BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH, PHÂN BỐ VÀ ĐỀ XUẤT HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM Ở VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM MÃ SỐ ĐỀ TÀI : KC.08-19/6-10 Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Đại học Mỏ - Địa chất Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Nguyễn Văn Lâm 8566 Hà Nội – 2010 BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT CHƯƠNG TRÌNH KHCN CẤP NHÀ NƯỚC “Khoa học và công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên”. Mã số KC.08/06-10 BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU SỰ HÌNH THÀNH, PHÂN BỐ VÀ ĐỀ XUẤT HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM Ở VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM MÃ SỐ ĐỀ TÀI : KC.08-19/6-10 Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Nguyễn Văn Lâm Ban chủ nhiệm chương trình KC.08 Trần Đình Hợi Cơ quan chủ trì đề tài Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Văn phòng các Chương trình Đỗ Xuân Cương Hà Nội - 2010 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG DANH MỤC CÁC ẢNH DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC BẢN ĐỒ, BẢN VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 BÁO CÁO THỐNG KÊ KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 11 CHƯƠNG 1. ĐẶC ĐIỂM ĐỊA LÝ TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ VAI TRÒ CỦA NÓ TRONG SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN KARST VÙNG ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 37 1.1. Vị trí địa lý hành chính vùng nghiên cứu 37 1.2. Đặc điểm địa hình, địa mạo và vai trò của chúng trong sự hình thành và phát triển karst ở Đông Bắc Việt Nam 38 1.3. Đặc điểm khí hậu, thủy văn và vai trò của chúng trong sự hình thành và phát triển karst ở Đông Bắc Việt Nam 46 1.3.1. Đặc điểm khí hậu 46 1.3.2. Vai trò tác động của các yếu tố khí hậu đến phát triển karst ở ĐB 58 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” 1.3.3. Đặc điểm thủy văn 59 1.4. Đặc điểm địa chất và vai trò của chúng trong sự hình thành và phát triển Karst ở Đông Bắc Việt Nam 67 1.4.1. Đặc điểm địa tầng 67 1.4.2. Đặc điểm cấu trúc địa chất các thành tạo cacbonat ở Đông Bắc Việt Nam 73 1.4.3. Phân vùng cấu trúc địa chất vùng ĐB Việt Nam 77 1.4.4. Vai trò của địa chất trong sự hình thành và phát triển karst 86 1.5. Đặc điểm Địa chất thủy văn 93 1.5.1. Nước lỗ hổng trong các thành bở rời (các thành tạo Đệ tứ) 102 1.5.2. Nước khe nứt - karst trong các thành tạo cacbonat 102 1.5.3. Nước khe nứt vỉa trong các thành tạo lục nguyên 105 1.5.4. Nước khe nứt, khe nứt mạch trong các thành tạo biến chất và các thành tạo magma xâm nhập 106 1.6. Khái quát đặc điểm KTXH vùng Đông Bắc 107 1.6.1. Khái quát về đặc điểm kinh tế 107 1.6.2. Khái quát về xã hội 111 CHƯƠNG 2. SỰ HÌNH THÀNH, QUY LUẬT PHÂN BỐ VÀ ĐẶC ĐIỂM NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 115 2.1. Sự phân bố các thành tạo cacbonat 115 2.1.1. Các cao nguyên đá vôi vùng biên giới 115 2.1.2. Vùng đá vôi ở tỉnh Cao Bằng 116 2.1.3. Vùng đá vôi cánh cung sông Gâm và Ngân Sơn 117 2.1.4. Vùng đá vôi cánh cung Bắc Sơn 118 2.1.5. Vùng đá vôi Quảng Ninh 119 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” 2.2. Sự hình thành, quy luật phân bố karst vùng Đông Bắc Việt Nam 119 2.2.1. Các điều kiện hình thành, phát triển karst ở Việt Nam 119 2.2.2. Phân vùng karst ở vùng Đông Bắc Việt Nam 123 2.3. Đặc điểm nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 