quả.
Nạp nước là phương pháp gián tiếp nhằm nạp nhân tạo, sử dụng bơm thủy lực để kết nối nước ngầm với nước bề mặt, từ đó cung cấp nước cho bể chứa ngầm Tại các khu vực đá cứng, các kênh bị bỏ rơi thường là những địa điểm lý tưởng cho quá trình này Một trong những ưu điểm nổi bật của phương pháp nạp nước là chất lượng nước mặt thường được cải thiện nhờ vào hành trình của nó qua các vật liệu chứa nước trước khi được bơm ra từ giếng.
Giếng thu gom được xây dựng để khai thác nguồn nước lớn từ sông, hồ hoặc vùng đất ngập nước Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cao hơn ống giếng, nhưng giếng thu gom tiết kiệm chi phí nhờ vào khả năng xử lý lượng thải lớn và đầu nâng thấp Ở những khu vực có tầng nước ngầm gần sông với độ dày hạn chế, giếng ngang thường là lựa chọn tối ưu hơn giếng dọc Giếng ngang không chỉ thu gom nước hiệu quả hơn mà còn có khả năng tiếp nhận nước tốt hơn từ dòng suối.
Ngoài các biện pháp khắc phục, việc áp dụng kỹ thuật bảo tồn nước ngầm là rất quan trọng Các giải pháp như xây dựng đập chứa nước dưới đất và kỹ thuật xi măng kín giúp ngăn chặn nước thấm xuống các tầng chứa nước cứng Điều này buộc phải tạo các lỗ khoan để thu hút nước, từ đó nâng cao hiệu quả quản lý nguồn nước ngầm.
Khai thác nước ngầm quá mức cho các mục đích sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp đã gây ra tác động nghiêm trọng đến môi trường và đời sống con người, động thực vật Việc này dẫn đến sụt lún đất, giảm lưu lượng và mực nước tại các lỗ khoan, cũng như biến đổi chất lượng nước ngầm do xâm thực nước biển Nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng những mất mát từ việc cạn kiệt nước ngầm có thể định giá thông qua chi phí cho sức khỏe, chi phí khai thác nước, và thiệt hại về động thực vật ảnh hưởng đến sinh kế người dân Ngoài ra, còn có những chi phí môi trường khó định giá như chi phí cho cảnh quan và phục hồi môi trường tự nhiên.