124 2.3.1. Đặc điểm tàng trữ nước 124 2.3.2. Đặc điểm cung cấp, vận động, động thái và thoát của nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 129 2.3.3. Đặc điểm thủy địa hóa và chất lượng nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 143 2.3.4. Đặc điểm nước khoáng, nước nóng vùng karst ĐB Việt Nam 151 2.3.5. Nguồn gốc nước karst Đông Bắc 155 2.3.6. Trữ lượng nước ngầm vùng karst 161 2.4. Phân vùng nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 168 2.4.1. Vùng nước karst Quảng Ninh 168 2.4.2. Vùng nước karst Bắc Sơn 170 2.4.3. Vùng nước karst Đông Khê - Trùng Khánh (Cao Bằng) 172 2.4.4. Vùng nước karst Đồng Văn - Mèo Vạc 175 2.4.5. Vùng nước karst Yên Minh - Quản Bạ 177 2.4.6. Vùng nước karst Ba Bể - Tuyên Quang 178 2.4.7. Vùng nước karst Mường Khương - Bắc Hà 180 2.4.8. Vùng nước karst Lào Cai - Phú Thọ 182 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” CHƯƠNG 3. HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 183 3.1. Tổng quan các phương pháp điều tra đánh giá nước ngầm vùng karst 183 3.1.1. Tổng quan tình hình áp dụng các phương pháp nghiên cứu ở các nước trên thế giới 183 3.1.2. Tổng quan tình hình áp dụng các phương pháp nghiên cứu ở Việt Nam 187 3.2. Kết quả áp dụng hệ phương pháp điều tra đánh giá và sử dụng nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam và vùng thử nghiệm Hà Giang 190 3.2.1. Phương pháp viễn thám 190 3.2.2. Phương pháp địa mạo 191 3.2.3. Phương pháp địa chất 192 3.2.4. Phương pháp thủy văn 192 3.2.5. Phương pháp ĐCTV 193 3.2.6. Phương pháp địa vật lý 195 3.3. Kết quả khoan kiếm chứng việc áp dụng hệ phương pháp điều tra tìm kiếm nước ngầm vùng karst 209 3.3.1. Tại khu vực Thị trấn Mèo Vạc 209 3.3.2. Tại khu vực thị trấn Tam Sơn - Quản Bạ - Hà Giang 210 3.4. Thả chất chỉ thị xác định miền bổ cập, hướng bổ cập, hướng vận động và tốc độ vận động nước ngầm karst 221 3.4.1. Thả chất chỉ thị xác định miền bổ cập, hướng và tốc độ vận động của nước ngầm tại Yên Minh 221 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” 3.4.2. Thả chất chỉ thị (muối) tại chùm LK thí nghiệm TS2 223 3.4.3. Chỉnh lý tài liệu xác định hệ số lỗ rỗng 225 3.4.4. Kết luận 229 3.5. Đề xuất hệ phương pháp điều tra, đánh giá và sử dụng nước ngầm vùng karst Việt Nam 230 3.5.1. Cơ sở đề xuất các phương pháp 230 3.5.2. Các phương pháp đề xuất 231 CHƯƠNG 4. CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN NƯỚC NGẦM VÙNG KARST ĐÔNG BẮC VIỆT NAM 243 4.1. Hiện trạng khai thác sử dụng nước ngầm vùng Đông Bắc - Việt Nam 243 4.1.1. Hiện trạng khai thác nước cho sinh hoạt và công nghiệp 243 4.1.2. Hiện trạng cấp nước cho tưới 247 4.2. Dự báo nhu cầu khai thác sử dụng nước đến năm 2020 253 4.2.1. Nhu cầu cấp nước sinh hoạt 253 4.2.2. Dự báo nhu cầu cấp nước đến 2020 255 4.3. Các giải pháp khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước ngầm vùng Đông Bắc Việt Nam 264 4.3.1. Nguyên tắc và các yêu cầu chung 264 4.3.2. Các giải pháp khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 273 4.3.3. Định hướng chiến lược khai thác, sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước ngầm vùng karst Đông Bắc Việt Nam 289 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 305 TÀI LIỆU THAM KHẢO 310 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT BCNCT Ban chủ nhiệm chương trình BK Bắc Kạn BKHCN Bộ Khoa học Công nghệ BYT Bộ Y tế BVMT Bảo vệ môi trường CB Cao Bằng CH Cộng hòa CHXHCN Cộng hòa xã hội chủ nghĩa CQ Cơ quan DIC Hợp chất cacbon vô cơ DOC Thành phần các hợp chất hữu cơ hoà tan ĐB Đông Bắc ĐBVN Đông Bắc Việt Nam ĐC Địa chất ĐCCT Địa chất công trình ĐCTV Địa chất thuỷ văn ĐN Đông Nam ĐTTN Điện trường tự nhiên ĐVL Địa vật lý GS.TSKH Giáo sư - tiến sỹ khoa học HH Hỗn hợp KH&CN Khoa học và công nghệ KT Khai thác KTXH Kinh tế xã hội LB Liên bang LC Lào Cai LK Lỗ khoan MK Mường Khương NCKH Nghiên cứu khoa học NĐ-CP Nghị định - Chính phủ Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” NDĐ Nước dưới đất NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn nnk Nhiều người khác NR Nhà riêng PCCC Phòng cháy chữa cháy PTNT Phát triển nông thôn QCVN Quy chuẩn Việt Nam QĐ Quyết định QL Quốc lộ TNHH Trách nhiệm hữu hạn SNKH Sự nghiệp khoa học STNMT Sở Tài nguyên môi trường TB Tây Bắc TĐH Thuỷ địa hoá THCS Trung học cơ sở THPT Trung học phổ thông TN Tây Nam TP Thành phố TPHH Thành phần hoá học tr. đ Triệu đồng TT Thứ tự T.T Thị trấn TX Thị xã UBND Uỷ ban nhân dân V/v Về việc VSMT Vệ sinh môi trường Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước “Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” DANH MỤC CÁC ẢNH Ảnh 1.1. Địa hình karst tuổi Miocen ở Mãpilèng, Mèo Vạc 43 Ảnh 1.2. Địa hình karst dạng nón tuổi Pliocen ở Mậu Duệ, Yên Minh 43 Ảnh 1.3. Hang karst bậc bốn cao 50 - 60m tuổi Pliocen ở Vịnh Hạ Long (hang Đầu Gỗ) 44 Ảnh 1.4. Hang Karst bậc một cao 5 - 10m tuổi Holocen ở Lạng Sơn (động Nhị Thanh) 45 Ảnh 1.5. Hang karst bậc một cao 8 - 10 m, bị ngập nước tuổi Holocen ở Bắc Sơn, Lạng Sơn 45 Ảnh 1.6. Địa hình karst dạng tháp ở vịnh Hạ Long - thấy rõ dấu vết của 3 ngấn nước biển, bằng chứng của 3 lần vận động nâng kiến tạo trong kỷ Đệ Tứ ở miền Bắc Việt Nam 45 Ảnh 1.7. Sự giao thoa cấu tạo của các cấu tạo thế hệ 2 (đới trượt F2) với các nếp uốn thế hệ 3, 4, 5 (U2, U3, U4¸U5) tạo nên cấu trúc rất phức tạp trong đá vôi hệ tầng Nà Quản ở Trùng Khánh, Cao Bằng 76 Ảnh 1.8. Bất chỉnh hợp (U) giữa đá vôi-silic tuổi Đevon muộn (D3), dưới và đá vôi dạng khối hoặc phân lớp dày tuổi Carbon-Permi (C-P), trên lộ ra tại Pả Vi, Mèo Vạc. Dọc theo bất chỉnh hợp, các hang động phát triển nhiều trong các lớp đá nằm trên do bất chỉnh hợp đóng vai trò là đới xung yếu kiến tạo, trở thành đường dẫn của nước ngầm 89 Ảnh 1.9. Đới biến dạng dẻo trong đó đá vôi trở thành các sản phẩm mylonit với cấu tạo phiến đặc trưng ở phía TN thị trấn Tam Sơn, Quản Bạ. Các đới trượt kiểu này tạo thành các màn chắn ngăn cản sự thẩm thấu xuống sâu của nước ngầm 90 Ảnh 1.10. Một vùng xuất lộ nước ngầm dọc theo một đới trượt chờm nghịch ở ĐB Mường Khương. Đới biến dạng dẻo nằm dưới 90 [...]... tài đã luận giải và đề xuất các phương pháp áp dụng tìm kiếm đánh giá nước ngầm vùng karst một cách hiệu quả Với những kết quả hút nước thí nghiệm chùm, đề tài đã xác định độ lỗ hổng kép trong đá vôi, góp phần xây dựng được phương pháp luận đánh giá tiềm năng nước ngầm một cách hiệu quả Xây dựng được hệ phương pháp luận định hướng quy hoạch khai thác sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước ngầm vùng... các tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo diện tại các khu vực 1, khu vực 2 và khu vực 3 tại 203 Tam Sơn, Quản Bạ, Hà Giang Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” Hình 3.13 Vị trí các tuyến đo và kết quả xử lý tài liệu đo sâu điện theo diện tại khu vực 4 tại thị... cơ bản của các hồ chứa nước trong vùng nghiên cứu 248 Bảng 4.5 Tổng hợp hiện trạng sử dụng nước mặt từ các công trình thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp của các huyện tỉnh Yên Bái 251 Bảng 4.6 Tổng hợp hiện trạng sử dụng nước mặt từ các công trình thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp của các huyện Lạng Sơn 252 Bảng 4.7 Dân số đô thị và nông thôn các địa phương 2009 và 2020 254 Báo cáo Đề tài NCKH... 2.9 Phân loại nước vùng karst Đông Bắc Việt Nam trên cơ sở giá trị 13δ của DIC trong nước Hình 3.1 Phương pháp phân tích biểu đồ thủy văn, theo dõi sự thay đổi của lưu lượng mạch nước theo thời gian 159 184 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” Hình 3.2 Phương pháp đánh dấu (thả... KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I THÔNG TIN CHUNG 1 Tên Đề tài: Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam Mã số Đề tài, dự án: KC08-19/06-10 Thuộc: Chương trình: “Khoa học và Công nghệ phục vụ phòng tránh thiên tai, Bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên” 2 Chủ nhiệm đề tài Họ và tên: Nguyễn Văn Lâm... khu vực karst đặc biệt (khan hiếm nước) Đề xuất hệ phương pháp điều tra đánh giá và sử dụng hợp lý nước ngầm ở vùng karst; - Đề xuất các giải pháp khai thác, sử dụng hợp lý và bảo vệ tài nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam 4 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu nước ngầm vùng karst phân bố ở 11 tỉnh/thành ĐB Việt Nam (Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Thái nguyên, Bắc Kạn, Cao Bằng, Hà Giang,... khai thác sử dụng và bảo vệ tài nguyên nước ngầm tại vùng thử nghiệm Hà Giang, tỷ lệ 1:50.000 304 304 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” Ảnh 3.4 Lắt cắt điện theo kết quả đo sâu tuyến T1, T2, T3 khu vực 1 205 Ảnh 3.5 Mặt cắt từ - tellua tuyến 1 khu vực 3 207 Ảnh 3.6 Mặt cắt... nghiên cứu đánh giá riêng về ĐCTV các thành tạo cacbonat ở Việt Nam, trong đó có vùng nghiên cứu Trong báo cáo này, các tác giả không chỉ mô tả, nêu nên một số đặc điểm ĐCTV mà còn đánh giá chất lượng và trữ lượng nước của các thành tạo cacbonat Các thành tạo cacbonat vùng Đông Bắc có trữ lượng động tự nhiên khoảng 12m3/s Các kết quả nghiên cứu này đã được đưa vào giáo trình “Địa chất thủy văn và tài. .. cả đối tượng các đá lục nguyên, biến chất và đá cacbonat Ngoài ra, một vấn đề khá phức tạp là vận động của nước trong các khối karst đã được Đoàn Văn Cánh, Phạm Quý Nhân và các cộng tác viên tiến hành thí nghiệm để xác định hiệu ứng lỗ hổng kép, bước đầu đã cho các kết quả tốt 7 Quá trình thực hiện Đề tài Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng nước ngầm ở vùng... nhiệm vụ của Đề tài * Mục tiêu - Xác lập quy luật hình thành, sự phân bố tài nguyên nước ngầm ở vùng karst Đông Bắc Việt Nam; - Đề xuất hệ phương pháp điều tra, đánh giá hiện đại và sử dụng hợp lý tài nguyên nước ngầm, góp phần giải quyết vấn đề thiếu nước của tỉnh Hà Giang 2 + Ngoài 2 mục tiêu chính nêu trên, đề tài còn có thể giúp cho việc cảnh báo các tác hại do nước ngầm gây ra cho các hoạt động kinh . Nhà nước Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên nước ngầm vùng Karst Đông Bắc Việt Nam” CHƯƠNG 3. HỆ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ VÀ SỬ DỤNG. nghiên cứu ở các nước trên thế giới 183 3.1.2. Tổng quan tình hình áp dụng các phương pháp nghiên cứu ở Việt Nam 187 3.2. Kết quả áp dụng hệ phương pháp điều tra đánh giá và sử dụng nước ngầm. trò tác động của các yếu tố khí hậu đến phát triển karst ở ĐB 58 Báo cáo Đề tài NCKH cấp Nhà nước Nghiên cứu sự hình thành, phân bố và đề xuất hệ phương pháp đánh giá và sử dụng tài nguyên